Time Division Multiplexing: Blockdiagram, Working, Differences & Dess Applications

Ett medium kan bara bära en enda signal vid vilken sekund som helst. För att sända flera signaler för att sända ett medium, måste mediet separeras genom att tillhandahålla varje signal ett segment av hela bandbredden. Detta kan vara möjligt genom att använda en multiplexeringsteknik. Multiplexering är en teknik som används för att kombinera olika signaler till en enda signal med hjälp av ett delat medium. Det finns olika typer av multiplexeringstekniker som TDM, FDM, CDMA och WDM som används i dataöverföringssystem. Den här artikeln diskuterar en översikt över en av de typer av multiplexeringstekniker som tidsmultiplexering som också kallas TDM.

Vad är Time Division Multiplexing?

Tidsmultiplexering eller TDM-definition är; en multiplexeringsteknik som används för att sända två eller fler strömmande digitala signaler över en gemensam kanal. I denna typ av multiplexeringsteknik separeras inkommande signaler i ekvivalenta tidsluckor med fast längd. När multiplexeringen är klar skickas dessa signaler över ett delat medium och efter demultiplexering sätts de ihop till sitt ursprungliga format.

Blockdiagram för tidsdelningsmultiplexering

Blockschemat för tidsdelningsmultiplex visas nedan som använder både sändarens och mottagarens sektioner. För dataöverföring kallas multiplexeringstekniken som effektivt utnyttjar hela kanalen ibland PAM/TDM eftersom; ett TDM-system använder en PAM. Så i denna moduleringsteknik håller varje puls en kort tidsperiod genom att tillåta maximal användning av kanalen.

I ovanstående TDM-blockdiagram finns antalet LPF:er i början av systemet baserat på nr. av datainmatningar. I grund och botten är dessa lågpassfilter anti-aliasing-filter som tar bort aliasing av data i/p-signalen. Därefter ges LPF:s utsignal till kommutatorn. Enligt kommutatorns rotation samlas datainmatningsproverna in genom den. Här är kommutatorns rotationshastighet 'fs', därför betecknar det systemets samplingsfrekvens.

Antag att vi har 'n' dataingångar, och sedan enligt revolutionen efter varandra, kommer dessa dataingångar att multiplexeras och sändas ovanför den gemensamma kanalen. I mottagaränden av systemet används en dekommutator som är synkroniserad vid sändningsänden av kommutatorn. Så denna dekommutator l vid den mottagande änden delar upp den tidsmultiplexerade signalen.

I ovanstående system bör kommutatorn & de-kommutatorn ha samma rotationshastighet för att få exakt demultiplexering av signalen i slutet av mottagaren. Baserat på revolutionen som utförs genom dekommutatorn, samlas proverna genom LPF & den faktiska datainmatningen vid mottagaren återställs.

Låt den maximala frekvensen för signalen 'fm' & samplingsfrekvensen 'fs' då

fs ≥ 2fm

Därför anges varaktigheten av tiden mellan efterföljande prover som,

Ts = 1/fs

Om vi ​​anser att det finns 'N' ingångskanaler, samlas ett enda sampel från vart och ett av 'N' sampel. Därför kommer varje intervall att ge oss 'N' sampel och avståndet mellan de två kan skrivas som Ts/N.

Vi vet att pulsfrekvens i grund och botten är antalet pulser för varje sekund som anges som
Pulsfrekvens = 1/mellanrum mellan två sampel

= 1/Ts/N =.N/Ts

Vi vet att Ts = 1/fs, ovanstående ekvation blir som;

= N/1/fs = Nfs.

För en tidsdelningsmultiplexsignal är pulsen för varje sekund signaleringshastigheten som betecknas med 'r'. Så,

r = Nfs

Hur fungerar tidsdelningsmultiplexering?

Tidsmultiplexeringsmetoden fungerar genom att placera flera dataströmmar i en enda signal genom att dela upp signalen i olika segment, där varje segment har en mycket kort varaktighet. Varje enskild dataström i mottagarsidan återmonteras beroende på tidpunkten.

I följande TDM-diagram, när de tre källorna A, B & C vill skicka data via ett gemensamt medium, kan signalen från dessa tre källor separeras i olika ramar där varje ram har sin fasta tidslucka.

I ovanstående TDM-system tas tre enheter från varje källa i beaktande som tillsammans bildar den faktiska signalen.

En ram samlas in med en enda enhet av varje källa som sänds åt gången. När dessa enheter skiljer sig helt från varandra, kan riskerna för signalblandning som kan förhindras tas bort. När en ram väl har sänts över en specifik tidslucka, använder den andra ramen en liknande kanal för att sändas och vidare upprepas denna process tills överföringen är klar.

Typer av tidsdelningsmultiplexering

Det finns två typer av tidsdelningsmultiplex; synkron TDM och asynkron TDM.

Synkron TDM

Ingången är synkron tidsdelningsmultiplexering är helt enkelt kopplad till en ram. I TDM, om det finns 'n' anslutningar, kan ramen separeras i 'n' tidsluckor. Så varje lucka är helt enkelt allokerad till varje ingångsrad. I denna metod är samplingshastigheten bekant för alla signaler, och därför ges liknande klockingång. Mux tilldelar samma plats till varje enhet hela tiden.

Fördelarna med synkron TDM inkluderar främst; ordning upprätthålls och inga adresseringsuppgifter behövs. Nackdelarna med synkron TDM inkluderar främst; den behöver en hög bithastighet och om det inte finns någon insignal på en enda kanal eftersom en fast tidslucka är allokerad till varje kanal, så innehåller inte tidsluckan för den specifika kanalen några data och det finns bandbreddsslöseri.

Asynkron TDM

Asynkron TDM är också känd som Statistisk TDM vilket är en typ av TDM där o/p-ramen samlar information från inmatningsramen tills den fylls men inte lämnar en ofylld lucka som i Synchronous TDM. I denna typ av multiplexering måste vi inkludera adressen för speciell data i luckan som sänds till utmatningsramen. Denna typ av TDM är mycket effektiv eftersom kanalens kapacitet är helt utnyttjad och förbättrar effektiviteten för bandbredden.

Fördelarna med asynkron TDM inkluderar främst; dess kretsar är inte komplexa, kommunikationslänk med låg kapacitet används, det finns inga allvarliga överhörningsproblem, ingen förmedlingsdistorsion och för varje kanal används hela kanalbandbredden. Nackdelarna med asynkron TDM inkluderar främst; den behöver en buffert, ramstorlekarna är olika och adressdata krävs.

Skillnad svart/vit tidsmultiplexering vs tidsdelningsmultiplex åtkomst

Skillnaden mellan TDM och TDMA diskuteras nedan.

Fördelar och nackdelar

Fördelarna med tidsdelningsmultiplex inkluderar följande.

• Kretsdesignen för TDM är enkel.
• TDM använder kanalens totala bandbredd för signalöverföring.
• I TDM är frågan om förmedlingsförvrängning inte där.
• TDM-system är mycket flexibla jämfört med FDM.
• För varje kanal används den fullständiga tillgängliga kanalbandbredden.
• Ibland kan pulsöverlappning orsaka överhörning, men den kan minskas med skyddstid.
• I denna multiplexering sker sällan oönskad signalöverföring mellan kommunikationskanaler.

Nackdelarna med tidsdelningsmultiplex inkluderar följande.

• Både sändnings- och mottagningssektionerna bör synkroniseras korrekt för att ha rätt signalöverföring och mottagning.
• TDM är komplicerat att implementera.
• Jämfört med FDM har denna multiplexering lägre latens.
• TDM-system kräver adressering av data och buffert.
• Kanalerna i denna multiplexering kan bli uttömda på grund av långsam smalbandsfädning.
• I TDM är synkronisering mycket viktig.
• I en TDM är en buffert och adressinformation nödvändig.

Applikationer/Användningar

Tillämpningarna av tidsdelningsmultiplex diskuteras nedan.

• TDM används i Integrated Services Digital Network telefonlinjer.
• Denna multiplexering är tillämplig i publika telefonnät (PSTN) och SONET (Synchronous Optical Networking).
• TDM är tillämpligt i telefonsystem.
• TDM används i trådbundna telefonlinjer.
• Tidigare användes denna multiplexeringsteknik i telegrafen.
• TDM används i mobilradio, satellitåtkomstsystem och digitala ljudmixningssystem.
• TDM är den vanligaste tekniken som används i fiberoptisk kommunikation/optisk dataöverföringssystem.
• TDM används för analoga och digitala signaler där ett antal kanaler med lägre hastighet helt enkelt multiplexeras till höghastighetskanaler används för överföring.
• Det används i mobilradio, digital kommunikation och satellitkommunikationssystem .

Detta är alltså en översikt över tidsmultiplexering eller TDM som används för att sända flera signaler över samma delade medium genom att helt enkelt allokera ett begränsat tidsintervall till varje signal. I allmänhet används denna typ av multiplexering genom digitala system som skickar eller tar emot digitala bandpass eller digitala signaler som överförs över analoga bärare och används av optiska överföringssystem som SDH (Synchronous Digital Hierarchy) & PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy). Här är en fråga till dig, vad är FDM?