FDM, TDM i WDM: objašnjenje tehnologije multipleksiranja

Što je tehnologija multipleksiranja?

Osnovni cilj multipleksiranja je omogućiti da više neovisnih signala dijeli isti prijenosni kanal. Odabirom različitih "dimenzija/parametara" za izolaciju signala, povećava se iskoristivost veze. U komunikacijama optičkim vlaknima, također se obično smatra ključnim sredstvom za proširenje kapaciteta postojeće infrastrukture vlakana. Najčešće korištenitehnike multipleksiranjauključitiFrequency Division Multiplexing (FDM), Vremensko multipleksiranje (TDM), iMultipleksiranje valne duljine (WDM). Usredotočit ćemo se na pružanje-detaljnog pokrivanja ovih tehnologija.

Ključne razlike

Razlike međuFrequency Division Multiplexing (FDM), Vremensko multipleksiranje (TDM), iMultipleksiranje valne duljine (WDM)može se razumjeti kroz koncept "particioniranja resursa":

FDM (Frekvencijsko multipleksiranje): Dijeli ukupnu širinu pojasa na više frekvencijskih intervala, pri čemu svaki signal odašilje istovremeno unutar vlastitog frekvencijskog pojasa.

TDM (Time Division Multiplexing): Dijeli proces prijenosa u uzastopne vremenske odsječke/slotove, pri čemu se svaki signal šalje uzastopno prema vremenskim odsječcima; svaki može koristiti punu širinu pojasa tijekom vlastitog vremenskog intervala.

WDM (multipleksiranje valne duljine): Koristi različite valne duljine (optičke nosače) na istom optičkom vlaknu za prijenos različitih kanala, omogućujući paralelni prijenos više optičkih signala. Ovaj je pristup sličan konceptu frekvencijske podjele, ali je nosivi medij lagan.

Što je FDM?

FDMje tipična metoda "podjele kanala": ona dijeli propusnost veze na više logičkih pod{0}}kanala, pri čemu se svaki signal dodjeljuje određenom frekvencijskom pojasu i prenosi na odgovarajući pod-kanal kroz filtriranje, modulaciju i druge tehnike. Kako bi se smanjile međusobne smetnje između susjednih pod-kanala, inženjerska praksa obično koristi zaštitne pojaseve za izolaciju frekvencijskih pojaseva.

Tipične primjene: FDMnaširoko se koristi u televizijskim emisijama, satelitskim komunikacijskim transponderima i međugradskim-vodama u tradicionalnim telefonskim mrežama. Glavna prednost ove tehnologije je da svi kanali mogu odašiljati istovremeno i kontinuirano bez potrebe za preciznom vremenskom sinkronizacijom, ali zbog potrebe za zaštitnim pojasima i složenim filtrima, iskorištenje spektra je relativno nisko.
 

Što je TDM?

TDMpreslikava više signala na različite vremenske pozicije: odašiljač dijeli vremenske okvire u više vremenskih odsječaka, pri čemu svaka usluga šalje prema redoslijedu odsječaka; prijemnik obnavlja svaki tok podataka prema istim vremenskim pravilima.

Optičko vremensko multipleksiranje (OTDM), koji se obično vidi u optičkim komunikacijama, varijanta jeTDM. Koristi sposobnost vremenske rezolucije optičkih impulsa za ispreplitanje više-optičkih kanala niske brzine unutar fiksnog takta, čime se povećava efektivna brzina prijenosa. Međutim, kako se pulsevi sužavaju, a udaljenost povećava, disperzija i drugi problemi postaju izraženiji, zahtijevajući odgovarajuće mjere kompenzacije.

Tipične primjene: TDM tehnologijanaširoko se primjenjuje u T1/E1 digitalnim telefonskim linijama, GSM i drugim 2G mobilnim mrežama, TDMA satelitskim komunikacijskim sustavima i SONET/SDH sinkronim optičkim mrežama. Glavna prednost odTDMje odsutnost preslušavanja između kanala i potpuna iskorištenost cijele propusnosti, što ga čini posebno pogodnim za digitalni prijenos signala, iako zahtijeva preciznu vremensku sinkronizaciju.
 

Što je WDM?

Multipleksiranje valne duljine (WDM)implementira "paralelizam temeljen-na valnoj duljini" na optičkom vlaknu, kombinirajući više optičkih nosača različitih valnih duljina u isto vlakno za prijenos, a zatim ih odvajajući prema valnoj duljini na drugom kraju. Važna inženjerska karakteristika je da svaki kanal valne duljine može u velikoj mjeri postići razdvajanje protokola i brzine.

Dvije zajedničkeWDMsustavi suCWDMiDWDM (Multipleksiranje s podjelom guste valne duljine). Dijele isti princip, ali se uglavnom razlikuju u razmaku valnih duljina, broju dostupnih kanala i ovisnosti o mogućnostima pojačanja optičke domene.

Pristup proširenja kapacitetaWDMobično je granularniji: po potrebi se mogu dodati kanali valne duljine za povećanje kapaciteta. Međutim, to također znači povećano multipleksiranje/demultipleksiranje, optičke uređaje za upravljanje napajanjem i inženjersku složenost, s odgovarajućim povećanjem složenosti sustava i operativnih zahtjeva.
 

Usporedna--usporedna FDM, TDM i WDM

Zaključak

FDMprikladan je za scenarije "podjele kanala frekvencijskog pojasa", s inženjerskim fokusom na izolaciju frekvencijskog pojasa i implementaciju filtera.

TDMviše se usklađuje s vremenskom organizacijom digitalnih sustava, s većom ovisnošću o sinkronizaciji, okvirima i strukturama vremenskih odsječaka.

WDMje jedan od najčešćih pristupa proširenju kapaciteta usvjetlovodne mreže, značajno povećavajući kapacitet prijenosa jednog-vlakna kroz paralelizam valnih duljina. U stvarnim optičkim mrežama uobičajeno je kombinirati višestruke metode multipleksiranja kako bi se postigao bolji prijenos i rezultati razvoja.