الفرق بين نظام FDM ونظام TDM في شبكة الحاسوب

يعتبر كل من “TDM” و”FDM” من تقنيات تعدد الإرسال، حيث في “TDM” يكون نبض التزامن مهماً بينما في “FDM” يكون “Guard Band” مطلوباً، و”TDM” مقابل “FDM” أنواع مختلفة من منهجية تعدد الإرسال وكلاهما لهما مواصفات مختلفة لإشارات الإدخال بالإضافة إلى مجالات مختلفة من التطبيقات، وفي نظام الاتصالات لا يمكن أن يكون هناك قناة منفصلة لنقل المعلومات الواردة من مصادر مختلفة ولا من الممكن إرسال الإشارات بالتتابع واحدة تلو الأخرى.

ما هي مضاعفة تقسيم التردد FDM

مضاعفة تقسيم التردد “FDM”: هي طريقة تمثيلية تُستخدم عندما يكون عرض النطاق الترددي للاتصال بالهرتز أعلى من النطاق الترددي المرتبط للإشارات التي سيتم توصيلها.

• “FDM” هي اختصار لـ “Frequency-division multiplexing”.

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

خصائص مضاعفة تقسيم التردد FDM

• في “FDM” يتم إنشاء الإشارات بواسطة كل جهاز إرسال والذي يعدل ترددات الموجة الحاملة المتعددة.

• ثم يتم توصيل هذه الإشارات المعدلة بإشارة مركبة فردية يمكن للرابط نقلها.

• في “FDM” يتم دمج ترددات مختلفة في إشارة مركبة واحدة ويتم نقلها على القناة.

• في نهاية المستقبل يتم تطبيق المرحلة العكسية لاستعادة الترددات الفردية للعمل.

• يتم تقسيم النطاق الترددي الكامل للقناة إلى قنوات منطقية، ويتم منح كل جهاز إرسال بامتلاك قناة منطقية.

ما هي مضاعفة تقسيم الوقت TDM

في “TDM” يتم تقديم النبض لفترة قصيرة، ولا توجد إشارة في معظم الأوقات بين النبضتين ويمكن أن تشغل النبضات من القنوات الأخرى هذه المساحة الحرة بين النبضات، وهذا ما يسمى تعدد الإرسال بالتجزئة الزمني “TDM”، ومثال على “TDM” هو البث التلفزيوني.

أنواع نظام TDM

1- TDM متزامن

• في “TDM” المتزامن لا يهتم النظام بما إذا كان لكل مصدر إشارة أو بيانات للإرسال أم لا.

• يقوم بتعيين الفتحات مسبقاً لكل مصدر فردي في البداية.

• لذلك في وقت الإرسال في حالة عدم وجود وحدة بيانات من مصدر فردي لن يتم الاستفادة الكاملة من تلك الفترة الزمنية المحددة، وتبين أنّ هذا يمثل عيباً في حالة نظام “TDM” المتزامن لأنّ المدة الزمنية المخصصة لا تُستخدم بكفاءة.

2- TDM غير متزامن

• على عكس “TDM” المتزامن في حالة “TDM” غير المتزامن يتم تخصيص الفاصل الزمني لهذا المصدر المعين فقط الذي يحتوي على بيانات أو إشارة لإرسالها.

• لذلك في هذه الحالة ليس من الضروري أن يكون لديك عدد متساوٍ من الإطارات مثل عدد المصادر التي سيتم إرسالها.

ما هو الفرق بين نظام FDM ونظام TDM

كلتا هاتين الطريقتين هما أساساً تقنيتان تعدد إرسال، وهناك فرق كبير بين “FDM” و”TDM” وبالنسبة للإشارات المختلفة، ويشارك “FDM” إشارات التردد الخاصة به بينما في حالة “TDM” يحدث مشاركة النطاق الزمني.

يشير مصطلح “Multiplexing” إلى التقنية التي يمكن من خلالها إرسال عدة إشارات بشكل متزامن عبر رابط واحد من البيانات، ويعمل النظام متعدد الإرسال مع عدد n تقريباً من الأجهزة التي تشترك في السعة الإجمالية لارتباط واحد، وإنّها الطريقة التي يكون بها المسار قادراً على وجود قنوات متعددة.

تقوم الأجهزة المختلفة بتغذية تدفقات الإرسال الخاصة بها إلى “MUX” الذي يدمجها جميعاً في دفق واحد، ويتم توجيه الدفق الفردي المستلم في نهاية جهاز الاستقبال إلى “DEMUX” ويقوم “DEMUX” مرة أخرى بترجمة هذا التدفق إلى إرسالات المكون وإرسالها إلى أجهزة الاستقبال الخاصة بهم.

• “MUX” هي اختصار لـ “Multiplexer”.

• “DEMUX” هي اختصار لـ “Demultiplexer”.

الفرق في عمل نظام FDM ونظام TDM

في “FDM” تستخدم الإشارات المتعددة المرسلة قناة مشتركة ولكن يتم استخدام عرض النطاق الترددي الكلي المتاح بين الإشارات المختلفة، وهذا يعني أنّه يتم تخصيص فتحة تردد معينة عبر قناة كاملة لإشارة واحدة فقط.

وفي “FDM” يتم استخدام نطاق تردد مختلف لتعديل إشارة بيانات مختلفة، وهذا يعني أنّ تردد الموجة الحاملة المختلفة يعدل الإشارات المختلفة التي سيتم إرسالها عبر القناة، وعلاوة على ذلك يتم خلط الإشارات المعدلة وإرسالها عبر رابط اتصال واحد.

كما أنّ القناة الواحدة تنقسم إلى أجزاء متعددة، وكل جزء ليس سوى قناة منفصلة تحمل إشارة أو دفق بيانات وتُعرف تقنية “FDM” أيضاً باسم تعدد الإرسال التماثلي، حيث يتم استخدامها لتعدد إرسال الإشارات التماثلية.

لذلك لتقليل فرص التداخل بين الإشارات المرسلة في وقت مخصص يتم توفير نطاقات الحراسة بين فتحات التردد، ونطاقات الحرس ليست سوى فتحة تردد غير مستخدمة في النطاق بأكمله تتجنب تداخل قناة تردد مع الأخرى، وبمجرد إرسال الإشارة عبر القناة ثم في نهاية المستقبل يتم إجراء فك تعدد إرسال الإشارة من أجل فصل الإشارات المختلفة عن بعضها البعض.

“TDM” تقف مضاعفة تقسيم الوقت وإنّها تقنية تعدد إرسال تسمح بإرسال إشارات متعددة عبر قناة مشتركة ولكن في فترات زمنية مختلفة، وسيتم إرسال كل إشارة بسرعة كبيرة عبر القناة ولكن في كل مرة سيتم إرسال إشارة واحدة فقط، لذلك في “TDM” بشكل أساسي يتم تقسيم وقت الإرسال الإجمالي وفقاً للإشارات المتعددة المطلوبة لإرسالها عبر الرابط المشترك، ويُخصص لكل مصدر مرسل فترة زمنية واحدة أو أكثر في كل إطار لإرسال الإشارة.

الاختلافات الرئيسية بين نظام FDM ونظام TDM

• تستخدم تقنية تعدد الإرسال بتقسيم التردد بشكل رئيسي في حالة إرسال الإشارات التماثلية، في حين أنّ تعدد الإرسال بتقسيم الوقت هو مخطط إرسال إشارة رقمية.

• في “TDM” يتم إرسال إشارات متعددة في نطاقات زمنية مختلفة وبالتالي فإن فرص الحديث المتبادل بين الإشارات ضئيلة للغاية، ومع ذلك في “FDM” يتم تخصيص فتحات تردد مختلفة للإشارات ممّا يؤدي إلى إمكانية تداخل الإشارات أثناء إرسال الإشارة.

• تتطلب تقنية “TDM” إرسال إشارة متزامن، حيث يتم تخصيص فتحة زمنية لكل إشارة مسبقاً وبالتالي فإنّ بداية كل نبضة تتطلب نبضة تزامن، بينما في “FDM” لا يلزم وجود نبضة التزامن.

• إنّ اتجاه دارة “FDM” معقد للغاية، في حين أنّ اتجاه دارة “TDM” بسيط.

• “FDM” هي تقنية تعدد إرسال مكلفة نسبياً من “TDM”.

• يوفر “FDM” كفاءة منخفضة لأنّ التقنية أكثر عرضة للتسبب في حدوث تداخل أثناء الإرسال وفي حين أنّ “TDM” عالية الكفاءة لأن فرص التداخل أقل في حالتها.

• نظراً لأنّه يتم إرسال الإشارات في فترات زمنية مختلفة في “TDM”، فإنّه يؤدي إلى تأخيرات في الانتشار، ومع ذلك لا يتسبب “FDM” في تأخير الانتشار.