Site Loader

Содержание

Мультиплексирование и демультиплексирование | Компьютерные сети

Чтобы определить, на какой интерфейс следует передать поступившие данные, коммутатор должен выяснить, к какому потоку они относятся. Эта задача должна решаться независимо от того, поступает на вход коммутатора только один «чистый» поток или «смешанный» поток, являющийся результатом агрегирования нескольких потоков. В последнем случае к задаче распознавания потоков добавляется задача демультиплексирования.

Наши партнеры:
— Возможно эта информация Вас заинтересует:
— Посмотрите интересные ссылочки вот тут:


Демультиплексирование — разделение суммарного агрегированного потока на несколько составляющих его потоков. Как правило, операцию коммутации сопровождает также обратная операция мультиплексирования.

Мультиплексирование — образование из нескольких о -дельных потоков общего агрегированного потока, который передается по одному физическому каналу связи. Другими словами, мультиплексирование — это способ разделения одного имеющегося физического канала между несколькими одновременно протекающими сеансами связи между абонентами сети.

Операции мультиплексирования/демультиплексирования имеют такое же важное значение в любой сети, как и операции коммутации, потому что без них пришлось бы для каждого потока предусматривать отдельный канал, что привело бы к большому количеству параллельных связей в сети и свело бы «на нет» все преимущества неполносвязной сети.

На рис. 1 показан фрагмент сети, состоящий из трех коммутаторов. Коммутатор 1 имеет четыре сетевых интерфейса. На интерфейс 1 поступают данные с двух интерфейсов —Зи4. Их надо передать в общий физический канал, то есть выполнить операцию мультиплексирования.

Одним из основных способов мультиплексирования потоков является разделение времени. При этом способе каждый поток время от времени (с фиксированным или случайным периодом) получает физический канал в полное свое распоряжение и передает по нему свои данные. Распространено также частотное разделение канала, когда каждый поток передает данные в выделенном ему частотное диапазоне.

Технология мультиплексирования должна позволять получателю такого суммарного потока выполнять обратную операцию — разделение (демультиплексирование) данных на слагаемые потоки. На интерфейсе 3 коммутатор выполняет демультиплексирование потока на три составляющих его подпотока. Один из них он передает на интерфейс 1, другой — на интерфейс 2, третий — на интерфейс 4. Вообще говоря, на каждом интерфейсе могут одновременно выполняться обе функции — мультиплексирование и демультиплексирование

Мультиплексирование — это… Что такое Мультиплексирование?

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 26 мая 2011.

В информационных технологиях и связи, мультиплекси́рование (англ. multiplexing, muxing) — уплотнение канала, т. е. передача нескольких потоков (каналов) данных с меньшей скоростью (пропускной способностью) по одному каналу.

В телекоммуникациях мультиплексирование подразумевает передачу данных по нескольким логическим каналам связи в одном физическом канале. Под физическим каналом подразумевается реальный канал со своей пропускной способностью — медный или оптический кабель, радиоканал.

В информационных технологиях мультиплексирование подразумевает объединение нескольких потоков данных (виртуальных каналов) в один. Примером может послужить видеофайл, в котором поток (канал) видео объединяется с одним или несколькими каналами аудио.

Устройство или программа, осуществляющая мультиплексирование, называется

мультиплексором.

Принципы мультиплексирования

Мультиплексирование с разделением по частоте (FDM)

Мультиплексирование 3 каналов с разделением по частоте
Технология

Мультиплексирование с разделением по частоте (англ. FDM, Frequency Division Multiplexing) предполагает размещение в пределах полосы пропускания канала нескольких каналов с меньшей шириной. Наглядным примером может послужить радиовещание, где в пределах одного канала (радиоэфира) размещено множество радиоканалов на разных частотах (в разных частотных полосах).

Основные применения

Используется в сетях мобильной связи (см. FDMA) для разделения доступа, в волоконно-оптической связи аналогом является мультиплексирование с разделением по длине волны

(WDM, Wavelength Division Multiplexing) (где частота — это цвет излучения излучателя), в природе — все виды разделений по цвету (частота электромагниных колебаний) и тону (частота звуковых колебаний).

Мультиплексирование с разделением по времени (TDM)

Технология

Мультиплексирование с разделением по времени (англ. TDM, Time Division Multiplexing) предполагает кадровую передачу данных, при этом переход с каналов меньшей ширины (пропускной способности) на каналы с большей освобождает резерв для передачи в пределах одного кадра большего объёма нескольких кадров меньшего.

На рисунке: А, В и С — мультиплексируемые каналы с пропускной способностью (шириной) N и длительностью кадра Δt; E — мультиплексированный канал с той же длительносью Δt но с шириной M*N, один кадр которого (

суперкадр) несёт в себе все 3 кадра входных мультиплексируемых сигналов последовательно, каждому каналу отводится часть времени суперкадра — таймслот, длиной ΔtM=Δt/M

Таким образом, канал с пропускной способностью M * N может пропускать M каналов с пропускной способностью N, причём при соблюдении канальной скорости (кадров в секунду) результат демультиплексирования совпадает с исходным потоком канала (А, В или С на рисунке) и по фазе, и по скорости, т. е. протекает незаметно для конечного получателя.

Основные применения
  • беспроводные TDMA-сети, Wi-Fi, WiMAX;
  • канальная коммутация в PDH и SONET/SDH;
  • пакетная коммутация в ATM, Frame Relay, Ethernet, FDDI;
  • коммутация в телефонных сетях;
  • последовательные шины: PCIe, USB.

Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM)

Технология

Мультиплексирование с разделением по длине волны (англ. WDM, Wavelength Division Multiplexing) предполагает передачу по одному оптическому волокну каналов на различных длинах волн. В основе технологии лежит факт того, что волны с разными длинами распространяются независимо друг от друга. Выделяют три основных типа спектрального уплотнения: WDM, CWDM и DWDM.

Основные применения
  • городские сети передачи данных
  • магистральные сети передачи данных

Примечания

CWDM мультиплексоры Схемы подключения CWDM мультиплексоров при различных топологиях сети

См. также

ТЕХНОЛОГИИ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ Занятие 17 Мультиплексирование и коммутация

Вычислительные сети. Лекция 7

Вычислительные сети Лекция 7 Содержание Обобщенная задача коммутации. Методы коммутации. Определения, то-сѐ. 2 Определения Если топология сети не полносвязная, то обмен данными между произвольной парой

Подробнее

Технологии глобальных сетей

Технологии глобальных сетей Основные понятия и определения. Глобальные сети служат для предоставления своих сервисов большому количеству конечных абонентов, разбросанных по большой территории. Типичными

Подробнее

Требования к кодированию

СПОСОБЫ КОДИРОВАНИЯ Требования к кодированию Минимизировать ширину спектра сигнала Обеспечить синхронизацию между передатчиком и приёмником Обеспечить устойчивость к шумам Обнаружить и устранить битовые

Подробнее

3.4. Оптические усилители, повторители

3.4. Оптические усилители, повторители По мере распространения оптического сигнала происходит его ослабление. В коаксиальных линиях передачи для компенсации потерь сигнала при распространении по кабелю

Подробнее

Лекция 3 «Сети доступа»

Курс «Сети связи и системы коммутации», часть 2 Лекция 3 «Сети доступа» Направление 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» Профиль «Оптические и проводные сети и системы связи» Проф.

Подробнее

СИСТЕМЫ СВЯЗИ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Подробнее

Лекция 5. Тема: Каналы связи.

Тема: Каналы связи. Лекция 5 1. Характеристики каналов передачи данных 1.1. Обобщенные характеристики сигналов и каналов Сигнал может быть охарактеризован различными параметрами. Таких параметров, вообще

Подробнее

АННОТАЦИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

Подробнее

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ О СЕТЯХ ISDN

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ О СЕТЯХ ISDN 1. Цели и история создания технологии ISDN ISDN (Integrated Services Digital Network — цифровые сети с интегральными услугами) относятся к сетям, в которых основным

Подробнее

Лекция Методы доступа

Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины Физический факультет «Информационные системы и сети» Лекция Методы доступа Лектор

Подробнее

БЛОК ПАКЕТНОЙ КОММУТАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ УКРАИНЫ ОДЕССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ им. А.С. ПОПОВА Кафедра автоматической электросвязи БЛОК ПАКЕТНОЙ КОММУТАЦИИ М Е Т О Д И Ч Е С К И Е У К А З

Подробнее

Протоколы передачи данных Лекция 7

Протоколы передачи данных Лекция 7 Структура лекции Модуляция сигнала Модель OSI Протокол передачи данных RS-485 RS-232 HART 2 Немного теории из курса физики и информатики 3 Модуляция Модуляция сигнала

Подробнее

Скорости передачи, кбит/c цифровой иерархии

ТЕХНОЛОГИИ ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ Д.В. Долотов, Начальник сектора ЛОНИИС Увеличивающиеся год от года требования к ширине полосы пропускания транспортных каналов также как и смена используемых технологий являются

Подробнее

Модулятор демодулятор сигналов CDMA

Модулятор демодулятор сигналов CDMA Технология CDMA (Code Division Multiple Access многостанционный доступ с кодовым разделением каналов) в последние годы активно применяется при построении оптоволоконных

Подробнее

Мультиплексор FMUX/M-CWDM

Мультиплексор /M-CWDM пассивный оптический CWDM мультиплексор Настольное исполнение Руководство по установке и эксплуатации Версия документа: 0.2R / 30.10.2013 Мультиплексор /M-CWDM Указания по технике

Подробнее

Способы подключения к сети Интернет

Способы подключения к сети Интернет Самыми распространенными способами подключения к сети Интернет на сегодняшний день являются: Модемное соединение (Коммутируемый доступ) Dial-Up, ADSL Телевизионный коаксиальный

Подробнее

Введение. Развитие технологии LTE

Введение LTE-беспроводная связь 4-го поколения, наиболее перспективный на сегодняшний день стандарт связи. Одной из основных проблем в сети, является система синхронизации базовых и мобильных станций.

Подробнее

Курс «Компьютерные сети»

Курс «Компьютерные сети» Лекция 2 Принципы функционирования физической среды передачи данных. Протоколы канального уровня. кафедра ЮНЕСКО по НИТ 1 Содержание Теоретические основы передачи данных Среды

Подробнее

Лекция 3 «Сети доступа»

Курс «Сети связи и системы коммутации», часть 2 Лекция 3 «Сети доступа» Направление 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» Профиль «Оптические и проводные сети и системы связи» Проф.

Подробнее

Малые цифровые АТС семейства САТС

Малые цифровые АТС семейства САТС Цифровые автоматические телефонные станции семейства САТС представляют собой законченное решение, предназначенное для организации абонентского узла доступа (декларация

Подробнее

Лекция 4. Сигнал при импульсной модуляции

Лекция 4. Сигнал при импульсной модуляции При импульсной модуляции модулирующий сигнал представляет собой последовательность импульсов прямоугольной формы длительностью τ и периодом повторения Т =/F, где

Подробнее

ТЕМА 4 Глобальные сети передачи данных

ТЕМА 4 Глобальные сети передачи данных 4.1 Организация глобальных сетей Потребность в соединении источников дискретной информации, удаленных друг от друга на многие сотни и даже тысячи километров, возникла

Подробнее

Аналоговая связь — мультиплексирование — CoderLessons.com

Мультиплексирование — это процесс объединения нескольких сигналов в один сигнал через общую среду. Если аналоговые сигналы мультиплексируются, то это называется аналоговым мультиплексированием . Аналогично, если цифровые сигналы мультиплексируются, то это называется цифровым мультиплексированием .

Мультиплексирование впервые было разработано в телефонии. Ряд сигналов были объединены для отправки по одному кабелю. Процесс мультиплексирования делит канал связи на несколько логических каналов, выделяя каждый канал для другого сигнала сообщения или потока данных для передачи. Устройство, которое выполняет мультиплексирование, может называться мультиплексором или мультиплексором .

Обратный процесс, т. Е. Извлечение количества каналов из одного, что выполняется в приемнике, называется демультиплексированием . Устройство, которое выполняет демультиплексирование, может называться демультиплексором или DEMUX .

Следующие рисунки иллюстрируют концепцию MUX и DEMUX. Их основное использование в области связи.

Типы мультиплексоров

Существует в основном два типа мультиплексоров, а именно аналоговый и цифровой. Они также делятся на мультиплексирование с частотным разделением (FDM), мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM) и мультиплексирование с временным разделением (TDM). Следующий рисунок дает подробное представление об этой классификации.

Есть много типов методов мультиплексирования. Из которых у нас есть основные типы с общей классификацией, упомянутые на рисунке выше. Давайте посмотрим на них индивидуально.

Аналоговое мультиплексирование

Сигналы, используемые в методах аналогового мультиплексирования, имеют аналоговый характер. Аналоговые сигналы мультиплексируются в соответствии с их частотой (FDM) или длиной волны (WDM).

Мультиплексирование с частотным разделением

В аналоговом мультиплексировании наиболее часто используемым методом является мультиплексирование с частотным разделением (FDM). Этот метод использует различные частоты для объединения потоков данных, для отправки их на коммуникационную среду, в виде единого сигнала.

Пример . Традиционный телевизионный передатчик, который отправляет несколько каналов по одному кабелю, использует FDM.

Мультиплексирование с разделением по длине волны

Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM) является аналоговым методом, в котором множество потоков данных с различными длинами волн передаются в световом спектре. Если длина волны увеличивается, частота сигнала уменьшается. Призма, которая может превращать волны различной длины в одну линию, может использоваться на выходе MUX и на входе DEMUX.

Пример. В оптоволоконной связи используется метод WDM для объединения различных длин волн в один источник света для связи.

Цифровое мультиплексирование

Термин цифровой представляет дискретные биты информации. Следовательно, доступные данные находятся в форме кадров или пакетов, которые являются дискретными.

Мультиплексирование с временным разделением

В мультиплексировании с временным разделением (TDM) временной интервал делится на временные интервалы. Этот метод используется для передачи сигнала по одному каналу связи путем выделения одного интервала для каждого сообщения.

Мультиплексирование с временным разделением (TDM) можно классифицировать на синхронный TDM и асинхронный TDM.

Синхронный TDM

В синхронном TDM вход подключен к кадру. Если имеется n соединений, то кадр делится на n слотов. Один слот выделяется для каждой входной линии.

В этом методе частота дискретизации является общей для всех сигналов и, следовательно, задается один и тот же тактовый вход. MUX постоянно выделяет один и тот же слот каждому устройству.

Асинхронный TDM

В асинхронном TDM частота дискретизации отличается для каждого из сигналов, и общий тактовый генератор не требуется. Если выделенное устройство для временного интервала ничего не передает и бездействует, то этот интервал может быть выделен другому устройству, в отличие от синхронного

Этот тип TDM используется в сетях с асинхронным режимом передачи.

Де-Мультиплексор

Демультиплексоры используются для подключения одного источника к нескольким получателям. Этот процесс является обратным процессом мультиплексирования. Как упоминалось ранее, он используется в основном на приемниках. DEMUX имеет много применений. Используется в приемниках в системах связи. Он используется в арифметических и логических единицах компьютеров для питания и передачи данных и т. Д.

Демультиплексоры используются как последовательные в параллельные преобразователи. Последовательные данные передаются в DEMUX через регулярные промежутки времени, и к нему присоединяется счетчик для управления выходом демультиплексора.

Как мультиплексоры, так и демультиплексоры играют важную роль в системах связи как в передающей, так и в приемной секциях.

Как выбрать мультиплексор? Виды мультиплексоров

Проектирование любой системы спектрального уплотнения xWDM начинается с выбора мультиплексирующих устройств, и не всегда легко сделать этот выбор, разобраться в обилии модификаций оборудования и нюансах его применения. В этой статье мы постарались раскрыть все возникающие вопросы и наглядно показать тонкости применения тех или иных устройств.

Определение потребностей

Выбор xWDM оборудования или целой системы уплотнения необходимо начинать с подготовки технического задания, которое должно включать в себя:

  1. Схему сети, которую необходимо реализовать или которая существует на данный момент и нуждается в расширении.
  2. Протяженность ВОЛС, на базе которых предполагается развернуть сеть.
  3. Рабочие характеристики волокон, задействованные в развертывании сети. По большей части при построении системы передачи необходимо знать три основных характеристики:
    • Тип волокна;
    • Значение вносимых волокном затуханий на длине волны 1310 нм;
    • Значение вносимых волокном затуханий на длине волны 1550 нм.
  4. Возможные резервы волоконной инфраструктуры и возможность организации промежуточных узлов связи, разделив при этом узлы на пассивные (без электропитания) и активные – с возможностью обеспечения электропитания активного оборудования.
  5. Оконечное активное оборудование, которое планируется использовать в качестве канало образующего, и его ограничения, если такие есть.
  6. Количество организуемых каналов в каждом из направлений в случае, если система передачи имеет топологию сложнее чем «Точка-точка».
  7. Тип передаваемого трафика в каждом канале связи.
  8. Возможное расширение системы передаче в будущем.
  9. При проектировании сложной системы уплотнения, включающей в себя множество узлов связи, рекомендуется для наглядности построить «Матрицу каналов».

Первые пять пунктов из приведенного списка необходимы для полного описания существующей инфраструктуры, исходя из которого можно оценить все возможности и ограничения. Последние четыре пункта непосредственно описывают требуемую систему уплотнения. Совместив полученные данные можно достаточно точно определить технологию уплотнения и оборудование наиболее подходящие для решения поставленной задачи.

Технологии уплотнения

Принято рассматривать две основные технологии спектрального уплотнения, используемого на сетях передачи данных – CWDM и DWDM, но прогресс не стоит на месте, и к ним прибавились такие молодые технологии, как LWDM и SWDM.

Технология CWDM

Исторически первая технология спектрального уплотнения, обеспечивающая многоканальную передачу данных – CWDM (от англ. Coarse Wavelength Division Multiplexing), грубое спектральное уплотнение. Рабочий диапазон длин волн CWDM составляет 1270-1610 нм, в рамках которого организованно 18 несущих длин волн с шагом 20 нм. Таким образом, при помощи CWDM можно организовать до 9 дуплексных каналов связи в рамках одного оптического волокна.

Системы CWDM зачастую используются для организации каналов связи со скоростью не выше 1,25 – 2,5 Гбит/с, то есть основная сфера применения CWDM – это организация сетей Gigabit Ethernet и Mobile Backhaul сети. Такие ограничения связаны с несколькими факторами:

  1. Экономический фактор. Стоимость CWDM оборудования для организации каналов связи 1,25/2,5 Гбит/с значительно выгоднее аналогов, к примеру, DWDM оборудования.
  2. Дальность передачи. В рамках системы спектрального уплотнения CWDM дальность передачи каналов 1,25/2,5 Гбит/с может составлять до 160 км (оптический бюджет системы может достигать 41 дБ).
  3. Ограничения для каналов 10 Гбит/с. В настоящее время в системах уплотнения CWDM можно полноценно организовать 6 каналов связи со скоростью передачи ~10 Гбит/с. Это связано с тем, что для длин волн 1350-1450 нм не выпускаются EML лазеры, а максимальная дальность существующих ограничивается 15-25 км, это не позволяет говорить о полноценной поддержке 9 каналов 10 Гбит/с в рамках CWDM. Но и дальность оставшихся 6 каналов составляет 2 – 65 км. При этом итоговая стоимость всей системы уплотнения CWDM в данном случае окажется значительно выше аналогичной DWDM системы.

Отдельно необходимо отметить, что CWDM уплотнение может органично совмещаться с передачей КТВ сигналов в рамках одного оптического волокна. Причем сигнал КТВ может передаваться, как на длине волны 1310 нм, так и на 1550 нм. Именно, в связи с этим, в рамках мультиплексирующего CWDM оборудования, появилась отдельная и достаточно популярная ветка – CWDM мультиплексоров + КТВ.

Если подытожить, технология спектрального уплотнения CWDM в полной мере раскрывается в рамках систем передачи низкоскоростных каналов связи, таких как 1,25 Гбит/с и 2,5 Гбит/с и совместной передачи каналов связи и сигнала КТВ.

Технология DWDM

DWDM (от англ. Dense Wavelength Division Multiplexing) – плотное спектральное уплотнение, технология многоканальной передачи данных с бо́льшим количеством несущих длин волн в рабочем диапазоне, в сравнении с CWDM. Рабочие диапазоны DWDM: C (1530-1565 нм), S (1460-1530 нм) и L (1565-1625 нм) с шагом между несущими 25-200 ГГц. Наиболее распространённым является С-диапазон.

В зависимости от поколения расстояние между несущими длинами волн и, как следствие, количество несущих в диапазоне изменялось.

  • 200 ГГц. Расстояние между несущими составляет 1,6 нм, общее количество несущих в С-диапазоне – 22.
  • 100 ГГц. «Классическая» сетка частот DWDM с расстоянием между несущими 0,8 нм и общим количеством несущих в С-диапазоне 44.
  • 50 ГГц. В некоторых источниках называется HDWDM (High Dense Wavelength Division Multiplexing), расстояние между несущими длинами волн составляет 0,4 нм, а количество несущих в этой сетке равно 88 для С-диапазона.

Основным отличием технологии DWDM от других является возможность усиления передаваемых оптических сигналов без дополнительных OEO преобразований. Рабочий диапазон стандартных оптических усилителей на основе волокна, легированного эрбием (EDFA) 1529 – 1565 нм, именно из-за этого наиболее популярным и используемым стал С-диапазон DWDM.

В целом, системы спектрального уплотнения DWDM можно охарактеризовать, как высокоплотные (с большим количеством каналов передачи данных) и дальнобойные (дальность передачи может составлять более 100 км). При этом необходимо отметить, что реализация в рамках DWDM низкоскоростных каналов связи (скорость передачи ниже 10 Гбит/с) экономически невыгодна и может быть применима в тех случаях, когда необходимо реализовать большое количество низкоскоростных каналов в рамках ограниченного количества волокон.

Наиболее популярными и массовыми на данный момент являются системы спектрального уплотнения DWDM в сетях 10 Gigabit Ethernet. Это связано с их востребованностью на рынке и сравнительно низкой ценой канала, в купе с большими возможностями дальнейшего развития, по сравнению с аналогичными решениями на базе CWDM.

Технология LWDM

LWDM (от англ. Local Area Network Wavelength Division Multiplexing) спектральное уплотнение для локальных сетей – технология, используемая для организации высокоскоростных каналов передачи – 25G, 100G, 200G, 400G.

В качестве рабочего диапазона используется O-band – второе окно прозрачности (1260-1360 нм), так как оно обладает достаточно низкими вносимыми затуханиями и почти нулевой хроматической дисперсией. Расстояние между несущими длинами волн составляет около 4,5 нм. Такая частотная сетка выбрана в связи с тем, что имеющихся CWDM лазеров, работающих в О-диапазоне будет недостаточно для организации необходимого количества несущих в выбранном оптическом диапазоне, а использование фильтров и лазеров по технологии DWDM в рамках локальных высокоскоростных подключений неоправданно дорого.

Как таковых систем уплотнения LWDM на данный момент не строится, максимально близкое по духу решение на базе этой технологии – это агрегация высокоскоростных интерфейсов из нескольких менее скоростных, так называемое Breakout соединение.

Технология SWDM

SWDM (от англ. Shortwave Wavelength Division Multiplexing) коротковолновое спектральное уплотнение. Технология спектрального уплотнения многомодовых оптических сигналов, применяемая в высокоскоростных трансиверах. Рабочий диапазон длин волн SWDM составляет 850 – 940 нм (первое окно прозрачности), в рамках которого организованно 4 несущих длины волны с шагом 30 нм.

В основном эта технология нашла применение в высокоскоростных SR (Short Range) соединениях при помощи многомодового волокна ОМ5. Пассивная часть – мультиплексор SWDM в отличие, от CWDM или DWDM является частью трансивера, а не самостоятельным пассивным устройством.

Технология гибридной передачи DWDM+CWDM

По сути, данный вид уплотнения нельзя рассматривать, как самостоятельную технологию, так как это всего лишь наложение частотной сетки одной технологии уплотнения на другую, с целью повышение итоговой эффективности.

В гибридных системах уплотнения используется пересечение рабочего диапазона DWDM и двух несущих длин волн CWDM – 1530 и 1550 нм, это пересечение позволяет передавать ограниченное число DWDM длин волн в рамках CWDM.

Подобные системы могут быть востребованы в двух случаях:

  1. Бюджетное увеличение канальной емкости, существующей CWDM системы, для этого необходимо подключить в CWDM длины волн 1530 и 1550 нм специальный DWDM мультиплексор.
  2. Экономически эффективная организация протяженной системы уплотнения с одновременной передачей низкоскоростных каналов в рамках CWDM и высокоскоростных в DWDM.

Особенности DWDM мультиплексоров

В связи с бурным ростом и распространением технологии DWDM, мультиплексоры для данного типа систем спектрального уплотнения производятся по нескольким технологиям.

1. TFF (от англ. Thin Film Filter) – технология производства мультиплексоров на основе тонкопленочных фильтров. Подробнее.
Данный тип мультиплексоров имеет сравнительно низкую цену на уровне аналогичных CWDM устройств, но вместе с тем обладает и рядом существенных ограничений:

  • При бо́льшей емкости, бо́льшие затухания. Это происходит из-за того, что мультиплексор представляет собой «гирлянду» из последовательно соединенных между собой фильтров, по которой необходимо пройти сигналу. При этом необходимо помнить, что на прохождение одного фильтра «тратиться» примерно 0,4 дБм оптической мощности сигнала. Данное ограничение становиться ощутимой при количестве фильтров в мультиплексоре более 16 (8 дуплексных каналов связи).
  • Неравномерность затуханий. Данное явление происходит из первого пункта, так как оптические сигналы проходят разные пути (разное количество фильтров). Это может быть критичным фактором при построении высокоплотных систем с использованием оптических усилителей, так как неравномерность оптических мощностей сигналов на входе будет значительно увеличена после прохождения усилителя. Критические неравномерности сигналов могут привести к поглощению одним сигналом другого и, как следствие, неисправности некоторых каналов. Для нивелирования этого эффекта необходимо использовать аттенюаторы в составе мультиплексора, что значительно усложняет инсталляцию и пуско-наладку системы уплотнения.

2. AWG (от англ. Arrayed Waveguide Grating) технология производства мультиплексоров на основе массива волноводов. Подробнее.

Мультиплексоры, произведенные по данной технологии, отличаются сравнительно низким вносимым затуханием 3-3,5 дБ и небольшой неравномерностью вносимых затуханий ~±0,5 дБ. При этом стоимость таких мультиплексоров выше TFF аналогов.

При построении систем уплотнения DWDM с использованием оптических усилителей EDFA необходимо обеспечить двухпроводную кабельную инфраструктуру, но это не всегда возможно. Вне зависимости от кабельной инфраструктуры использование оптических усилителей обязывает использовать двухволоконные мультиплексоры и OADM, а для «организации» двух волокон в таких системах уплотнения применяют широкополосные Red/Blue фильтры. Они позволяют создать два спектрально разделенных световых потока, Red-диапазон (1547,72 – 1565,5 нм), и Blue-диапазон (1528,77 – 1543,73 нм).

Но при подобном построении сети необходимо учитывать, что каждый широкополосный фильтр будет вносить затухание ~0,5 – 0,7 дБ, которые в итоге увеличат оптический бюджет линии (в случае если речь идет о топологии «точка-точка») на 1,5 дБ, это может быть критичным для протяженных трасс или линий с высокими значениями вносимого затухания.

Типы мультиплексирующих устройств

Оптический фильтр – FWDM

В большинстве материалов оптический фильтр рассматривается, как компонент мультиплексора построенного по технологии TFF, но в некоторых случаях он может выступать и как самостоятельное устройство. Например, когда необходимо организовать одноканальную систему передачи в рамках одного оптического волокна, в данном случае система повторяет логику построения канала связи при помощи WDM-трансиверов: на каждом узле связи есть приемник, передатчик и призма, распределяющая приходящий и исходящий потоки.

Но если это решение полностью повторяет WDM, зачем его использовать? В некоторых случаях, к примеру, при построении протяженных 10 Гбит/с каналов, это экономически выгодное решение. Чаще всего, таким образом заменяются трансиверы WDM SFP+ ZR или WDM XFP ZR, эти модули не новые, но их стоимость до сих пор остается весьма высокая, вместо них канал организовывают при помощи DWDM SFP+ ZR/DWDM XFP ZR и пары DWDM фильтров.

Также в качестве самостоятельных компонентов часто используются широкополосные xWDM фильтры, как самостоятельное мультиплексирующее устройство, так и в качестве отдельного компонента системы уплотнения. Яркими примерами таких фильтров являются:

  1. DWDM Red/Blue фильтры в одноволоконных системах уплотнения с использованием оптических усилителей.
  2. Широкополосные WDM фильтры в сетях PON, мультиплексирующие сигнал КТВ и канал передачи данных PON в одно волокно.

Мультиплексоры ввода/вывода – OADM

Устройства OADM изначально являются самостоятельными устройствами мультиплексирования и используются для организации промежуточных узлов связи, но в исключительных случаях на основе OADM может быть построена вся система уплотнения. Наиболее распространенной схемой использования OADM можно назвать гибридную систему уплотнения WDM+CWDM, в которой в рамках одного оптического волокна необходимо организовать одновременную передачу канала, построенного по технологии WDM и дополнительного канала, организованного при помощи технологии CWDM или DWDM.

К примеру, существует линия связи организованная при помощи WDM SFP+ или WDM XFP, емкость этой линии необходимо расширить на еще один канал 10 Гбит/с, самым простым решением была бы организация системы уплотнения CWDM/DWDM, но это требует больших затрат и вынуждает снять с сети рабочее оборудование. Более бюджетным и элегантным решением будет дооснастить линию связи двумя одноканальными OADM и необходимыми трансиверами CWDM или DWDM, таким образом, существующее оборудование оставлено на линии, а задача решена с минимальными затратами.

Мультиплексор/демультиплексор

Оптический мультиплексор является основополагающим компонентом любой системы уплотнения xWDM. По типам исполнения мультиплексоры можно разделить на:

1. Одноволокнный мультиплексор – устройство, в котором мультиплексирование исходящих сигналов и демультиплексирование приходящих сигналов происходит одновременно в рамках одного устройства. На данный момент это наиболее популярный тип мультиплексоров для пассивных систем уплотнения xWDM (систем без использования оптических усилителей), так как позволяет организовывать передачу нескольких каналов по одному волокну.

2. Двухволоконный мультиплексор – классическое исполнение оптических мультиплексоров для систем уплотнения CWDM, а в последствии и DWDM, в котором мультиплексирование происходит в отдельном устройстве (мультиплексор), а демультиплексирование в другом (демультиплексор).

В современных сетях двухволоконные мультиплексоры зачастую используются в системах уплотнения DWDM с использованием оптических усилителей, это вызвано тем, что усилители способны передавать оптический сигнал только в одном направлении – «вход-выход», что делает невозможным использование одноволоконных мультиплексоров.

Так же, двухволоконные устройства могут использоваться для снижения оптического бюджета трассы путем снижения максимального вносимого мультиплексорами затухания за счет деления мультиплексора на приемную и передающую часть. Таким образом, можно снизить вносимое мультиплексором затухание 1,5-2 раза.

Специальные мультиплексирующие устройства

В данный тип можно отнести любые мультиплексирующие устройства, имеющие более сложную структуре в отличие от описанных ранее. Устройства такого рода производятся для решения индивидуальных задач и очень редко тиражируются, так как в каждом случае решают конкретную и узкоспециализированную задачу в рамках определенной системы уплотнения. Как пример можно привести OADM предназначенный для разбиения DWDM диапазона по двум направлениям с сохранением Red/Blue каналов для каждого направления.

Или мультиплексор с функцией неизменяемого оптического коммутатора, для организации топологии «Дерево» с пассивным узлом агрегации.

Таких примеров может быть еще много, но все они будут решать одну конкретную задачу, одной конкретной оптической линии.

Это 2 важных типа: TDM и FDM.

СОДЕРЖАНИЕ

  • Что такое мультиплексирование ?
  • Какие бывают виды мультиплексирования ?
  • Time Division Multiplexing (TDM)
  • Описание TDM
  • Мультиплексирование с частотным разделением (FDM)
  • Описание FDM
  • TDM против FDM

Что такое мультиплексирование?

Определить мультиплексирование:

«Мультиплексирование — это метод, при котором многие знаки сообщения собираются в составной сигнал с целью передачи по каналу связи».

Эти сигналы передаются по одному каналу связи. Сигналы должны быть указаны так, чтобы они не мешали друг другу, и они должны быть снова разделены на стороне приемника, чтобы воссоздать исходный сигнал.

Методы мультиплексирования

Он бывает двух типов:

  1. Time Division Multiplexing (TDM)
  2. Мультиплексирование с частотным разделением (FDM)

Мультиплексирование с временным разделением:

Что такое TDM?

Мультиплексирование с временным разделением (TDM) — это метод, при котором несколько сигналов проходят через общий канал в разных временных интервалах.

Схема TDM:

Здесь метод TDM применяется к трем аналоговым ресурсам, которые мультиплексируются через систему PCM. На практике для его семплера используется цифровой переключатель. Это fs = 1 / Ts представляет частоту вращения его пробоотборника; также fs соответствует частоте Найквиста для аналоговых источников с максимальной избирательной полосой пропускания. В определенном процессе, где их полоса пропускания различается, ресурсы большей полосы пропускания могут быть связаны со многими местами переключателя на стороне дискретизатора, чтобы обычно дискретизировать больше, чем входной сигнал с более короткой полосой пропускания.

В приемнике сэмплер должен быть связан с обработанной формой волны, поэтому сэмплы PAM, соответствующие входному, будут отображаться на канале только с выходным сигналом. Это известно как «кадровая синхронизация». Lpf был использован для восстановления аналоговых сигналов в образцах PAM. ISI, приводящая к плохой фильтрации канала, может побудить выборки ИКМ из одного канала связи искать на другой станции, и условие кадровой синхронизации поддерживалось. Прохождение одного конкретного канала связи в другой канал называется перекрестным разговором.

Преимущества и недостатки TDM:

Преимущества TDM
  • Обычно TDM более гибок, чем FDM.
  • Схемотехника TDM не сложна.
  • В TDM меньше перекрестных помех.
  • Длина полосы пропускания канала больше.

Недостатки TDM
  • Процесс мультиплексирования с частотным разделением не требует синхронизации.
  • Реализация может быть сложной.

Приложения TDM
  • В ISDN (цифровая сеть с интегрированными услугами) используется TDM.
  • В PSTN (телефонная сеть общего пользования) используется TDM.
  • В телефонной системе широко используется TDM.
  • TDM используется в телефонных проводных линиях.

Мультиплексирование с частотным разделением:

Что такое FDM?

Мультиплексирование с частотным разделением каналов — это механизм передачи сигналов, при котором между передаваемыми сигналами происходит разделение доступной полосы пропускания канала связи.

Как правило, схемы FDM используются для приложений аналогового сигнала.

Схема мультиплексирования с частотным разделением каналов:Мультиплексирование с частотным разделением

FDM — это метод одновременной передачи множества сообщений через широкополосный канал путем модуляции сигналов сообщения на нескольких поднесущих и формирования составного сигнала основной полосы частот. Этот смешанный сигнал зависит от количества этих управляемых поднесущих. Затем этот смешанный сигнал может быть модулирован с помощью AM, DSB, SSB, PM, FM в качестве основных типов. Тип модуляции, используемой в поднесущих, может отличаться, а также тип, используемый в сигнале несущей, также может отличаться.

С другой стороны, диапазон смешанного сигнала должен состоять из входного сигнала, который не должен иметь перекрывающихся спектров; в противном случае произойдет перекрестный разговор с участием сигналов сообщения на стороне получателя. Затем микшированный сигнал основной полосы частот модулирует передатчик для создания сигнала FDM, отправляемого по широкополосному каналу.

Этот FDM собирается и демодулируется для воссоздания комбинированного сигнала основной полосы частот, отфильтрованного через фильтры и модулированные поднесущие. Поднесущая должна быть демодулирована для воспроизведения сигналов сообщения, таких как m1 (t), m2 (t) и т. Д.

Громкоговоритель с традиционным монофоническим FM-приемником может прослушивать этот звуковой звук (состоящий из оставшегося — и звука правого канала). Для сравнения, динамик со стереоприемником будет получать звук левого канала на левом динамике и звук правого канала на идеальном динамике. Звук паузы используется для управления знаком DSB-SC на частоте 38 кГц. Даже пилот-тон с частотой 19 кГц был подмешан в сигнал основной полосы частот микширования mb (t), чтобы предоставить опорный знак для когерентной демодуляции поднесущей на стороне приемника. Как мы все знаем, эту программу можно использовать с существующими монофоническими приемниками FM.

Преимущества и недостатки FDM:

Преимущества FDM

· Между передатчиком и приемником, в отличие от TDM, FDM не требует никакой синхронизации.

· С помощью FDM можно одновременно передавать большое количество сигналов.

· Медленное узкополосное замирание может повлиять только на один канал.

· Демодуляция FDM намного проще, чем TDM.

Недостатки FDM
  • Это страдает от перекрестных помех.
  • Канал связи этого типа должен иметь большую пропускную способность.
  • В этом методе его каналы подвержены влиянию замирания полосы.
  • В FDM имеют место интермодуляционные искажения.

Приложения FDM

Для получения дополнительной статьи по электронике нажмите сюда

О Сумали Бхаттачарье

В настоящее время я инвестирую в сферу электроники и связи.
Мои статьи сосредоточены на основных областях базовой электроники с использованием очень простого, но информативного подхода.
Я хорошо учусь и стараюсь быть в курсе всех последних технологий в области электроники.

Подключимся через LinkedIn —
https://www.linkedin.com/in/soumali-bhattacharya-34833a18b/

Технология GPON

Технология GPON или Gigabit PON стала внедряться относительно недавно. Разберемся, что стало предпосылками появления технологии GPON, какие у неё перспективы, а также сравним её с конкурирующими технологиями – PON и GEPON.

В 2014 году будет отмечаться 45-летие первого компьютерного сеанса связи, проведенного в США на расстоянии около 640 км. Это событие считается началом зарождения Интернета. Правда, предшествующая Всемирной паутине сеть ARPANET в то время была доступна очень узкому кругу людей и организаций. Подключение же к ней «посторонним» счастливчикам, обладающим компьютерами, стало возможно только в 1991 году. И лишь появление в 1993 году веб-браузера NCSA Mosaic обеспечило предпосылку взрывного роста мировой интернет-аудитории. Так что история «массового Интернета» на текущий 2013 год насчитывает всего 20 лет.

В первое десятилетие развития глобальной сети среди пользователей, обращавших внимание на такой показатель как «пропускная способность канала связи (скорость передачи данных в битах)» или связанную с ним характеристику «полоса пропускания», были «считанные единицы» людей, знакомых с теоретическими основами радиотехники. А сегодня о «скоростях в Интернете» рассуждают все. И все хотят иметь в распоряжении «высокоскоростной Интернет».

Почему именно высокоскоростной? И где тот предел, с которого можно считать доступ в Интернет «высокоскоростным»?

У массового пользователя скорость Интернета ассоциируется, прежде всего, с интервалами времени загрузки «тяжелых» видео-, музыкальных и графических файлов, количество которых в Сети растет в геометрической прогрессии, да и сами они «укрупняются». Корпоративным потребителям онлайн-услуг (а с недавнего времени еще и «облачных») нужна высокая скорость реакции на запросы в используемых системах управления бизнесом.

Значит, высокоскоростной Интернет – это насущная необходимость, а не прихоть (как для «юзеров», так и для компаний). «Граница» же, с которой начинается высокоскоростной Интернет, на сегодняшний день, по мнению специалистов, проходит на уровне 10 Мб/c.

 

«Оптика» вытесняет «медь»

 

 

Всемирная компьютерная сеть начала развиваться на базе существующих телефонных линий с использованием технологий xDSL. Самая «продвинутая» разновидность этого «медного» семейства — модемная технология ADSL2+  обеспечивает скорость входящего потока 24 Мб/с (исходящего — 1,2 Мб/с). В настоящее время она является безусловным лидером по количеству подключений во всех странах мира. Однако «медные» линии связи, проложенные десятки лет назад, устаревают как физически, так и морально и постепенно заменяются оптическими сетями FTTx, использование которых позволяет на два порядка повысить скорость обмена информацией в Интернете. А в недалекой перспективе – еще больше.
 

В последнее пятилетие процесс замены медных кабельных трасс на оптические нарастает и, по расчетам аналитиков, еще через пять лет соотношение «оптика/медь» в телекоммуникациях кардинально изменится в пользу «оптики».

Архитектура FTTx (Fiber to the x) представляет собой отрезок оптоволоконной линии связи, подключенный с одной стороны к приемопередающей станции OLT (Optical Line Terminal — оптический линейный терминал), установленной у оператора, а с другой – к приемопередающим модулям абонентов – ONT (Optical Network Terminal) или ONU (Optical Network Unit).

ONT – терминал индивидуального пользования (его также называют оптическим модемом), устанавливаемое в квартире. ONU – предназначено для установки в распределительном шкафу многоквартирного дома и имеет несколько портов для подключения компьютеров, телевизоров, телефонов, находящихся в соседних квартирах.

ONT и ONU преобразуют оптические сигналы, поступившие от OLT, в электрические (направляемые, например, в компьютеры, телевизоры, телефоны), а также выполняют обратное преобразование электрических сигналов, поступивших от терминалов пользователей, в оптические, которые отправляются в OLT.

Если в отрезок оптической линии внедрить сплиттеры (пассивные разделители сигнала, поступающего от OLT) и к их выходам подключить ONT, то такой переход от одноволоконной структуры FTTx к древовидной приведет к образованию пассивной оптической сети – PON (Passive Optical Network).
 

Работа PON состоит в организации множественного доступа через одно оптоволокно посредством временного мультиплексирования (Time Division Multiplexing Access – TDMA) и частотного разделения трактов приема и передачи (Wavelength-Division Multiplexing – WDM). Мультиплексоры WDM, работающие в составе OLT и ONT, разделяют прямой (входящий) и обратные (исходящие) сигналы, транслируемые на разных длинах волн (прямой – 1,49 мкм, обратный – 1,31 мкм). К этим потокам может быть добавлен сигнал кабельного телевидения, передаваемый на длине волны 1,55 мкм.

Первые ростки технологий PON появились около 15 лет назад, и за прошедшее время Международным союзом электросвязи (МЭС) выпущено пять стандартов передачи данных по оптоволокну. Активное оборудование, выпущенное в соответствии с требованиями этих стандартов, обеспечивает скорости от 155 Мб/с до 2488 Мб/с. Об особенностях этих стандартов будет рассказано ниже, а пока что подчеркнем, что общими для всех разновидностей технологий PON достоинствами являются возможности простого наращивания абонентской базы, ее обслуживания и модернизации, а также низкие (по сравнению с «медными» технологиями) эксплуатационные затраты.
 

GPON: движущая сила стандарта

Первый стандарт семейства PON – APON (ATM PON) был утвержден МЭС в конце 1998 года и уже в следующем году американские и японские операторы связи приступили к строительству пассивных оптических линий. Передача данных по этому стандарту осуществляется на базе протокола ATM, описывающего способ коммутации и мультиплексирования, основанный на передаче данных в виде ячеек фиксированного размера (ячеек ATM). Скорость передачи данных – 155 Мб/с.

Внесение в APON новых технологий, в частности, динамического назначения полосы в зависимости от приложений, поддержки протоколов SDH, FE, GE, SDI PAL, El, E/FE и телефонии, обеспечило дополнительную функциональность в областях трансляции речи, разнообразного видеоконтента и телевещания (первое появление в PON третьей длины волны). Что и обусловило утверждение «дочернего» стандарта APON – BPON (Broadband PON). При этом скорость передачи данных повысилась до 622 Мб/с.

Следующим «звеном в цепочке» APON – BPON стал стандарт GPON (Gigabit-capable Passive Optical Network), реализация которого обеспечивает работу сети как в симметричном, так и в асимметричном режимах. Чаще используется второй режим, при котором скорость передачи данных в прямом потоке достигает 2,488 Гб/с, а в обратном – 1,244 Гб/с (обычно эти числа округляют и говорят о 2,5 Гб/с и 1,25 Гб/с).

Обычно к оптическому модему (ONT) сети стандарта GPON домашний ПК подключается либо по витой паре, либо по беспроводной связи (Wi-Fi). В ONT также есть порты для подключения телевизора и VoIP-телефона.

Базовым протоколом в технологии GPON стал GFP (Generic Framing Protocol), хотя используются также рекомендации TDMA, SDH, Ethernet, ATM.

Параллельно с совершенствованием PON-технологий в мире происходило развитие оптических сетей Ethernet и достижения этой коммуникационной «ветви» в области высокоскоростной передачи данных были использованы в стандарте EPON (Ethernet PON), который был разработан на базе протокола MPCP (Multi-Point Control Protocol), осуществляющего управление множеством узлов. А его улучшенная версия – GEPON (Gigabit EPON) по своим характеристикам и возможностям сегодня уступает только безусловному лидеру PON-технологий – GPON.

Что «бросается в глаза» в приведенном мини-обзоре технологий, используемых в пассивных оптических сетях? – То, что различия в их функциональности обусловлены главным образом тем, какие протоколы передачи данных положены в основу стандартов.

 

GPON и GEPON: простая арифметика

Если известны числовые показатели (или даже описания), выражающие какие-либо характеристики объектов, которые нужно сравнить, то такое сравнение произвести довольно просто, размещая соответствующие числа в строку или в столбик. И сразу же будет видно, «кто кого лучше». Проведем такое сравнение GPON и GEPON.

Итак, скорость передачи в прямом потоке у GPON – 2,5 Гб/с, а у GEPON – 1,25 Гб/с.

Максимальное число абонентских узлов на одно волокно у GPON – 64, а у GEPON – 16, что обуславливает более низкую стоимость порта на одного абонента в оптическом терминале оператора, произведенном по стандарту GPON, и значительно меньшее потребление электроэнергии станционным оборудованием, чем при использовании операторского оборудования стандарта GEPON.

Загруженность полосы пропускания по технологии GPON – не менее 93%, а по GEPON – не более 60%. Это различие обусловлено тем, что в активном оборудовании GPON, используется технология фрагментации кадров GEM (GTC Encapsulation Method), повышающая эффективность использования полосы пропускания. В технологии же GEPON такого инструмента нет.

Вот и вся «простая арифметика», объясняющая популярность GPON.

 

GPON: кабели внутридомовой разводки

Сеть GPON состоит из магистральных и распределительных линий связи. Протяженность магистральных трасс GPON в настоящее время достигает 20 км (в ближайшие годы разработчики технологии GPON обещают увеличить максимальную длину магистрального оптоволокна до 60 км). Магистральные участки прокладываются (подробнее о прокладке оптоволоконного кабеля) с использованием традиционных методов воздушной или подземной прокладки оптических кабелей с защитной оболочкой, которая обеспечивает долговечность эксплуатации кабельной линии в условиях повышенной влажности и перепада температур.

Для распределительной инфраструктуры GPON, создаваемой, например, в пределах многоквартирного дома, применяются дроп- и райзер-кабели. Особенностью «этажных» дроп-кабелей, предназначенных для ответвления оптической линии от подвесного распределительного кабеля, является предоставляемая их конструкцией возможность «гибкой» трассировки с малыми радиусами изгиба.

Райзер-кабели, применяемые для вертикальной межэтажной разводки, содержат 6-12 оптических волокон, которые легко укладываются в кассетах, а для их сварки требуется существенно меньшее время, чем при сварке оптических волокон других видов кабелей.

GPON: скорость эволюции нарастает

Преимущества стандарта GPON по сравнению с другими разновидностями технологий PON были неоспоримы уже с момента его утверждения в 2003 году. Однако к 2010 году в России пользователей ШПД на основе GPON «набралось», по данным компании J’son & Partners Consulting, всего 80 тысяч. Основным барьером к большему росту, как это почти всегда случается с продуктом, появившимся на рынке, была высокая цена активного оптического оборудования. В последние несколько лет цены на станционные приемопередатчики и абонентские оптические модемы заметно снизились, благодаря чему к началу 2017 года (по прогнозам аналитиков той же компании) количество российских пользователей GPON приблизится к 6 млн, то есть за семилетку увеличится почти в 75 раз!

Такой темп эволюции будет обусловлен в первую очередь строительством сетей GPON, которое уже два года назад начали крупнейшие операторы связи «Ростелеком» и МГТС. Вторым фактором, стимулирующим распространение GPON, является повышение привлекательности этой технологии ШПД для абонентов, которая обуславливается ожидаемыми пользователями (и обещаемыми разработчиками) введением в GPON дополнительных сервисов и интерфейсов.

 

Оборудование для работы с оптическими сетями

Что такое мультиплексирование и как оно работает?

Что такое мультиплексирование?

Мультиплексирование или мультиплексирование — это способ одновременной отправки нескольких сигналов или потоков информации по каналу связи в форме одного сложного сигнала. Когда сигнал достигает места назначения, процесс, называемый демультиплексированием или демультиплексированием , восстанавливает отдельные сигналы и выводит их на отдельные линии.

Мультиплексирование — это метод, используемый сетями для объединения нескольких сигналов — цифровых или аналоговых — в один составной сигнал, который передается по общей среде, такой как оптоволоконный кабель или радиоволна.Когда составной сигнал достигает места назначения, он демультиплексируется, а отдельные сигналы восстанавливаются и становятся доступными для обработки.

В сетях

используются различные методы мультиплексирования, но на концептуальном уровне все они работают одинаково. Отдельные сетевые сигналы вводятся в мультиплексор (мультиплексор), который объединяет их в составной сигнал, который затем передается через общую среду. Когда составной сигнал достигает места назначения, демультиплексор (демультиплексор) разделяет сигнал обратно на исходные компонентные сигналы и выводит их в отдельные линии для использования другими операциями.

Для чего используется мультиплексирование?

Мультиплексирование используется во многих отраслях промышленности для облегчения как аналоговой, так и цифровой связи. Впервые он был введен в 1870-е годы для поддержки телеграфии, но с тех пор стал основой телекоммуникаций, таких как радио, телевидение и телефон. Он также используется в компьютерных сетях, часто для передачи нескольких сигналов по глобальной сети (WAN).

Организации внедряют мультиплексирование в своих сетях по двум причинам:

    ,
  1. , чтобы сетевые устройства могли обмениваться данными друг с другом без необходимости в выделенном соединении между каждой парой устройств, хотя для мультиплексирования по-прежнему требуется совместно используемая среда; и
  2. , чтобы лучше использовать дефицитные или дорогие сетевые ресурсы.Например, мультиплексирование может использоваться для передачи нескольких сигналов по спутниковой восходящей линии связи или по кабелю или оптоволокну, проходящему между крупными городскими районами.

Какие бывают типы мультиплексирования?

Организации могут выбирать из нескольких форм мультиплексирования. Их выбор будет в значительной степени зависеть от типов передаваемых сигналов — аналоговых или цифровых — и носителей, используемых для передачи этих сигналов, таких как коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель или микроволновая связь.

Ниже приводится обзор нескольких распространенных методов мультиплексирования.

Мультиплексирование с частотным разделением ( FDM ). Полоса пропускания канала связи делится на подканалы с разной шириной полосы частот, каждый из которых передает сигнал параллельно с другими сигналами. Аналоговые радиопередачи обычно используют FDM для мультиплексирования сигналов по радиоволнам. Аналоговое кабельное телевидение также использует FDM, отправляя несколько каналов по одним и тем же жилам коаксиального кабеля.Ответвлением FDM является мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), которое передает частоты подканалов ближе друг к другу, позволяя им перекрываться и при этом оставаться отдельными.

Сравнение мультиплексирования с частотным разделением и ортогонального частотного разделения и одноканальной беспроводной передачи.

Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM). Несколько каналов связи объединяются и затем передаются на световых волнах с разными длинами волн.Концептуально это похоже на FDM, за исключением того, что FDM описывается в терминах частот — например, радио- или телевещания — тогда как WDM специфичен для длин волн. Подход WDM более распространен в телекоммуникационных системах и компьютерных сетях, в которых используются лазерные системы для передачи световых сигналов по оптоволоконным кабелям. Варианты WDM включают грубый WDM и плотный WDM (DWDM), которые одновременно помещают на носитель меньше или больше каналов информации соответственно.

Мультиплексирование с временным разделением ( TDM ). Несколько цифровых сигналов передаются по одному и тому же каналу в чередующихся временных интервалах. TDM работает на временном уровне, в отличие от FDM и WDM, которые работают на уровне частоты или длины волны. Хотя TDM берет свое начало в телеграфии, в настоящее время он широко используется в цифровой телефонии для передачи нескольких разговоров через общую среду. TDM также используется в каналах синхронной оптической сети, которые когда-то были основой корпоративной глобальной сети и подключения к Интернету. TDM может быть синхронным или асинхронным.

Как работает двунаправленный DWDM

Мультиплексирование с кодовым разделением каналов (CDM). Последовательность битов, называемая кодом расширения , назначается каждому сигналу, чтобы отличать один сигнал от другого. Код расширения объединяется с исходным сигналом для создания нового потока закодированных данных, который затем передается на совместно используемом носителе. Демультиплексор, который знает код, может затем извлечь исходные сигналы, вычитая код расширения, процесс, называемый диспрединг .CDM широко используется в цифровом теле- и радиовещании, а также в сетях мобильной сотовой связи 3G — 4G и 5G в основном используют OFDM. CDM также может поддерживать несколько сигналов из нескольких источников, метод, известный как множественный доступ с кодовым разделением каналов .

Мультиплексирование с пространственным разделением каналов (SDM). Пути прохождения сигналов пространственно разделены за счет использования нескольких проводников, таких как оптические волокна или электрические провода. Проводники объединены в единую транспортную среду, но физически разделены, причем каждый проводник обрабатывает передаваемый канал.Отдельные проводники можно дополнительно мультиплексировать с помощью FDM, TDM или других методов. SDM часто используется в подводных кабельных системах для увеличения пропускной способности, но его также можно использовать для беспроводной связи.

Мультиплексирование с поляризационным разделением каналов (PDM). Входящие электромагнитные сигналы поляризованы в ортогональные каналы, которые передаются через общую среду. PDM часто используется в волоконно-оптической связи, а также в радио- и микроволновых передачах.Например, поставщики спутникового телевидения часто используют PDM для доставки телевизионных сигналов на спутниковые антенны.

Различные типы, преимущества и области применения

Термин «мультиплексирование» или «мультиплексирование» — это один из видов техники для объединения нескольких сигналов, таких как аналоговые, а также цифровые, в один сигнал по каналу. Этот метод применим как в телекоммуникациях, так и в компьютерных сетях. Например, в телекоммуникациях один кабель используется для передачи разных телефонных звонков.В 1870 году метод мультиплексирования впервые был изобретен в телеграфии, а в настоящее время он широко используется в связи. Ученый Джордж Оуэн Сквайер признал рост мультиплексирования в телефонии в 1910 году. Мультиплексированный сигнал будет передаваться по кабелю или каналу и разделять канал на множество логических каналов. В этой статье обсуждается , что такое мультиплексирование , Различные типы мультиплексирования, методы и приложения.Пожалуйста, обратитесь к ссылке, чтобы узнать о мультиплексоре и демультиплексоре — Электронные схемы


Что такое мультиплексирование?

Muxing (или) мультиплексирование может быть определено как; это способ передачи различных сигналов по медиа или одной линии. Обычный вид мультиплексирования объединяет несколько низкоскоростных сигналов для передачи только по высокоскоростному каналу, или он используется для передачи среды, а также ее связи с рядом устройств. Это обеспечивает конфиденциальность и эффективность.

Весь процесс может быть выполнен с использованием устройства, а именно MUX или мультиплексора , и основная функция этого устройства состоит в объединении n-входных линий для генерации одной выходной линии. Таким образом, MUX имеет много входов и один выход. Устройство называется DEMUX, или на приемном конце используется демультиплексор, который делит сигнал на составляющие. Итак, у него один вход и несколько выходов.

Мультиплексирование

Мультиплексирование в компьютерных сетях

Мультиплексирование в компьютерных сетях — это один из методов, используемых для объединения и передачи нескольких сигналов данных по одной среде.В этом методе оборудование, такое как мультиплексор или MUX, играет ключевую роль в достижении мультиплексирования. Мультиплексор объединяет «n» входных линий для создания единственной выходной линии. Этот метод в основном следует концепции «многие к одному», что означает n входных линий и 1 выходную линию.

Для демультиплексирования такое устройство, как DEMUX, используется на принимающей стороне для разделения сигнала на множество. Таким образом, этот метод следует концепции «один-ко-многим», что означает одиночные входные линии и n-выходных линий. Этот метод разделяет логическую среду с высокой емкости на низкую, а затем она передается через множество потоков от среды с высокой емкостью к малой емкости.

Связь возможна в эфире на радиочастоте через кабель и свет, которые могут мультиплексироваться. Как только многие отправители пытаются передать сигналы, используя один канал, используется инструмент, подобный Multiplex, для разделения физического канала и распределения каждого из них.

Почему требуется мультиплексирование?

Основная функция среды передачи — передача сигналов от передатчика к приемнику. Здесь среда просто включает в себя один сигнал за раз.Таким образом, если несколько сигналов должны передавать одну среду, то они должны быть разделены таким образом, чтобы каждому сигналу давалась некоторая часть доступной полосы пропускания.

Например: если имеется 5 сигналов и средняя полоса пропускания составляет 50 единиц, то 5 единиц могут использоваться совместно через каждый сигнал. Если несколько сигналов передают общую среду, существует вероятность сбоя. Итак, концепция этой техники в основном используется для предотвращения таких аварий.

История мультиплексирования

В телекоммуникациях широко используется такой метод, как мультиплексирование, когда многочисленные телефонные звонки передаются по единственному проводу.В 1870 году это понятие было изобретено в телеграфии, и оно используется в связи.

Точно так же в 1910 году Джордж Оуэн Сквайер реализовал метод мультиплексирования телефонных операторов. Он очень известен как в США, так и в Европе как ученый, изобретатель и солдат.


Типы методов мультиплексирования

Эти методы в основном используются в коммуникации и подразделяются на три типа. 3 типа мультиплексирования методы включают в себя следующее.

  • Мультиплексирование с частотным разделением (FDM)
  • Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM)
  • Мультиплексирование с временным разделением (TDM)

Мультиплексирование с частотным разделением (FDM)

FDM использовался телефонными компаниями в 20-м веке в соединениях на большие расстояния для мультиплексирования ряда голосовых сигналов с использованием системы, подобной коаксиальному кабелю. Для небольших расстояний использовались недорогие кабели для различных систем, таких как системы звонков, K- и N-несущие, однако они не допускают огромной полосы пропускания.Это аналоговое мультиплексирование, используемое для объединения аналоговых сигналов. Этот тип техники полезен, когда полоса пропускания канала лучше, чем объединенная полоса пропускания передаваемых сигналов.

Мультиплексирование с частотным разделением

В FDM сигналы создаются путем передачи различных модулированных несущих частот устройства, а затем они объединяются в одиночный сигнал, который может перемещаться посредством соединения. Чтобы удерживать адаптированный сигнал, несущие частоты делятся на достаточную полосу пропускания, и эти диапазоны полос пропускания являются каналами через различные распространяющиеся сигналы.Их можно разделить по неиспользуемой полосе пропускания. Лучшие примеры FDM — это передача сигналов на телевидении и радио.

Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM)

В оптоволоконной связи WDM является одним из видов технологии. Это наиболее полезная концепция в системах связи с высокой пропускной способностью. В конце секции передатчика мультиплексор используется для объединения сигналов, а в конце секции приемника — демультиплексор для разделения сигналов по отдельности.Основная функция WDM в мультиплексоре заключается в объединении различных источников света только в источники света, и этот свет может быть преобразован в многочисленные источники света в демультиплексоре.

WDM

Основная цель WDM — использовать высокую скорость передачи данных FOC (оптоволоконного кабеля). Высокая скорость передачи данных этого кабеля FOC превосходит скорость передачи данных металлического кабеля передачи. Теоретически WDM подобен FDM, за исключением передачи данных через FOC, в котором мультиплексирование и демультиплексирование занимают оптические сигналы.Пожалуйста, обратитесь к ссылке, чтобы узнать больше о работе и приложениях Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM)

Мультиплексирование с временным разделением (TDM)

TDM — это один из способов передачи сигнала по каналу конкретной связи путем разделения временного фронта на слоты. Одинаковый слот используется для каждого сигнала сообщения.

Мультиплексирование с временным разделением каналов

TDM в основном используется для аналоговых и цифровых сигналов, в которых несколько каналов с низкой скоростью мультиплексируются в высокоскоростные каналы, используемые для передачи.В зависимости от времени каждому низкоскоростному каналу будет назначена точная позиция, где бы он ни работал в режиме синхронизации. Оба конца MUX и DEMUX синхронизируются своевременно и одновременно переключаются на следующий канал.

Типы TDM

К различным типам TDM относятся следующие.

  • Синхронный TDM
  • Асинхронный TDM
  • Чередование TDM
  • Статистический TDM
Типы TDM
Синхронный TDM

Синхронный TDM очень полезен как для аналоговых, так и для цифровых сигналов.В этом типе TDM соединение входа связано с фреймом. Например, если в кадре есть n соединений, то кадр будет разделен на n временных интервалов, и для каждой единицы каждый слот назначается каждой входной строке.

При выборке синхронного TDM скорость одинакова для каждого сигнала, а также для этой выборки требуется сигнал синхронизации (CLK) на обоих концах отправителя и получателя. В этом типе TDM мультиплексор каждый раз назначает одинаковый слот для каждого устройства.

Асинхронный TDM

В асинхронном TDM для разных сигналов частота дискретизации также разная, и для него не нужны общие часы (CLK). Если устройству нечего передавать, то временной интервал назначается новому устройству. Конструкция коммутатора, иначе декоммутатор не проста, и полоса пропускания мала для этого типа, и это применимо для несинхронной сети с формой передачи.

Чередование TDM

TDM можно представить как два быстрых поворотных переключателя на поверхности мультиплексирования и демультиплексирования.Эти переключатели можно вращать и синхронизировать в обратном направлении. Как только переключатель отпускается на поверхности мультиплексора перед подключением, у него появляется шанс отправить устройство в полосу движения. Точно так же, как только переключатель отпускается на поверхности демультиплексора перед подключением, появляется шанс получить устройство с полосы движения. Эта процедура называется чередованием.

Статистический TDM

Статистический TDM применим для одновременной передачи различных типов данных по одному кабелю.Это часто используется для обработки данных, передаваемых по сети, такой как LAN (или) WAN. Передача данных может осуществляться с устройств ввода, подключенных к сетям, таких как компьютеры, факсы, принтеры и т. Д.

Статистический TDM может использоваться в настройках телефонных коммутаторов для управления вызовами. Этот тип техники сравним с динамическим распределением полосы пропускания, и канал связи разделяется на случайный номер потока данных.

Мультиплексирование с кодовым разделением

Термин CDM означает мультиплексирование с кодовым разделением каналов.Это один из видов технологий, который работает с коммуникацией с расширенным спектром. В этом типе связи узкополосный сигнал может передаваться путем разделения по нескольким каналам или по большей полосе частот.

Он не сжимает полосу частот, в отличие от цифровых сигналов. Он менее подвержен вторжению, поэтому обеспечивает повышенную пропускную способность для передачи данных, а также более безопасную частную линию.
Когда мультиплексирование с кодовым разделением используется для разрешения нескольких сигналов от разных пользователей для общей передачи канала связи, тогда эта технология известна как CDMA или множественный доступ с кодовым разделением каналов.

Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов

Термин OFDM означает «мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов» и представляет собой тип модуляции сигнала, который предлагает некоторые важные преимущества для каналов передачи данных. Таким образом, OFDM в основном используется для нескольких новейших широкополосных и беспроводных систем с высокими скоростями передачи данных, таких как сотовая связь, Wi-Fi и т. Д.

OFDM использует большое количество несущих, где каждая несущая содержит данные с низкой скоростью передачи, что означает, что он очень гибок в отношении предпочтительных эффектов замирания, вторжения, многолучевого распространения и обеспечивает высокую спектральную эффективность.Первые системы на основе OFDM
обнаружили, что обработка, необходимая для формата сигнала, довольно высока, однако с развитием технологий этот вид техники представляет мало проблем с точки зрения требуемого процесса.

Мультиплексирование с пространственным разделением

Мультиплексирование с пространственным разделением — это один из методов, при котором радио, металлические или оптические среды передачи физически разделены через изоляцию, а пространство или волноводы поддерживают разделение каналов.

В каждом физически отличном канале множество каналов может быть достигнуто через время, частоту или WDM.В некоторых реализациях POV (пассивных оптических сетей) используется SDM или мультиплексирование с пространственным разделением каналов посредством нисходящей передачи, которая происходит по одному из дуплексных FOC (оптоволоконный кабель), тогда как восходящая передача происходит по оставшемуся оптоволокну.

Какой метод мультиплексирования передает цифровые сигналы?

Мультиплексирование с временным разделением каналов или TDM используется для передачи цифровых сигналов. Такие методы, как WDM и FDM, в основном используются для передачи аналоговых сигналов. Волновое разделение (WDM) частично связано с частотным разделением (FDM).

Преимущества

Процесс, который используется для передачи нескольких сигналов по одной физической среде, известен как мультиплексирование. Основные преимущества мультиплексирования включают следующее.

  • Выше одного сигнала может передаваться по одной среде.
  • Использование средней полосы пропускания может быть выполнено очень эффективно
  • Мультиплексирование повышает экономическую стабильность сети, поскольку сокращает как время, так и затраты, необходимые для работы физической среды, когда одна среда обслуживает множество сигналов, абонентов или приложений.
  • В телекоммуникациях мультиплексирование играет ключевую роль в снижении стоимости сетей за счет уменьшения количества каналов связи, необходимых между двумя точками.

Приложения

Применения мультиплексирования включают следующее.

  • Аналоговое вещание
  • Цифровое вещание
  • Телефония
  • Обработка видео
  • Телеграфия

Таким образом, это все об обзоре мультиплексирования в сети и его типов, таких как аналоговое мультиплексирование и цифровое мультиплексирование .Аналоговый тип использует аналоговые сигналы, которые мультиплексируются в зависимости от их частоты или длины волны. Таким образом, они делятся на два типа, такие как частотное разделение или FDM и разделение по длине волны или WDM. Цифровой тип использует дискретные биты данных. Таким образом, доступные данные представлены в форме пакетов / кадров, поскольку они дискретны. Этот вид техники подразделяется на разные типы, такие как временное разделение, синхронный и асинхронный.

Наконец, исходя из приведенной выше информации, мы можем сделать вывод, что, используя эти типы методов мультиплексирования, мы можем эффективно передавать и получать данные.Вот вам вопрос, что такое демультиплексирование ?

Объясните различные типы мультиплексирования при передаче данных

Каждый раз, когда пропускная способность среды, связывающей два устройства, превышает требуемую пропускную способность устройств, канал может использоваться совместно. Существует трех типов мультиплексирования: частотное разделение, разделение по длине волны и мультиплексирование с временным разделением каналов .

Определения мультиплексирования


Мультиплексирование — это набор методов, которые позволяют одновременную передачу нескольких сигналов по одному каналу данных.По мере увеличения использования данных и телекоммуникаций растет и трафик. Мы можем приспособиться к этому увеличению, продолжая добавлять отдельные ссылки каждый раз, когда требуется новый канал, или мы можем установить ссылки с более высокой пропускной способностью и использовать каждую для передачи нескольких сигналов.

Также читайте: Что такое топология сети? Объяснение различных типов сетевых топологий

В мультиплексированной системе n линий совместно используют полосу пропускания одного канала. Линии слева направляют свои потоки передачи на мультиплексор (MUX), который объединяет их в один поток (многие-к-одному).

Слово канал относится к части ссылки, по которой осуществляется передача между заданной парой линий. У одной ссылки может быть много (n) каналов.

Существует три основных метода мультиплексирования: мультиплексирование с частотным разделением, мультиплексирование с разделением по длине волны и мультиплексирование с разделением по времени. Первые два — это методы, предназначенные для аналоговых сигналов, третий — для цифровых сигналов.

Типы мультиплексирования


  1. Мультиплексирование с частотным разделением каналов
  2. Мультиплексирование с разделением по длине волны
  3. Мультиплексирование с временным разделением каналов

Мультиплексирование с частотным разделением (FDM)


Мультиплексирование с частотным разделением каналов (FDM) — это аналоговый метод, который может применяться, когда полоса пропускания канала (в герцах) превышает суммарную ширину полосы передаваемых сигналов.

В FDM сигналы, генерируемые каждым передающим устройством, модулируют разные несущие частоты. Эти модулированные сигналы затем объединяются в один составной сигнал, который может передаваться по каналу связи.

Несущие частоты разделены полосой, достаточной для приема модулированного сигнала ._x000D_ _x000D_ Эти диапазоны полосы пропускания являются каналами, по которым проходят различные сигналы. Каналы могут быть разделены полосами неиспользуемых полос пропускания, защищающих полосу пропускания, для предотвращения перекрытия сигналов.

Кроме того, несущие частоты не должны мешать исходным частотам данных.

Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM)


Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM) разработано для использования возможностей оптоволоконного кабеля с высокой скоростью передачи данных. Скорость передачи данных по оптоволоконному кабелю выше, чем по металлическому кабелю передачи. Использование оптоволоконного кабеля для одной единственной линии приводит к потере доступной полосы пропускания. Мультиплексирование позволяет объединить несколько строк в одну.

WDM концептуально аналогичен FDM, за исключением того, что мультиплексирование и демультиплексирование включают оптические сигналы, передаваемые по оптоволоконным каналам.

Идея та же: Мы комбинируем разные сигналы разных частот. Отличие в том, что частоты очень высокие.

Мультиплексирование с временным разделением (TDM)


Мультиплексирование с временным разделением каналов (TDM) — это цифровой процесс, который позволяет нескольким соединениям совместно использовать широкую полосу пропускания канала. Вместо совместного использования части полосы пропускания, как в FDM, распределяется время.

Каждое соединение занимает определенное время в канале связи.

Процесс мультиплексирования


Каждый источник генерирует сигнал аналогичного частотного диапазона. Внутри мультиплексора эти похожие сигналы модулируют разные несущие частоты f1, f2 и f3).

Результирующие модулированные сигналы затем объединяются в один составной сигнал, который отправляется по каналу мультимедиа, имеющему достаточную полосу пропускания для его приема.

Процесс демультиплексирования


Демультиплексор использует серию фильтров для разложения мультиплексированного сигнала на составляющие его составляющие сигналы.Затем отдельные сигналы передаются на демодулятор, который отделяет их от несущих и передает на выходные линии.

Что такое мультиплексирование и его типы? FDM, WDM, TDM

Мультиплексирование — это метод, который объединяет несколько сигналов и передает их по одному каналу данных. Эти мультиплексированные сигналы принимаются демультиплексором, который разделяет их и доставляет в соответствующий узел. Мультиплексирование делает передачу нескольких сигналов экономичной, поскольку нам не нужно добавлять новый канал для каждого нового сигнала.

Мультиплексирование может выполняться как для аналоговых сигналов , так и для цифровых сигналов . Для аналоговых сигналов мультиплексирование имеет два варианта: мультиплексирование с частотным разделением (FDM) и мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM). А для цифровых сигналов выполняется мультиплексирование с временным разделением. В этом материале мы кратко обсудим мультиплексирование и его типы.

Содержимое: мультиплексирование и его типы

  1. Что такое мультиплексирование?
  2. Типы мультиплексирования
  3. Преимущества мультиплексирования
  4. Основные выводы

Что такое мультиплексирование?

Мультиплексирование — это метод использования полосы пропускания среды, соединяющей два устройства.Учтите, что среда, соединяющая два устройства, имеет большую пропускную способность, чем требуется, в этом случае пропускная способность среды тратится.

Эффективная система всегда должна использовать все свои ресурсы. Таким образом, используя мультиплексирование, вы можете использовать полосу пропускания среды, передавая несколько сигналов по этой единственной среде. Мультиплексор объединяет несколько сигналов и передает их по одному каналу, который принимается демультиплексором. Демультиплексор разделяет мультиплексированный поток данных и доставляет его в соответствующую линию вывода.В следующем разделе мы обсудим типы мультиплексирования.

Типы мультиплексирования

Мультиплексирование можно разделить на два типа: аналоговое мультиплексирование и цифровое мультиплексирование. Аналоговое мультиплексирование может быть дополнительно расширено до мультиплексирования с частотным разделением (FDM) и мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM). Однако цифровое мультиплексирование классифицируется как мультиплексирование с временным разделением (TDM).

Аналоговое мультиплексирование

Аналоговое мультиплексирование специально разработано для аналоговых сигналов.

1. Мультиплексирование с частотным разделением (FDM)

Мультиплексирование с частотным разделением — это знакомый и широко используемый метод мультиплексирования. При мультиплексировании с частотным разделением сигналы модулируются по разным несущим частотам.
Несущая частота каждого сигнала разделена таким образом, чтобы полосы пропускания каждого сигнала не перекрывали друг друга. Лучшим примером FDM является телевизионный сигнал, вы можете заметить, что вы можете просматривать несколько каналов с разными частотами через один кабель.

Разделение между несущими частотами оставляет неиспользуемую полосу пропускания, которую мы называем защитной полосой . Это связано с защитной полосой, в которой полосы пропускания нескольких сигналов по одному каналу не перекрывают друг друга.

На рисунке ниже вы можете видеть, что мы должны мультиплексировать три информационных сигнала из каналов 1, 2 и 3. Эти три информационных сигнала модулируются по разным несущим частотам, и эти модулированные информационные сигналы мультиплексируются и передаются по одному каналу.
Мультиплексирование с частотным разделением возможно только тогда, когда полоса пропускания, используемая для передачи множества информационных сигналов, больше, чем объединенная полоса пропускания всех информационных сигналов, которые должны быть переданы.

2. Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM)

Мультиплексирование с разделением по длине волны работает по основному принципу FDM, единственное изменение состоит в том, что WDM используется для оптоволоконной связи , а частота сигналов, подлежащих объединению, очень высокая .

Волоконно-оптический кабель может передавать данные с высокой скоростью по сравнению с металлическим кабелем передачи. Если вы передаете только один оптический сигнал, вы буквально тратите остальную полосу пропускания оптического волокна.

Таким образом, при использовании WDM узкая полоса света мультиплексируется, чтобы сделать более широкую полосу света, и передается по единственному каналу в приемник, где демультиплексор разделяет световой сигнал и доставляет в соответствующий узел.

WDM основан на основном принципе физики, поскольку мы знаем, что когда любой свет падает на призму , он изгибает световой луч в зависимости от его угла падения и его частоты.На этом принципе можно построить мультиплексор и демультиплексор.
WDM имеет вариант DWDM, то есть плотное мультиплексирование с разделением по длине волны , которое включает большее количество сигналов по одной линии связи по сравнению со стандартным WDM. DWDM мультиплексирует большое количество сигналов, размещая их очень близко друг к другу.

Цифровое мультиплексирование

Цифровое мультиплексирование применяется к цифровым сигналам

1. Мультиплексирование с временным разделением

Мультиплексирование с временным разделением объединяет несколько сигналов, разделяя их на временной интервал фиксированной длины.Входные сигналы делятся на временные интервалы равной длины, затем эти интервалы мультиплексируются и передаются в потоковом режиме по одному каналу данных.

На рисунке ниже вы можете видеть, что мультиплексор принимает сигналы от трех разных источников. Используя метод TDM, биты из каждого сигнала берутся в фиксированный временной интервал.
TDM дополнительно имеет два варианта синхронного TDM и статистического TDM. Давайте сначала обсудим синхронный TDM.

а. Синхронное мультиплексирование с временным разделением (STDM)

В синхронном TDM каждому источнику сигнала выделен интервал во временном кадре, даже если он не отправляет никакого сигнала.На рисунке ниже вы можете видеть, что даже если у источника B нет сигнала для отправки, его слот зарезервирован в каждом временном кадре.
Это увеличивает скорость передачи данных в n раз, если по всему каналу есть данные для отправки. Но этот метод может быть неэффективным, если у какого-либо источника нет данных для отправки, и все же слот зарезервирован для него в каждом временном кадре. Чтобы устранить эту неэффективность, вводится асинхронный TDM.

г. Асинхронное мультиплексирование с временным разделением (ATDM)

В асинхронном TDM или статистическом TDM выделение слота выполняется динамически.Это означает, что если у источника есть данные для отправки по каналу связи, то во временном интервале ему выделяется только слот. Рисунок ниже объясняет вам работу асинхронного TDM.

Преимущества мультиплексирования

  1. Мультиплексирование сделало передачу нескольких сигналов экономичной, поскольку оно объединяет несколько сигналов и передает их по одному каналу связи.
  2. Используя метод мультиплексирования, вы можете реализовать различные схемы.
  3. Цифровое мультиплексирование позволяет мультиплексировать аудио- и видеосигналы.

Ключевые выводы

  • Мультиплексирование — это метод интеграции нескольких информационных сигналов по одному каналу данных.
  • Мультиплексирование
  • можно разделить на аналоговое мультиплексирование и цифровое мультиплексирование .
  • Аналоговое мультиплексирование предназначено для аналоговых сигналов, и его можно разделить на частотное, -разделенное мультиплексирование и -волновое -разделенное мультиплексирование.
  • Цифровое мультиплексирование может быть реализовано только для цифровых сигналов, и оно дополнительно классифицируется как мультиплексирование с разделением по времени и .
  • При мультиплексировании с частотным разделением сигналы, которые должны быть мультиплексированы, модулируются по разным несущим частотам , так что их полосы пропускания не перекрывают друг друга.
  • Мультиплексирование с разделением по длине волны аналогично мультиплексированию с частотным разделением, с той лишь разницей, что WDM используется для оптоволоконной связи .
  • При мультиплексировании с временным разделением сигналы, подлежащие мультиплексированию, делятся, , на временные интервалы фиксированной длины.

Итак, все дело в мультиплексировании и его типе. Мы видели основное определение мультиплексирования и, кроме того, его классификацию.

Что такое мультиплексор? — Типы мультиплексоров и приложения

Мультиплексор

Мультиплексор — это устройство, которое позволяет выбирать один из нескольких аналоговых или цифровых входных сигналов, и передает выбранный вход в единую среду.Мультиплексор также известен как селектор данных. Мультиплексор из 2n входов имеет n строк выбора, которые будут использоваться для выбора входной линии для отправки на выход. Мультиплексор сокращенно Mux.

MUX передает цифровые или аналоговые сигналы с более высокой скоростью по одной линии в одном общем устройстве. Он восстанавливает отдельные сигналы на принимающей стороне. Мультиплексор увеличивает или усиливает информацию, которая позже передается по сети в пределах определенной полосы пропускания и времени. В этой статье дается обзор того, что такое мультиплексор и типы мультиплексора.

Что такое мультиплексор

Мультиплексор действует как переключатель с несколькими входами и одним выходом. Несколько сигналов используют одно устройство или провод передачи, например медный провод или оптоволоконный кабель. В телекоммуникациях аналоговые или цифровые сигналы передаются по нескольким каналам связи методом мультиплексирования. Эти сигналы представляют собой высокоскоростные сигналы с одним выходом. Мультиплексор 4 к 1 содержит четыре входных сигнала, а мультиплексор 2 к 1 имеет два входных сигнала и один выходной сигнал.

Схематический символ мультиплексора

Таблица истинности для мультиплексора от 2 до 1

Мультиплексоры также расширены с теми же соглашениями об именах, что и мультиплексоры DE. Схема мультиплексора 4 к 1 приведена ниже

Схема мультиплексора 4 к 1

Типы мультиплексирования

Метод передачи нескольких сигналов по одной среде определяется как мультиплексирование. Это метод, показанный на физическом уровне модели OSI.

Различные типы технологий мультиплексирования приведены ниже

  • Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM)
  • Мультиплексирование с частотным разделением (FDM)
  • Мультиплексирование с плотным разделением по длине волны (DWDM)
  • Обычное мультиплексирование с разделением по длине волны (CWDM)
  • Реконфигурируемое оптическое Мультиплексор с добавлением-выводом (ROADM)
  • Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM)
  • Мультиплексирование с добавлением / удалением (ADM)
  • Обратное мультиплексирование (IMUX)

Типы мультиплексора

Типы мультиплексора

Мультиплексирование с частотным разделением

Мультиплексирование с частотным разделением — это метод, который использует различные частоты для объединения множества потоков данных для отправки сигналов по среде для целей связи.Он передает частоту каждому потоку данных, а затем объединяет различные модулированные частоты для передачи. Телевизионные передатчики являются лучшим примером FDM, который использует FDM для одновременной широковещательной передачи множества каналов.

Мультиплексирование с частотным разделением каналов

В этом типе мультиплексирования сигналы генерируются путем отправки различных модулированных устройством несущих частот, и эти модулированные сигналы затем объединяются в один сигнал, который может передаваться по каналу связи. Чтобы приспособиться к модулированному сигналу, несущие частоты разделены с достаточной шириной полосы, и эти диапазоны полосы пропускания являются каналами, по которым проходят различные сигналы.Эти каналы могут быть разделены неиспользованной полосой пропускания. Некоторые из примеров мультиплексирования с временным разделением включают передачу радио- и телевизионных сигналов.

Мультиплексирование с разделением по длине волны

Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM) — это метод аналогового мультиплексирования, который модулирует множество потоков данных по световому спектру. Это мультиплексирование используется в оптическом волокне. Это оптический эквивалент FDM. Различные сигналы в WDM представляют собой световые сигналы, передаваемые по оптическому волокну.WDM похож на FDM, поскольку он смешивает множество сигналов разных частот в один сигнал и передается по одному каналу. Длина волны обратно пропорциональна ее частоте, если длина волны увеличивается, то частота уменьшается. Несколько световых волн от многих источников объединяются для получения светового сигнала, который будет передаваться по каналу на приемник.

Мультиплексирование с разделением по длине волны

Основной принцип использования призм состоит в том, что они изгибают световой луч в зависимости от угла падения и частоты световой волны или луча.На стороне приемника световой сигнал разделяется на различные световые волны с помощью демультиплексора. Этот вид слияния и обрыва световой волны осуществляется призмой. Одна призма используется на конце отправителя для мультиплексирования, а другая призма используется на стороне получателя для демультиплексирования, как показано на рис.

Использование PRISM в WDM

WDM, используемое в синхронной оптической сети (SONET). В нем используются различные оптоволоконные линии, которые мультиплексируются и демультиплексируются.

Мультиплексор с временным разделением каналов

TDM — это один из типов мультиплексоров, которые объединяют потоки данных, выделяя каждому потоку разные временные интервалы в наборе.Он часто передает или отправляет различные временные интервалы в определенном порядке по одному каналу передачи. TDM присоединяет потоки данных PCM.

Мультиплексор с временным разделением каналов

Мультиплексор с плотным разделением по длине волны

В плотном мультиплексировании с разделением по длине волны, оптическая технология, используемая для расширения полосы пропускания на оптоволокно. Скорость передачи данных и протокол независимы, и это главное преимущество DWDM. Плотное мультиплексирование с разделением по длине волны (DWDM), работающее за счет одновременного объединения разных сигналов на разных длинах волн.На волокне заменено на несколько волокон. За счет увеличения пропускной способности волокна с 2,5 Гбит / с до 20 Гбит / с восемь сигналов OC 48 могут быть мультиплексированы в одно волокно. Одно волокно может передавать данные со скоростью до 400 ГБ / с благодаря DWDM. передает данные или информацию в IP, SONET, ATM и Ethernet. Он также передает различные типы трафика с различными скоростями по оптическому каналу.

Мультиплексор с плотным разделением по длине волны

Статистический мультиплексор

Позволяет совместно использовать одну строку данных для мультиплексоров устройств RS-232.Будет выполнено исправление ошибок, чтобы обеспечить безошибочную передачу. Слово «статистический» относится к его способности получать преимущества статики многих устройств RS-232, терминалов и пользователей ПК. Каждый ПК в среднем имеет менее 5% от его потенциальной скорости передачи данных.

Этот тип мультиплексора позволяет суммировать скорость терминала и ПК, при которой он увеличивает скорость составного канала между мультиплексорами. Это связано с тем, что клавиатуры простаивают. Для этих типов мультиплексоров требуется буфер.

Разница между мультиплексором и демультиплексором

  • Мультиплексор — это устройство, используемое для связи посредством среды с комбинацией нескольких сигналов.
  • Мультиплексор DE — это процесс отделения мультиплексированных сигналов от линии передачи.
  • Оба мультиплексора и DMux объединены в одно устройство, которое может обрабатывать исходящие и входящие сигналы.
  • Электронный мультиплексор — это переключатель с несколькими входами и одним выходом.
  • Мультиплексор DE в качестве переключателя с одним входом и несколькими выходами
  • MUX позволяет использовать несколько сигналов на одном устройстве.
  • Пример: один аналого-цифровой преобразователь или одна линия связи

Разница между мультиплексором и демультиплексором

Список ИС, которые обеспечивают мультиплексирование

Серия 7400 имеет несколько ИС, которые содержат мультиплексоры

Список ИС, которые обеспечивают мультиплексирование

Здесь Techopedia объясняет мультиплексор (MUX)

TDM означает, что мультиплексор с временным разделением выбирает образцы многих сигналов, имеющих отдельные аналоговые сигналы в телекоммуникациях, и присоединяет их к широкополосному аналоговому сигналу с одной импульсной амплитудной модуляцией (PAM).

В телекоммуникациях для цифровых сигналов в компьютерной сети или с цифровым видео несколько потоков входных сигналов с переменной скоростью передачи данных (с использованием связи в пакетном режиме) могут быть объединены в один сигнал с постоянной полосой пропускания. Ограниченное количество потоков данных входных сигналов с постоянной скоростью передачи битов может быть мультиплексировано в один поток данных с более высокой скоростью передачи битов с помощью альтернативного метода с использованием TDM. Мультиплексору требуется DMUX (демультиплексор) для завершения процесса, что означает разделение мультиплексных сигналов, переносимых одной совместно используемой средой или устройством.

Иногда мультиплексор и демультиплексор объединяются в одно устройство, что позволяет устройству обрабатывать как входящие, так и исходящие сигналы. Один выход мультиплексора соединен с одним входом демультиплексора по одному каналу.

Приложения мультиплексоров

Мультиплексор используется во многих приложениях, например, когда несколько данных могут передаваться по одной линии.

Система связи — Мультиплексор используется в системах связи, которые имеют систему передачи, а также сеть связи.Мультиплексор используется для повышения эффективности системы связи, позволяя передавать такие данные, как аудио- и видеоданные, из разных каналов через кабели и одиночные линии.

Память компьютера — Мультиплексор используется в памяти компьютера для поддержания большого объема памяти в компьютерах, а также для уменьшения количества медных линий, необходимых для подключения памяти к другим частям компьютера.

Телефонная сеть — Мультиплексор используется в телефонных сетях для объединения нескольких аудиосигналов на одной линии передачи.

Передача из компьютерной системы спутника:

Мультиплексор используется для передачи сигналов данных из компьютерной системы спутника в наземную систему с использованием связи GSM.

Это различные типы методов мультиплексирования, используемые в системе связи для эффективной передачи и приема данных. Надеюсь, у вас есть лучшее представление обо всех этих типах мультиплексирования, и поэтому вы можете поделиться своими взглядами на эту статью в разделе комментариев ниже.И также упомяните любые практические примеры этих типов мультиплексирования — если вам интересно.

Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о различиях ч / б GSM и CDMA.

Мультиплексирование в компьютерной сети — javatpoint

Мультиплексирование — это метод, используемый для объединения и отправки нескольких потоков данных на одном носителе. Процесс объединения потоков данных известен как мультиплексирование, а оборудование, используемое для мультиплексирования, известно как мультиплексор.

Мультиплексирование достигается с помощью устройства, называемого мультиплексором ( MUX ), которое объединяет n входных линий для генерации одной выходной линии. Мультиплексирование выполняется по принципу «многие к одному», то есть n строкам ввода и одной строке вывода.

Демультиплексирование достигается с помощью устройства под названием демультиплексор ( DEMUX ), доступного на принимающей стороне. DEMUX разделяет сигнал на составляющие (один вход и n выходов). Следовательно, можно сказать, что демультиплексирование следует подходу «один ко многим».

Почему мультиплексирование?

  • Среда передачи используется для передачи сигнала от отправителя к получателю. Среда может иметь только один сигнал одновременно.
  • Если есть несколько сигналов для совместного использования одной среды, то среда должна быть разделена таким образом, чтобы каждому сигналу была предоставлена ​​некоторая часть доступной полосы пропускания. Например: если имеется 10 сигналов и полоса пропускания среды равна 100 единицам, то 10 единиц используются для каждого сигнала.
  • Когда несколько сигналов используют общую среду, существует вероятность коллизии.Чтобы избежать такой коллизии, используется концепция мультиплексирования.
  • Услуги передачи очень дорогие.

История мультиплексирования

  • В телекоммуникациях широко используется метод мультиплексирования, при котором несколько телефонных звонков передаются по одному проводу.
  • Мультиплексирование возникло в телеграфии в начале 1870-х годов и в настоящее время широко используется в связи.
  • Джордж Оуэн Сквайер разработал телефонный оператор с мультиплексированием в 1910 году.

Концепция мультиплексирования

  • «n» входных линий передаются через мультиплексор, и мультиплексор объединяет сигналы для формирования составного сигнала.
  • Составной сигнал проходит через демультиплексор, и демультиплексор разделяет сигнал на составные сигналы и передает их соответствующим адресатам.

Преимущества мультиплексирования:

  • По одной среде можно отправить более одного сигнала.
  • Пропускная способность среды может быть использована эффективно.

Методы мультиплексирования

Методы мультиплексирования можно классифицировать как:


Мультиплексирование с частотным разделением каналов (FDM)

  • Это аналоговая техника.
  • Мультиплексирование с частотным разделением каналов — это метод, в котором доступная полоса пропускания одной среды передачи разделяется на несколько каналов.
  • На приведенной выше схеме одна среда передачи разделена на несколько частотных каналов, и каждый частотный канал назначен разным устройствам.Устройство 1 имеет частотный канал в диапазоне от 1 до 5.
  • Входные сигналы преобразуются в полосы частот с использованием методов модуляции и объединяются мультиплексором для формирования составного сигнала.
  • Основная цель FDM — разделить доступную полосу пропускания на разные частотные каналы и распределить их по разным устройствам.
  • Используя метод модуляции, входные сигналы передаются в полосы частот, а затем объединяются для формирования составного сигнала.
  • Несущие, которые используются для модуляции сигналов, известны как поднесущие . Они представлены как f1, f2..fn.
  • FDM в основном используется в радиовещании и телевизионных сетях.

Преимущества FDM:

  • FDM используется для аналоговых сигналов.
  • Процесс
  • FDM очень прост и легок в модуляции.
  • A Большое количество сигналов может быть отправлено через FDM одновременно.
  • Не требует синхронизации между отправителем и получателем.

Недостатки FDM:

  • Метод FDM используется только тогда, когда требуются низкоскоростные каналы.
  • Имеется проблема перекрестных помех.
  • A Требуется большое количество модуляторов.
  • Требуется канал с высокой пропускной способностью.

Приложения FDM:

  • FDM обычно используется в телевизионных сетях.
  • Используется в FM- и AM-вещании. Каждая FM-радиостанция имеет разные частоты, и они мультиплексируются для формирования составного сигнала.Мультиплексированный сигнал передается в эфире.

Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM)

  • Мультиплексирование с разделением по длине волны аналогично FDM, за исключением того, что оптические сигналы передаются по оптоволоконному кабелю.
  • WDM используется в оптоволокне для увеличения пропускной способности одного волокна.
  • Используется для использования оптоволоконного кабеля с высокой скоростью передачи данных.
  • Это метод аналогового мультиплексирования.
  • Оптические сигналы от разных источников объединяются в более широкую полосу света с помощью мультиплексора.
  • На приемном конце демультиплексор разделяет сигналы, чтобы передать их соответствующим адресатам.
  • Мультиплексирование и демультиплексирование может быть достигнуто с помощью призмы.
  • Призма
  • может выполнять роль мультиплексора, комбинируя различные оптические сигналы для формирования составного сигнала, а составной сигнал передается по оптоволоконному кабелю.
  • Призма
  • также выполняет обратную операцию, то есть демультиплексирует сигнал.

Мультиплексирование с временным разделением

  • Это цифровая техника.
  • В методе мультиплексирования с частотным разделением все сигналы работают одновременно с разной частотой, но в случае метода мультиплексирования с временным разделением все сигналы работают на одной и той же частоте с разным временем.
  • В методе мультиплексирования с временным разделением каналов общее время, доступное в канале, распределяется между разными пользователями. Таким образом, каждому пользователю назначается отдельный временной интервал, известный как временной интервал, в который отправитель должен передавать данные.
  • Пользователь берет на себя управление каналом на фиксированный период времени.
  • В методе мультиплексирования с временным разделением данные передаются не одновременно, а поочередно.
  • В TDM сигнал передается в виде кадров. Кадры содержат цикл временных интервалов, в котором каждый кадр содержит один или несколько интервалов, выделенных каждому пользователю.
  • Может использоваться для мультиплексирования как цифровых, так и аналоговых сигналов, но в основном используется для мультиплексирования цифровых сигналов.

Есть два типа TDM:

  • Синхронный TDM
  • Асинхронный TDM

Синхронный TDM

  • Синхронный TDM — это метод, при котором каждому устройству заранее назначается временной интервал.
  • В синхронном TDM каждому устройству дается некоторый временной интервал независимо от того, содержит ли устройство данные или нет.
  • Если на устройстве нет данных, то слот останется пустым.
  • В синхронном TDM сигналы отправляются в форме кадров.Временные интервалы организованы в виде фреймов. Если на устройстве нет данных для определенного временного интервала, будет передан пустой интервал.
  • Наиболее популярными синхронными TDM являются мультиплексирование T-1, мультиплексирование ISDN и мультиплексирование SONET.
  • Если есть n устройств, значит есть n слотов.

Концепция синхронного TDM

На приведенном выше рисунке реализована технология синхронного TDM. Каждому устройству выделяется некоторый временной интервал.Временные интервалы передаются независимо от того, есть ли у отправителя данные для отправки или нет.

Недостатки синхронного TDM:

  • Пропускная способность канала используется не полностью, так как также передаются пустые слоты, в которых нет данных. На приведенном выше рисунке первый кадр полностью заполнен, но в последних двух кадрах некоторые слоты пусты. Таким образом, можно сказать, что пропускная способность канала используется неэффективно.
  • Скорость среды передачи должна быть больше, чем общая скорость входных линий.Альтернативным подходом к синхронному TDM является асинхронное мультиплексирование с временным разделением.

Асинхронный TDM

  • Асинхронный TDM также известен как статистический TDM.
  • Асинхронный TDM — это метод, в котором временные интервалы не фиксированы, как в случае синхронного TDM. Временные интервалы выделяются только тем устройствам, у которых есть данные для отправки. Таким образом, можно сказать, что мультиплексор с асинхронным разделением времени передает данные только с активных рабочих станций.
  • Асинхронный метод TDM динамически распределяет временные интервалы между устройствами.
  • В асинхронном TDM общая скорость входных линий может быть больше, чем пропускная способность канала.
  • Мультиплексор с асинхронным временным разделением
  • принимает входящие потоки данных и создает кадр, содержащий только данные без пустых слотов.
  • В асинхронном TDM каждый слот содержит часть адреса, которая идентифицирует источник данных.
  • Разница между асинхронным TDM и синхронным TDM заключается в том, что многие слоты в синхронном TDM не используются, но в асинхронном TDM слоты используются полностью.Это приводит к меньшему времени передачи и эффективному использованию пропускной способности канала.
  • В синхронном TDM, если имеется n отправляющих устройств, то имеется n временных интервалов. В асинхронном TDM, если имеется n отправляющих устройств, то есть m временных интервалов, где m меньше n ( m ).
  • Количество слотов в кадре зависит от статистического анализа количества входных строк.

Концепция асинхронного TDM

На приведенной выше диаграмме есть 4 устройства, но только два устройства отправляют данные, т.е.е., A и C. Следовательно, данные A и C передаются только по линии передачи.

Рамку вышеприведенной диаграммы можно представить как:

На приведенном выше рисунке показано, что часть данных содержит адрес для определения источника данных.


Типы мультиплексоров

Мультиплексирование — это процесс, при котором несколько аналоговых сигналов и потоков данных выводятся как один сигнал. Поскольку выходные данные представляют собой сжатую версию входных данных, мультиплексирование является эффективным и недорогим способом передачи и обмена информацией через удаленную работу или компьютерную сеть.Часто среда, через которую передается мультиплексированный сигнал, может использоваться совместно, например, телефонный провод, по которому передаются несколько телефонных звонков. Как только поток достигает места назначения, процесс, называемый демультиплексированием, возвращает поток данных в исходное, разархивированное состояние. Устройство, обеспечивающее мультиплексирование, называется мультиплексором.

Существует несколько различных типов мультиплексоров, в этой статье мы говорим о следующем:

  • Мультиплексор с временным разделением
  • Статистический мультиплексор
  • Обратный мультиплексор
  • Мультиплексор с пространственным разделением каналов
  • Мультиплексор с частотным разделением каналов
  • Мультиплексор с разделением по длине волны

Поскольку мультиплексоры работают, принимая несколько сигналов и преобразуя их в один, они представляют собой переключатели с несколькими входами и одним выходом.В результате сжатого вывода мультиплексор может использовать только одно устройство или передатчик, например линию электропередачи или аналого-цифровой преобразователь.

Мультиплексор с временным разделением (TDM)

Мультиплексор с временным разделением (TDM) иногда применяется в телекоммуникациях или обработке сигналов для выбора частей множества цифровых (а иногда и аналоговых) сигналов и компиляции их в один сигнал — широкоугольный сигнал с амплитудно-импульсной модуляцией (PM), а затем для передачи каждая часть большего сигнала в отдельном временном интервале, чтобы ограничить помехи.Хотя передача кажется одновременной, каждый фрагмент сигнала принимает поворот.

Статистический мультиплексор

Когда дело доходит до других приложений связи, цифрового видео и компьютерных сетей, иногда бывает полезен статистический мультиплексор. Этот тип мультиплексора объединяет сигналы данных с переменной скоростью передачи в один сигнал полосы пропускания. Тем не менее, полоса пропускания разделена так, что при более высоких скоростях передачи данных больше места, чем при более низких скоростях передачи данных. Это позволяет передавать в реальном времени разные потоки одновременно, без ущерба для качества видео или звука больших потоков.

Обратный мультиплексор

Обратный мультиплексор, по сути, работает противоположно статистическому мультиплексору: он использует несколько каналов для передачи одного сигнала, разбивая сигнал на более мелкие биты.

Помимо статистических мультиплексоров и мультиплексоров с временным разделением, несколько других типов мультиплексоров используют другие методы передачи сигналов:

Мультиплексирование с пространственным разделением каналов

При мультиплексировании с пространственным разделением различные потоки данных разнесены по одному и тому же проводу или среде, чтобы ограничить помехи.

Мультиплексирование с частотным разделением (FDM)

При мультиплексировании с частотным разделением каждый фрагмент данных передается на разном уровне частоты в одной и той же полосе пропускания — каждый сигнал одновременно занимает разные части полосы пропускания.

Мультиплексор с разделением по длине волны (WDM)

Для оптоволоконной связи требуется мультиплексор другого типа, называемый мультиплексором с разделением по длине волны. Как и другие мультиплексоры, WDM зависит от совместно используемой среды, в данном случае от оптоволоконного кабеля.Однако внутри кабеля каждый отдельный сигнал передается с использованием отдельной длины волны. В некоторых приложениях длины волн могут передавать данные в любом направлении, от мультиплексора к демультиплексору и наоборот. Внутри оптоволоконного кабеля нередко бывает до 16 различных длин волн, передающих сигналы одновременно.

Мультиплексоры

по своей природе рентабельны. Поскольку выход мультиплексора может быть подключен к общему устройству, а входной портал для демультиплексора должен иметь только один вход, количество дополнительных устройств значительно сводится к минимуму.Использование отдельных каналов для каждого несжатого потока будет дороже, чем передача данных в сжатом виде, как в мультиплексоре.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.