บทที่ 3 การผสมสัญญาณ ระบบวิทยุ (Radio System) 252442 บทที่ 3 การผสมสัญญาณ ระบบวิทยุ (Radio System) 252442 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ธราดล โกมลมิศร์ ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ Tharadol Komolmis

Modulation Why Modulate? How Modulate ? ช่องสัญญาณเพิ่มขึ้น ได้ขนาดของช่องสัญญาณที่กว้างขึ้น ลดขนาดของสายอากาศ How Modulate ? Amplitude frequency phase Tharadol Komolmis 252442

การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-LC รูปที่ 3.1 รูปสัญญาณทางเวลาและทางความถี่ของสัญญาณที่มอดูเลต xc(t)= Ac coswct x(t)coswct  coswct Multiplier x(t) Antenna t w X(w) Xc(w) -W 0 W Am Am/2 wc -wc F{x(t)coswct} 2W Upper Sideband Lower Tharadol Komolmis 252442

การมอดูเลตเชิงเส้น (Linear modulations) 1. Double Sideband Large Carrier,DSB-LC หรือสัญญาณ AM จะส่งทั้งสอง sideband รวมทั้งพาหะ 2. Double Sideband Suppressed Carrier,DSB-SC ส่งทั้งสอง sideband เหมือน AM แต่ไม่ส่งพาหะ 3. Single Sideband,SSB จะส่ง sideband เดียวแต่ได้สัญญาณครบถ้วน 4. Vestigial Sideband,VSB เป็นการส่ง sideband หนึ่งรวมกับบางส่วนของอีก sideband ไปด้วย Tharadol Komolmis 252442

การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-LC การมอดูเลตแบบ AM ( DSB-LC) รูปที่ 3.2 สัญญาณ DSB-LC (AM) ทางเวลาและความถี่ Envelope xm(t)coswct xm (t) t w X(w) -W 0 W Am Am/2 wc -wc F{xm(t)coswct} xc(t)=Accoswct xm(t)coswct+Accoswct Xc(w) F{xm(t)coswct+Accoswct } Carrier Tharadol Komolmis 252442

การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-LC การมอดูเลตแบบ AM ( DSB-LC) Modulation Index % Mod. Tharadol Komolmis 252442

การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-LC การมอดูเลตแบบ AM ( DSB-LC) รูปที่ 3.4 สัญญาณ AM ที่มอดูเลตด้วยดัชนีมอดูเลตต่างกัน Acoswct Amcoswmt Acoswct xAM(t) : m<1 t coswmt xAM(t) : m=1 xAM(t) : m>1 Tharadol Komolmis 252442

การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-LC กำลังของพาหะและกำลังของ sideband ใน AM Pt =กำลังทั้งหมด Pc =กำลังพาหะ Ps =กำลังของ sideband Tharadol Komolmis 252442

การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-SC xc(t)= Ac coswct x(t)coswct  coswct Multiplier x(t) Antenna t w X(w) Xc(w) -W 0 W Am Am/2 wc -wc F{x(t)coswct} 2W Upper Sideband Lower Tharadol Komolmis 252442

การมอดูเลตเชิงเส้น : SSB กรณีสัญญาณหลายความถี่ สัญญาณความถี่เดียว รูปที่ 3.5 สเปกตรัมของสัญญาณ SSB w wc -wc Lower Sideband Upper -wm 0 wm w wc -wc Lower Sideband -wm 0 wm -wc + wm wc - wm Tharadol Komolmis 252442

การมอดูเลตเชิงเส้น : SSB รูปที่ 3.6 SSB modulator ใช้การกรองส่วน upper sideband Tharadol Komolmis 252442

การมอดูเลตเชิงเส้น : VSB รูปที่ 3.8 สเปกตรัมของสัญญาณโทรทัศน์ Tharadol Komolmis 252442

การมอดูเลตเชิงเส้น การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด 1. มอดูเลตแบบผลคูณ (Product modulation) 2. มอดูเลตโดยใช้คุณสมบัติความไม่เป็นเชิงเส้นของอุปกรณ์ 3. มอดูเลเตอร์แบบสวิตชิง (Switching modulator,chopper modulator) Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การมอดูเลตเชิงเส้น : การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด 1. มอดูเลตแบบผลคูณ (Product modulation) รูปที่ 3.9 บล๊อกไดอะแกรมการสร้างสัญญาณ DSB-LC Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การมอดูเลตเชิงเส้น : การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด 2. มอดูเลตโดยใช้คุณสมบัติความไม่เป็นเชิงเส้นของอุปกรณ์ รูปที่ 3.10 วงจรกรองสำหรับสัญญาณ AM Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การมอดูเลตเชิงเส้น : การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด 2. มอดูเลตโดยใช้คุณสมบัติความไม่เป็นเชิงเส้นของอุปกรณ์ รูปที่ 3.11 การสร้างสัญญาณ DSB-SC จาก AM Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การมอดูเลตเชิงเส้น : การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด 2. มอดูเลตโดยใช้คุณสมบัติความไม่เป็นเชิงเส้นของอุปกรณ์ รูปที่ 3.12 วงจรบาลานซ์มอดูเลตเตอร์ที่ใช้อุปกรณ์ไม่เป็นเชิงเส้น Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การมอดูเลตเชิงเส้น : การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด 3. มอดูเลเตอร์แบบสวิตชิง (Switching modulator,chopper modulator) รูปที่ 3.13 วงจรมอดูเลเตอร์สัญญาณ DSB แบบ chopper Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การมอดูเลตเชิงเส้น : การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด 3. มอดูเลเตอร์แบบสวิตชิง (Switching modulator,chopper modulator) รูปที่ 3.14 วงจรมอดูเลตเตอร์สัญญาณ AM แบบ chopper Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การมอดูเลตเชิงเส้น : การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด Single Side Band โดยวิธี Filter วิธีเลื่อนเฟส รูปที่ 3.15 การสร้างสัญญาณ SSB โดยวิธีเลื่อนเฟส Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การมอดูเลตเชิงเส้น : การดีมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาด เอ็นเวลโลปดีเทคชัน รูปที่ 3.16 เอ็นเวลโลปดีเทคเตอร์ Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การมอดูเลตเชิงเส้น : การดีมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาด ซิงโครนัสดีเทคชัน ซิงโครนัสดีเทคชัน (synchronous detection) โคฮีเรนต์ดีเทคชัน (coherent detection) Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การมอดูเลตเชิงเส้น : การดีมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาด ซิงโครนัสดีเทคชัน (synchronous detection) รูปที่ 3.17 Synchronous detection Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การมอดูเลตเชิงเส้น : การดีมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาด heterodyning IF (intermediate frequency) รูปที่ 3.18 เครื่องรับวิทยุ (ก) แบบ TRF (ข) แบบ Superheterodyne Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Frequency-Division Multiplexing:FDM Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การมอดูเลตเชิงมุม (Angle modulations) 1. Phase modulation (PM) เปลี่ยนแปลงมุมเฟสตามสัญญาณที่ต้องการมอดูเลต 2. Fequency modulation (FM) เปลี่ยนแปลงความถี่เชิงมุมตามสัญญาณที่ต้องการมอดูเลต Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การมอดูเลตแบบ FM (Frequency Modulation) ให้สัญญาณที่ต้องการมอดูเลตเป็น Kf Modulation sensitivity Frequency deviation เรียกว่า modulation index Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Frequency Modulation : Narrow-band Frequency Modulation (NBFM) รูปที่ 3.21 (ก) เปรียบเทียบสเปกตรัม AM และ NBFM Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Frequency Modulation : Narrow-band Frequency Modulation (NBFM) รูปที่ 3.21 (ต่อ) (ข) เฟสเซอร์ไดอะแกรมของ AM (ค) เฟสเซอร์ไดอะแกรมของ NBFM Bandwidth Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Frequency Modulation : Narrow-band Frequency Modulation (NBFM) Wide-band Frequency Modulation (WBFM) ในกรณีที่  >0.2 รูปที่ 3.22 เบสเซลฟังก์ชันที่ค่า  และ n ต่างๆ Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Frequency Modulation : Narrow-band Frequency Modulation (NBFM) สมการ wide band FM Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Frequency Modulation : Narrow-band Frequency Modulation (NBFM) Spectrum รูปที่ 3.23 เส้นสเปกตรัมสัญญาณ FM ที่  ค่าต่างๆ Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Frequency Modulation : Narrow-band Frequency Modulation (NBFM) WBFM bandwidth แบนด์วิดท์ของคาร์สัน (carson bandwidth) Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การสร้างสัญญาณ Frequency Modulation การสร้างสัญญาณ FM การสร้างโดยตรง Varactor tuner circuit VCO (Voltage control oscillator) การสร้างโดยทางอ้อม Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การสร้างสัญญาณ Frequency Modulation การสร้างโดยตรง Varactor tunner circuit รูปที่ 3.26 วงจรสร้างความถี่พาหะโดยใช้ varactor Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การสร้างสัญญาณ Frequency Modulation การสร้างโดยตรง VCO (Voltage control oscillator) รูปที่ 3.27 วงจรมอดูเลตที่ใช้ VCO (IC 566) Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การสร้างสัญญาณ Frequency Modulation การสร้างโดยทางอ้อม รูปที่ 3.28 Armstrong Modulator สำหรับความถี่ VHF Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การดีเทคสัญญาณ FM (FM detectors) การดีเทคโดยการเปลี่ยนเป็นสัญญาณ AM 1. Differenciating circuit 2. Tune circuit 3. Raito detector 4. Quadrature detector Zero crossing detection การดีเทคโดย เฟสล๊อคลูป (Phase lock loop) Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การดีเทคสัญญาณ FM (FM detectors)) การดีเทคโดยการเปลี่ยนเป็นสัญญาณ AM หลักการของ discriminator รูปที่ 3.29 Discriminator Action Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การดีเทคสัญญาณ FM (FM detectors) Zero crossing detection (Quadrature detector) รูปที่ 3.30 รูปคลื่นแสดงการเปรียบเทียบเฟส ค่าเฉลี่ยของผลคูณสัญญาณจะแปรตามการเปลี่ยนแปลงเฟส Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

การดีเทคสัญญาณ FM (FM detectors) การดีเทคโดย เฟสล๊อคลูป (Phase lock loop) รูปที่ 3.31 วงจร Phase -locked loop Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Digital Modulation Carrier Modulation Schemes ASK , FSK , PSK QAM, etc.(MSK, DQPSK ) Consideration to Maximum data rate Minimum probability of symbol error Minimum transmitted power Minimum channel bandwidth Maximum resistance to interfering signal Minimum circuit complexity Carrier Modulation การมอดูเลตพาหะ ในช่องสัญญาณบางช่องสัญญาณไม่สามารถผ่านสัญญาณดิจิตอลเบสแบนด์ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งช่องสัญญาณที่มีแบนด์วิดท์จำกัด เช่น ช่องสัญญาณเสียง (โทรศัพท์) จึงต้องมีการมอดูเลตสัญญาณ เพื่อให้สามารถส่งสัญญาณดิจิตอล เข้าไปในช่องสัญญาณ เหล่านั้นได้ ทั้งยังสามารถทำให้ส่งสัญญาณดิจิตอลที่มีความเร็วสูงๆ ไปในช่องสัญญาณที่มีแบนด์วิดท์แคบได้ วิธีการมอดูเลตสัญญาณดิจิตอลด้วยพาหะอนาลอกนี้ทำได้หลายแบบ เช่น ASK , FSK , PSK QAM, etc.(MSK, DQPSK ) สิ่งที่ต้องพิจารณาสำหรับการมอดูเลตนี้คือ ได้อัตราการส่งข้อมูลสูงสุด Maximum data rate ได้โอกาสผิดพลาดต่ำที่สุด Minimum probability of symbol error ใช้กำลังส่งน้อยที่สุด Minimum transmitted power ใช้แบนด์วิดท์ในการส่งน้อยที่สุด Minimum channel bandwidth ทนต่อสัญญาณรบกวนมากที่สุด Maximum resistance to interfering signal ความยุ่งยากของวงจรน้อยที่สุด Minimum circuit complexity Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Digital Modulation :ASK Amplitude Shift Keying :ASK 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 (A) (B) 1 0 11 01 00 1 0 Amplitude Shift keying : ASK Binary ASK เปนการมอดูเลตโดยการเปลี่ยนขนาดของพาหะสองระดับ ตามขอมูลคือเมื่อบิตขอมูลเปน ‘1’ ก็จะมีพาหะที่มีขนาดสูงออกไป และถาบิตขอมูลเปน ‘0’ ก็จะมีพาหะระดับต่ำ(หรือไมมี) ออกไป ลักษณะเชนนี้จึงเรียกวาเปนการ shift ของพาหะ เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงขอมูลซึ่งก็เหมือนกับการกดคียขอมูล จึงเรียกวา Amplitude Shift keying (ในกรณีที่ขอมูลเปน 1 0 แลวใหมีพาหะ กับ ไมมี ตามลําดับ เรียกวิธีการนี้วา on off keying :OOK) M-Array ASK ในกรณีที่ตองการสงขอมูลใหเร็วขึ้นอาจใชขนาดพาหะหลายระดับ โดยที่ M คือจํานวนระดับ แตละระดับจะแทนจํานวนบิตขอมูลมากกวา 1 บิต ดังรูป จะแทนขอมูล 2 บิต ในแตละระดับของพาหะ ในจํานวนการเปลี่ยนแปลงสัญญาณที่เทากัน จะแทนดวยจํานวนบิตที่ มากกวา หรือเทากับวาสงขอมูลไดเร็วกวา อัตราการเปลี่ยนแปลงสัญญาณ เรียกวา บอดเรต (baud rate) อัตราการเร็วของขอมูล เรียกวา บิตเรต (bit rate) A) binary ASK B) 4-Array ASK Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Digital Modulation : FSK Frequency Shift Keying :FSK (A) (B) 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 11 01 00 1 0 Frequency Shift keying : FSK ฺBinary FSK เปนการมอดูเลตโดยการเปลี่ยนความถี่ของพาหะสองคา ตามขอมูลคือเมื่อบิตขอมูลเปน ‘1’ ก็จะมีพาหะที่มีความถี่สูงออกไป และถาบิตขอมูลเปน ‘0’ ก็จะมีพาหะที่ความถี่ต่ำออกไป M-Array FSK ในกรณีที่ตองการสงขอมูลใหเร็วขึ้นอาจใชขนาดพาหะหลายความถี่ โดยที่ M คือจํานวนความถี่ แตละความถี่จะแทนจํานวนบิตขอมูลมากกวา 1 บิต ดังรูป จะแทนขอมูล 2 บิต ในแตละความถี่ของของพาหะ ในจํานวนการเปลี่ยนแปลงสัญญาณที่เทากัน จะแทนดวยจํานวนบิตที่มากกวา หรือเทากับวาสงขอมูลไดเร็วกวา แตการเพิ่มจํานวนความถี่ ทําใหแบนดวิดทของสัญญาณสูงขึ้น และอาจทําใหแตละความถี่ใกลกันมีโอกาสที่จะทําใหการรับผิดพลาดไดงายขึ้น A) binary FSK B) 4-Array FSK Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Digital Modulation : PSK Phase Shift Keying :PSK A) binary PSK B) 4-Array PSK (quad phase shift keying) 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 (A) (B) 1 0 11 01 00 1 0 Phase Shift keying : PSK Binary PSK เปนการมอดูเลตโดยการเปลี่ยนมุมเฟสของพาหะสองคา ตามขอมูลคือเมื่อบิตขอมูลเปน ‘1’ก็จะมีพาหะที่มีมุมเฟสคาหนึ่งออกไป และถาบิตขอมูลเปน ‘0’ ก็จะมีพาหะที่มีกลับเฟสออกไป M-Array PSK ในกรณีที่ตองการสงขอมูลใหเร็วขึ้นอาจใชขนาดพาหะหลายเฟส โดยที่ M คือจํานวนเฟสแตละเฟสจะแทนจํานวนบิตขอมูลมากกวา 1 บิต ดังรูป จะแทนขอมูล 2 บิต ในแตละมุมเฟสของของพาหะ ในจํานวนการเปลี่ยนแปลงสัญญาณที่เทากัน จะแทนดวยจํานวนบิตที่มากกวา หรือเทากับวาสงขอมูลไดเร็วกวา แตเนื่องจากวามุมเฟสทั้งหมดมีแค 360 องศา การเพิ่มจํานวนมุมเฟส ทําใหแตละมุมเฟสใกลกันมีโอกาสที่จะทําใหการรับผิดพลาดไดงายขึ้น Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Digital Modulation : QAM Quadrature Amplitude Modulation :QAM 00 01 11 10 1 00 10 11 2 0000 0001 0011 0010 1000 1001 1011 1010 1100 1101 1111 1110 0100 0101 0111 0110 Quadrature Amplitude Modulation :QAM นอกจากการมอดูเลตดวย ขนาด ความถี่ และมุมเฟสของพาหะดังไดกลาวไปแลว ยังมีการมอดูเลตอีกหลายรูปแบบ ที่เปนการผสมผสานกัน QAM เปนการมอดูเลตโดยการเปลี่ยนขนาดของพาหะ สองตัวที่สามารถแยกจากกันได ดวยคอมบิเนชันของขนาดตางๆ ของพาหะทั้งสอง สามารถแทนคอมบิเนชันของบิตขอมูลไดหลายบิต เชน ในรูปเปนการเปลี่ยนขนาดของพาหะ 4 ระดับในแตละตัว ไดคอมบิเนชัน 16 คอมบิเนชัน แตละคอมบิเนชัน แทนบิตขอมูล 4 บิต ในการรับสัญญาณครั้งหนึ่ง จะไดบิตขอมูลถึง 4 บิต ทําใหอัตราบิตสูงขึ้นมาก ในรูปจะเรียกวา QAM-16 นอกจากนี้ยังมี QAM-64 QAM-96 etc. Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Multiplexing : Frequency Division Multiplex;FDM Time Division Multiplex;TDM Frequency Division Multiplexing (FDM) เปนการสงสัญญาณหลายแหลงไปในชองสัญญาณเดียวกันโดยการยายความถี่ของแตละสัญญาณไปไวที่ความถี่ตางกันโดยการมอดูเลตกับพาหะที่มีความถี่ตางกันจึงสามารถสงไปในชองสัญญาณเดียวกันได โดยไมรบกวนกัน Time Division Multiplexing (TDM) เปนการสงสัญญาณหลายแหลงไปในชองสัญญาณเดียวกันโดยการแบงกันสงคนละเวลา จึงสามารถสงไปในชองสัญญาณเดียวกันไดโดยไมรบกวนกัน Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Multiplexing :FDM Frequency Division Multiplex;FDM Signal 1 Signal 2 Signal 3 Signal 4 f1 f2 f3 f4 f MOD1 @ f1 MOD2 @ f2 MOD3 @ f3 MOD4 @ f4 DEMOD1 @ f1 DEMOD2 @ f2 DEMOD3 @ f3 DEMOD4 @ f4 ตัวอยางการมัลติเพล็กซเชิงความถี่ ตัวอยางที่เห็นไดชัดของการมัลติเพล็กซเชิงความถี่ คือการสงสัญญาณของสถานีวิทยุกระจายเสียงที่สามารถสงสัญญาณเสียงของแตละสถานีไปในอากาศซึ่งเปนชองสัญญาณเดียวกันได โดยการมอดูเลตกับสัญญาณพาหะที่มีความถี่ตางกัน ตัวอย่างการมัลติเพล็กซ์เชิงความถี่ Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Multiplexing :FDM ลำดับชั้นการมัลติเพล็กซ์ ใน FDM Mastergroup Supergroup Ch12 Ch1 312 552 Ch2 Ch3 60 108 60 108 60 108 812 2044 312 552 Group Mastergroup การมัลติเพล็กซทางความถี่นี้ บางครั้งจะเปนการรวมสัญญาณที่มีแบนดวิดทต่ำหลายๆ สัญญาณเพื่อสงในชองสัญญาณที่มีแบนดวิดทกวางชองเดียวกัน โดยจะมัลติเพล็กซจากสัญญาณที่มีแบนดวิดทต่ำมารวมกันใหมีแบนดวิดทสูงขึ้นเปนกลุมของ สัญญาณ (group) จากกลุมของสัญญาณที่รวมกันนี้สามารถนํามามัลติเพล็กซ ระหวางกลุมของสัญญาณ เปนสัญญาณที่มีแบนดวิดทสูงขึ้น (supergroup, mastergroup) เปนลําดับ Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Multiplexing :TDM Time Division Multiplex;TDM Signal 1 Signal 2 Signal 3 Signal 4 4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 2 1 ในกรณีของสัญญาณอนาลอกใชทฤษฎีของการสุมตัวอยาง คืออัตราการสุมตัวอยางจะตองไม นอยกวาสองเทาของความถี่สูงสุดของสัญญาณ (Nyquist rate) ดังไดกลาวแลว การมัลติเพล็กซทางเวลานี้เปนเหมือนการสุมตัวอยางสัญญาณแรกสงออกไป แลวจึงเปลี่ยนไปสุมตัวอยางสัญญาณที่สอง สัญญาณที่สามสงออกไป เชนนี้เรื่อยไปจนครบทุกสัญญาณที่ตองการสง แลวจึงวนกลับมาสุมสัญญาณแรกอีกครั้ง หนึ่งรอบของการมัลติเพล็กซนี้จึงตอง เร็วพอที่อัตราการ สุมของแตละสัญญาณสอดคลองกับทฤษฎีการสุมตัวอยางดังกลาว ซึ่งก็จะไดสัญญาณที่ มัลติเพล็กซแลวมีความถี่สูงขึ้นตามความถี่และจํานวนของสัญญาณที่นํามัลติเพล็กซนั้น ตัวอย่างการมัลติเพล็กซ์เชิงเวลา สัญญาณอนาลอก Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Multiplexing :TDM Time Division Multiplex;TDM Bit clock Signal A Signal B Signal C Signal D ในกรณีสัญญาณดิจิตอล การมัลติเพล็กซเชิงเวลา จะเปนการสลับตามชวงเวลาบิต (bit time) โดยอาจคิดเปนอัตราเร็วของบิตไดคือ สัญญาณที่มีอัตราเร็วต่ำหลายๆ สัญญาณสามารถนํามา มัลติเพล็กซรวมกันเปนสัญญาณที่มีอัตราเร็วบิตสูงขึ้นไดตามลําดับ เพื่อใชสงไปในชองสัญญาณ ที่มีความจุสูงได ดังรูป สัญญาณ A B C D ซึ่งมีอัตราบิตต่ำเทากัน เมื่อนําไปมัลติเพล็กซเขาดวยกัน จะไดสัญญาณที่มัลติเพล็กซแลวเปนการนําขอมูลของสัญญาณ A B C D แตละสัญญาณมาเพียงสวนหนึ่งของเวลาบิต เชน ในชวงเวลาบิตแรก ขอมูลของ A B C D เปน 1 1 0 0 ตามลําดับ สัญญาณที่มัลติเพล็กซแลวก็จะมีการเปลี่ยนแปลงเปน 1 1 0 0 ในชวงเวลาบิตของสัญญาณ A B C D โดยที่สัญญาณ A B C D เองยังไมมีการเปลี่ยนแปลง จนเมื่อเวลาบิตตอไป สัญญาณ A B C D เปลี่ยนเปน 0 1 0 1 ตามลําดับ สัญญาณที่มัลติเพล็กซ แลว ก็จะเปลี่ยนแปลงเปน 0 1 0 1 ก็จะพบวาสัญญาณที่มัลติเพล็กซแลวนี้จะมีอัตราเร็วบิต สูงกวาสัญญาณ A B C D โดยอัตราเร็วที่ไดนี้ จะเทากับอัตราเร็วของแตละสัญญาณคูณดวย จํานวนของสัญญาณที่นํามามัลติเพล็กซ ซึ่งถา สัญญาณที่ตองการมัลติเพล็กซมีมากขึ้นอัตราบิตของสัญญาณที่มัลติเพล็กซแลวก็จะยิ่งสูงขึ้นไปอีก Multiplexed Signal A B C D A B C D A B C D A B C D A B C D A B C D การมัลติเพล็กซ์เชิงเวลาของสัญญาณดิจิตอล Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Multiplexing Standard T-Carrier 7 bit data 1bit signal 1 frame 193 bit frame sync Channel 2 Channel 1 Channel 24 เฟรมของ T1 carrier T1 output T2 output T3 output T4 output 274.176 Mb/s (4032 VF) 24 voice Channel 64 kb/s each 1st Level multiplexer 1 2 3 4 2nd Level multiplexer 1 2 3 . 7 3rd Level multiplexer 1 2 3 . 6 4th Level multiplexer . ลําดับชั้นของการมัลติเพล็กซ ของ T1 carrier มาตรฐาน T-Carrier เปนมาตรฐานของอเมริกา โดย AT&T ได เสนอขึ้นเปนครั้งแรกเมื่อป ค.ศ. 1962 เพื่อเชื่อมสัญญาณระหวางสํานักงาน เปนการรวมชองสัญญาณเสียง (voice channel) แบบ PCM 24 ชอง โดยแตละชองเปนสัญญาณที่ถูก sampling 8,000 ครั้งตอวินาที ไดเปนสัญญาณ 8,000 สัญญาณในหนึ่งวินาที แตละสัญญาณถูกแทนดวยสัญญาณไบนารี 7 บิต และบวกอีกหนึ่งบิตสัญญาณ (signal bit) รวมเปน 8 บิต เมื่อรวมสัญญาณ 24 ชองๆ ละ 8 บิต รวมอีกหนึ่งบิตเพื่อการ synchronize จะไดวาในหนึ่งเฟรมของ T1 จะมีจํานวนบิต (24x8)+1 = 193 บิต ดวยความเร็ว 8,000 เฟรมตอวินาที จะไดวา T1 carrier มีความเร็วเทากับ 193x8,000 = 1,544,000 บิตตอวินาที (1.544 Mbps) จากมาตรฐาน T1 สามารถรวมเปนชองสัญญาณที่สูงขึ้นเปน ความเร็ว 6.312 MHz (96 voice channel), 44.736 MHz (672 voice channel), 274.176 MHz (4032 voice channel) ซึ่งกําหนดเปนมาตรฐาน T2, T3, T4 ตามลําดับ T1 line 1.544 Mb/s (24 Voice) T2 line 6.312 Mb/s (96 Voice) T3 line 44.736 Mb/s (672Voice) ลำดับชั้นของการมัลติเพล็กซ์ ของ T1 carrier Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Multiplexing Standard CCITT Level 1 output Level 2 output Level 3 output Level 4 output 139.264 Mb/s (1920 Voice channel) 30 voice Channel 64 kb/s each 1st Level multiplexer 1 2 3 4 2nd Level multiplexer 1 2 3 4 3rd Level multiplexer 1 2 3 4 4th Level multiplexer . 2.048 Mb/s (30 Voice) มาตรฐาน CCITT เปนมาตรฐานที่ใชในยุโรป เปนการรวมสัญญาณ PCM สัญญาณเสียง 30 ชองสัญญาณเปนการมัลติเพล็กซระดับแรก บางครั้งจะเรียกวา E1 มีอัตราบิตที่ 2.048 Mb/sเมื่อรวมสัญญาณ ระดับแรก 4 ชองเขาดวยกันเปนการมัลติเพล็กซระดับที่สอง มีอัตราบิต 8.448 Mb/s รวมเปนชองสัญญาณเสียง 120 ชอง และระดับตอไป ซึ่งแสดงการมัลติเพล็กซตาม มาตรฐานของ CCITT ในระดับตางๆ ตาราง แสดงการมัลติเพล็กซระดับตางๆ ตามมาตรฐาน CCITT Level No. of channels Bit rate (Mb/s) 1 30 2.048 2 120 8.448 3 480 34.368 4 1920 139.264 5 7680 565.992 8.448 Mb/s (120Voice) 34.368 Mb/s (480 Voice) ลำดับชั้นของการมัลติเพล็กซ์ ตามมาตรฐาน CCITT Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Multiple Access Frequency Division Multiple Access ;FDMA Time Division Multiple Access ;TDMA Code Division Multiple Access ;CDMA Multiple access เปนการเขาถึงชองสัญญาณ คือการเขา ใชชองสัญญาณจากตนกำเนิดขอมูล ที่ตองการจะสงไปในชองสัญญาณเดียวกัน ปกติตนกำเนิดขอมูลเหลานี้จะไมไดอยูที่เดียวกันและไมไดถูกควบคุมโดยตรงจากสวนกลาง ความตองการเขาใชชองสัญญาณตางกัน จึงตองมีการจัดการใหเขาใชชองสัญญาณไดอยางเปนระเบียบ โดยการแยกกันใชในแบบ FDMA, TDMA, CDMA Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Multiple Access Frequency Division Multiple Access;FDMA each station(user) use different frequency at all time (same time) Frequency Division Multiple Access; FDMA เปนการเขาใชชองสัญญาณกันคนละความถี่ เชน การเขาใชดาวเทียมดวงเดียวกันของสถานีภาคพื้นดินหลายแหงโดยการกําหนดความถี่แตกตางกัน ก็สามารถสงสัญญาณผานเครื่องรับ-สงสัญญาณดาวเทียมไดโดยไมรบกวนกัน การเขาถึงแบบนี้จะใชกันมากเนื่องจากงายแกการจัดการเพียงแตจัดสรรความถี่ใหแตละแหงหรือแตละชองสัญญาณใหเลือกใชโดยไมจําเปนตองคํานึงถึงเวลาสงหรือเวลาหนวงจากการสง สัญญาณที่ระยะทางตางกันเพราะการใชคนละความถี่สามารถสงพรอมกันไดโดยไมรบกวนกันจึงไมจําเปนตองคํานึงถึงเวลาในการสง แตการจัดการโดยการแบงความถี่นี้จะทําใหไดชองสัญญาณจํากัดการเพิ่มชองสัญญาณจําเปนตองเพิ่มความถี่ หรือลดขนาดชองสัญญาณลงถาไมสามารถเพิ่มความถี่ได จึงทําใหระบบ FDMA ถูกจํากัด Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Multiple Access Time Division Multiple Access;TDMA each station(user) use different time slot same frequency Time Division Multiple Access; TDMA เปนการเขาใชชองสัญญาณกันคนละเวลา เชน การเขาใชดาวเทียมดวงเดียวกันของสถานีภาคพื้นดินหลายแหงโดยการกําหนดเวลาแตกตางกันเปนชวงที่เรียกวา time slot ในการนี้สถานีภาคพื้นดินทุกสถานีที่จะสงสัญญาณถูกกําหนดใหมีฐานเวลาเดียวกันเพื่อจะไดทราบเวลาใดที่สามารถสงสัญญาณของตนได ใหสอดคลองกัน ดวยวิธีนี้ก็สามารถสงสัญญาณผานเครื่องรับ-สงสัญญาณดาวเทียมไดโดยไมรบกวนกัน TDMA ที่ใชกันแพรหลายและเห็นไดชัดอีกระบบไดแกระบบโทรศัพทเคลื่อนที่ ซึ่งการเขาถึงแบบ TDMA จะทําใหเพิ่มชองสัญญาณไดโดยไมตองเพิ่มความถี่ในการใชงาน ทําใหระบบโทรศัพทมีจํานวนคูสายที่จะสนทนาพรอมกันมากขึ้น นอกจากนี้การใชวิธี TDMA ยังชวยปองกันการดักฟงสัญญาณไดในระดับหนึ่งซึ่งดีกวาการเขาถึงแบบ FDMA ที่สามารถดักฟงสัญญาณไดโดยงาย Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis

Multiple Access Code Division Multiple Access;CDMA each station(user) use different code Same frequency Same time Code Division Multiple Access; CDMA เปนการเขาใชชองสัญญาณที่ไมตองกําหนดความถี่และเวลาใหตางกัน สามารถใชความถี่และเวลาเดียวกัน แตการแยกสัญญาณทำไดโดยการ เขารหัส ทางดานรับสามารถรับสัญญาณไดก็จะตองมีรหัสเดียวกับดานสง การเขาถึงแบบนี้จะทำใหเพิ่มชองสัญญาณไดมากกวาแบบ FDMA และ TDMA ในชวงความถี่ที่เทากัน นอกจากนี้ยังทําใหการสงสัญญาณมีความปลอดภัยสูงขึ้นเพราะมีการเขารหัส ปจจุบันไดถูกพัฒนาเพื่อใช้ เปนเครือขายการสื่อสารไรสายในยุคตอไป เชน ในโทรศัพทเคลื่อนที่ในยุคที่ 3 (third generation mobile phone) ท ี่จะเขามาแทนที่ระบบที่ใชกันในปจจุบันที่ใชการเขาถึงแบบ FDMA และ TDMA Tharadol Komolmis 252442 Tharadol Komolmis