Multiplazione a Circuito e caratteristiche

Abbiamo già affrontato il tema in oggetto (link -> Multiplazione a circuito e a pacchetto) in un altro articolo, ma solo in linea generale, al fine di avere un quadro di insieme. In questa sede, invece, approfondiremo i diversi meccanismi che sono alla base della Multiplazione a Circuito.

Diversi meccanismi a circuito

La capacità di collegamento in una Multiplazione a circuito può essere suddivisa in circuiti con diversi meccanismi:

1 – A divisione di tempo o TDM:

Multiplazione di tipo digitale su base temporale. All’interno del sistema vi è un Clock, che apre e chiude Mux e Demux in modo ciclico. Quindi necessita di un circuito di sincronizzazione temporale in ricezione per l’estrazione del time-slot di competenza.

I messaggi trasmessi, vengono sequenziati in gruppi di pochissimi BIT o Byte ed inviati uno dopo l’altro. In questo modo vengono associati con il destinatario designato senza problemi di sorta. Il canale di comunicazione utilizzato viene destinato ad uso esclusivo e per un periodo limitatissimo di tempo, a turno, ad ogni dispositivo ricetrasmittente.

Il tempo di utilizzo del canale è organizzato in frame (pacchetto di bit che costituisce un’unità strutturata di informazioni) tutti della stessa durata. Ciascuno di questi frame è ulteriormente suddiviso – sempre in modo uguale – in slot (è il tempo che impiega un impulso elettronico a compiere il tragitto di massima distanza teorica tra due nodi).

E’ possibile assegnare più di uno slot all’utilizzatore e la sequenza degli accessi da parte degli utenti si ripete sempre uguale a se stessa. Rispetto alla tecnica FDM, da un punto di efficienza dello spettro ( il rapporto tra la velocità di trasmissione C offerta all’utente da un sistema di comunicazione e la banda B di frequenze utilizzata per tale comunicazione), la tecnica TDM, è migliore.

In quanto elimina la necessità degli intervalli di guardia o separazione tra le varie bande di frequenza che vengono utilizzate invece da quest’ultima forma di multiplazione a circuito.

Multiplazione a circuito

2 A divisione di Frequenza o FDM:

Il canale di comunicazione utilizzato, ovvero la banda, è suddiviso in sotto-canali. Ognuno dei quali ha una sua banda di frequenza e separato dagli altri da un piccolo intervallo di guardia.

Ciò, rende possibile la condivisione dello stesso canale da parte di diversi dispositivi che utilizzano intervalli di frequenze e gli stessi utenti che possono comunicare contemporaneamente senza incorrere ad interferenze reciproche.

Questa tecnica è utilizzata comunemente nelle trasmissioni televisive, radiofoniche, telefoniche o dati e via etere. Ad ogni canale è associata una determinata frequenza. Il ricevente per selezionare la giusta trasmissione non deve far altro che sintonizzarsi sulla frequenza appropriata tramite apposito circuito di sintonia.

Se vogliamo più flessibilità ed efficienza, e si è disposti a rinunciare alla garanzia di una qualità costante opteremo per la tecnica FDM. In caso contrario, andremo di TDM se vogliamo la qualità, data dalla costanza del bitrate assegnato a ciascun utente. Anche a costo di una non piena efficienza di sfruttamento della larghezza di banda del mezzo trasmissivo.

3 – A divisione di lunghezza d’onda o WDM:

Utilizzata nelle comunicazioni con l’utilizzo della fibra ottica. Questa è una forma di multiplazione a divisione di frequenza, in cui ogni canale trasmissivo viene inviato su una diversa lunghezza d’onda, e i canali possono essere aggregati o separati restando sempre nello stesso dominio ottico.

Ogni canale viene poi multiplato in TDM. Se si usa il giusto tipo di fibra ottica è possibile che MUX e DEMUX compiano entrambe le azioni di Multiplazione e Demultiplazione in maniera simultanea.

I sistemi WDM sono apprezzati dalle società telefoniche perché consentono di aumentare la banda disponibile in una rete senza dover stendere altra fibra ottica. E’sufficiente sostituire e/o aggiornare MUX e DEMUX a ciascun capo del collegamento.

Infatti, con questa tecnica WDM, con i sistemi moderni oggi a disposizione, è gestire fino a 160 segnali e moltiplicare la banda di una fibra a 10 Gbit/s fino a un limite teorico di oltre 1.6 Tbit/s su una singola coppia di fibre.

4 – A divisione di codice o CDM:

Qui entriamo nel mondo Wireless, conosciuta anche come CDMA. Ed è proprio in questo contesto, che possiamo trovare un protocollo ad accesso multiplo (il più utilizzato nelle reti Wireless) su di uno stesso mezzo trasmissivo o canale. Canale che viene condiviso simultaneamente tra gli stessi utenti.

Rispetto alle antecedenti FDMA e TDMA (accesso a divisione di Frequenza e Tempo rispettivamente) con la tecnica CDMA si ha una maggiore velocità di trasmissione.

Questa tecnica di accesso multiplo (o multiplazione) si ha moltiplicando in trasmissione l’informazione binaria generata da una sorgente di informazione per una determinata parola di codice chiamata comunemente chip; la sequenza s(t) in uscita dal moltiplicatore sarà successivamente modulata e infine trasmessa al canale.

L’efficienza spettrale maggiore rispetto alle sue antecedenti tecniche di multiplazione, è dovuta al fatto che ciascun canale utilizza l’intera banda di frequenza assegnata al servizio per tutto il tempo che desidera, mentre la non interferenza tra canali è assicurata dall’uso di particolari codici definiti ortogonali.

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