Ajajaotusega hulgipöördus

Allikas: Vikipeedia

Multipleksimiseks nimetatakse mitme signaali või teabevoo viimist sellisele kujule, et neid saab samaaegselt edastada ühel signaalikandjal üheainsa liitsignaalina. Vastuvõtupoolel toimub signaalide üksteisest eraldamine ehk demultipleksimine.

Digitaalsignaalide puhul kasutatakse harilikult ajajaotusega multipleksimist ehk aegtihendust (TDMTime-Division Multiplex), kus mitut signaali edastatakse vaheldumisi, nö jupikaupa üle ühe ja sama kanali erinevates ajavahemikes. Aegmultipleksimine töötab nii, et peakanal jaotatakse ajaintervallideks ja seejärel edastatakse üht ja sama kanalit mööda informatsiooni, eraldades igaühele neist teatud ajaintervallid. Nii on võimalik ühel ja samal sagedusel tekitada mitu samaaegselt toimivat andmekanalit.

Signaali saatja sisendis jaotab multiplekser signaali osadeks ja suunab nad edasi mööda ühte kanalit. Seega sisaldab liitsignaal mitme saatja andmeid. Liini teises otsas sorteeritakse signaalid demultiplekseriga ning juhitakse vastavate kasutajateni. Kahesuunalises ribalaiusega sideliinis on vaja liini mõlemasse otsa multiplekserit ja demultiplekserit.

Paljude signaalide edastamine pikas liinis on tehniliselt keeruline. Aegmultipleksimise eeliseks on selle paindlikkus. Kui saadetavate signaalide hulk liinis muutub, siis viiakse läbi pidevad muudatused, et sättida paika ajaintervallid saadavaloleva ribalaiuse optimaalseks kasutuseks. Internet oma on sellest hea näide, sest seal on andmevahetuse maht pidevas muutumises. [1] [2]

Mitme andmevoo järjestikku saatmine ning seejärel tagasi mitmeks jaotamine.

TDMA[muuda | redigeeri lähteteksti]

Time Division Multiple Access ehk ajajaotusega hulgipöördus ehk TDMA on digitaalne juhtmeta andmeedastusviis, mis lubab erinevatel kasutajatel kasutada sidepidamiseks samu sagedusi, kasutades signaalide eristamiseks ajapilusid. Suurema andmehulga edastamiseks jagab TDMA iga kanali mitmeks piluks. Sellist andmeedastusviisi kasutab 2G mobiilside nagu GSM (Global System for Mobile communications – globaalne mobiilsidesüsteem). Peale GSM-i kasutatakse TDMA-d ka teistes teise generatsiooni (2G) tehnoloogiates nagu näiteks DECT, PDC, iDEN ja satelliitsides.

TDMA on aegmultipleksimise tüüp, kus saatja pole konkreetse vastuvõtjaga ühenduses, vaid saatjaid on rohkem.

TDMA tehnoloogia oli varem populaarsem Euroopas, Jaapanis ja teistes Aasiamaades. CDMA oli rohkem kasutusel Ameerikas. Tänapäeval on mõlemad tehnoloogiad laialtlevinud kogu maailmas.

Eri andmeedastusviise võib võrrelda inimeste omavahelise suhtlusega, kes tahavad samaaegselt rääkida, kuid et seda võimaldada, peab olema võimalik eraldada igalt inimeselt tulnud informatsiooni selle inimese jaoks, kellel on seda vaja kuulda nii et teised rääkijad vastuvõtjat ei segaks.

Eri andmeedastusviise võib võrrelda inimeste omavahelise suhtlusega, kes tahavad samaaegselt rääkida, kuid et seda võimaldada, peab olema võimalik eraldada igalt inimeselt tulnud informatsiooni selle inimese jaoks, kellel on seda vaja kuulda nii et teised rääkijad vastuvõtjat ei segaks.

  1. Võimalik on rääkida erinevatel sagedustel (frequency division multiple access ehk FDMA). Võrreldav erinevate ruumide piires inimeste suhtlemisega, kus teineteist kuulevad vaid samas ruumis olijad.
  2. Võimalik on rääkida samal sagedusel, kuid erinevatel aegadel (TDMA) (kui ruumis üks räägib, on teised vait. Kõik räägivad kordamööda)
  3. CDMA (Code division multiple access) - võrreldav inimeste rääkimisega samas ruumis ja samaaegselt, kuid erinevates keeltes.[3]

TDMA omadused[muuda | redigeeri lähteteksti]

TDMA eelised[muuda | redigeeri lähteteksti]

  • Kohaneb kergesti andmeedastusega kui ka kõnesidega.
  • Võimeline toetama andmeedastuskiirusi 64 kbps-st 120 Mbps-ni.
  • Võimaldab kasutajale teenuseid nagu faksimine, kõne, SMS-ide saatmine aga ka multimeedia ja videokonverents.
  • Kuna TDMA tehnoloogia eraldab kasutajad aja järgi, siis pole samaaegsete ülekannete sekkumine võimalik.
  • TDMA pakub kasutajatele pikemat aku eluiga, sest ta edastab vestluse ajal ainult osa ajast.
  • TDMA on rahaliselt kõige kasulikum tehnoloogia analoogsüsteemidelt digitaalsele konverteerimisel.

TDMA puudused[muuda | redigeeri lähteteksti]

  • TDMA puuduseks on see, et kasutajal on eelhäälestatud ajapilu ja kui ta liigub ühest levialast teise ning teises alas on kõik pilud täis, siis võib ühendus katkeda.
  • TDMA on tundlik keskkonnas olevatele takistustele. See tähendab, et signaal läbib keskkonda takistuste tõttu erinevaid teid (peegeldumine, refrakstsioon jne) pidi ja hilineb vastuvõtjasse ning sellest kannatab signaali kvaliteet.

TDMA mobiilsidesüsteemides[muuda | redigeeri lähteteksti]

TDMA struktuur, kus on näha kuidas andmevoog jagatakse kaadriteks ning need omakorda ajapiludeks, mis määratakse konktreetsele kasutajale.

2G süsteemid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kui esimese põlvkonna mobiilside oli analoogside, siis teise põlvkonna mobiilsides toimub kõnesignaali edastamine digitaalselt. Kuna aga sidetehnoloogiana kasutatakse ka siin kanalikommutatsiooni, siis võimaldab 2G edastada ainult digitaalset kõnesignaali ja abiinfot, andmeside võimalust see ei paku. Mõnes 2G süsteemis, nagu nt GSM, on olemas SMS-sõnumite vahetamise võimalus.

Sõltuvalt kasutatavast multipleksimismeetodist võib 2G teholoogia olla kas TDMA-põhine (enamjaolt) või CDMA-põhine.

Peamised 2G standardid on:

  • GSM (TDMA-põhine), kasutusel Euroopas ja mujal maailmas.
  • iDEN (TDMA-põhine), kasutusel Nextel’i privaatvõrgus USA-s.
  • IS-136 ehk D-AMPS (TDMA-põhine), mida USA-s nimetatakse lihtsalt TDMA. Kasutusel Põhja- ja Lõuna-Ameerikas.
  • IS-95 ehk cdmaOne (CDMA-põhine), mida USA-s nimetatakse lihtsalt CDMA. Kasutusel Põhja- ja Lõuna-Ameerikas ning mõnes Aasia riigis.
  • PDC (TDMA-põhine), kasutusel ainult Jaapanis.

GSM süsteem kombineerib TDMA-d sageduse hüpitamise meetodiga (spektrilaotusmeetod, kus signaali ülekandmisel toimub kandevsageduse kiire muutmine, nii et ühe signaali ülekandeks kasutatakse paljusid erinevaid sageduskanaleid), et vähendada raadiohäireid.

GSM süsteemis on vajalik saavutada telefonide vahel sünkronisatsioon. Selleks saadetakse jaamast telefoni ajastamise informatsioon, et telefon teaks kui palju varem signaali edastada. Taoline meetod kompenseerib signaali hilinemise, mis tuleneb raadiolainete valguskiirusel läbi keskkonna levimisest. Mobiiltelefonil pole lubatud edastada kogu ajapilu vältel. Ajapilu lõpus on kaitseintervall, et ülekanded ei segaks teineteist. Kui edastamine jääb pilu lõppu, siis mobiilivõrk sätib aja vastavalt, et edastamine oleks sünkroniseeritud.

Esialgne sünkronisatsioon on natuke keerulisem. Enne kui telefon signaali edastab, pole teada, kas aega üldse on vaja kompenseerida. Seepärast on mobiilidele vaja terve ajapilu pühendada ainuüksi võrguga ühenduse saamiseks. Mobiil üritab eetrisse pääaseda ajapilu alguses. Kui mobiil asub tugijaama kõrval, siis pole hilistumist ja kõne õnnestub. Kui aga mobiil asub natuke lähemal kui 35 km tugijaamast, siis jõuab telefon hilistumise tõttu eetrisse ajapilu lõpus. Sellisel juhul kästakse mobiilil oma sõnum edastada terve pilu võrra varem kui peaks. Kui aga mobiil asub kaugemal kui 35 km tugijaamast, siis on hilistumine nii suur, et seda ignoreeritakse. Just seepärast (mitte signaali edastamise võimsuse tõttu) on GSM levikaugus piiratud 35 km raadiusega, kui pole kasutatud erilist leviala suurendavat tehnikat. Seda piirangut on aga võimalik suurendada muutes sünkronisatsiooni üleslingi ja allalingi vahel.[4]

3G süsteemid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kolmanda põlvkonna laiaribaline mobiilside tehnoloogia on andmeedastuskiirusega kuni 2 Mbit/s. 3G teine nimetus on UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Peale kõne- ja andmeside võimaldab 3G tehnoloogia edastada ka audio- ja videoinformatsiooni mobiilseadmetele üle kogu maailma läbi statsionaarsete, mobiil- ja satelliitsidesüsteemide.

Kolmanda põlvkonna mobiilside tehnoloogiaid on mitu ning erinevates maades kasutatakse erinevaid tehnoloogiaid. Kuigi enamik 3G süsteemidest põhinevad GSM rivaalil CDMA-l, siis on ka TDMA kasutusel. TDMA-d kasutatakse enamasti 3G süsteemides kombineeritune CDMA-ga ja TDD-ga (time division duplexing - ajajaotus-dupleksimine), et ära kasutada kõikide tehnoloogiate parimaid omadusi.[5]

TDMA võrdlus teiste hulgipöördussüsteemidega[muuda | redigeeri lähteteksti]

TDMA on raadiosüsteemides tavaliselt kasutusel koos FDMA-ga ja FDD-ga (frequency-divison duplex – sagedusjaotusega dupleksimine). Seda kombinatsiooni tähistatakse FDMA/TDMA/FDD. Seda kasutatakse näiteks GSM ja IS-136 (D-AMPS – digitaalne täiustatud mobiilsideteenus) süsteemides. Erandiks on süsteemid, kus kasutatakse ajajaotus-dupleksimist.

TDMA hea omadus on, et mobiili saatja/vastuvõtja peab ainult töötama kindlal ajahetkel oma ajapilus. Ülejäänud aja saab mobiil teostada telefonivõrgu mõõtmisi, avastades ümbruses olevaid erinavatel sagedustel töötavaid saatjaid. See lubab ohutut ühelt sageduselt teisele üleminekut, mis näiteks CDMA süsteemi jaoks on väga keeruline ja mida IS-95 (Interim Standard 95 – Mobiilside teise põlvkonda kuuluv kitsaribaline CDMA tehnoloogia Ameerika Ühendriikides) süsteem üldse ei toeta. UMTS (Universal Mobile Telecommunications System - universaalne mobiilsidesüsteem) toetab seda ainult tänu keerukatele lisasüsteemidele.

TDMA puuduseks on häired sagedusel, mis on otseselt seotud ajapilu pikkusega. See on mõnikord kuuldav pininana, kui jätta TDMA telefon raadio või kõlarite lähedusse. Üheks puuduseks on veel n-ö surnud aeg pilude vahel, mis piirab TDMA kanali ribalaiust. Neid rakendatakse osaliselt seetõttu, et on raske tagada täpset edastamise ajastust. Mobiiltelefonid, mis kogu aeg liiguvad, peavad pidevalt sättime ajastust, et ülekanne toimuks täpselt õigel ajal. Kui mobiilsed seadmed tugijaamas kaugemale liiguvad, siis pikeneb ka signaali kohalejõudmise aeg.

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. Multiplexing. E-teatmik. Kasutatud 17.11.13.
  2. Time-Division Multiplexing (TDM). Kasutatud 17.11.13.
  3. 2G (second generation). Kasutatud 20.11.13.
  4. 2G (second generation). Kasutatud 20.11.13.
  5. 3G (third generation). Kasutatud 20.11.13.