Multiplexarea cu divizare în timp: diagramă bloc, lucru, diferențe și aplicațiile sale

Un mediu poate transporta doar un singur semnal în orice secundă în timp. Pentru a transmite mai multe semnale pentru a transmite un mediu, mediul trebuie separat, oferind fiecărui semnal un segment din întreaga lățime de bandă. Acest lucru poate fi posibil prin utilizarea unei tehnici de multiplexare. Multiplexarea este o tehnică folosită pentru a combina diferite semnale într-un singur semnal folosind un mediu partajat. Există diferite tipuri de tehnici de multiplexare, cum ar fi TDM, FDM, CDMA și WDM, care sunt utilizate în sistemele de transmisie de date. Acest articol discută o prezentare generală a unuia dintre tipurile de tehnici de multiplexare, cum ar fi multiplexarea pe diviziune în timp care este cunoscut și sub denumirea de TDM.

Ce este multiplexarea cu diviziune în timp?

Multiplexarea cu diviziune în timp sau definiția TDM este; o tehnică de multiplexare care este utilizată pentru a transmite două sau mai multe semnale digitale în flux deasupra unui canal comun. În acest tip de tehnică de multiplexare, semnalele de intrare sunt separate în intervale de timp echivalente cu lungime fixă. Odată ce multiplexarea este finalizată, aceste semnale sunt trimise pe un mediu partajat și, după demultiplexare, sunt reasamblate în formatul lor original.

Diagrama bloc a multiplexării cu divizare în timp

Diagrama bloc de multiplexare cu diviziune în timp este prezentată mai jos, care utilizează atât secțiunile emițătorului, cât și ale receptorului. Pentru transmisia de date, tehnica de multiplexare care utilizează eficient întregul canal este uneori numită PAM/TDM deoarece; un sistem TDM utilizează un PAM. Deci, în această tehnică de modulare, fiecare impuls are o perioadă scurtă de timp, permițând utilizarea maximă a canalului.

În diagrama bloc TDM de mai sus, există numărul de LPF-uri la începutul sistemului pe baza nr. a intrărilor de date. Practic, aceste filtre low-pass sunt filtre anti-aliasing care elimină aliasing-ul semnalului de date i/p. După aceea, ieșirea LPF este dată comutatorului. În funcție de rotația comutatorului, eșantioanele de date de intrare sunt colectate prin acesta. Aici, viteza de revoluție a comutatorului este „fs”, deci indică frecvența de eșantionare a sistemului.

Să presupunem că avem „n” intrări de date și apoi, în funcție de revoluție, una după alta, aceste intrări de date vor fi multiplexate și transmise deasupra canalului comun. La capătul receptor al sistemului, se folosește un decomutator care este sincronizat la capătul de transmisie de către comutator. Deci, acest decomutator l la capătul de recepție împarte semnalul multiplexat cu divizare în timp.

În sistemul de mai sus, comutatorul și decomutatorul ar trebui să aibă aceeași viteză de rotație pentru a avea o demultiplexare precisă a semnalului la capătul receptorului. Pe baza revoluției efectuate prin decomutator, probele sunt colectate prin LPF & datele efective introduse la receptor sunt recuperate.

Lăsați frecvența maximă a semnalului „fm” și frecvența de eșantionare „fs” atunci

fs ≥ 2fm

Prin urmare, durata de timp între eșantioanele următoare este dată ca:

Ts = 1/fs

Dacă luăm în considerare că există „N” canale de intrare, atunci o singură mostră este adunată din fiecare dintre cele „N” eșantioane. Prin urmare, fiecare interval ne va oferi „N” eșantioane și distanța dintre cele două poate fi scrisă ca Ts/N.

Știm că, practic, frecvența pulsului este numărul de impulsuri pentru fiecare secundă care este dat ca
Frecvența pulsului = 1/distanța dintre două probe

= 1/Ts/N =.N/Ts

Știm că Ts = 1/fs, ecuația de mai sus va deveni ca;

= N/1/fs = Nfs.

Pentru un semnal de multiplexare pe diviziune în timp, pulsul pentru fiecare secundă este rata de semnalizare care este notă cu „r”. Asa de,

r = Nfs

Cum funcționează multiplexarea cu divizare în timp?

Metoda de multiplexare prin diviziune în timp funcționează prin introducerea mai multor fluxuri de date într-un singur semnal, împărțind semnalul în diferite segmente, unde fiecare segment are o durată foarte scurtă. Fiecare flux de date individual la capătul de recepție este reasamblat în funcție de sincronizare.

În următoarea diagramă TDM, atunci când cele trei surse A, B și C doresc să trimită date printr-un mediu comun, semnalul din aceste trei surse poate fi separat în diferite cadre în care fiecare cadru are un interval de timp fix.

În sistemul TDM de mai sus, sunt luate în considerare trei unități din fiecare sursă care formează împreună semnalul real.

Un cadru este colectat cu o singură unitate a fiecărei surse care este transmisă la un moment dat. Atunci când aceste unități sunt complet diferite unele de altele, atunci șansele de amestecare a semnalului care pot fi prevenite pot fi eliminate. Odată ce un cadru este transmis peste un interval de timp specific, al doilea cadru utilizează un canal similar pentru a fi transmis și, în continuare, acest proces se repetă până când transmisia este finalizată.

Tipuri de multiplexare cu divizare în timp

Există două tipuri de multiplexare pe diviziune în timp; TDM sincron și TDM asincron.

TDM sincron

Intrarea este sincronă, multiplexarea pe diviziune în timp este pur și simplu conectată la un cadru. În TDM, dacă există „n” conexiuni, atunci cadrul poate fi separat în „n” intervale de timp. Deci, fiecare slot este pur și simplu alocat fiecărei linii de intrare. În această metodă, rata de eșantionare este familiară tuturor semnalelor și, astfel, este dată o intrare similară a ceasului. Mux-ul atribuie același slot fiecărui dispozitiv în orice moment.

Avantajele TDM sincrone includ în principal; ordinea fiind menținută și nu sunt necesare date de adresare. Dezavantajele TDM sincrone includ în principal; are nevoie de o rată de biți mare și dacă nu există semnal de intrare la un singur canal, deoarece un interval de timp fix este alocat fiecărui canal, atunci intervalul de timp pentru acel canal specific nu deține date și există o risipă de lățime de bandă.

TDM asincron

TDM asincron este cunoscut și sub denumirea de TDM statistic, care este un tip de TDM în care cadrul o/p adună informații din cadrul de intrare până când este umplut, dar nu lăsând un slot neumplut ca în TDM sincron. În acest tip de multiplexare, trebuie să includem adresa anumitor date în slotul care este transmis către cadrul de ieșire. Acest tip de TDM este foarte eficient deoarece capacitatea canalului este complet utilizată și îmbunătățește eficiența lățimii de bandă.

Avantajele TDM asincrone includ în principal; circuitele sale nu sunt complexe, se folosește legătura de comunicație de capacitate redusă, nu există nicio problemă severă de diafonie, nicio distorsiune de intermediere și pentru fiecare canal este utilizată lățimea de bandă completă a canalului. Dezavantajele TDM asincrone includ în principal; are nevoie de un buffer, dimensiunile cadrelor sunt diferite și sunt necesare date de adresă.

Diferența B/N Time Division Multiplexing vs Time Division Multiple Access

Diferența dintre TDM și TDMA este discutată mai jos.

Avantaje și dezavantaje

Avantajele multiplexării pe diviziune în timp includ următoarele.

• Proiectarea circuitului TDM este simplă.
• TDM utilizează lățimea de bandă totală a canalului pentru transmiterea semnalului.
• În TDM, problema distorsiunii de intermediere nu există.
• Sistemele TDM sunt foarte flexibile în comparație cu FDM.
• Pentru fiecare canal, este utilizată lățimea de bandă completă disponibilă.
• Uneori, suprapunerea pulsului poate cauza diafonie, dar poate fi redusă folosind timpul de pază.
• În această multiplexare, transmisia de semnal nedorită între canalele de comunicație are loc rar.

Dezavantajele multiplexării pe diviziune în timp includ următoarele.

• Ambele secțiuni de transmisie și recepție ar trebui să fie sincronizate corespunzător pentru a avea transmisia și recepția corectă a semnalului.
• TDM este complex de implementat.
• În comparație cu FDM, această multiplexare are o latență mai mică.
• Sistemele TDM necesită adresarea datelor și a bufferului.
• Canalele acestei multiplexări se pot epuiza din cauza estompării lente a benzii înguste.
• În TDM, sincronizarea este foarte semnificativă.
• Într-un TDM, un buffer și informații despre adresă sunt necesare.

Aplicații/Utilizări

Aplicațiile multiplexării pe diviziune în timp sunt discutate mai jos.

• TDM este utilizat în liniile telefonice ale rețelei digitale cu servicii integrate.
• Această multiplexare este aplicabilă în rețelele publice de telefonie comutată (PSTN) și SONET (rețea optică sincronă).
• TDM este aplicabil în sistemele telefonice.
• TDM este utilizat în liniile telefonice cu fir.
• Anterior, această tehnică de multiplexare este folosită în telegraf.
• TDM este utilizat în radiourile celulare, sistemele de acces prin satelit și sistemele de mixare audio digitală.
• TDM este cea mai comună tehnică utilizată în sistemele de comunicații/transmisii optice de date prin fibră optică.
• TDM este utilizat pentru semnale analogice și digitale, unde un număr de canale cu viteză mai mică sunt pur și simplu multiplexate în canale de mare viteză sunt utilizate pentru transmisie.
• Este folosit în radio celular, comunicații digitale și sistem de comunicații prin satelit .

Astfel, aceasta este o privire de ansamblu asupra multiplexării pe diviziune în timp sau TDM care este utilizat pentru transmiterea mai multor semnale deasupra aceluiași mediu partajat prin simpla alocare a unui interval de timp limitat fiecărui semnal. În general, acest tip de multiplexare este utilizat prin sisteme digitale care trimit sau primesc semnale digitale de trecere de bandă sau digitale care sunt transportate pe purtători analogici și sunt utilizate de sisteme de transmisie optică precum SDH (Synchronous Digital Hierarchy) și PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy). Iată o întrebare pentru tine, ce este FDM?