Un mezzo può trasportare un solo segnale alla volta. Per trasmettere più segnali per trasmettere un mezzo, il mezzo deve essere separato fornendo a ogni segnale un segmento dell'intera larghezza di banda. Ciò può essere possibile utilizzando una tecnica di multiplexing. Multiplexing è una tecnica utilizzata per combinare vari segnali in un unico segnale utilizzando un mezzo condiviso. Esistono diversi tipi di tecniche di multiplexing come TDM, FDM, CDMA e WDM che vengono utilizzate nei sistemi di trasmissione dati. Questo articolo discute una panoramica di uno dei tipi di tecniche di multiplexing come multiplazione a divisione di tempo noto anche come TDM.

Che cos'è il multiplexing a divisione di tempo?

Il multiplexing a divisione di tempo o definizione TDM è; una tecnica di multiplexing utilizzata per trasmettere due o più segnali digitali in streaming su un canale comune. In questo tipo di tecnica di multiplexing, i segnali in ingresso sono separati in intervalli di tempo di lunghezza fissa equivalenti. Una volta terminato il multiplexing, questi segnali vengono inviati su un mezzo condiviso e dopo il de-multiplexing, vengono riassemblati nel loro formato originale.

Multiplexing a divisione di tempo

Diagramma a blocchi del multiplexing a divisione di tempo

Di seguito è mostrato lo schema a blocchi del multiplexing a divisione di tempo che utilizza entrambe le sezioni del trasmettitore e del ricevitore. Per la trasmissione dei dati, la tecnica multiplexing che utilizza in modo efficiente l'intero canale è talvolta chiamata PAM/TDM perché; un sistema TDM utilizza un PAM. Quindi, in questa tecnica di modulazione, ogni impulso mantiene un breve periodo di tempo consentendo il massimo utilizzo del canale.

Diagramma a blocchi TDM

Nello schema a blocchi TDM sopra, c'è il numero di LPF all'inizio del sistema in base al n. degli input di dati. Fondamentalmente, questi filtri passa-basso sono filtri anti-aliasing che rimuovono l'aliasing del segnale i/p dei dati. Successivamente, l'uscita dell'LPF viene data al commutatore. In base alla rotazione del commutatore, i campioni di dati in ingresso vengono raccolti attraverso di esso. Qui, la velocità di rotazione del commutatore è 'fs', quindi denota la frequenza di campionamento del sistema.

Supponiamo di avere 'n' input di dati, e quindi in base alla rivoluzione uno dopo l'altro, questi input di dati verranno multiplexati e trasmessi sopra il canale comune. All'estremità ricevente del sistema, viene utilizzato un decommutatore sincronizzato all'estremità trasmittente dal commutatore. Quindi questo decommutatore l all'estremità ricevente divide il segnale multiplato a divisione di tempo.

Nel sistema di cui sopra, il commutatore e il decommutatore dovrebbero avere la stessa velocità di rotazione per avere una demultiplazione precisa del segnale all'estremità del ricevitore. In base alla rivoluzione effettuata attraverso il decommutatore, i campioni vengono raccolti attraverso il LPF e i dati effettivamente immessi nel ricevitore vengono recuperati.

Sia la frequenza massima del segnale 'fm' e la frequenza di campionamento 'fs' quindi

fs ≥ 2fm

Pertanto, la durata del tempo tra i campioni successivi è data come,

Ts = 1/fs

Se consideriamo che ci sono 'N' canali di ingresso, viene raccolto un singolo campione da ciascuno degli 'N' campioni. Pertanto, ogni intervallo ci darà 'N' campioni e la spaziatura tra i due può essere scritta come Ts/N.

Sappiamo che fondamentalmente la frequenza degli impulsi è il numero di impulsi per ogni secondo che viene dato come
Frequenza degli impulsi = 1/spaziatura tra due campioni

= 1/Ts/N =.N/Ts

Sappiamo che Ts = 1/fs, l'equazione precedente diventerà as;

= N/1/fs = Nfs.

Per un segnale multiplexing a divisione di tempo, l'impulso per ogni secondo è la velocità di segnalazione indicata con 'r'. COSÌ,

r = Nfs

Come funziona il multiplexing a divisione di tempo?

Il metodo di multiplexing a divisione di tempo funziona inserendo diversi flussi di dati all'interno di un singolo segnale dividendo il segnale in vari segmenti, in cui ogni segmento ha una durata molto breve. Ogni singolo flusso di dati all'estremità ricevente viene riassemblato a seconda dei tempi.

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Nel seguente diagramma TDM, quando le tre sorgenti A, B e C vogliono inviare dati attraverso un mezzo comune, il segnale proveniente da queste tre sorgenti può essere separato in vari frame in cui ogni frame ha il suo intervallo di tempo fisso.

TDM funzionante

Nel suddetto sistema TDM, vengono prese in considerazione tre unità di ogni sorgente che insieme formano il segnale vero e proprio.

Viene raccolto un frame con una singola unità di ciascuna sorgente che viene trasmessa alla volta. Quando queste unità sono completamente diverse l'una dall'altra, è possibile rimuovere le possibilità di miscelazione del segnale prevenibili. Una volta che un frame viene trasmesso al di sopra di uno specifico intervallo di tempo, il secondo frame utilizza un canale simile per essere trasmesso e inoltre questo processo viene ripetuto fino al completamento della trasmissione.

Tipi di multiplexing a divisione di tempo

Esistono due tipi di multiplexing a divisione di tempo; TDM sincrono e TDM asincrono.

TDM sincrono

L'ingresso è multiplexing a divisione di tempo sincrono è semplicemente collegato a un frame. In TDM, se sono presenti 'n' connessioni, il frame può essere suddiviso in 'n' intervalli di tempo. Quindi, ogni slot viene semplicemente assegnato a ogni linea di input. In questo metodo, la frequenza di campionamento è familiare a tutti i segnali e quindi viene fornito un ingresso di clock simile. Il mux assegna sempre lo stesso slot a ogni dispositivo.

I vantaggi del TDM sincrono includono principalmente; l'ordine viene mantenuto e non sono necessari dati di indirizzo. Gli svantaggi del TDM sincrono includono principalmente; ha bisogno di un bit rate elevato e se non c'è segnale di ingresso su un singolo canale poiché una fascia oraria fissa è assegnata a ogni canale, allora la fascia oraria per quel canale specifico non contiene alcun dato e c'è uno spreco di larghezza di banda.

TDM asincrono

Il TDM asincrono è anche noto come TDM statistico che è un tipo di TDM in cui il frame o/p raccoglie informazioni dal frame di input finché non viene riempito ma non lascia uno slot vuoto come nel TDM sincrono. In questo tipo di multiplexing, dobbiamo includere l'indirizzo di dati particolari all'interno dello slot che viene trasmesso al frame di output. Questo tipo di TDM è molto efficiente perché la capacità del canale è completamente utilizzata e migliora l'efficienza della larghezza di banda.

I vantaggi del TDM asincrono includono principalmente; la sua circuiteria non è complessa, viene utilizzato un collegamento di comunicazione a bassa capacità, non vi sono gravi problemi di diafonia, nessuna distorsione di intermediazione e per ciascun canale viene utilizzata l'intera larghezza di banda del canale. Gli svantaggi del TDM asincrono includono principalmente; ha bisogno di un buffer, le dimensioni dei frame sono diverse e sono richiesti i dati dell'indirizzo.

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

La differenza tra TDM e TDMA è discussa di seguito.

Multiplexing a divisione di tempo	Accesso multiplo a divisione di tempo
Il TDM è l'acronimo di multiplexing a divisione di tempo.	TDMA sta per accessi multipli a divisione di tempo.
TDM è un tipo di tecnica di multiplexing digitale in cui un minimo di due o più segnali vengono trasmessi simultaneamente come sottocanali all'interno di un singolo canale di comunicazione.	TDMA è una tecnica di accesso al canale per reti a mezzo condiviso.
In questo multiplexing, i segnali che sono multiplexati possono provenire da un nodo simile.	In TDMA, i segnali multiplexati possono provenire da diversi trasmettitori/sorgenti.
Per questo multiplexing, viene sempre assegnato un determinato intervallo di tempo per un determinato utente. L'esempio TDM sono le reti telefoniche terrestri digitali.	Per gli accessi multipli a divisione di tempo, una volta che l'utente completa l'utilizzo della fascia oraria, questa diventerà gratuita e potrà essere utilizzata da un altro utente. Generalmente, questi slot sono assegnati dinamicamente e l'utente può ottenere uno slot diverso ogni volta che accede alla rete. L'esempio TDMA è GSM.

Vantaggi e svantaggi

I vantaggi del multiplexing a divisione di tempo includono quanto segue.

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Il design del circuito di TDM è semplice.
TDM utilizza la larghezza di banda totale del canale per la trasmissione del segnale.
In TDM, il problema della distorsione dell'intermediazione non c'è.
I sistemi TDM sono molto flessibili rispetto all'FDM.
Per ogni canale viene utilizzata l'intera larghezza di banda del canale disponibile.
A volte, la sovrapposizione degli impulsi può causare diafonia, tuttavia può essere ridotta utilizzando il tempo di guardia.
In questo multiplexing, la trasmissione di segnali indesiderati tra i canali di comunicazione avviene raramente.

Gli svantaggi del multiplexing a divisione di tempo includono quanto segue.

Entrambe le sezioni di trasmissione e ricezione devono essere sincronizzate correttamente per avere la corretta trasmissione e ricezione del segnale.
TDM è complesso da implementare.
Rispetto a FDM, questo multiplexing ha una latenza inferiore.
I sistemi TDM richiedono l'indirizzamento dei dati e del buffer.
I canali di questo multiplexing possono esaurirsi a causa del lento sbiadimento della banda stretta.
In TDM, la sincronizzazione è molto significativa.
In un TDM, sono necessarie informazioni sul buffer e sull'indirizzo.

Applicazioni/Usi

Le applicazioni del multiplexing a divisione di tempo sono discusse di seguito.

TDM è utilizzato nelle linee telefoniche della rete digitale di servizi integrati.
Questo multiplexing è applicabile nelle reti telefoniche pubbliche commutate (PSTN) e SONET (Synchronous Optical Networking).
TDM è applicabile nei sistemi telefonici.
TDM è utilizzato nelle linee telefoniche fisse.
In precedenza, questa tecnica di multiplexing veniva utilizzata nel telegrafo.
TDM viene utilizzato nelle radio cellulari, nei sistemi di accesso satellitare e nei sistemi di missaggio audio digitale.
TDM è la tecnica più comune utilizzata nei sistemi di comunicazione in fibra ottica/trasmissione dati ottica.
TDM viene utilizzato per segnali analogici e digitali in cui un numero di canali con velocità inferiore viene semplicemente multiplexato in canali ad alta velocità utilizzati per la trasmissione.
È utilizzato nella radio cellulare, nella comunicazione digitale e sistema di comunicazione satellitare .

Così, questo è una panoramica del multiplexing a divisione di tempo o TDM che viene utilizzato per trasmettere più segnali sullo stesso mezzo condiviso semplicemente assegnando un intervallo di tempo limitato a ciascun segnale. Generalmente, questo tipo di multiplexing viene utilizzato attraverso sistemi digitali che inviano o ricevono segnali digitali passabanda o digitali che vengono trasportati su portanti analogici e utilizzati da sistemi di trasmissione ottica come SDH (Synchronous Digital Hierarchy) e PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy). Ecco una domanda per te, cos'è FDM?