Medij može prenijeti samo jedan signal u bilo kojoj sekundi vremena. Za prijenos više signala za prijenos medija, medij mora biti odvojen pružanjem svakom signalu segmenta cijele propusnosti. To je moguće pomoću tehnike multipleksiranja. Multipleksiranje je tehnika koja se koristi za kombiniranje različitih signala u jedan signal pomoću zajedničkog medija. Postoje različite vrste tehnika multipleksiranja kao što su TDM, FDM, CDMA i WDM koje se koriste u sustavima prijenosa podataka. Ovaj članak raspravlja o pregledu jedne od vrsta tehnika multipleksiranja kao što su vremensko multipleksiranje koji je također poznat kao TDM.
Što je Time Division Multiplexing?
Time-division multiplexing ili TDM definicija je; tehnika multipleksiranja koja se koristi za prijenos dva ili više strujanja digitalnih signala iznad zajedničkog kanala. U ovoj vrsti tehnike multipleksiranja, dolazni signali su odvojeni u ekvivalentne vremenske odsječke fiksne duljine. Nakon što je multipleksiranje obavljeno, ti se signali šalju preko zajedničkog medija i nakon demultipleksiranja ponovno se sastavljaju u izvorni format.
Blok dijagram vremenskog multipleksiranja
Dolje je prikazan blok dijagram vremenskog multipleksiranja koji koristi i dijelove odašiljača i prijemnika. Za prijenos podataka, tehnika multipleksiranja koja učinkovito iskorištava cijeli kanal ponekad se naziva PAM/TDM jer; TDM sustav koristi PAM. Dakle, u ovoj tehnici modulacije, svaki impuls zadržava neko kratko vremensko razdoblje dopuštajući maksimalnu upotrebu kanala.
U gornjem TDM blok dijagramu postoji broj LPF-ova na početku sustava na temelju br. unosa podataka. U osnovi, ovi niskopropusni filtri su filtri protiv aliasinga koji uklanjaju aliasing podatkovnog i/p signala. Nakon toga, izlaz LPF-a daje se komutatoru. Sukladno rotaciji komutatora, kroz njega se skupljaju uzorci ulaznih podataka. Ovdje je brzina okretaja komutatora 'fs' stoga označava frekvenciju uzorkovanja sustava.
Pretpostavimo da imamo 'n' ulaza podataka, a onda će se prema revoluciji jedan za drugim, ti ulazi podataka multipleksirati i prenositi iznad zajedničkog kanala. Na prijamnom kraju sustava koristi se dekomutator koji je sinkroniziran na odašiljačkom kraju pomoću komutatora. Dakle, ovaj dekomutator l na prijemnom kraju dijeli vremenski podijeljeni multipleksirani signal.
U gornjem sustavu, komutator & de-komutator bi trebali imati istu brzinu rotacije kako bi imali precizno demultipleksiranje signala na kraju prijemnika. Na temelju revolucije izvedene kroz dekomutator, uzorci se skupljaju kroz LPF & vraćaju se stvarni podaci uneseni u prijemnik.
Neka je najveća frekvencija signala 'fm' i frekvencija uzorkovanja 'fs'
fs ≥ 2fm
Stoga je trajanje vremena između uzastopnih uzoraka dano kao,
Ts = 1/fs
Ako uzmemo u obzir da postoji 'N' ulaznih kanala, tada se jedan uzorak skuplja iz svakog od 'N' uzoraka. Stoga će nam svaki interval dati 'N' uzoraka, a razmak između ta dva može se napisati kao Ts/N.
Znamo da je u osnovi frekvencija impulsa broj impulsa za svaku sekundu koji je dan kao
Frekvencija pulsa = 1/razmak između dva uzorka
= 1/Ts/N =.N/Ts
Znamo da je Ts = 1/fs, gornja jednadžba će postati kao;
= N/1/fs = Nfs.
Za signal vremenskog multipleksiranja, impuls za svaku sekundu je brzina signalizacije koja je označena s 'r'. Tako,
r = Nfs
Kako radi multipleksiranje s vremenskim dijeljenjem?
Metoda vremenskog multipleksiranja funkcionira stavljanjem nekoliko tokova podataka unutar jednog signala dijeljenjem signala u različite segmente, pri čemu svaki segment ima vrlo kratko trajanje. Svaki pojedinačni tok podataka na prijemnom kraju ponovno se sastavlja ovisno o vremenu.
U sljedećem TDM dijagramu, kada tri izvora A, B & C žele poslati podatke kroz zajednički medij, signal iz ova tri izvora može se razdvojiti u različite okvire gdje svaki okvir ima svoj fiksni vremenski interval.
U gornjem TDM sustavu, tri jedinice iz svakog izvora su uzete u obzir koje zajedno tvore stvarni signal.
Okvir se prikuplja s jednom jedinicom svakog izvora koji se odašilje u isto vrijeme. Kada se ove jedinice potpuno razlikuju jedna od druge, tada se mogu ukloniti šanse za miješanje signala koje je moguće spriječiti. Nakon što se okvir odašilje iznad određenog vremenskog odsječka, tada drugi okvir koristi sličan kanal za prijenos i dalje se ovaj proces ponavlja dok se prijenos ne dovrši.
Vrste vremenskog multipleksiranja
Postoje dvije vrste vremenskog multipleksiranja; sinkroni TDM i asinkroni TDM.
Sinkroni TDM
Ulaz je sinkrono vremensko dijeljenje multipleksiranja jednostavno povezano s okvirom. U TDM-u, ako postoji 'n' veza, tada se okvir može razdvojiti u 'n' vremenskih odsječaka. Dakle, svaki slot je jednostavno dodijeljen svakoj ulaznoj liniji. U ovoj metodi, brzina uzorkovanja poznata je svim signalima, pa se daje sličan ulaz takta. Mux dodjeljuje isti utor svakom uređaju u svakom trenutku.
Prednosti sinkronog TDM-a uglavnom uključuju; održava se red i nisu potrebni podaci za adresiranje. Nedostaci sinkronog TDM-a uglavnom uključuju; potrebna mu je visoka brzina prijenosa i ako nema ulaznog signala na jednom kanalu budući da je fiksni vremenski utor dodijeljen svakom kanalu, tada vremenski utor za taj određeni kanal ne sadrži nikakve podatke i dolazi do gubitka propusnosti.
Asinkroni TDM
Asinkroni TDM također je poznat kao Statistički TDM koji je vrsta TDM-a gdje o/p okvir prikuplja informacije iz ulaznog okvira dok se ne ispuni, ali ne ostavlja nepopunjeni utor kao u Sinkronom TDM-u. U ovoj vrsti multipleksiranja, moramo uključiti adresu određenih podataka unutar utora koji se prenosi u izlazni okvir. Ova vrsta TDM-a vrlo je učinkovita jer se kapacitet kanala u potpunosti koristi i poboljšava učinkovitost propusnosti.
Prednosti asinkronog TDM-a uglavnom uključuju; njegov sklop nije složen, koristi se komunikacijska veza malog kapaciteta, nema ozbiljnog problema s preslušavanjem, nema izobličenja posrednika i za svaki kanal koristi se cijela propusnost kanala. Nedostaci asinkronog TDM-a uglavnom uključuju; treba međuspremnik, veličine okvira su različite i potrebni su podaci o adresi.
Razlika C/W multipleksiranje s vremenskom podjelom u odnosu na višestruki pristup s vremenskom podjelom
Razlike između TDM i TDMA razmatraju se u nastavku.
|
Multipleksiranje s vremenskim dijeljenjem |
Višestruki pristup s vremenskom podjelom |
| TDM je skraćenica za vremensko podijeljeno multipleksiranje. | TDMA označava višestruki pristup s vremenskim dijeljenjem. |
| TDM je vrsta tehnike digitalnog multipleksiranja gdje se najmanje dva ili više signala prenose istovremeno kao podkanali unutar jednog komunikacijskog kanala. | TDMA je tehnika pristupa kanalu za zajedničke srednje mreže. |
| U ovom multipleksiranju, signali koji se multipleksiraju mogu dolaziti iz sličnog čvora. | U TDMA, signali koji se multipleksiraju mogu dolaziti iz različitih odašiljača/izvora. |
| Za ovo multipleksiranje, određeni vremenski interval uvijek se daje za određenog korisnika. Primjer TDM-a su digitalne zemaljske telefonske mreže. | Za višestruke pristupe s vremenskom podjelom, nakon što korisnik dovrši korištenje vremenskog utora, on će postati slobodan i moći će ga koristiti drugi korisnik. Općenito, ti se odsječci dodjeljuju dinamički i korisnik može dobiti drugačiji vremenski odsječak svaki put kada pristupi mreži. Primjer TDMA je GSM. |
Prednosti i nedostatci
Prednosti vremenskog multipleksiranja uključuju sljedeće.
- Strujni sklop TDM-a je jednostavan.
- TDM koristi ukupnu propusnost kanala za prijenos signala.
- U TDM-u, problem iskrivljenja posredovanja ne postoji.
- TDM sustavi su vrlo fleksibilni u usporedbi s FDM.
- Za svaki kanal koristi se cjelokupna dostupna propusnost kanala.
- Ponekad preklapanje impulsa može uzrokovati preslušavanje, no ono se može smanjiti korištenjem zaštitnog vremena.
- U ovom multipleksiranju rijetko se događa neželjeni prijenos signala između komunikacijskih kanala.
Nedostaci vremenskog multipleksiranja uključuju sljedeće.
- I odašiljački i prijamni dio trebaju biti ispravno sinkronizirani kako bi imali ispravan prijenos i prijem signala.
- TDM je složen za implementaciju.
- U usporedbi s FDM-om, ovo multipleksiranje ima nižu latenciju.
- TDM sustavi zahtijevaju adresiranje podataka i međuspremnika.
- Kanali ovog multipleksiranja mogu se iscrpiti zbog sporog uskopojasnog fedinga.
- U TDM-u je sinkronizacija vrlo značajna.
- U TDM-u su potrebni međuspremnik i informacije o adresi.
Primjene/upotrebe
Primjene vremenskog multipleksiranja razmatraju se u nastavku.
- TDM se koristi u telefonskim linijama digitalne mreže integriranih usluga.
- Ovo multipleksiranje primjenjivo je u javnim komutiranim telefonskim mrežama (PSTN) i SONET-u (sinkrono optičko umrežavanje).
- TDM je primjenjiv u telefonskim sustavima.
- TDM se koristi u žičanim telefonskim linijama.
- Ranije se ova tehnika multipleksiranja koristila u telegrafu.
- TDM se koristi u mobilnim radijima, satelitskim pristupnim sustavima i digitalnim audio sustavima za miješanje.
- TDM je najčešća tehnika koja se koristi u sustavima optičke komunikacije/optičkog prijenosa podataka.
- TDM se koristi za analogne i digitalne signale gdje se broj kanala manje brzine jednostavno multipleksira u kanale velike brzine koji se koriste za prijenos.
- Koristi se u mobilnom radiju, digitalnoj komunikaciji i satelitski komunikacijski sustav .
Dakle, ovo je pregled vremenskog multipleksiranja ili TDM koji se koristi za prijenos više signala preko istog dijeljenog medija jednostavnim dodjeljivanjem ograničenog vremenskog intervala svakom signalu. Općenito, ova vrsta multipleksiranja koristi se kroz digitalne sustave koji šalju ili primaju digitalni pojasni prolaz ili digitalne signale koji se prenose preko analognih nositelja i koriste optički prijenosni sustavi poput SDH (Sinkrona digitalna hijerarhija) i PDH (Plesiokrona digitalna hijerarhija). Evo pitanja za vas, što je FDM?
