Multipleksimine telekommunikatsiooni- ja arvutivõrkudes on teatud tüüpi tehnika, mida kasutatakse arvukate andmesignaalide kombineerimiseks ja edastamiseks ühel meediumil. Aastal multipleksimine meetod, multiplekser (MUX) riistvara mängib olulist rolli multipleksimise saavutamisel, ühendades n sisendliini ühe väljundliini genereerimiseks. Seega järgib see meetod peamiselt mitut-ühele kontseptsiooni, mis tähendab n-sisendliini ja ühte väljundliini. On olemas erinevat tüüpi multipleksimistehnikaid, näiteks; FDM, TDM, CDM , SDM & OFDM. See artikkel annab lühiteavet ühe multipleksimistehnika tüübi kohta, näiteks; ruumijaotusega multipleksimine ehk SDM.

Mis on ruumijaotusega multipleksimine (SDM)?

Multipleksimistehnika traadita ühenduses sidesüsteem kasutatakse süsteemi võimsuse suurendamiseks, kasutades lihtsalt ära kasutajate füüsilist eraldamist, mida tuntakse ruumijaotusega multipleksimise või ruumijaotusega multipleksimise (SDM) nime all. Selles multipleksimistehnikas on mitu antennid Neid kasutatakse saatja ja vastuvõtja mõlemas otsas paralleelsete sidekanalite loomiseks. Need sidekanalid on üksteisest sõltumatud, mis võimaldab mitmel kasutajal samaaegselt edastada andmeid sarnases sagedusalas, välja arvatud häired.

Traadita sidesüsteemi võimsust saab parandada, lisades lihtsalt rohkem antenne, et moodustada rohkem sõltumatuid kanaleid. Seda multipleksimistehnikat kasutatakse tavaliselt traadita sidesüsteemides nagu; WiFi, satelliitsidesüsteemid ja mobiilsidevõrgud.

SDM allveelaeva optilise kaabli näide

Ruumijaotusega multipleksimine veealuse optilise kaabli rakenduses on jagatud kolmeks ülekandesüsteemiks; ühetuumalise kiu C-riba, ühetuumalise kiu C+L-riba ja mitmetuumalise kiu C-riba ülekanne. Kolme ülekandesüsteemi valgustee diagramm on näidatud allpool.

“tasuta cad tarkvara õpilastele ”

Ühetuumaline kiud-C-riba merealuse optilise kaabli edastussüsteemis on signaali parandamiseks varustatud ainult EDFA-seadmetega. EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) on üht tüüpi OFA, mis on optiline võimendi läbi optilise kiu südamikus sisalduvate erbiumioonide. EDFA-l on mõned funktsioonid, näiteks; madal müratase, kõrge võimendus ja polarisatsioonist sõltumatu. See võimendab optilisi signaale 1,55 μm (või 1,58 μm) sagedusalas.

SDM allveelaeva optilises kaablis

Ühetuumaline C+L-riba edastussüsteem vajab kahe sagedusriba signaalide vastavalt täiustamiseks kahte EDFA-d. Mitmetuumaline fiiber C-riba edastussüsteem on väga keeruline ja nõuab iga kiudtuuma väljapuhumist ja selle sisestamist signaalivõimendisse ning seejärel võimendis oleva signaali ventileerimist mitmetuumalisse kiudkaablisse.

Kui 3-kanalilise edastussüsteemi signaali-müra suhe on umbes 9,5 dB, vajab ühetuumaline kiudoptiline C+L-riba edastussüsteem optilise kaabli maksimaalse ülekandevõime saavutamiseks 37 kiupaari.

Mitmetuumaline C-riba edastussüsteem vajab 19 kuni 20 paari kiude, et saavutada kõrgeim edastusvõime. Ühetuumaline kiud C+L-riba edastussüsteem vajab suurima võimsuse levitamiseks vaid kolmteist kiudkaabli paari; selle suurim võimsus on aga 70% ainult ühetuumalise C-riba kiudülekandest.

SDM-tehnoloogias on iga veealuse optilise kaabli kauguseks seatud 60 km, et arvutada kolme ülekandesüsteemi jaoks vajalik pinge. Ühetuumaline C-riba ja C+L-riba vajavad madalamat pinget kuni 15 kV maksimaalsest pingest. Võrreldes mitmerealiste FOC-ülekandesüsteemidega on nende pinged väiksemad, kuna mitmetuumalised kiudülekandesüsteemid vajavad edastuse lõpuleviimiseks lisavõimendeid.

Kolmes ruumijaotusega multipleksimise ülekandesüsteemis on ühetuumalise kiu C+L-riba ja mitmetuumalise C-riba edastusvõime väiksem kui ühetuumalise kiu C-riba edastusega. Ühetuumalised kiudoptilised C-riba ja C+L-lainesüsteemid võivad kasutada madalamat pinget ja energiakasutust võrreldes mitmetuumaliste süsteemidega, kui samasugune võimsus on saavutatav mitmetuumalise kaudu.

Ruumijaotuse multipleksimise töö

Ruumijaotusega multipleksimine (SDM) kasutab ruumilist mõõdet mitme sõltumatu andmevoo samaaegseks edastamiseks. Siin on selle toimimise lihtsustatud selgitus:

“piiratud impulssreaktsiooni digitaalne filter ”

Ruumiline eraldamine : SDM tugineb erinevate andmevoogude edastusteede füüsilisele eraldamisele. Seda eraldamist saab saavutada erinevate tehnikate abil, olenevalt edastusvahendist, näiteks erinevate optiliste kiudude, antennielementide või akustiliste radade kasutamine.
Mitu kanalit : iga ruumiliselt eraldatud tee tähistab eraldiseisvat sidekanalit. Neid kanaleid saab kasutada sõltumatute andmevoogude samaaegseks edastamiseks ilma üksteist segamata.
Andmete kodeerimine ja moduleerimine : Enne edastamist läbivad iga kanali jaoks mõeldud andmed kodeerimis- ja modulatsioonitehnikad, et teisendada need valitud kandja kaudu edastamiseks sobivasse vormingusse. Tavaliselt hõlmab see digitaalandmete teisendamist analoogsignaalideks, mis on moduleeritud kindlatel sagedustel või muudel edastusmeediumile sobivatel omadustel.
Samaaegne ülekanne : kui andmed on kodeeritud ja moduleeritud, edastatakse need samaaegselt üle ruumiliselt eraldatud kanalite. See samaaegne edastamine võimaldab suurendada andmeedastust ja olemasolevaid sideressursse tõhusalt kasutada.
Vastuvõtja dekodeerimine : vastuvõtuotsas võetakse kõigi ruumikanalite signaalid vastu ja töödeldakse eraldi. Iga kanal demoduleeritakse ja dekodeeritakse algsete andmevoogude taastamiseks. Kuna kanalid on ruumiliselt eraldatud, on nende vahel minimaalne häire, mis võimaldab usaldusväärset andmete taastamist.
Andmevoogude integreerimine : Lõpuks integreeritakse kõigist kanalitest taastatud andmevood, et taastada algsed edastatud andmed. See integreerimisprotsess sõltub konkreetsest rakendusest ja võib hõlmata selliseid ülesandeid nagu veaparandus, sünkroonimine ja andmete koondamine.

Üldiselt võimaldab ruumijaotusega multipleksimine mitme sõltumatu andmevoo samaaegset edastamist, võimendades ruumilist eraldamist, suurendades seeläbi sidevõimsust ja tõhusust. Seda kasutatakse tavaliselt erinevates sidesüsteemides, sealhulgas kiudoptilistes võrkudes, traadita side, satelliitside ja veealuse akustilise side puhul.

Ruumijaotusega multipleksimise näited

SDM-i esimene näide on mobiilside, kuna selles suhtluses kasutatakse rakkudes, mis ei ole üksteise lähedal, jälle võrdset kandesageduste komplekti.

Kiudoptiline side : Fiiberoptilistes sidesüsteemides saab sama kiu kaudu edastada samaaegselt mitut kanalit, kasutades erinevaid ruumilisi teid. Iga ruumiline tee võib esindada erinevat lainepikkust (Wavelength Division Multiplexing – WDM) või erinevat polarisatsiooni olekut (Polarization Division Multiplexing – PDM). See võimaldab suurendada andmeedastusvõimsust ilma täiendavaid füüsilisi kiudkaableid paigaldamata.
Mitu antennisüsteemi : Traadita side puhul kasutavad mitme sisendiga mitme väljundiga (MIMO) süsteemid nii saatjal kui ka vastuvõtjal mitut antenni spektraalse efektiivsuse parandamiseks. Iga antennipaar moodustab ruumilise kanali ja nende kanalite kaudu edastatakse andmeid samaaegselt, suurendades tõhusalt traadita ühenduse võimsust.
Satelliitside : Satelliitsidesüsteemid kasutavad sageli SDM-tehnikat mitme signaali samaaegseks edastamiseks, kasutades erinevaid sagedusribasid või ruumilisi teid. See võimaldab tõhusamalt kasutada satelliidiressursse ja suurendada andmeedastust selliste rakenduste jaoks nagu ringhääling, Interneti-teenused ja kaugseire.
Veealune akustiline side : Veealuses keskkonnas kasutatakse sidepidamiseks akustilisi laineid, kuna need suudavad läbida pikki vahemaid. SDM-i saab kasutada mitme hüdrofoni ja saatja abil, et luua ruumiliselt eraldatud kanaleid, võimaldades samaaegselt edastada mitut andmevoogu ja suurendada üldist sidevõimsust.
Integraallülituste ühendused : Elektroonilistes seadmetes, nagu arvutiprotsessorid või võrguseadmed, saab mitme kiibi komponendi või südamiku omavaheliseks ühendamiseks kasutada ruumijaotusega multipleksimistehnikaid. Signaalide marsruutimisel erinevate füüsiliste teede kaudu saab andmeid samaaegselt edastada erinevate töötlemisüksuste vahel, suurendades süsteemi üldist jõudlust ja läbilaskevõimet.

Eelised & Puudused

The ruumijaotusega multipleksimise eelised sisaldama järgmist.

SDM-tehnika parandab optilise kiu ruumilist tihedust ühiku ristlõikes.
See suurendab ruumiliste edastuskanalite arvu ühises kattekihis.
SDM on FDM-i või sagedusjaotusega multipleksimise ja TDM-i kombinatsioon ajajaotusega multipleksimine .
See edastab sõnumeid kindla sagedusega, nii et teatud kanalit saab mõnda aega kasutada teatud sagedusriba vastu.
See multipleksimistehnika võimaldab lihtsalt optilisel kiul edastada mitmeid signaale, mis saadetakse erinevatel lainepikkustel, üksteist segamata.
SDM arendab energiatõhusust ja võimaldab oluliselt madalamaid kulusid iga biti jaoks.
SDM-tehnika parandab iga kiu spektraalset efektiivsust, lihtsalt multipleksides signaale ortogonaalsetes LP-režiimides FMF-i (mõnerežiimiliste kiudude) ja mitmetuumaliste kiudude puhul.
Arendus on üsna lihtne ja uusi põhimõttelisi optilisi komponente pole vaja.
Parim ribalaiuse kasutamine.
Fikseeritud sagedust saab SDM-is uuesti kasutada.
SDM-i saab rakendada puhastes optilistes kaablites.
Selle läbilaskevõime on optiliste kaablite tõttu äärmiselt kõrge.
Parim sageduskasutus tänu mitmele multipleksimistehnikale ja fiiberoptikale.

The Ruumijaotusega multipleksimise puudused sisaldama järgmist.

SDM-i hind tõuseb edastuskanalite arvu paranemise tõttu endiselt oluliselt.
Multipleksimine kasutab erinevate levitatavate signaalide liitmiseks ja jagamiseks keerulisi algoritme ja protokolle. Seega suurendab see võrgu raskusi ning muudab selle hooldamise ja tõrkeotsingu keerulisemaks.
Multipleksimine põhjustab häireid levitatavate signaalide vahel, mis võib rikkuda edastatavate andmete väärtust.
See multipleksimistehnika vajab multipleksimisprotseduuri jaoks teatud kogust ribalaiust, mis võib vähendada reaalseks andmeedastuseks saadaolevat ribalaiust.
Selle multipleksimise rakendamine ja hooldamine on keerukuse ja nõutava erivarustuse tõttu kallis.
See multipleksimine muudab edastatud andmete salvestamise keerulisemaks, kuna sarnase kanali kohal saadetakse mitu signaali.
SDM-is võib tekkida järeldus.
SDM-il on suured järelduskadud.
SDM-is kasutatakse sama sageduste komplekti või sama komplekti TDM-signaale kahes erinevas kohas

Ruumijaotuse multipleksimise rakendused

The ruumijaotusega multipleksimise rakendused sisaldama järgmist.

Ruumijaotusega multipleksimist kasutatakse maapealsetes võrkudes kahe erineva meetodi abil; SDM-iga ühilduvad komponendid, mis on paigutatud nii edastus- kui ka lülitusinfrastruktuuridesse (või SDM-i juurutamiseks ainult kommutatsiooniarhitektuuris).
Ruumijaotusega multipleksimise tehnika MIMO traadita side ja fiiberoptiline sidet kasutatakse sõltumatute kanalite edastamiseks, mis on ruumis eraldatud.
SDM-i kasutatakse mobiilsidevõrkudes mitme sisendi ja mitme väljundi tehnoloogia vormis, mis kasutab mitut antenni saatja ja vastuvõtja mõlemas otsas, et suurendada sidelingi väärtust ja võimekust.
SDM viitab meetodile optiliste kiudude multipleksimise mõistmiseks ruumijaotusega.
SDM-tehnikat kasutatakse optilise andmeedastuse jaoks kõikjal, kus kasutatakse mitut ruumikanalit, nagu mitmetuumaliste kiudude puhul.
Kiudoptilise edastuse ruumijaotuse multipleksimise tehnika aitab ületada WDM-i võimekuse piiri.
SDM-i kasutatakse GSM-tehnoloogias.

Seega on see ülevaade ruumijaotusega multipleksimisest , töö, näited, eelised, puudused ja rakendused. SDM-tehnoloogia vastab OFC ehk kiudoptilise side kasvutrendile. See multipleksimistehnika on OFC-tehnoloogia oluline uuendus ja arendatud viis. Siin on teile küsimus, mis on ajajaotusega multipleksimine või TDM?