FDM, TDM és WDM: multiplexelési technológia magyarázata

Mi az a multiplexelési technológia?

A multiplexelés alapvető célja, hogy lehetővé tegye több független jelnek ugyanazt az átviteli csatornát. Különböző "dimenziók/paraméterek" kiválasztásával a jelek elkülönítésére javítja a kapcsolat kihasználtságát. Az üvegszálas kommunikációban általában a meglévő üvegszálas infrastruktúra kapacitásának bővítésének kulcsfontosságú eszközeként is tartják számon. A leggyakrabban használtmultiplexelési technikáktartalmazzaFrekvenciaosztásos multiplexelés (FDM), Időosztásos multiplexelés (TDM), ésHullámhosszosztásos multiplexelés (WDM). Arra összpontosítunk, hogy ezekről a technológiákról-mélyreható képet adjunk.

Főbb különbségek

A különbségek közöttFrekvenciaosztásos multiplexelés (FDM), Időosztásos multiplexelés (TDM), ésHullámhosszosztásos multiplexelés (WDM)az "erőforrás-particionálás" fogalmán keresztül érthető:

FDM (frekvenciaosztásos multiplexelés): A teljes sávszélességet több frekvenciaintervallumra osztja fel, és minden jel egyidejűleg továbbít a saját frekvenciasávjában.

TDM (időosztásos multiplexelés): Az átviteli folyamatot egymást követő időszeletekre/résekre osztja, és minden jelet szekvenciálisan küldenek az időréseknek megfelelően; mindegyik használhatja a teljes sávszélességet a saját időrésében.

WDM (hullámhosszosztásos multiplexelés): Különböző hullámhosszakat (optikai vivőket) használ ugyanazon az optikai szálon a különböző csatornák átviteléhez, lehetővé téve több optikai jel párhuzamos továbbítását. Ez a megközelítés hasonló a frekvenciaosztás koncepciójához, de a vivőközeg könnyű.

Mi az az FDM?

FDMegy tipikus "csatornafelosztás" módszer: a link sávszélességét több logikai al-csatornára osztja, és minden jelet egy adott frekvenciasávhoz rendelnek, és szűréssel, modulációval és egyéb technikákkal továbbítják a megfelelő al-csatornához. A szomszédos alcsatornák közötti kölcsönös interferencia csökkentése érdekében a mérnöki gyakorlat általában védősávokat alkalmaz a frekvenciasávok leválasztására.

Tipikus alkalmazások: FDMszéles körben használják a televíziós műsorszórásban, a műholdas kommunikációs transzponderekben és a hagyományos telefonhálózatokban{0}}távoli vonalakban. Ennek a technológiának a fő előnye, hogy minden csatorna egyidejűleg és folyamatosan tud sugározni anélkül, hogy pontos időszinkronizálást igényelne, de a védősávok és összetett szűrők szükségessége miatt a spektrumkihasználás viszonylag alacsony.
 

Mi az a TDM?

TDMtöbb jelet leképez különböző időpozíciókra: az adó több időrésre osztja az időkereteket, minden egyes szolgáltatás a rések sorrendjének megfelelően küldi el; a vevő minden adatfolyamot ugyanazon időzítési szabályok szerint állít vissza.

Optikai időosztásos multiplexelés (OTDM), amelyet általában az optikai kommunikációban látnak, egy változataTDM. Az optikai impulzusok időfelbontási képességét használja fel arra, hogy több alacsony sebességű optikai csatornát egy rögzített órajelen belül{1}}szúrjon össze, ezáltal növelve a tényleges átviteli sebességet. Azonban ahogy az impulzusok szűkülnek és a távolság növekszik, a diszperzió és egyéb problémák egyre szembetűnőbbé válnak, ami megfelelő kompenzációs intézkedéseket tesz szükségessé.

Tipikus alkalmazások: TDM technológiaszéles körben alkalmazzák a T1/E1 digitális telefonvonalakban, a GSM-ben és más 2G mobilhálózatokban, a TDMA műholdas kommunikációs rendszerekben és a SONET/SDH szinkron optikai hálózatokban. A fő előnye aTDMa csatornák közötti áthallás hiánya és a teljes sávszélesség teljes kihasználása, így különösen alkalmas digitális jelátvitelre, bár pontos időszinkronizálást igényel.
 

Mi az a WDM?

Hullámhosszosztásos multiplexelés (WDM)"hullámhosszon{0}} alapuló párhuzamosságot" valósít meg az optikai szálon, több különböző hullámhosszú optikai vivőt kombinál ugyanabba a szálba átvitel céljából, majd a másik végén hullámhosszon választja el őket. Fontos mérnöki jellemző, hogy minden hullámhossz-csatorna nagyrészt protokoll- és sebességleválasztásra képes.

Két gyakoriWDMrendszerek azokCWDMésDWDM (Sűrű hullámhosszosztásos multiplexelés). Ugyanaz az elv, de főként a hullámhossz-távolságban, az elérhető csatornák számában és az optikai tartomány erősítési képességeitől való függésben különböznek.

A kapacitásbővítési megközelítésWDMjellemzően szemcsésebb: szükség szerint hullámhossz-csatornákat lehet hozzáadni a kapacitás növeléséhez. Ez azonban megnövekedett multiplexelést/demultiplexelést, optikai energiagazdálkodási eszközöket és mérnöki bonyolultságot is jelent, a rendszer összetettségének és a működési követelményeknek ennek megfelelően.
 

Az FDM, a TDM és a WDM egymás melletti--összehasonlítása

Következtetés

FDMalkalmas "frekvenciasáv csatornaosztás" forgatókönyvekre, a mérnöki fókusz a frekvenciasáv leválasztására és a szűrő megvalósítására irányul.

TDMjobban igazodik a digitális rendszerek időbeli szerveződéséhez, erősebben függ a szinkronizálástól, a keret- és időrés-struktúráktól.

WDMaz egyik leggyakoribb kapacitásbővítési megközelítésszáloptikai hálózatok, amely a hullámhossz-párhuzamosság révén jelentősen növeli az egyszálú-szál szállítási kapacitását. A tényleges optikai hálózatokban gyakori, hogy több multiplexelési módszert kombinálnak a jobb átviteli és evolúciós eredmények elérése érdekében.