FDM وTDM وWDM: شرح تقنية تعدد الإرسال

ما هي تقنية تعدد الإرسال؟

الهدف الأساسي من تعدد الإرسال هو تمكين إشارات مستقلة متعددة من مشاركة نفس قناة الإرسال. ومن خلال تحديد "أبعاد/معلمات" مختلفة لعزل الإشارات، فإنه يعزز استخدام الارتباط. في اتصالات الألياف الضوئية، يُنظر إليها أيضًا بشكل شائع على أنها وسيلة رئيسية لتوسيع قدرة البنية التحتية الحالية للألياف. الأكثر استخداماتقنيات تعدد الإرساليشملتعدد الإرسال بتقسيم التردد (FDM), مضاعفة تقسيم الوقت (TDM)، وتعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (WDM). سنركز على توفير-تغطية متعمقة لهذه التقنيات.

الاختلافات الرئيسية

الاختلافات بينتعدد الإرسال بتقسيم التردد (FDM), مضاعفة تقسيم الوقت (TDM)، وتعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (WDM)يمكن فهمه من خلال مفهوم "تقسيم الموارد":

FDM (تعدد الإرسال بتقسيم التردد): يقسم إجمالي عرض النطاق الترددي إلى فترات تردد متعددة، حيث يتم إرسال كل إشارة في وقت واحد ضمن نطاق التردد الخاص بها.

TDM (تعدد الإرسال بتقسيم الزمن): يقسم عملية الإرسال إلى شرائح/فتحات زمنية متتالية، مع إرسال كل إشارة بالتسلسل وفقًا للفترات الزمنية؛ يمكن لكل منها استخدام النطاق الترددي الكامل خلال الفترة الزمنية الخاصة به.

WDM (تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي): يستخدم أطوال موجية مختلفة (حاملات بصرية) على نفس الألياف الضوئية لحمل قنوات مختلفة، مما يتيح النقل المتوازي لإشارات ضوئية متعددة. وهذا النهج مشابه لمفهوم تقسيم التردد، ولكن الوسط الحامل خفيف.

ما هو FDM؟

FDMهي طريقة "تقسيم القناة" النموذجية: فهي تقسم عرض النطاق الترددي للارتباط إلى قنوات -فرعية منطقية متعددة، مع تعيين كل إشارة إلى نطاق تردد محدد ونقلها إلى القناة الفرعية- المقابلة من خلال التصفية والتعديل وأساليب أخرى. لتقليل التداخل المتبادل بين القنوات الفرعية-المجاورة، تستخدم الممارسة الهندسية عادةً نطاقات حراسة لعزل نطاقات التردد.

التطبيقات النموذجية: FDMيُستخدم على نطاق واسع في البث التلفزيوني وأجهزة الإرسال والاستقبال للاتصالات عبر الأقمار الصناعية وخطوط المسافات الطويلة-في شبكات الهاتف التقليدية. والميزة الرئيسية لهذه التكنولوجيا هي أن جميع القنوات يمكنها الإرسال في وقت واحد وبشكل مستمر دون الحاجة إلى تزامن زمني دقيق، ولكن بسبب الحاجة إلى نطاقات حراسة ومرشحات معقدة، فإن استخدام الطيف منخفض نسبيًا.
 

ما هو TDM؟

TDMيقوم بتعيين إشارات متعددة إلى مواضع زمنية مختلفة: يقوم جهاز الإرسال بتقسيم الأطر الزمنية إلى فترات زمنية متعددة، مع إرسال كل خدمة وفقًا لتسلسل الفواصل الزمنية؛ يقوم جهاز الاستقبال باستعادة كل دفق بيانات وفقًا لقواعد التوقيت نفسها.

مضاعفة تقسيم الوقت البصري (OTDM)، الذي يُرى بشكل شائع في الاتصالات البصرية، هو أحد أشكالTDM. فهو يستخدم قدرة تحليل الوقت للنبضات الضوئية لتشذير قنوات ضوئية متعددة منخفضة السرعة-ضمن دورة ساعة ثابتة، وبالتالي زيادة معدل الإرسال الفعال. ومع ذلك، مع ضيق النبضات وزيادة المسافة، يصبح التشتت وغيره من القضايا أكثر وضوحًا، مما يتطلب تدابير تعويض مقابلة.

التطبيقات النموذجية: تقنية تي دي إميتم تطبيقه على نطاق واسع في خطوط الهاتف الرقمية T1/E1، وشبكات GSM وغيرها من شبكات الهاتف المحمول 2G، وأنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية TDMA، والشبكات الضوئية المتزامنة SONET/SDH. الميزة الرئيسية لTDMهو غياب التداخل بين القنوات والاستفادة الكاملة من عرض النطاق الترددي بأكمله، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص لنقل الإشارات الرقمية، على الرغم من أنه يتطلب مزامنة زمنية دقيقة.
 

ما هو إدارة الطلب على المياه؟

تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (WDM)تنفذ "التوازي القائم على الطول الموجي-" على الألياف الضوئية، حيث تجمع بين عدة موجات حاملة ضوئية ذات أطوال موجية مختلفة في نفس الألياف للإرسال، ثم تفصل بينها حسب الطول الموجي في الطرف الآخر. من الخصائص الهندسية المهمة أن كل قناة ذات طول موجي يمكنها تحقيق فصل البروتوكول والمعدل إلى حد كبير.

اثنان مشتركانإدارة الطلب على المياهالأنظمة هيCWDMودي دبليو دي إم (مضاعفة تقسيم الطول الموجي الكثيف). وهي تشترك في نفس المبدأ ولكنها تختلف بشكل رئيسي في تباعد الطول الموجي، وعدد القنوات المتاحة، والاعتماد على قدرات تضخيم المجال البصري.

نهج توسيع القدراتإدارة الطلب على المياهعادةً ما يكون أكثر تفصيلاً: يمكن إضافة قنوات الطول الموجي حسب الحاجة لزيادة السعة. ومع ذلك، فإن هذا يعني أيضًا زيادة تعدد الإرسال/إزالة تعدد الإرسال، وأجهزة إدارة الطاقة الضوئية، والتعقيد الهندسي، مع الزيادات المقابلة في تعقيد النظام والمتطلبات التشغيلية.
 

جنبًا إلى جنب-بجانب-مقارنة جانبية بين FDM وTDM وWDM

خاتمة

FDMمناسب لسيناريوهات "تقسيم قناة نطاق التردد"، مع التركيز الهندسي على عزل نطاق التردد وتنفيذ المرشح.

TDMيتوافق بشكل أوثق مع التنظيم الزمني للأنظمة الرقمية، مع اعتماد أقوى على هياكل التزامن والإطار والفواصل الزمنية.

إدارة الطلب على المياهيعد أحد أساليب توسيع القدرات الأكثر شيوعًا فيشبكات الألياف الضوئية، مما يؤدي بشكل كبير إلى تعزيز قدرة-الألياف المفردة على التحمل من خلال توازي الطول الموجي. في الشبكات الضوئية الفعلية، من الشائع الجمع بين طرق تعدد الإرسال لتحقيق نتائج نقل وتطور أفضل.