Time Division Multiplexing : Block Diagram, Paggawa, Mga Pagkakaiba at Mga Aplikasyon Nito

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Ang isang medium ay maaari lamang magdala ng isang signal sa anumang segundo sa oras. Upang magpadala ng maramihang mga signal upang magpadala ng isang medium, ang medium ay kailangang paghiwalayin sa pamamagitan ng pagbibigay sa bawat signal ng isang segment ng buong bandwidth. Ito ay posible sa pamamagitan ng paggamit ng multiplexing technique. Multiplexing ay isang pamamaraan na ginagamit upang pagsamahin ang iba't ibang mga signal sa isang solong signal gamit ang isang shared medium. Mayroong iba't ibang uri ng mga diskarte sa multiplexing tulad ng TDM, FDM, CDMA at WDM na ginagamit sa mga sistema ng paghahatid ng data. Tinatalakay ng artikulong ito ang isang pangkalahatang-ideya ng isa sa mga uri ng mga diskarte sa multiplexing tulad ng time division multiplexing na kilala rin bilang TDM.


Ano ang Time Division Multiplexing?

Time-division multiplexing o TDM kahulugan ay; isang pamamaraan ng multiplexing na ginagamit upang magpadala ng dalawa o higit pa sa streaming digital signal sa itaas ng isang karaniwang channel. Sa ganitong uri ng multiplexing technique, ang mga papasok na signal ay pinaghihiwalay sa katumbas na fixed-length na mga puwang ng oras. Kapag tapos na ang multiplexing, ipapadala ang mga signal na ito sa isang shared medium at pagkatapos ng de-multiplexing, muling isasama ang mga ito sa kanilang orihinal na format.



  Time Division Multiplexing
Time Division Multiplexing

Block Diagram ng Time Division Multiplexing

Ang time division multiplexing block diagram ay ipinapakita sa ibaba na gumagamit ng parehong mga seksyon ng transmitter at receiver. Para sa paghahatid ng data, ang pamamaraan ng multiplexing na mahusay na gumagamit ng buong channel ay tinatawag minsan na PAM/TDM dahil; ang isang TDM system ay gumagamit ng isang PAM. Kaya't sa pamamaraang ito ng modulasyon, ang bawat pulso ay nagtataglay ng ilang maikling panahon sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa pinakamaraming paggamit ng channel.

  TDM Block Diagram
TDM Block Diagram

Sa itaas na TDM block diagram, mayroong bilang ng mga LPF sa simula ng system batay sa no. ng mga input ng data. Karaniwan, ang mga low-pass na filter na ito ay mga anti-aliasing na filter na nag-aalis ng aliasing ng data i/p signal. Pagkatapos nito, ang output ng LPF ay ibibigay sa commutator. Ayon sa pag-ikot ng commutator, ang mga sample ng input ng data ay nakukuha sa pamamagitan nito. Dito, ang rate ng rebolusyon ng commutator ay 'fs' kung kaya't tinutukoy nito ang dalas ng sampling ng system.



Ipagpalagay na mayroon kaming 'n' na mga input ng data, at pagkatapos ay ayon sa rebolusyon nang sunud-sunod, ang mga data input na ito ay mapaparami at maipapadala sa itaas ng karaniwang channel. Sa dulo ng receiver ng system, ginagamit ang isang decommutator na naka-synchronize sa dulo ng pagpapadala ng commutator. Kaya itong de-commutator l sa receiving end ay naghahati sa time division multiplexed signal.

Sa system sa itaas, ang commutator at de-commutator ay dapat magkaroon ng parehong bilis ng pag-ikot upang magkaroon ng tumpak na demultiplexing ng signal sa dulo ng receiver. Batay sa rebolusyong isinagawa sa pamamagitan ng decommutator, ang mga sample ay nakukuha sa pamamagitan ng LPF & ang aktwal na input ng data sa receiver ay mababawi.

  PCBWay

Hayaan ang maximum frequency ng signal na 'fm' at ang sampling frequency na 'fs' pagkatapos

fs ≥ 2fm

Samakatuwid, ang tagal ng oras sa pagitan ng mga susunod na sample ay ibinibigay bilang,

Ts = 1/fs

Kung isasaalang-alang namin na mayroong 'N' na mga input channel, pagkatapos ay isang solong sample ang natipon mula sa bawat isa sa mga 'N' na sample. Samakatuwid, ang bawat pagitan ay magbibigay sa amin ng mga sample na 'N' at ang puwang sa pagitan ng dalawa ay maaaring isulat bilang Ts/N.

Alam namin na ang dalas ng pulso ay ang bilang ng mga pulso para sa bawat segundo na ibinibigay bilang
Pulse frequency = 1/space sa pagitan ng dalawang sample

= 1/Ts/N =.N/Ts

Alam natin na ang Ts = 1/fs, ang equation sa itaas ay magiging bilang;

= N/1/fs = Nfs.

Para sa isang time division multiplexing signal, ang pulso para sa bawat segundo ay ang rate ng pagbibigay ng senyas na tinutukoy ng 'r'. Kaya,

r = Nfs

Paano Gumagana ang Time Division Multiplexing?

Gumagana ang paraan ng multiplexing ng time-division sa pamamagitan ng paglalagay ng ilang stream ng data sa loob ng iisang signal sa pamamagitan ng paghahati ng signal sa iba't ibang segment, kung saan ang bawat segment ay may napakaikling tagal. Ang bawat indibidwal na stream ng data sa dulo ng pagtanggap ay muling binuo depende sa timing.

Sa sumusunod na TDM diagram, kapag ang tatlong source na A, B & C ay gustong magpadala ng data sa pamamagitan ng isang karaniwang medium, ang signal mula sa tatlong source na ito ay maaaring paghiwalayin sa iba't ibang mga frame kung saan ang bawat frame ay may nakapirming time slot.

  Gumagana ang TDM
Gumagana ang TDM

Sa itaas na TDM system, tatlong unit mula sa bawat source ang isinasaalang-alang na bumubuo sa aktwal na signal nang magkasama.

Kinokolekta ang isang frame na may isang yunit ng bawat source na ipinapadala sa isang pagkakataon. Kapag ganap na magkaiba ang mga unit na ito sa isa't isa, maaalis ang maiiwasang pagkakataon sa paghahalo ng signal. Kapag nailipat na ang isang frame sa itaas ng isang partikular na puwang ng oras, gagamit ang pangalawang frame ng katulad na channel para mailipat at paulit-ulit ang prosesong ito hanggang sa makumpleto ang paghahatid.

Mga Uri ng Time Division Multiplexing

Mayroong dalawang uri ng time division multiplexing; kasabay na TDM at asynchronous na TDM.

Kasabay na TDM

Ang input ay sabaysabay na time division multiplexing ay konektado lang sa isang frame. Sa TDM, kung may mga 'n' na koneksyon, maaaring paghiwalayin ang frame sa 'n' na mga puwang ng oras. Kaya, ang bawat puwang ay inilalaan lamang sa bawat linya ng pag-input. Sa pamamaraang ito, pamilyar ang sampling rate sa lahat ng signal, at sa gayon ay ibinibigay ang katulad na input ng orasan. Ang mux ay nagtatalaga ng parehong slot sa bawat device sa lahat ng oras.

Ang mga bentahe ng sabaysabay na TDM ay pangunahing kasama; pinapanatili ang kaayusan at walang kinakailangang data sa pagtugon. Ang mga disadvantages ng sabaysabay na TDM ay pangunahing kasama; kailangan nito ng mataas na bit rate at kung walang input signal sa isang channel dahil ang fixed time slot ay inilalaan sa bawat channel, ang time slot para sa partikular na channel na iyon ay walang data at may bandwidth na pag-aaksaya.

Asynchronous na TDM

Ang Asynchronous TDM ay kilala rin bilang Statistical TDM na isang uri ng TDM kung saan ang o/p frame ay nagtitipon ng impormasyon mula sa input frame hanggang sa mapunan ito ngunit hindi nag-iiwan ng hindi napunong slot tulad ng sa Synchronous TDM. Sa ganitong uri ng multiplexing, kailangan nating isama ang address ng partikular na data sa loob ng slot na ipinapadala sa output frame. Ang ganitong uri ng TDM ay napakahusay dahil ang kapasidad ng channel ay ganap na ginagamit at pinapabuti ang kahusayan ng bandwidth.

Ang mga bentahe ng asynchronous na TDM ay pangunahing kasama; hindi kumplikado ang circuitry nito, ginagamit ang link ng komunikasyon na may mababang kapasidad, walang malubhang problema sa crosstalk, walang intermediation distortion at para sa bawat channel, ang kumpletong bandwidth ng channel ang ginagamit. Ang mga disadvantages ng asynchronous TDM ay pangunahing kasama; kailangan nito ng buffer, iba ang laki ng frame at kailangan ang data ng address.

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

Ang pagkakaiba sa pagitan ng TDM at TDMA ay tinalakay sa ibaba.

Time Division Multiplexing

Time Division Multiple Access

Ang TDM ay kumakatawan sa time division multiplexing. Ang TDMA ay kumakatawan sa time division multiple access.
Ang TDM ay isang uri ng digital multiplexing technique kung saan ang minimum na dalawa o mas mataas na signal ay ipinapadala nang sabay-sabay tulad ng mga sub-channel sa loob ng isang channel ng komunikasyon. Ang TDMA ay isang channel access technique para sa mga shared medium na network.
Sa multiplexing na ito, ang mga signal na multiplex ay maaaring magmula sa isang katulad na node. Sa TDMA, ang mga signal na multiplex ay maaaring magmula sa iba't ibang mga transmitters/source.
Para sa multiplexing na ito, palaging ibinibigay ang isang tiyak na puwang ng oras para sa isang partikular na user. Ang halimbawa ng TDM ay mga digital ground na network ng telepono. Para sa time division maramihang pag-access, kapag nakumpleto na ng user ang paggamit ng time slot, magiging libre ito at magagamit ng ibang user. Sa pangkalahatan, ang mga slot na ito ay dynamic na itinalaga at ang user ay maaaring makakuha ng ibang time slot sa tuwing maa-access ng user ang network. Ang halimbawa ng TDMA ay GSM.

Mga Kalamangan at Kahinaan

Ang mga bentahe ng time division multiplexing ay kinabibilangan ng mga sumusunod.

  • Ang disenyo ng circuit ng TDM ay simple.
  • Ginagamit ng TDM ang kabuuang bandwidth ng channel para sa pagpapadala ng signal.
  • Sa TDM, ang intermediation distortion issue ay wala doon.
  • Ang mga TDM system ay napaka-flexible kumpara sa FDM.
  • Para sa bawat channel, ginagamit ang kumpletong magagamit na bandwidth ng channel.
  • Minsan, ang pag-overlay ng pulso ay maaaring maging sanhi ng crosstalk gayunpaman maaari itong bawasan gamit ang oras ng pagbabantay.
  • Sa multiplexing na ito, bihira ang hindi gustong pagpapadala ng signal sa pagitan ng mga channel ng komunikasyon.

Ang mga disadvantages ng time division multiplexing ay kinabibilangan ng mga sumusunod.

  • Ang parehong mga seksyon ng pagpapadala at pagtanggap ay dapat na naka-synchronize nang maayos upang magkaroon ng tamang paghahatid at pagtanggap ng signal.
  • Ang TDM ay kumplikadong ipatupad.
  • Kumpara sa FDM, ang multiplexing na ito ay may mas mababang latency.
  • Ang mga TDM system ay nangangailangan ng pagtugon sa data at sa buffer.
  • Maaaring maubos ang mga channel ng multiplexing na ito dahil sa mabagal na pagkupas ng narrowband.
  • Sa TDM, napakahalaga ng pag-synchronize.
  • Sa isang TDM, kinakailangan ang impormasyon ng buffer at address.

Mga Application/Paggamit

Ang mga aplikasyon ng time division multiplexing ay tinalakay sa ibaba.

  • Ang TDM ay ginagamit sa Integrated Services Digital Network na mga linya ng telepono.
  • Ang multiplexing na ito ay naaangkop sa public switched telephone networks (PSTN) at SONET (Synchronous Optical Networking).
  • Naaangkop ang TDM sa mga sistema ng telepono.
  • Ang TDM ay ginagamit sa wireline na mga linya ng telepono.
  • Mas maaga, ang multiplexing technique na ito ay ginagamit sa telegraph.
  • Ginagamit ang TDM sa mga cellular radio, satellite access system, at digital audio mixing system.
  • Ang TDM ay ang pinakakaraniwang pamamaraan na ginagamit sa fiber optic na komunikasyon/optical data transmission system.
  • Ginagamit ang TDM para sa mga analog at digital na signal kung saan ang isang bilang ng mga channel na may mas kaunting bilis ay pinarami lang sa mga high-speed na channel ay ginagamit para sa paghahatid.
  • Ito ay ginagamit sa cellular radio, digital na komunikasyon at sistema ng komunikasyon ng satellite .

Kaya, ito ay isang pangkalahatang-ideya ng time division multiplexing o TDM na ginagamit para sa pagpapadala ng maraming signal sa itaas ng parehong nakabahaging medium sa pamamagitan lamang ng paglalaan ng limitadong agwat ng oras sa bawat signal. Sa pangkalahatan, ang ganitong uri ng multiplexing ay ginagamit sa pamamagitan ng mga digital system na nagpapadala o tumatanggap ng digital bandpass o mga digital na signal na dinadala sa mga analog carrier at ginagamit ng mga optical transmission system tulad ng SDH (Synchronous Digital Hierarchy) at PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy). Narito ang isang tanong para sa iyo, ano ang FDM?