خانه / آموزش / مالتی‌پلکسینگ(شبکه داده۲۳)

مالتی‌پلکسینگ(شبکه داده۲۳)

احد رجایی

مفهوم بسیار مهمی که در لایة فیزیکیِ شبکه داده مطرح است موضوع  مالتی‌پلکسینگ است. ساده‌ترین مدلِ مالتی‌پلکسینگ       FDM (Frequency-division multiplexing)  است. برای این منظور، سیگنال‌های مختلف را در فضای فرکانس در کنار هم قرار می‌دهند و برای اینکه در مقصد، سیگنال‌ها براحتی توسط فیلتر از یکدیگر جـدا شوند بین آن‌ها بـانـدِ محافظ (Guard Band)  نیز قرار می‌دهند. (شکل ۱)

در این صورت، فیلترها حاشیه مناسب برای جداکردن باندهای مختلف فرکانسی خواهند داشت. 

فن‌آوری دیگری که در دهه ۸۰ و ۹۰ میلادی مورد توجه قرار گرفت و موجب شد که پردازنده‌های دیجیتال مطرح شوند فن‌آوری OFDM (Orthogonal frequency-division multiplexing)  بـود. در OFDM  کانال‌های مختلف برخلافِ  FDM  کنار هم چیده نـمی‌شوند بلکه درون هم قرار می‌گیرند. اگر فرض کنیم کانال‌های انتقال حاوی اطلاعات شبیه به شکل ۲ باشند، باندهای کناری از چپ و راست ادامه دارند. تئوری OFDM  می‌گوید می‌توان سیگنالِ دیگری را بصورتِ متعامد با این سیگنال قرار داد تا در مقصد بتوان دو سیگنال را از هم جدا کرد، هر چند در ظاهر  از نظر فرکانسی تداخل دارند.

در حقیقت اگر اطلاعات موجود درکانال دارای الگوی سینک (شکل ۲ تابع یا الگوی سینک است) باشند (شکل ۳)، چنانچه ماکزیمم هرکدام در مرکز بقیه ( جایی که صفر می‌شوند) قرار گیرد، این سیگنال‌ها متعامد خواهند بود و می‌توان آن‌ها را از هم جـدا کرد.

ایجاد این طیف و تکنیک جدا کردنِ آن‌ها از هم، بوسیلة FFT  و IFFT  صورت می‌گیرد که علاقه‌مندان می‌توانند این مباحث را در کتاب‌هایِ DSP  مطالعه کنند.

خلاصه اینکه OFDM  نسبت به FDM  روش بسیار موثرتر و پربازده‌تری در استفاده از پهنای بـانـد است. بعبارت دیگر، با OFDM حجم دادة بیشتری را می‌توان از کانال منتقل کرد. به همین دلیل استانداردهای جدید مانندِ ۸۰۲٫۱۱ ( پروتکل مخصوص انتقال بی‌سیم) یا شبکه‌هایِ Docsis  از OFDM استفاده می‌کنند (شکل ۴).

روشِ دیگرِ مالتی‌پلکس کردن، TDM (Time-division multiplexing)  است. این روش بسیار ساده است و به این صورت است که محور زمان به بخش‌های مختلف تقسیم می‌شود و هر بخش به انتقالِ دادة یک کاربر خاص اختصاص می‌یابد. در کاربردهایِ تلفن و موبایل از این روش به وفور استفاده می‌شود. (شکل ۵).

شکل۵

تکنینک دیگر، CDMA  (Code division multiple access) است که در آن کاربرهای مختلف از کدهای مختلف استفاده می‌کنند که با هم متعامدند. فرض کنید که کاربری بخواهد ۱ را ارسال کند. برای این منظور کدی ۸ بیتی ( مانند جدول ۱) ارسال می‌شود و اگر بخواهد ”صـفـر“ را ارسال کند، پترنی ( مانند جدول ۱) ارسال می‌شود. در کد دوم هر بیت قرینه بیت متناظر در کد اول است.

کاربر ۱ برای ارسال صفر و یک از این کد یا الگو استفاده می‌کند. اکنون اگر کد دیگری به کاربر ۲ به نحوی اختصاص یابد که آن کدها با کدهایِ کاربر ۱ متعامد باشند ( یعنی ضرب نقطه‌ای دو کد صـفـر شود). در این صورت می‌توان از یک کانال، بدونِ بروز اشکال، داده‌های دو کاربر یا بیشتر را بطورِ همزمان ارسال کرد.

۱-، ۱، ۱-، ۱، ۱-، ۱-،۱، ۱ ارسال ۱
۱، ۱-، ۱، ۱-، ۱،  ،۱، ۱- ،۱- ارسال صفر

جدول ۱

از این تکنیک در شبکه‌های موبایل که از فن‌آوری G2 و G3  بهره می‌برند، استفاده می‌شود. در پس زمینة مباحث ذکر شده نظریه‌های مفصل و دقیقی قرار دارد که می‌توان با مراجعه به منابع موجود درباره این موضوعات از جزییات آن ها مطلع شد.

 

حتما ببینید

وزنه برداری Weightlifting

– مسابقه‌ای که در آن ورزشکار هالتر (Barbell)ی را با بیشترین وزنه‌ای که می‌تواند، بالای …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *