Мултиплексирање свемирске поделе: дијаграм, рад, предности, недостаци и његове примене

Испробајте Наш Инструмент За Елиминисање Проблема





Мултиплексирање у телекомуникационим и рачунарским мрежама је врста технике која се користи за комбиновање и пренос бројних сигнала података кроз један медиј. У мултиплексирање метод, мултиплексер (МУКС) хардвер игра значајну улогу у постизању мултиплексирања спајањем 'н' улазних линија за генерисање једне излазне линије. Дакле, овај метод углавном прати концепт више-према-један који значи н-улазних линија и једну излазну линију. Постоје различите врсте техника мултиплексирања као што су; ФДМ, ТДМ, ЦДМ , СДМ & ОФДМ. Овај чланак пружа кратке информације о једној од врста техника мултиплексирања као што су; свемирски мултиплексирање или СДМ.


Шта је Спаце Дивисион Мултиплекинг (СДМ)?

Техника мултиплексирања унутар бежичне мреже комуникациони систем користи се за побољшање капацитета система једноставним искоришћавањем физичког раздвајања корисника познато је као мултиплексирање са просторном поделом или мултиплексирање са просторном поделом (СДМ). У овој техници мултиплексирања неколико антене се користе на оба краја предајника и пријемника за прављење паралелних комуникационих канала. Ови комуникациони канали су независни један од другог, што омогућава да више корисника истовремено преноси податке унутар сличног фреквентног опсега осим за сметње.



Капацитет бежичног комуникационог система може се побољшати једноставним укључивањем више антена како би се формирали независнији канали. Ова техника мултиплексирања се обично користи унутар бежичних комуникационих система као што су; Ви-фи, сателитски комуникациони системи и мобилне мреже.

Пример СДМ у подморском оптичком каблу

Мултиплексирање свемирске поделе у примени подморског оптичког кабла подељено је на три система преноса; једножилно влакно Ц-опсег, једножилно влакно Ц+Л-опсег и вишежилно влакно Ц-опсег. Дијаграм путање светла са три система преноса је приказан испод.



Једножилни оптички Ц-опсег у систему преноса подморског оптичког кабла опремљен је само ЕДФА опремом за побољшање сигнала. ЕДФА (Ербиум Допед Фибер Амплифиер) је једна врста ОФА која је оптичко појачало преко јона ербијума укључених у језгро оптичког влакна. ЕДФА има неке карактеристике као што су; низак шум, високо појачање и независно од поларизације. Он појачава оптичке сигнале у опсегу од 1,55 μм (или) 1,58 μм.

  СДМ у подморском оптичком каблу
СДМ у подморском оптичком каблу

Систем преноса са једним језгром Ц+Л-опсега захтева два ЕДФА-а да би унапредили сигнале два опсега. Систем преноса са вишејезгреним влакнима Ц-опсега је веома компликован и захтева развејавање сваког језгра влакна и његово уношење у појачало сигнала, а након тога вентилатор у сигналу појачала у вишежилни фибер кабл.

  ПЦБВаи

Кад год је однос сигнал/шум 3-каналног система преноса око 9,5 дБ, тада је једномјезгреном влакнастом Ц+Л-опсезном систему за пренос потребно 37 парова оптичких влакана да би постигао максималну способност преноса оптичког кабла.

Систему преноса Ц-опсега са више језгара је потребно 19 до 20 пари влакана да би постигао највећу способност преноса. Систем преноса са једножилним влакнима Ц+Л-опсега захтева само тринаест парова влакнастих каблова за ширење највећег капацитета; међутим, његов највећи капацитет је 70% само једнојезгреног Ц-банд преноса.

У СДМ технологији, растојање сваког подморског оптичког кабла је подешено на 60 км да би се израчунали потребни напони за три система преноса. Једножилни Ц-опсег и Ц+Л-опсег захтевају ниже напоне до 15 кВ максималног напона. У поређењу са вишелинијским ФОЦ преносним системима, њихови напони су мањи јер су системима за пренос са више језгара са влакнима потребна додатна појачала за завршетак преноса.

У три система преноса мултиплексирања са поделом простора, способност преноса Ц+Л опсега са једним језгром влакана и Ц-опсега са више језгара је мања у поређењу са преносом Ц-опсега са једним језгром. Системи Ц-опсега и Ц+Л-таласа са једним језгром могу да искористе ниже напоне и искоришћење енергије у поређењу са системима са више језгара ако се сличан капацитет може постићи преко више језгара.

Спаце Дивисион Мултиплекинг Воркинг

Спаце Дивисион Мултиплекинг (СДМ) функционише тако што користи просторну димензију за пренос више независних токова података истовремено. Ево поједностављеног објашњења како то функционише:

  • Спатиал Сепаратион : СДМ се ослања на физичко раздвајање путева преноса за различите токове података. Ово раздвајање се може постићи коришћењем различитих техника у зависности од медијума преноса, као што је коришћење различитих оптичких влакана, антенских елемената или акустичних путања.
  • Више канала : Свака просторно одвојена путања представља посебан комуникациони канал. Ови канали се могу користити за пренос независних токова података истовремено без ометања један другог.
  • Кодирање и модулација података : Пре преноса, подаци намењени сваком каналу пролазе кроз технике кодирања и модулације да би се конвертовали у формат погодан за пренос преко изабраног медија. Ово обично укључује претварање дигиталних података у аналогне сигнале модулиране на одређеним фреквенцијама или другим својствима прикладним за преносни медијум.
  • Симултанеоус Трансмиссион : Једном када су подаци кодирани и модулисани, преносе се истовремено преко просторно одвојених канала. Овај истовремени пренос омогућава повећање протока података и ефикасно коришћење расположивих комуникационих ресурса.
  • Рецеивер Децодинг : На пријемном крају, сигнали са свих просторних канала се примају и обрађују одвојено. Сваки канал се демодулира и декодира да би се повратили оригинални токови података. Пошто су канали просторно одвојени, постоји минимална интерференција између њих, што омогућава поуздан опоравак података.
  • Интеграција токова података : Коначно, обновљени токови података са свих канала су интегрисани да би се реконструисали оригинални пренети подаци. Овај процес интеграције зависи од специфичне апликације и може укључивати задатке као што су исправљање грешака, синхронизација и агрегација података.

Све у свему, мултиплексирање са поделом простора омогућава истовремени пренос више независних токова података коришћењем просторног раздвајања, чиме се повећава комуникациони капацитет и ефикасност. Обично се користи у различитим комуникационим системима, укључујући мреже са оптичким влакнима, бежичну комуникацију, сателитску комуникацију и подводну акустичну комуникацију.

Примери мултиплексирања са поделом простора

Први пример СДМ-а је ћелијска комуникација јер се у овој комуникацији поново користи једнак скуп носећих фреквенција унутар ћелија које нису близу једна другој.

  • Комуникација оптичким влакнима : У оптичким комуникационим системима, више канала се може истовремено преносити кроз исто влакно коришћењем различитих просторних путања. Свака просторна путања може представљати различиту таласну дужину (Вавеенгтх Дивисион Мултиплекинг – ВДМ) или различито поларизационо стање (Поларизатион Дивисион Мултиплекинг – ПДМ). Ово омогућава повећан капацитет преноса података без потребе за полагањем додатних физичких каблова.
  • Више антенских система : У бежичној комуникацији, системи са више улаза и више излаза (МИМО) користе више антена и на предајнику и на пријемнику како би побољшали спектралну ефикасност. Сваки пар антена формира просторни канал, а подаци се преносе преко ових канала истовремено, ефективно повећавајући капацитет бежичне везе.
  • Сателитска комуникација : Сателитски комуникациони системи често користе СДМ технике за пренос више сигнала истовремено користећи различите фреквентне опсеге или просторне путање. Ово омогућава ефикасније коришћење сателитских ресурса и повећање протока података за апликације као што су емитовање, интернет услуге и даљинска детекција.
  • Подводна акустична комуникација : У подводном окружењу, акустични таласи се користе за комуникацију због њихове способности да путују на велике удаљености. СДМ се може користити коришћењем више хидрофона и предајника за креирање просторно одвојених канала, омогућавајући истовремени пренос вишеструких токова података и повећавајући укупни комуникациони капацитет.
  • Интерконекције интегрисаних кола : Унутар електронских уређаја, као што су рачунарски процесори или опрема за умрежавање, технике мултиплексирања са поделом простора могу се применити за међусобно повезивање више компоненти или језгара на чипу. Усмеравањем сигнала кроз различите физичке путање, подаци се могу преносити истовремено између различитих процесорских јединица, побољшавајући укупне перформансе система и пропусност.

Предности Мане

Тхе предности свемирског мултиплексирања укључи следеће.

  • СДМ техника побољшава просторну густину оптичких влакана у јединичном попречном пресеку.
  • Повећава број канала просторног преноса унутар заједничке облоге.
  • СДМ је комбинација ФДМ или мултиплексирања са фреквенцијском поделом и ТДМ или мултиплексирање са временским поделом .
  • Он преноси поруке уз коришћење одређене фреквенције, тако да се одређени канал може користити на одређеном фреквенцијском опсегу неко време.
  • Ова техника мултиплексирања једноставно омогућава оптичком влакну да емитује неколико сигнала који се шаљу на различитим таласним дужинама искључујући једни друге.
  • СДМ развија енергетску ефикасност и значајно омогућава ниже трошкове за сваки бит.
  • СДМ техника побољшава спектралну ефикасност за свако влакно једноставним мултиплексирањем сигнала унутар ортогоналних ЛП модова у ФМФ (неколико-модних влакана) и влакнима са више језгара.
  • Развој је прилично једноставан и нису потребне фундаменталне нове оптичке компоненте.
  • Најбоља употреба пропусног опсега.
  • Фиксна фреквенција се може поново користити унутар СДМ.
  • СДМ се може имплементирати унутар чистих оптичких каблова.
  • Његова пропусност је изузетно висока због оптичких каблова.
  • Најбоља употреба фреквенције због неколико техника мултиплексирања и оптичких влакана.

Тхе недостаци мултиплексирања са поделом простора укључи следеће.

  • Трошкови СДМ и даље значајно расту због побољшања броја канала за пренос.
  • Мултиплексирање користи сложене алгоритме и протоколе за спајање и поделу различитих сигнала који се емитују. Дакле, ово побољшава потешкоће мреже и отежава одржавање и решавање проблема.
  • Мултиплексирање изазива сметње између сигнала који се емитују, што може оштетити вредност пренетих података.
  • Ова техника мултиплексирања захтева одређену количину пропусног опсега за процедуру мултиплексирања, што може смањити количину пропусног опсега доступног за прави пренос података.
  • Имплементација и одржавање овог мултиплексирања је скупо због сложености и потребне специјализоване опреме.
  • Ово мултиплексирање отежава чување пренетих података јер се више сигнала шаље изнад сличног канала.
  • У СДМ-у може доћи до закључка.
  • СДМ се суочава са великим губицима закључивања.
  • У СДМ-у, исти скуп фреквенција или исти скуп ТДМ сигнала се користи на два различита места

Апликације за мултиплексирање свемирске дивизије

Тхе примена мултиплексирања са поделом простора укључи следеће.

  • Мултиплексирање свемирске поделе се користи у земаљским мрежама кроз две различите методе; Компоненте компатибилне са СДМ-ом распоређене у оквиру инфраструктуре за пренос и комутацију (или) имплементацију СДМ-а само у оквиру архитектуре комутације.
  • Техника мултиплексирања са поделом простора у оквиру МИМО бежичне комуникације и оптички комуникација се користи за емитовање независних канала који су одвојени унутар простора.
  • СДМ се користи у ћелијским мрежама у облику технологије са више улаза и више излаза, која користи неколико антена на оба краја предајника и пријемника како би побољшала вредност као и способност комуникационе везе.
  • СДМ се односи на метод за разумевање мултиплексирања оптичких влакана са поделом простора.
  • СДМ техника се користи за оптички пренос података где год се користи више просторних канала, као у влакнима са више језгара.
  • Техника мултиплексирања са просторном поделом за пренос оптичким влакнима помаже у превазилажењу ограничења могућности ВДМ.
  • СДМ се користи у ГСМ технологији.

Дакле, ово је преглед мултиплексирања са поделом простора , рад, примери, предности, мане и примене. СДМ технологија је у складу са трендом раста ОФЦ или комуникације оптичким влакнима. Ова техника мултиплексирања је главна иновација и развијен начин ОФЦ технологије. Ево питања за вас, шта је мултиплексирање са временском поделом или ТДМ?