مالتی پلکس (Multiplexing) چیست؟

نوشته شده توسط admin    دیدگاه(0)

مالتي پلکس کردن چيست؟

• در خطوط اشتراکي، ترافيک ارسالي جريانهاي عبوري از هر خط با هم ترکيب مي شوند. به عمل ترکيب جريانهاي ترافيک و تجميع آنها به عنوان يک جريان واحد که از طريق يک خط ارسال مي شود، مالتي پلکس کردن مي گويند. مالتی پلکسینگ به امکان برقراری همزمان چند تماس تلفنی در باند فرکانسی مشابه نیز گفته می شود.

ترکيب ترافيک جريانهاي مختلف بايد بگونه اي انجام شود که در گيرنده امکان جداسازي آنها از هم وجود داشته باشد. به عمل جداسازي ترافيک جريانهاي مختلف Demultiplexing مي گويند.

انواع روشهاي Multiplexing

پنج روش مالتي پلکس کردن عبارتند از:

• اشتراک زماني سنکرون (TDM و TDMA).
• مالتي پلکس کردن آماري يا اشتراک زماني آسنکرون (SM).
• اشتراک فرکانسي (FDMA و FDM).
• اشتراک طول موج ( WDM).
• اشتراک کد (CDMA).

مالتي پلکس کردن آماري در مقابل مالتي پلکس کردن به روش TDM به کار مي رود. TDM با STDM يکي است, يعني TDM سنکرون. مالتي پلکسينگ آماري همان ATDM است يعني TDM آسنکرون. بنابراين هر دو TDM هستند, يعني در هر دو روش پنجره اي براي کاربر باز مي کنيم تا جريانهايش را ارسال کند.

 TDM: (مولتی پلکس کردن روی زمان ) Time Division Multiplexing                            

این روش بدین صورت است که اطلاعات مورد نظر را به قطعات ریز و کوچک تقسیم می‌کنند و توسط یک کلید متغیر هر زمان یکی از قطعات را ارسال می‌دارند. فرض کنید بخواهیم سه نوع اطلاعات c , b , a را به طریقه TDM بفرستیم. در لحظه t₁ کلید ، اطلاعات a و در لحظه t₂ کلید اطلاعات b و بالاخره در لحظه t₃ کلید اطلاعات مربوط به سیگنال c را دریافت و پس از تقویت روی آنتن می‌برد و مجددا این عمل تکرار می‌شود و دوباره از سیگنال a و بعد b و بالاخره c نمونه برداری شده و فرستاده می‌شود و الی آخر. در گیرنده بایستی عکس این عمل اتفاق بیافتد.

یعنی آنچه را که فرستنده اصلی فرستاد، دریافت کند و توسط یک کلید اطلاعات هر خط به تفکیک برای قسمتهای مجزای خود (مثل c , b , a) در کنار هم چیده شود. حال با قرار دادن یک متغیر پایین گذر و دریافت پوش ستونهائیکه از این طریق بدست آمده ، می‌توان اطلاعات c , b , a را نمونه برداری و دریافت نمود. آنچه که در این رابطه بایستی تاکید کرد، این است که یک سری که در لحظات t₃ , t₂ , t₁ از اطلاعات c , a , b نمونه برداری می‌کند، با کلیدی که عکس این عمل را در گیرنده جهت مجزا کردن اطلاعات فوق انجام می‌دهد. بایستی همزمان و هم فاز باشد، در غیر اینصورت اطلاعات a وارد b و از آن وارد c شده و به همین ترتیب ادامه می‌یابد و نتیجه غلط بدست می‌آید. در ضمن کلید نمونه برداری کننده بایستی خیلی سریع کار کند که معمولا ازنوع الکترونیکی می‌باشد.

روش TDM در صنعت ساده تر از FDM است، ولی قابلیت فنی آن کمتر است. در عوض FDM روش مدرن با کیفیت ارسال اطلاعات با باند وسیع می‌باشد، ولی گران قیمت و پیچیده است.

  Time Division Multiple Access) TDMA )

در این روش پایانه ها در اسلاتهای زمانی خاص که هاب به آنها تخصیص می دهد، به ارسال اطلاعات می پردازند. بدین ترتیب هر پایانه از کل پهنای باند فرکانسی ولی در اسلات زمانی مربوط به خود استفاده می کند. بازدهی این روش در سیستم تخصیص اسلاتها برای پایانه هاست. بطور معمول سه روش کلی وجود دارد: User Aloha ، Transaction Reservation و Stream.

User Aloha: در این روش پایانه ها دیتای خود را بصورت تصادفی در قسمتی از Inroute که برای این منظور تخصیص داده شده، می گذارند. در این حالت احتمال تصادم دیتا وجود دارد لذا برای دیتا با ترافیک کم، بسته های کوچک و با سایزهای یکسان مناسب می باشد.
Transaction Reservation: در این روش پایانه ای که یک یا چند Packet برای ارسال دارد، ابتدا یک درخواست تراکنش به هاب می فرستد. این درخواست شامل تعداد و سایز بسته ها می باشد. هاب نیز اسلاتهای لازم را تخصیص می دهد و پیام جواب را به پایانه می فرستد.
سپس پایانه بسته ها را در اسلاتها گذاشته و ارسال می کند و اگر دیتای بیشتری داشته باشد دوباره درخواست خود را می فرستد.
Stream : در این تکنیک فرصتهای ارسال بصورت Fixed و پریودیک به پایانه داده می شود. این روش در کاربردهای با Throughput بالا مانند ترافیک Voice مورد استفاده است

FDM: (مولتی پلکس کردن روی فرکانس) Frequency Division Multiplexing

می‌دانیم که جهت ارسال اطلاعات رادیوئی و یا تلویزیونی ، اطلاعات مورد نظر مثلا صدای گیرنده یا عکس را روی یک فرکانس حامل سوار می‌کنند و از طریق آنتن در فضا می‌فرستند. حال اگر بخواهیم بعنوان مثال دو ایستگاه رادیویی را از طریق یک آنتن ارسال کنیم، کافیست که اولی را روی حامل F₁ و دومی را روی حامل F₂ سوار کنیم (یا مدوله کنیم)

پس این مجموعه را روی هر کانالی که مورد نظر باشد، بعنوان یک اطلاعات واحد از طریق آنتن ارسال کنیم، در اینجا چون اطلاعات ایستگاه رادیویی اولی در کنار اطلاعات ایستگاه رادیویی دومی قرار گرفته ، لذا ممکن است رویهم اثر گذارند. این را Crosstalk می‌نامند. جهت جلوگیری از این امر ابتدا وقتی هر کدام از این صداها را روی فرکانسهای F₂ , F₁ سوار کنیم، آنها را از فیلترهای مخصوص عبور می‌دهیم. این متغیرها طوری طراحی شده‌اند که تنها فرکانس حامل مربوط را می‌دهد. این روش کاربرد بسیار وسیعی در مخابرات دارد.

 Frequency Division Multiple Access) FDMA)     

 در این روش بجای زمان باند فرکانسی تقسیم می شود و پایانه ها می توانند دیتای خود را هرزمان ارسال کنند ولی هر یک در محدوده فرکانسی خویش اقدام به ارسال می کنند. هاب نحوه تخصیص فرکانسها را بر عهده دارد.

Dense Wavelength Division Multiplexing) DWDM)

روش WDM به عنوان روش اصلی در انتقال اطلاعات در سیستمهای نوری از اوایل دههٔ ۱۹۸۰ مورد توجه و استفاده قرار گرفته است. امروزه نیز تلاشهای بسیاری برای استفادهٔ بهینه از این روش در کاربردهای مختلف، در حال انجام است CWDM و DWDM دو روش اصلی مورد استفاده در شبکه های نوری است.

Code Division Multiple Access) CDMA)

در سیستم های رادیویی منابع، زمان و فرکانس می باشند و در روشهای ذکر شده در بالا نحوه تقسیم و تخصیص آنها را توضیح دادیم ولی در روش CDMA( Code Division Multiple Access)هر پایانه اقدام به ارسال دیتا در کل پهنای باند فرکانسی و در هر زمانی می پردازند. در این تکنیک از کدها برای تفکیک سیگنالها استفاده می شود. CDMA از کدهای یونیک جهت گسترده کردن spreading دیتای باند پایه قبل از ارسال می کند (Spread Spectrum) . سیگنال ارسالی در یک کانال زیر سطح نویز فرستاده شده و گیرنده از یک Correlator برای عکس گسترده سازی dispreading و استخراج سیگنال مطلوب (بعد از گذشت از یک باند باریک) ، استفاده می کند.

در CDMA کندي در شبکه داريم ولي قطعي (قطع شدن) نداريم اگر تعداد کاربران زياد باشد ارتباطات دو Client کند مي شود ولي قطع نمي شود.