Multiplexage par répartition dans le temps : schéma fonctionnel, fonctionnement, différences et ses applications

Un support ne peut transporter qu'un seul signal à la seconde. Pour transmettre plusieurs signaux pour transmettre un support, le support doit être séparé en fournissant à chaque signal un segment de toute la bande passante. Cela peut être possible en utilisant une technique de multiplexage. Multiplexage est une technique utilisée pour combiner divers signaux en un seul signal à l'aide d'un support partagé. Il existe différents types de techniques de multiplexage telles que TDM, FDM, CDMA et WDM qui sont utilisées dans les systèmes de transmission de données. Cet article traite d'un aperçu de l'un des types de techniques de multiplexage comme multiplexage temporel qui est également connu sous le nom de TDM.

Qu'est-ce que le multiplexage temporel ?

La définition du multiplexage temporel ou TDM est ; une technique de multiplexage qui est utilisée pour transmettre deux ou plusieurs signaux numériques en continu sur un canal commun. Dans ce type de technique de multiplexage, les signaux entrants sont séparés en intervalles de temps équivalents de longueur fixe. Une fois le multiplexage effectué, ces signaux sont envoyés sur un support partagé et après démultiplexage, ils sont réassemblés dans leur format d'origine.

Schéma fonctionnel du multiplexage temporel

Le schéma fonctionnel du multiplexage par répartition dans le temps est illustré ci-dessous et utilise à la fois les sections de l'émetteur et du récepteur. Pour la transmission de données, la technique de multiplexage qui utilise efficacement l'ensemble du canal est parfois appelée PAM/TDM car ; un système TDM utilise un PAM. Ainsi, dans cette technique de modulation, chaque impulsion conserve une courte période de temps en permettant une utilisation maximale du canal.

Dans le schéma fonctionnel TDM ci-dessus, il y a le nombre de LPF au début du système basé sur le no. d'entrées de données. Fondamentalement, ces filtres passe-bas sont des filtres anti-repliement qui suppriment le repliement du signal i/p de données. Après cela, la sortie du LPF est transmise au commutateur. Selon la rotation du commutateur, les échantillons d'entrées de données sont collectés à travers celui-ci. Ici, le taux de révolution du commutateur est 'fs', il désigne donc la fréquence d'échantillonnage du système.

Supposons que nous ayons 'n' entrées de données, puis selon la révolution l'une après l'autre, ces entrées de données seront multiplexées et transmises au-dessus du canal commun. Du côté récepteur du système, on utilise un décommutateur qui est synchronisé du côté émetteur par le commutateur. Ainsi, ce décommutateur l à l'extrémité de réception divise le signal multiplexé par répartition dans le temps.

Dans le système ci-dessus, le commutateur et le décommutateur doivent avoir la même vitesse de rotation afin d'avoir un démultiplexage précis du signal à l'extrémité du récepteur. Sur la base de la révolution effectuée à travers le décommutateur, les échantillons sont collectés à travers le FPL & les données réelles entrées au niveau du récepteur sont récupérées.

Soit la fréquence maximale du signal ‘fm’ & la fréquence d’échantillonnage ‘fs’ alors

fs ≥ 2fm

Par conséquent, la durée entre les échantillons successifs est donnée par,

Ts = 1/fs

Si nous considérons qu'il y a 'N' canaux d'entrée, alors un seul échantillon est collecté à partir de chacun des 'N' échantillons. Par conséquent, chaque intervalle nous donnera 'N' échantillons et l'espacement entre les deux peut être écrit comme Ts/N.

Nous savons que la fréquence d'impulsion est essentiellement le nombre d'impulsions pour chaque seconde qui est donnée par
Fréquence d'impulsion = 1/espacement entre deux échantillons

= 1/Ts/N =.N/Ts

Nous savons que Ts = 1/fs, l'équation ci-dessus deviendra comme ;

= N/1/fs = Nfs.

Pour un signal de multiplexage temporel, l'impulsion pour chaque seconde est le taux de signalisation qui est noté « r ». Donc,

r = Nfs

Comment fonctionne le multiplexage temporel ?

La méthode de multiplexage temporel fonctionne en plaçant plusieurs flux de données dans un seul signal en divisant le signal en différents segments, chaque segment ayant une durée très courte. Chaque flux de données individuel à l'extrémité de réception est réassemblé en fonction du moment.

Dans le diagramme TDM suivant, lorsque les trois sources A, B et C souhaitent envoyer des données via un support commun, le signal de ces trois sources peut être séparé en différentes trames où chaque trame a son intervalle de temps fixe.

Dans le système TDM ci-dessus, trois unités de chaque source sont prises en compte pour former conjointement le signal réel.

Une trame est collectée avec une seule unité de chaque source qui est transmise à la fois. Lorsque ces unités sont complètement différentes les unes des autres, les risques de mélange de signaux évitables peuvent être supprimés. Une fois qu'une trame est transmise au-dessus d'un intervalle de temps spécifique, la deuxième trame utilise un canal similaire pour être transmise et ce processus est répété jusqu'à ce que la transmission soit terminée.

Types de multiplexage temporel

Il existe deux types de multiplexage temporel ; TDM synchrone et TDM asynchrone.

TDM synchrone

L'entrée du multiplexage temporel synchrone est simplement reliée à une trame. Dans TDM, s'il y a « n » connexions, la trame peut être séparée en « n » intervalles de temps. Ainsi, chaque emplacement est simplement attribué à chaque ligne d'entrée. Dans cette méthode, la fréquence d'échantillonnage est familière à tous les signaux, et donc une entrée d'horloge similaire est donnée. Le mux attribue le même emplacement à chaque appareil à tout moment.

Les avantages du TDM synchrone incluent principalement ; l'ordre est maintenu et aucune donnée d'adressage n'est nécessaire. Les inconvénients du TDM synchrone incluent principalement ; il a besoin d'un débit binaire élevé et s'il n'y a pas de signal d'entrée sur un seul canal puisqu'un intervalle de temps fixe est alloué à chaque canal, alors l'intervalle de temps pour ce canal spécifique ne contient aucune donnée et il y a un gaspillage de bande passante.

TDM asynchrone

Le TDM asynchrone est également connu sous le nom de TDM statistique, qui est un type de TDM dans lequel la trame o/p recueille des informations à partir de la trame d'entrée jusqu'à ce qu'elle soit remplie, mais ne laisse pas de créneau non rempli comme dans le TDM synchrone. Dans ce type de multiplexage, nous devons inclure l'adresse de données particulières dans le créneau qui est transmis à la trame de sortie. Ce type de TDM est très efficace car la capacité du canal est entièrement utilisée et améliore l'efficacité de la bande passante.

Les avantages du TDM asynchrone incluent principalement ; son circuit n'est pas complexe, une liaison de communication de faible capacité est utilisée, il n'y a pas de problème de diaphonie grave, pas de distorsion d'intermédiation et pour chaque canal, la bande passante complète du canal est utilisée. Les inconvénients du TDM asynchrone incluent principalement ; il a besoin d'un tampon, les tailles de trame sont différentes et les données d'adresse sont requises.

Différence entre le multiplexage par répartition dans le temps et l'accès multiple par répartition dans le temps N/B

La différence entre TDM et TDMA est discutée ci-dessous.

Avantages et inconvénients

Les avantages du multiplexage temporel sont les suivants.

• La conception du circuit de TDM est simple.
• TDM utilise la bande passante totale du canal pour la transmission du signal.
• Dans TDM, le problème de distorsion de l'intermédiation n'est pas là.
• Les systèmes TDM sont très flexibles par rapport au FDM.
• Pour chaque canal, la totalité de la bande passante disponible est utilisée.
• Parfois, le chevauchement des impulsions peut provoquer une diaphonie, mais il peut être réduit à l'aide du temps de garde.
• Dans ce multiplexage, la transmission de signaux indésirables entre les canaux de communication se produit rarement.

Les inconvénients du multiplexage temporel sont les suivants.

• Les sections de transmission et de réception doivent être correctement synchronisées pour avoir une transmission et une réception correctes du signal.
• Le TDM est complexe à mettre en œuvre.
• Par rapport au FDM, ce multiplexage a une latence plus faible.
• Les systèmes TDM nécessitent un adressage des données et du tampon.
• Les canaux de ce multiplexage peuvent s'épuiser en raison d'un évanouissement lent à bande étroite.
• En TDM, la synchronisation est très importante.
• Dans un TDM, un tampon et des informations d'adresse sont nécessaires.

Applications/Utilisations

Les applications du multiplexage temporel sont décrites ci-dessous.

• Le TDM est utilisé dans les lignes téléphoniques du réseau numérique à intégration de services.
• Ce multiplexage est applicable dans les réseaux téléphoniques publics commutés (PSTN) et SONET (Synchronous Optical Networking).
• TDM est applicable dans les systèmes téléphoniques.
• Le TDM est utilisé dans les lignes téléphoniques filaires.
• Auparavant, cette technique de multiplexage était utilisée dans le télégraphe.
• Le TDM est utilisé dans les radios cellulaires, les systèmes d'accès par satellite et les systèmes de mixage audio numérique.
• Le TDM est la technique la plus couramment utilisée dans les systèmes de communication par fibre optique/transmission de données optiques.
• Le TDM est utilisé pour les signaux analogiques et numériques où un certain nombre de canaux avec moins de vitesse sont simplement multiplexés en canaux à grande vitesse sont utilisés pour la transmission.
• Il est utilisé dans la radio cellulaire, la communication numérique et système de communication par satellite .

Ainsi, ceci est un aperçu du multiplexage temporel ou TDM qui est utilisé pour transmettre plusieurs signaux sur le même support partagé en allouant simplement un intervalle de temps limité à chaque signal. Généralement, ce type de multiplexage est utilisé via des systèmes numériques qui envoient ou reçoivent des signaux numériques passe-bande ou numériques qui sont transportés sur des porteuses analogiques et utilisés par des systèmes de transmission optique tels que SDH (Synchronous Digital Hierarchy) et PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy). Voici une question pour vous, qu'est-ce que le FDM ?