Multiplexing and Network Multiplexing

Multiplexer Multiplexing เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รวบรวมสัญญาณจากสายสื่อสารหลายเส้นเข้าด้วยกัน เพื่อส่งออกทางสายเพียงเส้นเดียว โดยที่สายที่ใช้ส่งออกเพียงเส้นเดียวนั้น จะถูกแบ่งเป็นส่วนๆ เพื่อแบ่งปันและรองรับการส่งสัญญาณที่รับเข้ามาจากสายสื่อสารเส้นต่างๆ 1 Link, N Channels M U X N Inputs N Outputs DEMUX

ตัวอย่างแนวคิดในการทำ Multiplexing ความเร็วในการกดแป้นพิมพ์ดีด 120 ตัวอักษร/นาที หรือประมาณ (120x8)/60 = 16 bps การพิมพ์ของเครื่องพิมพ์ 1200 ตัวอักษร/นาที หรือประมาณ (1200x8)/60 = 160 bps 9600 bps

วิธีการทำ Multiplexing

FDM is an analog multiplexing technique that combines signals. Frequency Division Multiplexing (FDM) FDM is an analog multiplexing technique that combines signals.

Frequency Division Multiplexing (FDM) Multiplexing process

Demultiplexing process Frequency Division Multiplexing (FDM) กระบวนการทำ Multiplexing ด้วยวิธี FDM Demultiplexing process

ตัวอย่างของการใช้วิธี FDM Multiplexing ตัวอย่างของการใช้วิธี FDM การส่งสัญญาณของ Cable TV ซึ่งใช้สายเพียงเส้นเดียว แต่สามารถส่งได้หลายช่อง เป็นต้น Guard band Frequency f1 f2 f3 f4 Bandwidth B

ตัวอย่างการใช้วิธี FDM Multiplexing ตัวอย่างการใช้วิธี FDM Assume that a voice channel occupies a bandwidth of 4 KHz. We need to combine three voice channels into a link with a bandwidth of 12 KHz, from 20 to 32 KHz. Show the configuration using the frequency domain without the use of guard bands.

Multiplexing Solution

ตัวอย่างการใช้วิธี FDM Multiplexing ตัวอย่างการใช้วิธี FDM Five channels, each with a 100-KHz bandwidth, are to be multiplexed together. What is the minimum bandwidth of the link if there is a need for a guard band of 10 KHz between the channels to prevent interference? Solution For five channels, we need at least four guard bands. This means that the required bandwidth is at least 5 x 100 + 4 x 10 = 540 KHz

Multiplexing Solution

Multiplexing Analog Hierarchy

WDM is an analog multiplexing technique to combine optical signals. Wave Division Multiplexing (WDM) WDM is an analog multiplexing technique to combine optical signals.

Wave Division Multiplexing (WDM)

สรุปแนวทางการทำงานของ FDM Multiplexing สรุปแนวทางการทำงานของ FDM จะเห็นได้ว่าวิธีการ FDM จะมีการแบ่งช่องสัญญาณออกเป็นส่วนๆ เพื่อแจกจ่ายให้กับอุปกรณ์ย่อยๆ เป็นช่องประจำตัวสำหรับใช้รับส่งข้อมูล ฉะนั้น หากอุปกรณ์ใดไม่มีการรับส่งข้อมูล ก็จะเป็นการเปลืองช่องสัญญาณซึ่งผู้อื่นไม่สามารถเข้ามาใช้ได้ ทำให้ไม่เกิดประโยชน์สูงสุด

TDM is a digital multiplexing technique to combine data. Time Division Multiplexing (TDM) TDM is a digital multiplexing technique to combine data.

A B Time Division Multiplexing (TDM) Multiplexing ∆t n bps Source 1 Source 2 Source n Buffer A B n bps ∆t ฉะนั้นหากผลรวมของอัตราเร็วในการเติม Buffer ของทุกๆ Source (A) มีค่าน้อยกว่า อัตราการส่งข้อมูลออก (B) ระบบการส่งนี้ก็จะไม่ เกิดปัญหา

Time Division Multiplexing (TDM) หากเติม Buffer เต็มก่อนถึงรอบของเรา เราก็จำเป็นต้องรอ แต่เมื่อถึงรอบของเรา แล้วไม่มีข้อมูลที่จะส่ง รอบนั้นสายสัญญาณก็จะว่าง (เสียประโยชน์) ∆t ช่วงเวลาที่ Source อื่นๆ ใช้ ใช้เวลาช่วงนี้เติม Buffer จุดรับบริการ ครั้งที่ 1 ครั้งที่ 2

Multiplexing Sample (TDM) Four channels are multiplexed using TDM. If each channel sends 100 bytes/s and we multiplex 1 byte per channel, show the frame traveling on the link, the size of the frame, the duration of a frame, the frame rate, and the bit rate for the link.

Digital Signal Hierarchy Multiplexing Digital Signal Hierarchy

สรุปแนวทางการทำงานของ TDM Multiplexing สรุปแนวทางการทำงานของ TDM จะเห็นได้ว่าวิธีการ TDM จะสามารถใช้ช่องสัญญาณได้มากขึ้น ซึ่งอาศัยการจัดสรรเวลาเพื่อแบ่งการใช้งาน แต่ก็ยังมีบางช่วงเวลาที่อาจไม่มีการใช้งาน ซึ่งทำให้เวลาที่ว่างนั้นไม่ถูกใช้ในการส่งข้อมูล จึงจำเป็นต้องพัฒนาวิธีการทำ Multiplexing ให้เกิดประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น

Statistical Time Division Multiplexing (STDM) เพื่อลดปัญหาช่วงเวลาว่างในสายส่งสัญญาณ จึงได้มีการพัฒนาวิธีนี้ขึ้น โดยมีแนวคิดคือ นำข้อมูลของแต่ละ Source มาเรียงต่อกันเป็นแถวคอย จากนั้นจึงนำส่งออกไป แต่ข้อมูลแต่ละตัวจะต้องมีการระบุด้วยว่าข้อมูลที่จะส่งเป็นของใคร หลักการของวิธีนี้คือ ให้เวลากับผู้ที่ต้องการส่งข้อมูลเท่านั้น ใครมีข้อมูลที่ต้องการส่งมาก ก็จะได้เวลาไปมาก ใครที่ไม่มี ข้อมูลส่งก็จะไม่ได้เวลาเลย

Statistical Time Division Multiplexing (STDM) tB tC tD time TDM STDM A1 B1 B2 C2 A4 C4 D4 Source D จะได้เวลาน้อยกว่าจุดอื่น เนื่องจากมีข้อมูลส่งน้อยนั่นเอง

Statistical Time Division Multiplexing (STDM) tB tC tD time TDM STDM A1 B1 B2 C2 A2 C1 D2 D1 เมื่อทุก Source มีข้อมูลที่ต้องการส่งเท่าๆ กัน จะทำให้เวลาที่ได้รับเท่ากัน ซึ่งจะคล้ายกับ TDM

Inverse Multiplexer Multiplexing นำพาสัญญาณจากสื่อที่มีความเร็วสูง แยกลงสู่สื่อที่มีความเร็วต่ำกว่าหลายๆ เส้น

ตัวอย่างการใช้ Inverse Multiplexer Multiplexing ตัวอย่างการใช้ Inverse Multiplexer 56Kbps Inverse Multiplexer Host Computer 9600 bps x4 Host Computer

ตัวอย่างการใช้ Multiplexer ในเครือข่าย Multiplexing ตัวอย่างการใช้ Multiplexer ในเครือข่าย Server Computer 16 Ports Multiplexer Modem 4 Ports 12 Terminals Terminals

Questions & Answers Q&A