มัลติเพล็กซิ่งการแบ่งเวลา : บล็อกไดอะแกรม การทำงาน ความแตกต่าง และการใช้งาน

สื่อสามารถส่งสัญญาณเดียวในเวลาใดก็ได้ ในการส่งสัญญาณหลายรายการเพื่อส่งสัญญาณสื่อหนึ่ง สื่อจะต้องแยกออกจากกันโดยให้ทุกสัญญาณเป็นส่วนของแบนด์วิธทั้งหมด สามารถทำได้โดยใช้เทคนิคมัลติเพล็กซ์ มัลติเพล็กซ์ เป็นเทคนิคที่ใช้ในการรวมสัญญาณต่าง ๆ ให้เป็นสัญญาณเดียวโดยใช้สื่อที่ใช้ร่วมกัน เทคนิคการมัลติเพล็กซ์มีหลายประเภท เช่น TDM, FDM, CDMA & WDM ที่ใช้ในระบบการส่งข้อมูล บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของเทคนิคมัลติเพล็กซ์ประเภทหนึ่งเช่น มัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลา ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า TDM

มัลติเพล็กซิ่งแบบแบ่งเวลาคืออะไร?

มัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลาหรือคำจำกัดความของ TDM คือ เทคนิคการมัลติเพล็กซิ่งที่ใช้ในการส่งสัญญาณดิจิทัลสตรีมมิ่งสองรายการขึ้นไปเหนือช่องสัญญาณทั่วไป ในเทคนิคมัลติเพล็กซิ่งประเภทนี้ สัญญาณขาเข้าจะถูกแยกออกเป็นช่องเวลาที่มีความยาวคงที่เท่ากัน เมื่อการมัลติเพล็กซ์เสร็จสิ้น สัญญาณเหล่านี้จะถูกส่งผ่านสื่อที่ใช้ร่วมกัน และหลังจากแยกมัลติเพล็กซ์แล้ว สัญญาณเหล่านี้จะถูกประกอบกลับเป็นรูปแบบเดิม

บล็อกไดอะแกรมของการมัลติเพล็กซิ่งการแบ่งเวลา

แผนภาพบล็อกมัลติเพล็กซ์การแบ่งเวลาแสดงอยู่ด้านล่างซึ่งใช้ทั้งส่วนของตัวส่งและตัวรับ สำหรับการส่งข้อมูล เทคนิคมัลติเพล็กซ์ที่ใช้ช่องสัญญาณทั้งหมดอย่างมีประสิทธิภาพ บางครั้งเรียกว่า PAM/TDM เนื่องจาก; ระบบ TDM ใช้ PAM ดังนั้นในเทคนิคการมอดูเลตนี้ ทุกพัลส์จะมีช่วงเวลาสั้นๆ โดยอนุญาตให้ใช้แชนเนลได้สูงสุด

ในบล็อกไดอะแกรม TDM ด้านบน มีจำนวน LPF ที่จุดเริ่มต้นของระบบตามหมายเลข ของการป้อนข้อมูล โดยพื้นฐานแล้ว ตัวกรองสัญญาณความถี่ต่ำเหล่านี้คือตัวกรองต่อต้านนามแฝงที่ลบนามแฝงของสัญญาณข้อมูล i/p หลังจากนั้น เอาต์พุตของ LPF จะถูกส่งไปยังคอมมิวเตเตอร์ ตามการหมุนของคอมมิวเตเตอร์ ตัวอย่างอินพุตข้อมูลจะถูกรวบรวมผ่านคอมมิวเตเตอร์ ที่นี่ อัตราการหมุนของคอมมิวเตเตอร์คือ 'fs' ดังนั้นจึงหมายถึงความถี่ในการสุ่มตัวอย่างระบบ

สมมติว่าเรามีอินพุตข้อมูล 'n' และตามการเปลี่ยนแปลงครั้งแล้วครั้งเล่า การป้อนข้อมูลเหล่านี้จะได้รับการมัลติเพล็กซ์และส่งผ่านเหนือแชนเนลทั่วไป ที่ส่วนท้ายของเครื่องรับ ระบบจะใช้เครื่องแยกส่วนซึ่งเครื่องสับเปลี่ยนจะซิงโครไนซ์ที่ส่วนปลายของเครื่องส่ง ดังนั้น de-commutator l ที่ปลายรับสัญญาณจะแบ่งสัญญาณมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลา

ในระบบข้างต้น คอมมิวเตเตอร์ & ดี-คอมมิวเตเตอร์ควรมีความเร็วในการหมุนเท่ากัน เพื่อให้สามารถแยกสัญญาณที่ส่วนท้ายของเครื่องรับได้อย่างแม่นยำ จากการปฏิวัติที่ดำเนินการผ่านเครื่องแยกส่วน ตัวอย่างจะถูกรวบรวมผ่านทาง หจก & ข้อมูลที่ป้อนจริงที่ผู้รับจะได้รับการกู้คืน

ให้ความถี่สูงสุดของสัญญาณ 'fm' และความถี่สุ่ม 'fs' จากนั้น

fs ≥ 2fm

ดังนั้น ระยะเวลาระหว่างตัวอย่างที่สำเร็จจะได้รับเป็น

Ts = 1/fs

หากเราพิจารณาว่ามีช่องอินพุต 'N' ระบบจะรวบรวมตัวอย่างเดียวจากแต่ละตัวอย่าง 'N' ดังนั้น ทุกๆ ช่วงเวลาจะให้ตัวอย่าง 'N' แก่เรา และระยะห่างระหว่างสองค่าสามารถเขียนเป็น Ts/N

เรารู้ว่าโดยพื้นฐานแล้วความถี่ของพัลส์คือจำนวนของพัลส์สำหรับแต่ละวินาทีซึ่งกำหนดเป็น
ความถี่พัลส์ = 1/ระยะห่างระหว่างสองตัวอย่าง

= 1/Ts/N =.N/Ts

เรารู้ว่า Ts = 1/fs สมการด้านบนจะกลายเป็น

= N/1/fs = Nfs

สำหรับสัญญาณมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลา พัลส์สำหรับแต่ละวินาทีคืออัตราการส่งสัญญาณที่แสดงด้วย 'r' ดังนั้น,

r = Nfs

การมัลติเพล็กซิ่งแบบแบ่งเวลาทำงานอย่างไร

วิธีการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลาทำงานโดยการใส่สตรีมข้อมูลหลายรายการภายในสัญญาณเดียวโดยแบ่งสัญญาณออกเป็นส่วนต่างๆ โดยที่แต่ละส่วนมีระยะเวลาสั้นมาก สตรีมข้อมูลแต่ละรายการที่ปลายรับจะถูกประกอบขึ้นใหม่โดยขึ้นอยู่กับเวลา

ในแผนภาพ TDM ต่อไปนี้ เมื่อแหล่งที่มาทั้งสาม A, B & C ต้องการส่งข้อมูลผ่านสื่อทั่วไป สัญญาณจากแหล่งที่มาทั้งสามนี้สามารถแยกออกเป็นเฟรมต่างๆ โดยทุกเฟรมจะมีช่วงเวลาที่แน่นอน

ในระบบ TDM ข้างต้น จะนำหน่วยสามหน่วยจากทุกแหล่งมาพิจารณาเพื่อสร้างสัญญาณจริงร่วมกัน

เฟรมจะถูกรวบรวมด้วยหน่วยเดียวของแต่ละแหล่งที่ส่งในแต่ละครั้ง เมื่อหน่วยเหล่านี้แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง โอกาสการผสมสัญญาณที่ป้องกันได้จะถูกลบออก เมื่อเฟรมถูกส่งเหนือช่องเวลาที่กำหนด เฟรมที่สองจะใช้ช่องสัญญาณที่คล้ายกันเพื่อรับส่งข้อมูล และกระบวนการนี้จะถูกทำซ้ำต่อไปจนกว่าการส่งจะเสร็จสิ้น

ประเภทของมัลติเพล็กซิ่งแบบแบ่งเวลา

การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลามีสองประเภท TDM แบบซิงโครนัสและ TDM แบบอะซิงโครนัส

TDM แบบซิงโครนัส

อินพุตคือมัลติเพล็กซ์การแบ่งเวลาแบบซิงโครนัสเชื่อมต่อกับเฟรม ใน TDM หากมีการเชื่อมต่อ 'n' เฟรมสามารถแยกออกเป็นสล็อตเวลา 'n' ดังนั้น แต่ละช่องจะถูกจัดสรรให้กับทุกสายอินพุต ในวิธีนี้ อัตราการสุ่มตัวอย่างจะคุ้นเคยกับสัญญาณทั้งหมด ดังนั้นจึงได้รับสัญญาณนาฬิกาที่คล้ายกัน mux กำหนดช่องเดียวกันให้กับทุกอุปกรณ์ตลอดเวลา

ข้อดีของ TDM แบบซิงโครนัส ได้แก่ คำสั่งซื้อถูกรักษาไว้และไม่จำเป็นต้องระบุข้อมูลที่อยู่ ข้อเสียของ TDM แบบซิงโครนัสส่วนใหญ่ ได้แก่ มันต้องการอัตราบิตสูงและหากไม่มีสัญญาณอินพุตที่ช่องสัญญาณเดียว เนื่องจากช่องเวลาคงที่ถูกจัดสรรให้กับทุกช่อง ดังนั้นช่องเวลาสำหรับช่องเฉพาะนั้นจะไม่เก็บข้อมูลใด ๆ & มีการสูญเสียแบนด์วิธ

TDM แบบอะซิงโครนัส

Asynchronous TDM เรียกอีกอย่างว่า Statistical TDM ซึ่งเป็นประเภทของ TDM ที่เฟรม o/p รวบรวมข้อมูลจากอินพุตเฟรมจนกว่าจะเต็ม แต่ไม่ทิ้งช่องที่ไม่ได้กรอกเหมือนใน Synchronous TDM ในการมัลติเพล็กซิ่งประเภทนี้ เราต้องรวมแอดเดรสของข้อมูลเฉพาะภายในสล็อตที่กำลังส่งไปยังเฟรมเอาต์พุต TDM ประเภทนี้มีประสิทธิภาพมากเนื่องจากใช้ความจุของช่องสัญญาณอย่างสมบูรณ์ & ปรับปรุงประสิทธิภาพของแบนด์วิดท์

ข้อดีของ TDM แบบอะซิงโครนัส ได้แก่ วงจรของมันไม่ซับซ้อน ใช้ลิงค์การสื่อสารความจุต่ำ ไม่มีปัญหาครอสทอล์คที่รุนแรง ไม่มีการบิดเบือนตัวกลาง และสำหรับแต่ละช่องสัญญาณ จะใช้แบนด์วิธของช่องสัญญาณที่สมบูรณ์ ข้อเสียของ TDM แบบอะซิงโครนัสส่วนใหญ่ ได้แก่ มันต้องการบัฟเฟอร์ ขนาดเฟรมจะแตกต่างกัน และจำเป็นต้องใช้ข้อมูลที่อยู่

ความแตกต่างของ B/W Time Division Multiplexing Vs Time Division Multiple Access

ความแตกต่างระหว่าง TDM และ TDMA จะกล่าวถึงด้านล่าง

ข้อดีและข้อเสีย

ข้อดีของมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลามีดังต่อไปนี้

• การออกแบบวงจรของ TDM นั้นเรียบง่าย
• TDM ใช้แบนด์วิธทั้งหมดของช่องสัญญาณสำหรับการส่งสัญญาณ
• ใน TDM ไม่มีปัญหาการบิดเบือนตัวกลาง
• ระบบ TDM มีความยืดหยุ่นสูงเมื่อเทียบกับ FDM
• สำหรับทุกแชนเนล จะใช้แบนด์วิธของแชนเนลที่มีอยู่ทั้งหมด
• บางครั้ง การทับซ้อนกันของพัลส์อาจทำให้เกิดครอสทอล์ค แต่สามารถลดลงได้โดยใช้เวลาป้องกัน
• ในการมัลติเพล็กซ์นี้ การส่งสัญญาณที่ไม่ต้องการระหว่างช่องทางการสื่อสารจะเกิดขึ้นไม่บ่อยนัก

ข้อเสียของการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลามีดังต่อไปนี้

• ทั้งส่วนส่งและรับควรซิงโครไนซ์อย่างเหมาะสมเพื่อให้มีการส่งและรับสัญญาณที่ถูกต้อง
• TDM มีความซับซ้อนในการดำเนินการ
• เมื่อเทียบกับ FDM มัลติเพล็กซ์นี้มีเวลาแฝงต่ำกว่า
• ระบบ TDM ต้องการที่อยู่ข้อมูลและบัฟเฟอร์
• ช่องทางของการมัลติเพล็กซ์นี้อาจหมดลงเนื่องจากการซีดจางของแถบแคบช้า
• ใน TDM การซิงโครไนซ์มีความสำคัญมาก
• ใน TDM จำเป็นต้องมีข้อมูลบัฟเฟอร์และที่อยู่

แอปพลิเคชั่น/การใช้งาน

การประยุกต์ใช้มัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลาจะกล่าวถึงด้านล่าง

• TDM ใช้ในสายโทรศัพท์ของ Integrated Services Digital Network
• การมัลติเพล็กซ์นี้ใช้ได้กับเครือข่ายโทรศัพท์สาธารณะ (PSTN) และ SONET (เครือข่ายออปติกแบบซิงโครนัส)
• TDM ใช้ได้กับระบบโทรศัพท์
• TDM ใช้ในสายโทรศัพท์แบบมีสาย
• ก่อนหน้านี้ เทคนิคมัลติเพล็กซ์นี้ใช้ในโทรเลข
• TDM ใช้ในวิทยุสื่อสาร ระบบดาวเทียม และระบบผสมเสียงดิจิตอล
• TDM เป็นเทคนิคทั่วไปที่ใช้ในระบบสื่อสารใยแก้วนำแสง/ระบบส่งข้อมูลด้วยแสง
• TDM ใช้สำหรับสัญญาณอะนาล็อกและดิจิตอลซึ่งช่องสัญญาณจำนวนหนึ่งที่มีความเร็วน้อยกว่าจะถูกมัลติเพล็กซ์เป็นช่องสัญญาณความเร็วสูงสำหรับการส่งสัญญาณ
• ใช้ในวิทยุเซลลูล่าร์ การสื่อสารแบบดิจิตอล & ระบบสื่อสารผ่านดาวเทียม .

ดังนั้นนี่คือ ภาพรวมของการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลา หรือ TDM ซึ่งใช้สำหรับส่งสัญญาณหลายตัวเหนือสื่อกลางเดียวกันโดยจัดสรรช่วงเวลาที่ จำกัด ให้กับทุกสัญญาณ โดยทั่วไป มัลติเพล็กซิ่งประเภทนี้จะใช้ผ่านระบบดิจิทัลที่ส่งหรือรับสัญญาณแบนด์พาสดิจิทัลหรือสัญญาณดิจิทัลที่ส่งผ่านพาหะอะนาล็อกและใช้งานโดยระบบส่งสัญญาณออปติคอล เช่น SDH (ลำดับชั้นดิจิทัลแบบซิงโครนัส) และ PDH (ลำดับชั้นดิจิทัลแบบพลีสิโอโครนัส) นี่คือคำถามสำหรับคุณ FDM คืออะไร?