Multipleksēšana telekomunikāciju un datortīklos ir tehnikas veids, ko izmanto, lai apvienotu un pārraidītu daudzus datu signālus vienā datu nesējā. Iekš multipleksēšana metode, multipleksors (MUX) aparatūrai ir nozīmīga loma multipleksēšanas panākšanā, apvienojot “n” ievades līnijas, lai ģenerētu vienu izvades līniju. Tātad šī metode galvenokārt seko jēdzienam 'daudzi pret vienu', kas nozīmē n-ievades līnijas un vienu izvades līniju. Ir dažādi multipleksēšanas paņēmienu veidi, piemēram; FDM, TDM, CDM , SDM un OFDM. Šajā rakstā ir sniegta īsa informācija par vienu no multipleksēšanas paņēmienu veidiem, piemēram; telpas dalīšanas multipleksēšana vai SDM.
Kas ir kosmosa dalīšanas multipleksēšana (SDM)?
Multipleksēšanas tehnika bezvadu tīklā sakaru sistēma tiek izmantots, lai palielinātu sistēmas jaudu, vienkārši izmantojot lietotāju fizisko atdalīšanu, ir pazīstama kā telpas dalīšanas multipleksēšana vai telpiskā dalījuma multipleksēšana (SDM). Šajā multipleksēšanas tehnikā vairākas antenas tiek izmantoti abos raidītāja un uztvērēja galos, lai izveidotu paralēlus sakaru kanālus. Šie sakaru kanāli ir neatkarīgi viens no otra, kas ļauj vairākiem lietotājiem vienlaikus pārraidīt datus līdzīgā frekvenču joslā, izņemot traucējumus.
Bezvadu sakaru sistēmas jaudu var uzlabot, vienkārši iekļaujot vairāk antenu, lai veidotu neatkarīgākus kanālus. Šo multipleksēšanas paņēmienu parasti izmanto bezvadu sakaru sistēmās, piemēram; Bezvadu internets, satelītu sakaru sistēmas un mobilie tīkli.
SDM zemūdens optiskā kabeļa piemērs
Kosmosa dalīšanas multipleksēšana zemūdens optiskā kabeļa lietojumā ir sadalīta trīs pārraides sistēmās; viena kodola šķiedras C josla, viena kodola šķiedras C+L josla un daudzkodolu šķiedras C joslas pārraide. Trīs pārvades sistēmu gaismas ceļu diagramma ir parādīta zemāk.
Viena kodola šķiedras C-josla zemūdens optiskā kabeļa pārraides sistēmā ir aprīkota tikai ar EDFA aprīkojumu signāla uzlabošanai. EDFA (Erbija leģētais šķiedru pastiprinātājs) ir viena veida OFA, kas ir optiskais pastiprinātājs, izmantojot erbija jonus, kas iekļauti optiskās šķiedras kodolā. EDFA ir dažas funkcijas, piemēram; zems trokšņa līmenis, augsts pastiprinājums un polarizācijas neatkarīgs. Tas pastiprina optiskos signālus 1,55 μm (vai) 1,58 μm diapazonā.
Viena kodola C+L joslas pārraides sistēmai ir nepieciešami divi EDFA, lai attiecīgi uzlabotu abu joslu signālus. Daudzkodolu šķiedru C-joslas pārraides sistēma ir ļoti sarežģīta, un tai ir nepieciešams izgriezt katru šķiedras serdi un ievadīt to signāla pastiprinātājā, un pēc tam pastiprinātāja signāla ventilatoru daudzkodolu šķiedras kabelī.
Ja 3 kanālu pārraides sistēmas signāla un trokšņa attiecība ir aptuveni 9,5 dB, tad viena kodola šķiedras C+L joslas pārraides sistēmai ir nepieciešami 37 optisko šķiedru pāri, lai sasniegtu maksimālo optiskā kabeļa spēju pārraidīt.
Daudzkodolu šķiedru C joslas pārraides sistēmai ir nepieciešami 19 līdz 20 šķiedru pāri, lai sasniegtu augstāko pārraides spēju. Viena kodola šķiedras C+L joslas pārraides sistēmai ir nepieciešami tikai trīspadsmit šķiedru kabeļu pāri, lai izplatītu lielāko jaudu; tomēr tā lielākā jauda ir 70% no tikai viena kodola C joslas šķiedras pārraides.
SDM tehnoloģijā katra zemūdens optiskā kabeļa attālums ir iestatīts uz 60 km, lai aprēķinātu nepieciešamo spriegumu trīs pārraides sistēmās. Viena kodola C joslai un C+L joslai ir nepieciešams zemāks spriegums līdz 15 kV maksimālajam spriegumam. Salīdzinot ar vairāku līniju FOC pārraides sistēmām, to spriegumi ir mazāki, jo daudzkodolu šķiedru pārraides sistēmām ir nepieciešami papildu pastiprinātāji, lai pabeigtu pārraidi.
Trīs kosmosa dalīšanas multipleksēšanas pārraides sistēmās viena kodola šķiedras C+L joslas un daudzkodolu C joslas pārraides spēja ir mazāka, salīdzinot ar viena kodola šķiedras C joslas pārraidi. Viena kodola šķiedras C-joslas un C+L-viļņu sistēmas var izmantot zemāku spriegumu un enerģijas patēriņu, salīdzinot ar daudzkodolu sistēmām, ja līdzīgu jaudu var sasniegt, izmantojot daudzkodolu sistēmu.
Kosmosa dalīšanas multipleksēšana
Kosmosa dalīšanas multipleksēšana (SDM) darbojas, izmantojot telpisko dimensiju, lai vienlaikus pārraidītu vairākas neatkarīgas datu plūsmas. Šeit ir vienkāršots skaidrojums par to, kā tas darbojas:
- Telpiskā atdalīšana : SDM paļaujas uz fizisku pārraides ceļu atdalīšanu dažādām datu plūsmām. Šo atdalīšanu var panākt, izmantojot dažādas metodes atkarībā no pārraides veida, piemēram, izmantojot dažādas optiskās šķiedras, antenas elementus vai akustiskos ceļus.
- Vairāki kanāli : katrs telpiski atdalīts ceļš apzīmē atsevišķu saziņas kanālu. Šos kanālus var izmantot, lai vienlaikus pārraidītu neatkarīgas datu plūsmas, netraucējot viens otram.
- Datu kodēšana un modulācija : Pirms pārraides katram kanālam paredzētie dati tiek pakļauti kodēšanas un modulācijas paņēmieniem, lai tos pārvērstu formātā, kas ir piemērots pārraidei, izmantojot izvēlēto datu nesēju. Tas parasti ietver digitālo datu pārveidošanu analogos signālos, kas modulēti noteiktās frekvencēs vai citās pārraides videi piemērotās īpašībās.
- Vienlaicīga pārraide : Kad dati ir kodēti un modulēti, tie tiek pārsūtīti vienlaikus pa telpiski atdalītiem kanāliem. Šī vienlaicīga pārraide ļauj palielināt datu caurlaidspēju un efektīvi izmantot pieejamos sakaru resursus.
- Uztvērēja dekodēšana : uztveršanas galā signāli no visiem telpiskajiem kanāliem tiek uztverti un apstrādāti atsevišķi. Katrs kanāls tiek demodulēts un dekodēts, lai atgūtu sākotnējās datu plūsmas. Tā kā kanāli ir telpiski atdalīti, starp tiem ir minimāli traucējumi, kas nodrošina uzticamu datu atkopšanu.
- Datu straumju integrācija : Visbeidzot, atgūtās datu straumes no visiem kanāliem tiek integrētas, lai rekonstruētu sākotnējos pārsūtītos datus. Šis integrācijas process ir atkarīgs no konkrētās lietojumprogrammas un var ietvert tādus uzdevumus kā kļūdu labošana, sinhronizācija un datu apkopošana.
Kopumā telpas dalīšanas multipleksēšana ļauj vienlaikus pārraidīt vairākas neatkarīgas datu plūsmas, izmantojot telpisko atdalīšanu, tādējādi palielinot sakaru jaudu un efektivitāti. To parasti izmanto dažādās sakaru sistēmās, tostarp optisko šķiedru tīklos, bezvadu sakaros, satelītu sakaros un zemūdens akustiskajos sakaros.
Telpas dalīšanas multipleksēšanas piemēri
Pirmais SDM piemērs ir šūnu komunikācija, jo šajā saziņā šūnās, kas neatrodas tuvu viena otrai, atkal tiek izmantota vienāda nesējfrekvenču kopa.
- Optiskās šķiedras komunikācija : Optisko šķiedru sakaru sistēmās caur vienu un to pašu šķiedru var vienlaikus pārraidīt vairākus kanālus, izmantojot dažādus telpiskos ceļus. Katrs telpiskais ceļš var attēlot atšķirīgu viļņa garumu (Wavelength Division Multiplexing — WDM) vai atšķirīgu polarizācijas stāvokli (Polarization Division Multiplexing — PDM). Tas ļauj palielināt datu pārraides jaudu, neieguldot papildu fiziskos šķiedru kabeļus.
- Vairākas antenu sistēmas : Bezvadu komunikācijā vairāku ieeju vairāku izeju (MIMO) sistēmas izmanto vairākas antenas gan raidītājā, gan uztvērējā, lai uzlabotu spektrālo efektivitāti. Katrs antenu pāris veido telpisku kanālu, un dati tiek pārraidīti pa šiem kanāliem vienlaicīgi, efektīvi palielinot bezvadu savienojuma jaudu.
- Satelīta komunikācija : Satelītu sakaru sistēmās bieži tiek izmantotas SDM metodes, lai vienlaikus pārraidītu vairākus signālus, izmantojot dažādas frekvenču joslas vai telpiskos ceļus. Tas ļauj efektīvāk izmantot satelīta resursus un palielināt datu caurlaidspēju tādām lietojumprogrammām kā apraide, interneta pakalpojumi un attālā uzrāde.
- Zemūdens akustiskā komunikācija : Zemūdens vidē saziņai tiek izmantoti akustiskie viļņi, jo tie spēj pārvietoties lielos attālumos. SDM var izmantot, izmantojot vairākus hidrofonus un raidītājus, lai izveidotu telpiski atdalītus kanālus, kas ļauj vienlaikus pārraidīt vairākas datu plūsmas un palielināt kopējo sakaru jaudu.
- Integrēto shēmu starpsavienojumi : Elektroniskās ierīcēs, piemēram, datoru procesoros vai tīkla iekārtās, var izmantot telpas dalīšanas multipleksēšanas paņēmienus, lai savstarpēji savienotu vairākus mikroshēmas komponentus vai kodolus. Maršrutējot signālus pa dažādiem fiziskajiem ceļiem, datus var pārsūtīt vienlaikus starp dažādām apstrādes vienībām, uzlabojot kopējo sistēmas veiktspēju un caurlaidspēju.
Priekšrocības & Trūkumi
The telpas dalīšanas multipleksēšanas priekšrocības iekļaujiet tālāk norādīto.
- SDM tehnika uzlabo optiskās šķiedras telpisko blīvumu vienības šķērsgriezumā.
- Tas palielina telpisko pārraides kanālu skaitu kopējā apšuvumā.
- SDM ir FDM vai frekvenču dalīšanas multipleksēšanas un TDM kombinācija vai laika dalīšanas multipleksēšana .
- Tas pārraida ziņojumus, izmantojot noteiktu frekvenci, tāpēc noteiktu kanālu kādu laiku var izmantot pret noteiktu frekvenču joslu.
- Šī multipleksēšanas metode vienkārši ļauj optiskajai šķiedrai pārraidīt vairākus signālus, kas tiek nosūtīti dažādos viļņu garumos, izņemot traucējumus viens otram.
- SDM attīsta energoefektivitāti un ļauj ievērojami samazināt izmaksas par katru bitu.
- SDM tehnika uzlabo katras šķiedras spektrālo efektivitāti, vienkārši multipleksējot signālus ortogonālos LP režīmos FMF (dažu režīmu šķiedras) un daudzkodolu šķiedrās.
- Izstrāde ir diezgan vienkārša, un nav nepieciešami būtiski jauni optiskie komponenti.
- Labākā joslas platuma izmantošana.
- Fiksēto frekvenci var izmantot atkārtoti SDM ietvaros.
- SDM var ieviest tīros optiskajos kabeļos.
- Tā caurlaidspēja ir ārkārtīgi augsta optisko kabeļu dēļ.
- Labākā frekvences izmantošana vairāku multipleksēšanas paņēmienu un optiskās šķiedras dēļ.
The telpas dalīšanas multipleksēšanas trūkumi iekļaujiet tālāk norādīto.
- SDM izmaksas joprojām ievērojami pieaug, jo palielinās pārraides kanālu skaits.
- Multipleksēšana izmanto sarežģītus algoritmus un protokolus, lai apvienotu un sadalītu dažādus pārraidītos signālus. Tādējādi tas uzlabo tīkla sarežģītību un apgrūtina tā uzturēšanu un problēmu novēršanu.
- Multipleksēšana rada traucējumus starp pārraidītajiem signāliem, kas var sabojāt pārsūtīto datu vērtību.
- Šai multipleksēšanas tehnikai ir nepieciešams noteikts joslas platuma daudzums multipleksēšanas procedūrai, kas var samazināt reālai datu pārraidei pieejamo joslas platumu.
- Šīs multipleksēšanas ieviešana un uzturēšana ir dārga sarežģītības un nepieciešamā specializētā aprīkojuma dēļ.
- Šī multipleksēšana apgrūtina pārsūtīto datu saglabāšanu, jo vairāki signāli tiek sūtīti virs līdzīga kanāla.
- SDM gadījumā var rasties secinājumi.
- SDM saskaras ar lieliem secinājumiem.
- SDM viena un tā pati frekvenču kopa vai viena un tā pati TDM signālu kopa tiek izmantota divās dažādās vietās
Kosmosa dalīšanas multipleksēšanas lietojumprogrammas
The telpas dalīšanas multipleksēšanas pielietojumi iekļaujiet tālāk norādīto.
- Telpiskā dalījuma multipleksēšana tiek izmantota zemes tīklos, izmantojot divas dažādas metodes; Ar SDM saderīgi komponenti, kas sakārtoti gan pārraides, gan komutācijas infrastruktūrās (vai) SDM ieviešanā tikai komutācijas arhitektūrā.
- Kosmosa dalīšanas multipleksēšanas tehnika MIMO bezvadu sakaru ietvaros un optiskā šķiedra komunikācija tiek izmantota, lai pārraidītu neatkarīgus kanālus, kas ir atdalīti telpā.
- SDM tiek izmantots mobilo sakaru tīklos Multiple Input Multiple Output tehnoloģijas formā, kas izmanto vairākas antenas abos raidītāja un uztvērēja galos, lai uzlabotu sakaru saites vērtību, kā arī iespējas.
- SDM attiecas uz metodi, lai izprastu optisko šķiedru multipleksēšanu ar telpas dalīšanu.
- SDM tehnika tiek izmantota optiskai datu pārraidei visur, kur tiek izmantoti vairāki telpiskie kanāli, piemēram, daudzkodolu šķiedrās.
- Telpiskās dalīšanas multipleksēšanas tehnika optiskās šķiedras pārraidei palīdz pārvarēt WDM iespēju ierobežojumu.
- SDM tiek izmantots GSM tehnoloģijā.
Tādējādi tas ir telpas dalīšanas multipleksēšanas pārskats , darbojas, piemēri, priekšrocības, trūkumi un lietojumprogrammas. SDM tehnoloģija atbilst OFC jeb optiskās šķiedras sakaru pieauguma tendencei. Šī multipleksēšanas tehnika ir nozīmīgs jauninājums un izstrādāts OFC tehnoloģijas veids. Šeit ir jautājums jums, kas ir laika dalīšanas multipleksēšana vai TDM?
