الفرق بين نظام TDM المتزامن وغير المتزامن في الاتصالات

يتم توزيع الفترات الزمنية على وسيط تعدد الإرسال بتقسيم الوقت “TDM” بين معددات الإرسال بتقسيم زمني إحصائي “STDM” ديناميكياً، وتُعرف معددات الإرسال “STDM” باسم معددات الإرسال غير المتزامنة لتمييزها عن معددات الإرسال بتقسيم الوقت المتزامن.

ما هو نظام TDM المتزامن

التزامن “TDM”: هو نهج لنقل البيانات يمكن خلاله أن يكون هناك تدفق مستمر لإشارات البيانات متبوعًا بإشارات التوقيت، ويساعد على دعم أن الإرسال وبالتالي المتلقي متزامن مع بعضهما البعض ويُعرف في المقام الأول بأنّه متزامن لأنّه يتم تفويض كل فتحة زمنية مسبقاً إلى مصدر مستمر.

• “TDM” هي اختصار لـ “Time-division multiplexing”.

• “STDM” هي اختصار لـ “Statistical Time-Division Multiplexing”.

1- أساسيات نظام TDM المتزامن

في “TDM” المتزامن أعطى كل جهاز موجود في هذا نفس الفترة الزمنية لنقل البيانات، ولا يأخذ في الاعتبار ما إذا كان الجهاز يحتوي على بيانات أم لا، كما تضع الأجهزة بياناتها على الرابط عند وصول الفترات الزمنية الخاصة بها وإذا كان أي جهاز بطريقة ما لا يحتوي على بيانات، فإنّ الفترة الزمنية الخاصة به تظل فارغة وهناك أنواع مختلفة من الفترات الزمنية التي يتم تنظيمها في إطارات ويتكون كل إطار من فترة زمنية واحدة أو أكثر مخصصة لكل جهاز إرسال.

تُعد تقنية “TDM” المتزامنة تقنية يتم فيها تخصيص الفتحة الزمنية مسبقاً لكل جهاز، وفي “Synchronous TDM” يتم منح كل جهاز بعض الوقت، وبغض النظر عن حقيقة أنّ الجهاز يحتوي على البيانات أم لا، وفي “TDM” المتزامن يتم إرسال الإشارات في شكل إطارات ويتم تنظيم الفترات الزمنية في شكل إطارات، وكما يتم بث الفترات الزمنية بغض النظر عمّا إذا كانت المصادر لديها أي معلومات لإرسالها أم لا، وبالتالي من أجل سلامة التنفيذ يتم إهدار مساحة القناة.

2- كيفية عمل STDM

• لإنجاز التخصيص الديناميكي لأي إدخال لأي فواصل زمنية، يضع مُضاعِف الإرسال “TDM” رأسية على البيانات التي تكون كل قناة إدخال جاهزة للإرسال.

• يُعلم الرأس أن استقبال مُضاعِف “STDM” أي قناة الإخراج ستستقبل البيانات.

نظام TDM غير المتزامن

نظام “TDM” غير المتزامن: هو تعدد الإرسال بالتقسيم الإحصائي ويطلق عليه ذلك لأنّ الفترات الزمنية ليست ثابتة أي أنّ الفترات الزمنية مرنة، ونظراً لعدم إصلاح الفتحات فإنّ الجهاز الذي يريد إرسال البيانات المخصصة له فترة زمنية، ويسمى أيضاً بتعدد الإرسال بالتقسيم الإحصائي وإنّها طريقة لا تكون فيها الفواصل الزمنية دائمة كما هو الحال في “TDM” المتزامن، كما يتم تخصيص فترات زمنية فقط لتلك الأجهزة التي لديها معلومات لإرسال البيانات.

يرسل نهج الإرسال هذا حرفاً واحداً أو “8 بتات” في كل مرة، وفي هذا النهج قبل بدء عملية الإرسال يقوم كل حرف بنقل بت البداية، وبعد إرسال الحرف فإنّه يرسل بت النهاية ومع بتات الأحرف وبتات البداية والتوقف يكون العدد الكامل للبتات “10 بتات”.

الفرق بين نظام TDM المتزامن وغير المتزامن

الاختلافات بين نظام TDM المتزامن وغير المتزامن

• في “TDM” المتزامن لا تكون السرعة غير المحدودة لخطوط الإدخال أعلى أبدًا من حجم الاتجاه، وفي “TDM” غير المتزامن يمكن أن تكون السرعة الإجمالية لخطوط الإدخال أعلى من حجم الاتجاه.

• يدعم “TDM” المتزامن جهازاً أقل من “TDM” غير المتزامن، ويمكن أن يوفر “TDM” غير المتزامن أجهزة أكثر من “TDM” المتزامن.

• يوفر عدداً مكافئاً من خطوط الإدخال مثل “TDM” غير المتزامن مع اتصال أكبر حجماً، ويوفر عدداً متساوياً من خطوط الإدخال مثل “TDM” غير المتزامن مع اتصال أقل حجماً.

• بسبب التخصيص الثابت في “TDM” المتزامن، بينما في “TDM” غير المتزامن  يتم إهدار النطاق الترددي والاستخدام الفعال لعرض النطاق الترددي للخط.

• في “TDM” المتزامن يفكك مزيل الإرسال عند نهاية الاستقبال كل إطار ويزيل بتات الإطار ويفصل وحدات البيانات على التوالي، ويتم بعد ذلك نقل وحدة البيانات المستخرجة من الإطار إلى الجهاز الوجهة، وفي “TDM” غير المتزامن يفكك مزيل الإرسال عند نهاية الاستقبال كل إطار عن طريق اختبار العنوان المحلي لكل وحدة بيانات، ويتم بعد ذلك نقل وحدة البيانات المستخرجة من الإطار إلى الجهاز الوجهة.

• تم تصميم مضاعفة تقسيم الوقت غير المتزامن أو مضاعفة تقسيم الوقت الإحصائي لتجنب هذا النوع من الضياع، وكما هو الحال مع المصطلح متزامن فإنّ المصطلح غير متزامن يعني شيئاً مختلفاً في مضاعفة الإرسال عمّا يعنيه في المجالات الأخرى لاتصالات البيانات.

• مثل “TDM” المتزامن يسمح “TDM” غير المتزامن بعدد من خطوط الإدخال ذات السرعة المنخفضة ليتم مضاعفة إرسالها إلى خط سرعة أعلى واحد، وعلى عكس “TDM” المتزامن ومع ذلك في “TDM” غير المتزامن يمكن أن تكون السرعة الإجمالية لخطوط الإدخال أكبر من سعة المسار.

• في نظام متزامن إذا كان لدينا “n” من خطوط الإدخال فإنّ الإطار يحتوي على عدد ثابت على الأقل n من الفواصل الزمنية، وفي النظام غير المتزامن إذا كان لدينا n من خطوط الإدخال فإنّ الإطار لا يحتوي على أكثر من فتحات m، وبهذه الطريقة يدعم “TDM” غير المتزامن نفس عدد خطوط الإدخال مثل “TDM” المتزامن مع ارتباط سعة أقل، أو باستخدام نفس الارتباط يمكن أن يدعم “TDM” غير المتزامن أجهزة أكثر من “TDM” المتزامن.

• يعتمد عدد الفترات الزمنية في إطار “TDM” غير المتزامن على تحليل إحصائي لعدد خطوط الإدخال التي من المحتمل أن يتم إرسالها في أي وقت معين.

• بدلاً من التخصيص المسبق تكون كل فتحة متاحة لأي من خطوط الإدخال المرفقة التي تحتوي على بيانات لإرسالها، كما يقوم معدد الإرسال بمسح خطوط الإدخال ويقبل أجزاء من البيانات حتى يتم تعبئة إطار ثم يرسل الإطار عبر الارتباط.

• في حالة عدم وجود بيانات كافية لجميع الفتحات في إطار ما يتم إرسال الإطار مملوءاً جزئياً فقط، وبالتالي لا يجوز استخدام سعة الارتباط الكاملة بنسبة “100%” من الوقت، لكنّ القدرة على تخصيص الفترات الزمنية ديناميكياً وإلى جانب انخفاض نسبة الفترات الزمنية إلى خطوط الإدخال تقلل بشكل كبير من احتمالية ودرجة الهدر.