4.5. Мультиплексирование

В глобальных сетях используются следующие методы доступа с общей разделяемой среде:

• мультиплексирование с временным разделением (Time Division Multiplexing - TDM);

• мультиплексирование с частотным разделением (Frequency Division Multiplexing - FDM).

1. В первом случае каждому узлу для передачи данных выделяется определенный временной интервал. Когда наступает его временной интервал и узел имеет кадр для передачи, он его отправляет. Мультиплексирование с разделением времени подходит только для работы с данными в цифровой форме. Примером TDM является стандарт Т1 мультиплексирования по времени, распространенный в США и Японии (рис. 4.1.).

Рис. 4.1. Стандарт мультиплексирования по времени Т1

В канале Т1 мультиплексируется 24 голосовых канала в течение каждых 125 миллисекунд. При этом каждый канал оцифровывается последовательно один за другим и передает 8 бит информации: 7 бит - данные, 1 бит - сигнальный. Весь 24-канальный кадр Т1 начинается со специального сигнального бита и передает всего 24*8+1=193 бита. Тогда каждые 125 миллисекунд передается по 193 бита, что дает общую скорость передачи – 1 544 Мb/s. В Европе и Великобритании используется стандарт Е1, по которому мультиплексируется 32 восьмиразрядных канала каждые 125 миллисекунд, что дает скорость 2 048 Мb/s. Кроме того, для передачи данных используется все 8 бит информации

Технология TDM позволяет мультиплексировать каналы по принципу вложенности. Например, в стандарте Т1 - 4 первичных канала могут быть объединены в один, затем 6 объединенных вторичных каналов в один и т.д. (Рис. 4.2.).

Рис. 4.2. Множественное мультиплексирование

2. В технологии с частотным мультиплексированием каждому узлу для передачи пакетов данных выделяется свой частотный диапазон, в котором пе­ресылаемые данные модулируются на соответствующих несущих частотах. Частотное разделение хорошо работает в условиях, когда число пользователей постоянно, и каждый максимально полно загружает выделенный канал. Однако, если число пользователей велико, или трафик нерегулярный, то метод FDM имеет свои недостатки. Например, если диапазон разделен на N частотных диапазонов, но не всем из N узлов требуется передача, то часть пропускной способности будет потеряна. С другой стороны, если число пользователей больше числа допустимых диапазонов N, то часть из них получит отказ из-за недостатка пропускной способности. Чисто частотное мультиплексирование в основном применяется для передачи данных в аналоговой форме.

Общим недостатком двух методов является то, что в обоих случаях, временные интервалы/частотные диапазоны используются узлами по мере необходимости и могут определенное время простаивать.

3. Модификацией частотного мультиплексирования для работы с цифровыми данными в оптических каналах передачи информации является мультиплексирование с разделением длины волны. Здесь свет, проходя через призму, смешивается в единый пучок, который на другом конце канала передачи данных разделяется с помощью другой призмы. Общая пропускная способность оптоволоконного канала может достигать до 25 000 ГГц и ограничена скоростью преобразования светового сигнала в электрический.