సమయ విభజన మల్టీప్లెక్సింగ్: బ్లాక్ రేఖాచిత్రం, పని, తేడాలు & దాని అప్లికేషన్లు

ఒక మాధ్యమం ఏ క్షణంలోనైనా ఒకే సిగ్నల్‌ని మాత్రమే తీసుకువెళుతుంది. మాధ్యమాన్ని ప్రసారం చేయడానికి బహుళ సంకేతాలను ప్రసారం చేయడానికి, ప్రతి సిగ్నల్‌కు మొత్తం బ్యాండ్‌విడ్త్‌లోని ఒక భాగాన్ని అందించడం ద్వారా మాధ్యమాన్ని వేరు చేయాలి. మల్టీప్లెక్సింగ్ టెక్నిక్‌ని ఉపయోగించడం ద్వారా ఇది సాధ్యమవుతుంది. మల్టీప్లెక్సింగ్ భాగస్వామ్య మాధ్యమాన్ని ఉపయోగించి ఒకే సిగ్నల్‌గా వివిధ సంకేతాలను కలపడానికి ఉపయోగించే సాంకేతికత. డేటా ట్రాన్స్‌మిషన్ సిస్టమ్‌లలో ఉపయోగించబడే TDM, FDM, CDMA & WDM వంటి వివిధ రకాల మల్టీప్లెక్సింగ్ టెక్నిక్‌లు ఉన్నాయి. ఈ కథనం మల్టీప్లెక్సింగ్ టెక్నిక్‌లలో ఒకదాని యొక్క అవలోకనాన్ని చర్చిస్తుంది సమయ విభజన మల్టీప్లెక్సింగ్ దీనిని TDM అని కూడా అంటారు.

టైమ్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ అంటే ఏమిటి?

టైమ్-డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ లేదా TDM నిర్వచనం; ఒక సాధారణ ఛానెల్ పైన రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ స్ట్రీమింగ్ డిజిటల్ సిగ్నల్‌లను ప్రసారం చేయడానికి ఉపయోగించే మల్టీప్లెక్సింగ్ టెక్నిక్. ఈ రకమైన మల్టీప్లెక్సింగ్ టెక్నిక్‌లో, ఇన్‌కమింగ్ సిగ్నల్స్ సమానమైన ఫిక్స్‌డ్-లెంగ్త్ టైమ్ స్లాట్‌లుగా విభజించబడ్డాయి. మల్టీప్లెక్సింగ్ పూర్తయిన తర్వాత, ఈ సంకేతాలు భాగస్వామ్య మాధ్యమం ద్వారా పంపబడతాయి & డి-మల్టిప్లెక్సింగ్ తర్వాత, అవి వాటి అసలు ఫార్మాట్‌లోకి మళ్లీ సమీకరించబడతాయి.

టైమ్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ యొక్క బ్లాక్ రేఖాచిత్రం

టైమ్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ బ్లాక్ రేఖాచిత్రం క్రింద చూపబడింది, ఇది ట్రాన్స్‌మిటర్ మరియు రిసీవర్ యొక్క రెండు విభాగాలను ఉపయోగిస్తుంది. డేటా ట్రాన్స్‌మిషన్ కోసం, మొత్తం ఛానెల్‌ని సమర్థవంతంగా ఉపయోగించుకునే మల్టీప్లెక్సింగ్ టెక్నిక్‌ని కొన్నిసార్లు PAM/TDM అని పిలుస్తారు ఎందుకంటే; TDM సిస్టమ్ PAMని ఉపయోగిస్తుంది. కాబట్టి ఈ మాడ్యులేషన్ టెక్నిక్‌లో, ఛానెల్ యొక్క గరిష్ట వినియోగాన్ని అనుమతించడం ద్వారా ప్రతి పల్స్ కొంత తక్కువ వ్యవధిని కలిగి ఉంటుంది.

పై TDM బ్లాక్ రేఖాచిత్రంలో, సంఖ్య ఆధారంగా సిస్టమ్ ప్రారంభంలో LPFల సంఖ్య ఉంది. డేటా ఇన్‌పుట్‌ల. ప్రాథమికంగా, ఈ తక్కువ-పాస్ ఫిల్టర్‌లు యాంటీ-అలియాసింగ్ ఫిల్టర్‌లు, ఇవి డేటా i/p సిగ్నల్ యొక్క మారుపేరును తీసివేస్తాయి. ఆ తర్వాత, LPF యొక్క అవుట్‌పుట్ కమ్యుటేటర్‌కు ఇవ్వబడుతుంది. కమ్యుటేటర్ రొటేషన్ ప్రకారం, డేటా ఇన్‌పుట్‌ల నమూనాలు దాని ద్వారా సేకరించబడతాయి. ఇక్కడ, కమ్యుటేటర్ యొక్క విప్లవం రేటు 'fs' కాబట్టి ఇది సిస్టమ్ యొక్క నమూనా ఫ్రీక్వెన్సీని సూచిస్తుంది.

మనకు ‘n’ డేటా ఇన్‌పుట్‌లు ఉన్నాయని భావించండి, ఆపై విప్లవం ప్రకారం ఒకదాని తర్వాత ఒకటి, ఈ డేటా ఇన్‌పుట్‌లు మల్టీప్లెక్స్ చేయబడి సాధారణ ఛానెల్‌పైకి ప్రసారం చేయబడతాయి. సిస్టమ్ యొక్క రిసీవర్ ముగింపులో, ఒక డీకమ్యుటేటర్ ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది కమ్యుటేటర్ ద్వారా ట్రాన్స్మిటింగ్ ముగింపులో సమకాలీకరించబడుతుంది. కాబట్టి ఈ డి-కమ్యుటేటర్ ఎల్ స్వీకరించే ముగింపులో సమయ విభజన మల్టీప్లెక్స్డ్ సిగ్నల్‌ను విభజిస్తుంది.

పై సిస్టమ్‌లో, రిసీవర్ చివరిలో సిగ్నల్ యొక్క ఖచ్చితమైన డీమల్టిప్లెక్సింగ్‌ను కలిగి ఉండటానికి కమ్యుటేటర్ & డి-కమ్యుటేటర్ ఒకే భ్రమణ వేగాన్ని కలిగి ఉండాలి. డికమ్యుటేటర్ ద్వారా చేసిన విప్లవం ఆధారంగా, నమూనాలు ద్వారా సేకరించబడతాయి LPF & రిసీవర్ వద్ద అసలు డేటా ఇన్‌పుట్ పునరుద్ధరించబడింది.

సిగ్నల్ యొక్క గరిష్ట పౌనఃపున్యం 'fm' & నమూనా ఫ్రీక్వెన్సీ 'fs'ని అనుమతించండి

fs ≥ 2fm

కాబట్టి, తదుపరి నమూనాల మధ్య వ్యవధి ఇలా ఇవ్వబడింది,

Ts = 1/fs

'N' ఇన్‌పుట్ ఛానెల్‌లు ఉన్నాయని మేము పరిగణించినట్లయితే, ప్రతి 'N' నమూనాల నుండి ఒకే నమూనా సేకరించబడుతుంది. కాబట్టి, ప్రతి విరామం మనకు ‘N’ నమూనాలను ఇస్తుంది & రెండింటి మధ్య అంతరాన్ని Ts/N అని వ్రాయవచ్చు.

ప్రాథమికంగా పల్స్ ఫ్రీక్వెన్సీ అనేది ప్రతి సెకనుకు పల్స్‌ల సంఖ్య అని మనకు తెలుసు
పల్స్ ఫ్రీక్వెన్సీ = 1/రెండు నమూనాల మధ్య అంతరం

= 1/Ts/N =.N/Ts

Ts = 1/fs, పై సమీకరణం ఇలా మారుతుందని మనకు తెలుసు;

= N/1/fs = Nfs.

సమయ విభజన మల్టీప్లెక్సింగ్ సిగ్నల్ కోసం, ప్రతి సెకనుకు పల్స్ 'r'తో సూచించబడే సిగ్నలింగ్ రేటు. కాబట్టి,

r = Nfs

టైమ్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ ఎలా పని చేస్తుంది?

సిగ్నల్‌ను వివిధ విభాగాలుగా విభజించడం ద్వారా ఒకే సిగ్నల్‌లో అనేక డేటా స్ట్రీమ్‌లను ఉంచడం ద్వారా టైమ్-డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ పద్ధతి పని చేస్తుంది, ఇక్కడ ప్రతి విభాగానికి చాలా తక్కువ వ్యవధి ఉంటుంది. స్వీకరించే ముగింపులో ఉన్న ప్రతి వ్యక్తిగత డేటా స్ట్రీమ్ సమయాన్ని బట్టి మళ్లీ సమీకరించబడుతుంది.

కింది TDM రేఖాచిత్రంలో, A, B & C అనే మూడు మూలాధారాలు ఒక సాధారణ మాధ్యమం ద్వారా డేటాను పంపాలనుకున్నప్పుడు, ఈ మూడు మూలాధారాల నుండి వచ్చే సిగ్నల్‌ను ప్రతి ఫ్రేమ్‌కు దాని నిర్ణీత సమయ స్లాట్ ఉన్న వివిధ ఫ్రేమ్‌లుగా విభజించవచ్చు.

పై TDM సిస్టమ్‌లో, ప్రతి మూలం నుండి మూడు యూనిట్‌లు పరిగణనలోకి తీసుకోబడతాయి, ఇవి సంయుక్తంగా వాస్తవ సిగ్నల్‌ను ఏర్పరుస్తాయి.

ఒక ఫ్రేమ్ ఒక సమయంలో ప్రసారం చేయబడిన ప్రతి మూలం యొక్క ఒకే యూనిట్‌తో సేకరించబడుతుంది. ఈ యూనిట్లు ఒకదానికొకటి పూర్తిగా భిన్నంగా ఉన్నప్పుడు, నివారించగల సిగ్నల్ మిక్సింగ్ అవకాశాలను తొలగించవచ్చు. ఒక ఫ్రేమ్ నిర్దిష్ట సమయ స్లాట్ కంటే ఎక్కువగా ప్రసారం చేయబడిన తర్వాత, రెండవ ఫ్రేమ్ ప్రసారం చేయడానికి ఇదే ఛానెల్‌ని ఉపయోగిస్తుంది మరియు ప్రసారం పూర్తయ్యే వరకు ఈ ప్రక్రియ పునరావృతమవుతుంది.

టైమ్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ రకాలు

టైమ్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్‌లో రెండు రకాలు ఉన్నాయి; సమకాలిక TDM మరియు అసమకాలిక TDM.

సమకాలిక TDM

ఇన్‌పుట్ సింక్రోనస్ టైమ్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ కేవలం ఫ్రేమ్‌కి కనెక్ట్ చేయబడింది. TDMలో, ‘n’ కనెక్షన్‌లు ఉంటే, ఫ్రేమ్‌ను ‘n’ టైమ్ స్లాట్‌లుగా విభజించవచ్చు. కాబట్టి, ప్రతి స్లాట్ కేవలం ప్రతి ఇన్‌పుట్ లైన్‌కు కేటాయించబడుతుంది. ఈ పద్ధతిలో, నమూనా రేటు అన్ని సిగ్నల్‌లకు సుపరిచితం, అందువలన ఇదే క్లాక్ ఇన్‌పుట్ ఇవ్వబడుతుంది. mux అన్ని సమయాల్లో ప్రతి పరికరానికి ఒకే స్లాట్‌ను కేటాయిస్తుంది.

సింక్రోనస్ TDM యొక్క ప్రయోజనాలు ప్రధానంగా ఉన్నాయి; ఆర్డర్ నిర్వహించబడుతోంది మరియు చిరునామా డేటా అవసరం లేదు. సింక్రోనస్ TDM యొక్క ప్రతికూలతలు ప్రధానంగా ఉన్నాయి; దీనికి అధిక బిట్ రేట్ అవసరం మరియు ప్రతి ఛానెల్‌కు నిర్ణీత సమయ స్లాట్ కేటాయించబడినందున ఒకే ఛానెల్‌లో ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్ లేనట్లయితే, ఆ నిర్దిష్ట ఛానెల్‌కు సంబంధించిన టైమ్ స్లాట్ ఎటువంటి డేటాను కలిగి ఉండదు & బ్యాండ్‌విడ్త్ వృధా ఉంటుంది.

అసమకాలిక TDM

అసమకాలిక TDMని స్టాటిస్టికల్ TDM అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది ఒక రకమైన TDM, ఇక్కడ o/p ఫ్రేమ్ ఇన్‌పుట్ ఫ్రేమ్ నుండి ఇన్‌పుట్ ఫ్రేమ్ నుండి సమాచారాన్ని సేకరిస్తుంది, కానీ సింక్రోనస్ TDMలో వలె పూరించని స్లాట్‌ను వదిలివేయదు. ఈ రకమైన మల్టీప్లెక్సింగ్‌లో, అవుట్‌పుట్ ఫ్రేమ్‌కి ప్రసారం చేయబడే స్లాట్‌లో నిర్దిష్ట డేటా యొక్క చిరునామాను మనం చేర్చాలి. ఈ రకమైన TDM చాలా ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది ఎందుకంటే ఛానెల్ యొక్క సామర్థ్యం పూర్తిగా ఉపయోగించబడుతుంది & బ్యాండ్‌విడ్త్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.

అసమకాలిక TDM యొక్క ప్రయోజనాలు ప్రధానంగా ఉన్నాయి; దాని సర్క్యూట్రీ సంక్లిష్టమైనది కాదు, తక్కువ సామర్థ్యం గల కమ్యూనికేషన్ లింక్ ఉపయోగించబడుతుంది, తీవ్రమైన క్రాస్‌స్టాక్ సమస్య లేదు, మధ్యవర్తిత్వ వక్రీకరణ లేదు మరియు ప్రతి ఛానెల్‌కు, పూర్తి ఛానెల్ బ్యాండ్‌విడ్త్ ఉపయోగించబడుతుంది. అసమకాలిక TDM యొక్క ప్రతికూలతలు ప్రధానంగా ఉన్నాయి; దీనికి బఫర్ అవసరం, ఫ్రేమ్ పరిమాణాలు భిన్నంగా ఉంటాయి మరియు చిరునామా డేటా అవసరం.

తేడా B/W టైమ్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ Vs టైమ్ డివిజన్ మల్టిపుల్ యాక్సెస్

TDM మరియు TDMA మధ్య వ్యత్యాసం క్రింద చర్చించబడింది.

ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

సమయ విభజన మల్టీప్లెక్సింగ్ యొక్క ప్రయోజనాలు క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

• TDM యొక్క సర్క్యూట్ డిజైన్ సులభం.
• TDM సిగ్నల్ ట్రాన్స్‌మిషన్ కోసం ఛానెల్ యొక్క మొత్తం బ్యాండ్‌విడ్త్‌ని ఉపయోగిస్తుంది.
• TDMలో, మధ్యవర్తిత్వ వక్రీకరణ సమస్య లేదు.
• FDMతో పోలిస్తే TDM వ్యవస్థలు చాలా సరళంగా ఉంటాయి.
• ప్రతి ఛానెల్ కోసం, అందుబాటులో ఉన్న పూర్తి ఛానెల్ బ్యాండ్‌విడ్త్ ఉపయోగించబడుతుంది.
• కొన్నిసార్లు, పల్స్ అతివ్యాప్తి క్రాస్‌స్టాక్‌కు కారణమవుతుంది, అయితే గార్డు సమయాన్ని ఉపయోగించి దాన్ని తగ్గించవచ్చు.
• ఈ మల్టీప్లెక్సింగ్‌లో, కమ్యూనికేషన్ ఛానెల్‌ల మధ్య అవాంఛిత సిగ్నల్ ట్రాన్స్‌మిషన్ చాలా అరుదుగా జరుగుతుంది.

సమయ విభజన మల్టీప్లెక్సింగ్ యొక్క ప్రతికూలతలు క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

• సరైన సిగ్నల్ ట్రాన్స్మిషన్ & రిసెప్షన్ కోసం ట్రాన్స్మిటింగ్ & రిసీవింగ్ విభాగాలు రెండూ సరిగ్గా సమకాలీకరించబడాలి.
• TDM అమలు చేయడం సంక్లిష్టమైనది.
• FDMతో పోలిస్తే, ఈ మల్టీప్లెక్సింగ్ తక్కువ జాప్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
• TDM సిస్టమ్‌లకు డేటా & బఫర్‌ను పరిష్కరించడం అవసరం.
• స్లో నారోబ్యాండ్ ఫేడింగ్ కారణంగా ఈ మల్టీప్లెక్సింగ్ ఛానెల్‌లు అయిపోవచ్చు.
• TDMలో, సమకాలీకరణ చాలా ముఖ్యమైనది.
• TDMలో, బఫర్ & చిరునామా సమాచారం అవసరం.

అప్లికేషన్లు/ఉపయోగాలు

సమయ విభజన మల్టీప్లెక్సింగ్ యొక్క అనువర్తనాలు క్రింద చర్చించబడ్డాయి.

• TDM ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్వీసెస్ డిజిటల్ నెట్‌వర్క్ టెలిఫోన్ లైన్లలో ఉపయోగించబడుతుంది.
• ఈ మల్టీప్లెక్సింగ్ పబ్లిక్ స్విచ్డ్ టెలిఫోన్ నెట్‌వర్క్‌లు (PSTN) మరియు SONET (సింక్రోనస్ ఆప్టికల్ నెట్‌వర్కింగ్)లో వర్తిస్తుంది.
• టెలిఫోన్ సిస్టమ్‌లలో TDM వర్తిస్తుంది.
• TDM వైర్‌లైన్ టెలిఫోన్ లైన్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది.
• ఇంతకు ముందు, ఈ మల్టీప్లెక్సింగ్ టెక్నిక్ టెలిగ్రాఫ్‌లో ఉపయోగించబడింది.
• TDM సెల్యులార్ రేడియోలు, శాటిలైట్ యాక్సెస్ సిస్టమ్‌లు మరియు డిజిటల్ ఆడియో మిక్సింగ్ సిస్టమ్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది.
• TDM అనేది ఫైబర్ ఆప్టిక్ కమ్యూనికేషన్/ఆప్టికల్ డేటా ట్రాన్స్‌మిషన్ సిస్టమ్‌లలో ఉపయోగించే అత్యంత సాధారణ సాంకేతికత.
• TDM అనలాగ్ & డిజిటల్ సిగ్నల్స్ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది, ఇక్కడ తక్కువ వేగంతో ఉన్న అనేక ఛానెల్‌లు కేవలం హై-స్పీడ్ ఛానెల్‌లుగా మల్టీప్లెక్స్ చేయబడి ప్రసారం కోసం ఉపయోగించబడతాయి.
• ఇది సెల్యులార్ రేడియో, డిజిటల్ కమ్యూనికేషన్ & ఉపగ్రహ కమ్యూనికేషన్ వ్యవస్థ .

అందువలన, ఇది టైమ్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ యొక్క అవలోకనం లేదా ప్రతి సిగ్నల్‌కు పరిమిత సమయ వ్యవధిని కేటాయించడం ద్వారా ఒకే భాగస్వామ్య మాధ్యమం పైన బహుళ సంకేతాలను ప్రసారం చేయడానికి TDM ఉపయోగించబడుతుంది. సాధారణంగా, ఈ రకమైన మల్టీప్లెక్సింగ్ డిజిటల్ బ్యాండ్‌పాస్ లేదా డిజిటల్ సిగ్నల్‌లను పంపే లేదా స్వీకరించే డిజిటల్ సిస్టమ్‌ల ద్వారా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇవి అనలాగ్ క్యారియర్‌ల ద్వారా నిర్వహించబడతాయి & SDH (సింక్రోనస్ డిజిటల్ హైరార్కీ) & PDH (ప్లీసియోక్రోనస్ డిజిటల్ హైరార్కీ) వంటి ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌మిషన్ సిస్టమ్‌ల ద్వారా ఉపయోగించబడతాయి. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, FDM అంటే ఏమిటి?