Временное мультиплексирование

Спектральная энергия сигнала при цифровой передаче не может быть размещена в частотной области. Прямоугольник может быть представлен как совокупность базовой синусоидальной волны из бесконечного числа “гармоник”, которые формируются согласно некоторой математической зависимости. Каждая гармоника имеет более высокую частоту и меньшую амплитуду, чем базовая синусоидальная волна. Таким образом, прямоугольные сигналы содержат составляющие бесконечно высокой частоты. Когда для улучшения качества речи телефонные линии стали использовать технологии цифровой передачи сигналов, понадобилось разработать новый способ мультиплексирования временное.

Мультиплексирование с разделением времени TDM или временное мультиплексирование (Time Division Multiplexing) или мультиплексирование по времени проиллюстрировано на рис. 3.13.

Рис. 3.13. Временное мультиплексирование

Высокоскоростной канал связи делится на множество отдельных временных слотов и каждому низкоскоростному каналу выделяется определенный временной слот. Когда выделенный каналу временной слот становится доступен, то пока длится этот слот, для низкоскоростной передачи данных используется вся пропускная способность высокоскоростного канала связи. Следующий слот задействуется другой низкоскоростной передачей и т.д. Мультиплексирование с разделением времени широко используется в системах передач сигналов. В качестве примера можно привести наземные телефонные сети, где TDM встречается как в технологиях организации абонентского доступа, так и в технологиях организации межстанционных линий связи.

Две технологии мультиплексирования – FDM и TDM – могут быть объединены. То есть подканал в системе с частотным мультиплексированием может быть разбит на несколько каналов, используя мультиплексирование с разделением времени. Подобным образом работают мобильные сети связи.

Начало технологии мультиплексирования с разделением времени было положено разработкой мультиплексора E1 (европейского варианта) и T1 (американского варианта). Мультиплексор E1 позволяет в цифровом виде уплотнять голосовой трафик 30 абонентов, а T1 – 24 абонентов. На рис. 3.14 приведен 125 микросекундный цикл передачи в системе ИКМ-30, состоящий из 30 слотов информационных каналов передачи (составляющий один кадр), одного служебного канала и одного канала синхронизации. Каждый канал занимает слот, в котором размещается один байт.

Рис. 3.14. Цикл передачи E1 (в системе ИКМ-30)

Информационный канал со скоростью передачи 64 кбит/с называется основным цифровым каналом ОЦК и обозначается E0. Канал синхронизации (0) включает определенную комбинацию бит (0011011) и служит для определения начала цикла. Служебный канал служит для установления связи (по нему передаются импульсы от номеронабирателя, сообщение занятости абонента и др.).

В ИКМ-30 слот канала занимает 1 байт. Общая скорость передачи кадра E1 составляет

32 * 64 кбит/с=2 048 кбит/с.