Time Division Multiplexing: Blokdiagram, arbejde, forskelle og dets applikationer

Et medium kan kun bære et enkelt signal på et hvilket som helst sekund i tiden. For at transmittere flere signaler for at transmittere et medium, skal mediet adskilles ved at give hvert signal et segment af hele båndbredden. Dette kan lade sig gøre ved at bruge en multipleksingsteknik. Multiplexing er en teknik, der bruges til at kombinere forskellige signaler til et enkelt signal ved hjælp af et delt medium. Der er forskellige typer multiplekseringsteknikker som TDM, FDM, CDMA og WDM, som bruges i datatransmissionssystemer. Denne artikel diskuterer en oversigt over en af ​​de typer multipleksing teknikker som tidsmultipleksing som også er kendt som TDM.

Hvad er Time Division Multiplexing?

Time-division multiplexing eller TDM definition er; en multipleksingsteknik, der bruges til at transmittere to eller flere streaming digitale signaler over en fælles kanal. I denne type multiplekseringsteknik adskilles indgående signaler i ækvivalente tidsslots med fast længde. Når multipleksing er udført, sendes disse signaler over et delt medium, og efter de-multipleksing samles de igen til deres originale format.

Blokdiagram over tidsdelingsmultipleksing

Tidsmultiplekseringsblokdiagrammet er vist nedenfor, som bruger både sektionerne af senderen og modtageren. Til datatransmission kaldes multipleksingsteknikken, som effektivt udnytter hele kanalen, nogle gange PAM/TDM, fordi; et TDM-system bruger en PAM. Så i denne moduleringsteknik holder hver puls en kort tidsperiode ved at tillade maksimal brug af kanalen.

I ovenstående TDM-blokdiagram er der antallet af LPF'er i begyndelsen af ​​systemet baseret på nr. af datainput. Grundlæggende er disse lavpasfiltre anti-aliasing-filtre, der fjerner aliasing af data i/p-signalet. Derefter gives LPF's output til kommutatoren. Ifølge kommutatorens rotation indsamles datainputprøverne gennem den. Her er kommutatorens omdrejningshastighed 'fs', derfor betegner det systemets samplingsfrekvens.

Antag, at vi har 'n' dataindgange, og i henhold til revolutionen efter hinanden, vil disse dataindgange blive multiplekset og transmitteret over den fælles kanal. I modtagerenden af ​​systemet anvendes en dekommutator, som er synkroniseret i sendeenden af ​​kommutatoren. Så denne de-kommutator l i den modtagende ende deler det tidsmultipleksede signal.

I ovenstående system bør kommutatoren og de-kommutatoren have samme rotationshastighed for at have præcis demultipleksing af signalet for enden af ​​modtageren. Baseret på revolutionen udført gennem dekommutatoren, indsamles prøverne gennem LPF & den faktiske datainput på modtageren gendannes.

Lad den maksimale frekvens for signalet 'fm' og samplingsfrekvensen 'fs' derefter

fs ≥ 2fm

Derfor er varigheden af ​​tid mellem efterfølgende prøver angivet som,

Ts = 1/fs

Hvis vi overvejer, at der er 'N' inputkanaler, så indsamles en enkelt prøve fra hver af 'N' prøverne. Derfor vil hvert interval give os 'N' prøver, og afstanden mellem de to kan skrives som Ts/N.

Vi ved, at pulsfrekvens grundlæggende er antallet af pulser for hvert sekund, der er angivet som
Pulsfrekvens = 1/mellemrum mellem to prøver

= 1/Ts/N =.N/Ts

Vi ved, at Ts = 1/fs, vil ovenstående ligning blive som;

= N/1/fs = Nfs.

For et tidsdelt multipleksingssignal er pulsen for hvert sekund signaleringshastigheden, der er angivet med 'r'. Så,

r = Nfs

Hvordan fungerer tidsdelingsmultipleksing?

Time-division multiplexing-metoden fungerer ved at placere flere datastrømme i et enkelt signal ved at opdele signalet i forskellige segmenter, hvor hvert segment har en meget kort varighed. Hver enkelt datastrøm i den modtagende ende samles igen afhængigt af timingen.

I det følgende TDM-diagram, når de tre kilder A, B & C ønsker at sende data gennem et fælles medium, kan signalet fra disse tre kilder adskilles i forskellige rammer, hvor hver frame har sit faste tidsrum.

I ovenstående TDM-system tages tre enheder fra hver kilde i betragtning, som danner det aktuelle signal i fællesskab.

En ramme opsamles med en enkelt enhed af hver kilde, der transmitteres ad gangen. Når disse enheder er fuldstændig forskellige fra hinanden, så kan undgåelige signalblandingschancer fjernes. Når en ramme bliver transmitteret over et bestemt tidsvindue, bruger den anden ramme en lignende kanal til at blive transmitteret, og denne proces gentages yderligere, indtil transmissionen er afsluttet.

Typer af tidsdelingsmultipleksing

Der er to typer tidsdelt multipleksing; synkron TDM og asynkron TDM.

Synkron TDM

Indgangen er synkron tidsdelt multipleksing er simpelthen forbundet til en ramme. I TDM, hvis der er 'n' forbindelser, så kan rammen adskilles i 'n' tidsvinduer. Så hver slot er simpelthen allokeret til hver input-linje. I denne metode er samplingshastigheden kendt for alle signaler, og der gives således en lignende clock-input. Mux'en tildeler den samme slot til hver enhed til enhver tid.

Fordelene ved synkron TDM omfatter hovedsageligt; rækkefølgen vedligeholdes, og der kræves ingen adresseringsdata. Ulemperne ved synkron TDM omfatter hovedsageligt; den har brug for en høj bithastighed, og hvis der ikke er noget indgangssignal på en enkelt kanal, da en fast tidsslot er allokeret til hver kanal, så indeholder tidsvinduet for den specifikke kanal ingen data, og der er spild af båndbredde.

Asynkron TDM

Asynkron TDM er også kendt som Statistisk TDM, som er en type TDM, hvor o/p-rammen samler information fra inputrammen, indtil den er fyldt, men ikke efterlader en uudfyldt slot som i Synchronous TDM. I denne type multipleksing skal vi inkludere adressen på bestemte data i det slot, der sendes til outputrammen. Denne type TDM er meget effektiv, fordi kanalens kapacitet er fuldstændig brugt og forbedrer effektiviteten af ​​båndbredden.

Fordelene ved asynkron TDM omfatter hovedsageligt; dets kredsløb er ikke komplekst, kommunikationsforbindelse med lav kapacitet anvendes, der er intet alvorligt krydstaleproblem, ingen formidlingsforvrængning, og for hver kanal bruges hele kanalbåndbredden. Ulemperne ved asynkron TDM omfatter hovedsageligt; det har brug for en buffer, rammestørrelser er forskellige, og adressedata er påkrævet.

Forskel S/H Time Division Multiplexing Vs Time Division Multiple Access

Forskellen mellem TDM og TDMA diskuteres nedenfor.

Fordele og ulemper

Fordelene ved tidsdelt multipleksing omfatter følgende.

• Kredsløbsdesignet af TDM er enkelt.
• TDM bruger den samlede båndbredde af kanalen til signaltransmission.
• I TDM er spørgsmålet om formidlingsforvrængning ikke der.
• TDM-systemer er meget fleksible i forhold til FDM.
• For hver kanal bruges den komplette tilgængelige kanalbåndbredde.
• Nogle gange kan pulsoverlapning forårsage krydstale, men det kan reduceres ved hjælp af beskyttelsestid.
• I denne multipleksing finder uønsket signaltransmission mellem kommunikationskanalerne sjældent sted.

Ulemperne ved tidsdelt multipleksing omfatter følgende.

• Både sende- og modtagesektionerne skal synkroniseres korrekt for at have den rigtige signaltransmission og -modtagelse.
• TDM er komplekst at implementere.
• Sammenlignet med FDM har denne multipleksing lavere latenstid.
• TDM-systemer kræver adressering af data og buffer.
• Kanalerne i denne multipleksing kan blive udmattede på grund af langsom smalbåndsfading.
• I TDM er synkronisering meget vigtig.
• I en TDM er en buffer & adresseoplysninger nødvendige.

Applikationer/anvendelser

Anvendelserne af tidsdelt multipleksing er diskuteret nedenfor.

• TDM bruges i Integrated Services Digital Network telefonlinjer.
• Denne multipleksing er anvendelig i offentlige telefonnetværk (PSTN) og SONET (Synchronous Optical Networking).
• TDM er anvendelig i telefonsystemer.
• TDM bruges i kabeltelefonlinjer.
• Tidligere blev denne multipleksingsteknik brugt i telegrafen.
• TDM bruges i cellulære radioer, satellitadgangssystemer og digitale lydmixsystemer.
• TDM er den mest almindelige teknik, der anvendes i fiberoptisk kommunikation/optiske datatransmissionssystemer.
• TDM bruges til analoge og digitale signaler, hvor et antal kanaler med mindre hastighed simpelthen multiplekses til højhastighedskanaler, bruges til transmission.
• Det bruges i mobilradio, digital kommunikation og satellitkommunikationssystem .

Således er dette en oversigt over tidsdelingsmultipleksing eller TDM, som bruges til at transmittere flere signaler over det samme delte medium ved blot at allokere et begrænset tidsinterval til hvert signal. Generelt bruges denne type multipleksing gennem digitale systemer, der sender eller modtager digitale båndpas eller digitale signaler, som overføres via analoge bærere og bruges af optiske transmissionssystemer som SDH (Synchronous Digital Hierarchy) & PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy). Her er et spørgsmål til dig, hvad er FDM?