Tidsdelingsmultipleksing: blokkdiagram, arbeid, forskjeller og applikasjoner

Et medium kan bare bære et enkelt signal til enhver tid. For å overføre flere signaler for å overføre et medium, må mediet skilles ved å gi hvert signal et segment av hele båndbredden. Dette kan være mulig ved å bruke en multipleksingsteknikk. Multipleksing er en teknikk som brukes til å kombinere ulike signaler til et enkelt signal ved å bruke et delt medium. Det er forskjellige typer multiplekseringsteknikker som TDM, FDM, CDMA og WDM som brukes i dataoverføringssystemer. Denne artikkelen diskuterer en oversikt over en av typene multipleksingsteknikker som tidsdelingsmultipleksing som også er kjent som TDM.

Hva er tidsdelingsmultipleksing?

Tidsdelingsmultipleksing eller TDM-definisjon er; en multipleksingsteknikk som brukes til å overføre to eller flere digitale streamingsignaler over en felles kanal. I denne typen multipleksingsteknikk blir innkommende signaler separert i ekvivalente tidsluker med fast lengde. Når multipleksing er fullført, sendes disse signalene over et delt medium, og etter de-multipleksing settes de sammen til sitt originale format.

Blokkdiagram for tidsdelingsmultipleksing

Tidsdelingsmultiplekseringsblokkdiagrammet er vist nedenfor som bruker både seksjonene til senderen og mottakeren. For dataoverføring kalles multipleksingsteknikken som effektivt utnytter hele kanalen noen ganger PAM/TDM fordi; et TDM-system bruker en PAM. Så i denne modulasjonsteknikken holder hver puls en kort tidsperiode ved å tillate maksimal bruk av kanalen.

I TDM-blokkdiagrammet ovenfor er det antall LPF-er i begynnelsen av systemet basert på nr. av datainndata. I utgangspunktet er disse lavpassfiltrene anti-aliasing-filtre som fjerner aliasing av data i/p-signalet. Etter det blir LPFs utgang gitt til kommutatoren. I henhold til kommutatorens rotasjon, samles datainndataprøvene gjennom den. Her er revolusjonshastigheten til kommutatoren 'fs', derfor betegner den systemets samplingsfrekvens.

Anta at vi har 'n' datainnganger, og i henhold til revolusjonen etter hverandre, vil disse datainngangene multiplekses og overføres over felleskanalen. Ved mottakerenden av systemet brukes en dekommutator som synkroniseres i sendeenden av kommutatoren. Så denne de-kommutatoren l ved mottakerenden deler det tidsdelte multiplekse signalet.

I systemet ovenfor bør kommutatoren og de-kommutatoren ha samme rotasjonshastighet for å ha presis demultipleksing av signalet på enden av mottakeren. Basert på revolusjonen utført gjennom dekommutatoren, samles prøvene gjennom LPF & den faktiske datainngangen på mottakeren gjenopprettes.

La den maksimale frekvensen til signalet 'fm' og samplingsfrekvensen 'fs' da

fs ≥ 2fm

Derfor er varigheten av tiden mellom påfølgende prøver gitt som,

Ts = 1/fs

Hvis vi vurderer at det er 'N' inngangskanaler, samles en enkelt prøve fra hver av 'N' prøvene. Derfor vil hvert intervall gi oss 'N' prøver og avstanden mellom de to kan skrives som Ts/N.

Vi vet at pulsfrekvens i utgangspunktet er antall pulser for hvert sekund som er gitt som
Pulsfrekvens = 1/avstand mellom to sampler

= 1/Ts/N =.N/Ts

Vi vet at Ts = 1/fs, vil ligningen ovenfor bli som;

= N/1/fs = Nfs.

For et tidsdelt multipleksingssignal er pulsen for hvert sekund signaleringshastigheten som er betegnet med 'r'. Så,

r = Nfs

Hvordan fungerer tidsdelingsmultipleksing?

Tidsdelingsmultipleksing-metoden fungerer ved å sette flere datastrømmer i et enkelt signal ved å dele signalet i forskjellige segmenter, der hvert segment har en veldig kort varighet. Hver enkelt datastrøm på mottakeren settes sammen på nytt avhengig av tidspunktet.

I det følgende TDM-diagrammet, når de tre kildene A, B & C ønsker å sende data gjennom et felles medium, kan signalet fra disse tre kildene separeres i forskjellige rammer der hver ramme har sin faste tidsluke.

I det ovennevnte TDM-systemet tas tre enheter fra hver kilde i betraktning som danner det faktiske signalet i fellesskap.

En ramme samles med en enkelt enhet av hver kilde som sendes om gangen. Når disse enhetene er helt forskjellige fra hverandre, kan forebyggbare signalblandingssjanser fjernes. Når en ramme blir overført over en bestemt tidsluke, bruker den andre rammen en lignende kanal for å bli overført, og videre gjentas denne prosessen til overføringen er fullført.

Typer tidsdelingsmultipleksing

Det finnes to typer tidsdelt multipleksing; synkron TDM og asynkron TDM.

Synkron TDM

Inngangen er synkron tidsdelt multipleksing er ganske enkelt koblet til en ramme. I TDM, hvis det er 'n' forbindelser, kan rammen deles i 'n' tidsluker. Så hvert spor er ganske enkelt allokert til hver inngangslinje. I denne metoden er samplingsfrekvensen kjent for alle signaler, og dermed gis tilsvarende klokkeinngang. Muxen tildeler samme spor til hver enhet til enhver tid.

Fordelene med synkron TDM inkluderer hovedsakelig; rekkefølgen opprettholdes og ingen adresseringsdata er nødvendig. Ulempene med synkron TDM inkluderer hovedsakelig; den trenger en høy bithastighet, og hvis det ikke er noe inngangssignal på en enkelt kanal siden en fast tidsluke er allokert til hver kanal, så inneholder ikke tidsluken for den spesifikke kanalen noen data og det er båndbreddespill.

Asynkron TDM

Asynkron TDM er også kjent som Statistisk TDM, som er en type TDM der o/p-rammen samler informasjon fra inngangsrammen til den er fylt, men ikke forlater et ufylt spor som i Synchronous TDM. I denne typen multipleksing må vi inkludere adressen til bestemte data i sporet som blir overført til utgangsrammen. Denne typen TDM er veldig effektiv fordi kapasiteten til kanalen er fullstendig brukt og forbedrer effektiviteten til båndbredden.

Fordelene med asynkron TDM inkluderer hovedsakelig; dens krets er ikke kompleks, kommunikasjonsforbindelse med lav kapasitet brukes, det er ingen alvorlig krysstaleproblem, ingen formidlingsforvrengning og for hver kanal brukes hele kanalbåndbredden. Ulempene med asynkron TDM inkluderer hovedsakelig; den trenger en buffer, rammestørrelsene er forskjellige og adressedata kreves.

Forskjellen S/H Tidsdelingsmultipleksing vs tidsdelingsmultiplekstilgang

Forskjellen mellom TDM og TDMA diskuteres nedenfor.

Fordeler og ulemper

Fordelene med tidsdelt multipleksing inkluderer følgende.

• Kretsdesignet til TDM er enkelt.
• TDM bruker den totale båndbredden til kanalen for signaloverføring.
• I TDM er ikke formidlingsforvrengningsproblemet der.
• TDM-systemer er svært fleksible sammenlignet med FDM.
• For hver kanal brukes hele tilgjengelig kanalbåndbredde.
• Noen ganger kan pulsoverlapping forårsake krysstale, men det kan reduseres ved å bruke vakttid.
• I denne multipleksingen skjer uønsket signaloverføring mellom kommunikasjonskanaler sjelden.

Ulempene med tidsdelt multipleksing inkluderer følgende.

• Både sende- og mottaksseksjonene bør synkroniseres riktig for å ha riktig signaloverføring og mottak.
• TDM er komplisert å implementere.
• Sammenlignet med FDM har denne multipleksingen lavere latenstid.
• TDM-systemer krever adressering av data og buffer.
• Kanalene til denne multipleksingen kan bli utmattet på grunn av langsom smalbåndsfading.
• I TDM er synkronisering veldig viktig.
• I en TDM er en buffer og adresseinformasjon nødvendig.

Applikasjoner/bruk

Anvendelsene av tidsdelt multipleksing er diskutert nedenfor.

• TDM brukes i Integrated Services Digital Network telefonlinjer.
• Denne multipleksingen kan brukes i offentlige telefonnettverk (PSTN) og SONET (Synchronous Optical Networking).
• TDM er anvendelig i telefonsystemer.
• TDM brukes i faste telefonlinjer.
• Tidligere ble denne multipleksingsteknikken brukt i telegrafen.
• TDM brukes i mobilradioer, satellitttilgangssystemer og digitale lydmiksesystemer.
• TDM er den vanligste teknikken som brukes i fiberoptisk kommunikasjon/optiske dataoverføringssystemer.
• TDM brukes for analoge og digitale signaler der et antall kanaler med lavere hastighet ganske enkelt multiplekses til høyhastighetskanaler brukes for overføring.
• Den brukes i mobilradio, digital kommunikasjon og satellittkommunikasjonssystem .

Dermed er dette en oversikt over tidsdelingsmultipleksing eller TDM som brukes til å sende flere signaler over samme delte medium ved ganske enkelt å tildele et begrenset tidsintervall til hvert signal. Generelt brukes denne typen multipleksing gjennom digitale systemer som sender eller mottar digitale båndpass eller digitale signaler som overføres over analoge bærere og brukes av optiske overføringssystemer som SDH (Synchronous Digital Hierarchy) og PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy). Her er et spørsmål til deg, hva er FDM?