ดาวน์โหลดงานนำเสนอ
งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ
1
บทที่ 3 การผสมสัญญาณ ระบบวิทยุ (Radio System) 252442
บทที่ 3 การผสมสัญญาณ ระบบวิทยุ (Radio System) ผู้ช่วยศาสตราจารย์ธราดล โกมลมิศร์ ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ Tharadol Komolmis
2
Modulation Why Modulate? How Modulate ? ช่องสัญญาณเพิ่มขึ้น
ได้ขนาดของช่องสัญญาณที่กว้างขึ้น ลดขนาดของสายอากาศ How Modulate ? Amplitude frequency phase Tharadol Komolmis
3
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 W Am Am/2 wc -wc F{x(t)coswct} 2W Upper Sideband Lower Tharadol Komolmis
4
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
5
การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-LC
การมอดูเลตแบบ AM ( DSB-LC) รูปที่ สัญญาณ DSB-LC (AM) ทางเวลาและความถี่ Envelope xm(t)coswct xm (t) t w X(w) -W 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
6
การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-LC
การมอดูเลตแบบ AM ( DSB-LC) Modulation Index % Mod. Tharadol Komolmis
7
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
8
การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-LC
กำลังของพาหะและกำลังของ sideband ใน AM Pt =กำลังทั้งหมด Pc =กำลังพาหะ Ps =กำลังของ sideband Tharadol Komolmis
9
การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-SC
xc(t)= Ac coswct x(t)coswct coswct Multiplier x(t) Antenna t w X(w) Xc(w) -W W Am Am/2 wc -wc F{x(t)coswct} 2W Upper Sideband Lower Tharadol Komolmis
10
การมอดูเลตเชิงเส้น : SSB
กรณีสัญญาณหลายความถี่ สัญญาณความถี่เดียว รูปที่ 3.5 สเปกตรัมของสัญญาณ SSB w wc -wc Lower Sideband Upper -wm wm w wc -wc Lower Sideband -wm wm -wc + wm wc - wm Tharadol Komolmis
11
การมอดูเลตเชิงเส้น : SSB
รูปที่ 3.6 SSB modulator ใช้การกรองส่วน upper sideband Tharadol Komolmis
12
การมอดูเลตเชิงเส้น : VSB
รูปที่ 3.8 สเปกตรัมของสัญญาณโทรทัศน์ Tharadol Komolmis
13
การมอดูเลตเชิงเส้น การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด
1. มอดูเลตแบบผลคูณ (Product modulation) 2. มอดูเลตโดยใช้คุณสมบัติความไม่เป็นเชิงเส้นของอุปกรณ์ 3. มอดูเลเตอร์แบบสวิตชิง (Switching modulator,chopper modulator) Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
14
การมอดูเลตเชิงเส้น : การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด
1. มอดูเลตแบบผลคูณ (Product modulation) รูปที่ 3.9 บล๊อกไดอะแกรมการสร้างสัญญาณ DSB-LC Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
15
การมอดูเลตเชิงเส้น : การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด
2. มอดูเลตโดยใช้คุณสมบัติความไม่เป็นเชิงเส้นของอุปกรณ์ รูปที่ วงจรกรองสำหรับสัญญาณ AM Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
16
การมอดูเลตเชิงเส้น : การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด
2. มอดูเลตโดยใช้คุณสมบัติความไม่เป็นเชิงเส้นของอุปกรณ์ รูปที่ การสร้างสัญญาณ DSB-SC จาก AM Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
17
การมอดูเลตเชิงเส้น : การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด
2. มอดูเลตโดยใช้คุณสมบัติความไม่เป็นเชิงเส้นของอุปกรณ์ รูปที่ วงจรบาลานซ์มอดูเลตเตอร์ที่ใช้อุปกรณ์ไม่เป็นเชิงเส้น Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
18
การมอดูเลตเชิงเส้น : การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด
3. มอดูเลเตอร์แบบสวิตชิง (Switching modulator,chopper modulator) รูปที่ 3.13 วงจรมอดูเลเตอร์สัญญาณ DSB แบบ chopper Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
19
การมอดูเลตเชิงเส้น : การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด
3. มอดูเลเตอร์แบบสวิตชิง (Switching modulator,chopper modulator) รูปที่ วงจรมอดูเลตเตอร์สัญญาณ AM แบบ chopper Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
20
การมอดูเลตเชิงเส้น : การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด
Single Side Band โดยวิธี Filter วิธีเลื่อนเฟส รูปที่ 3.15 การสร้างสัญญาณ SSB โดยวิธีเลื่อนเฟส Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
21
การมอดูเลตเชิงเส้น : การดีมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาด
เอ็นเวลโลปดีเทคชัน รูปที่ 3.16 เอ็นเวลโลปดีเทคเตอร์ Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
22
การมอดูเลตเชิงเส้น : การดีมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาด
ซิงโครนัสดีเทคชัน ซิงโครนัสดีเทคชัน (synchronous detection) โคฮีเรนต์ดีเทคชัน (coherent detection) Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
23
การมอดูเลตเชิงเส้น : การดีมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาด
ซิงโครนัสดีเทคชัน (synchronous detection) รูปที่ Synchronous detection Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
24
การมอดูเลตเชิงเส้น : การดีมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาด
heterodyning IF (intermediate frequency) รูปที่ เครื่องรับวิทยุ (ก) แบบ TRF (ข) แบบ Superheterodyne Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
25
Frequency-Division Multiplexing:FDM
Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
26
การมอดูเลตเชิงมุม (Angle modulations)
1. Phase modulation (PM) เปลี่ยนแปลงมุมเฟสตามสัญญาณที่ต้องการมอดูเลต 2. Fequency modulation (FM) เปลี่ยนแปลงความถี่เชิงมุมตามสัญญาณที่ต้องการมอดูเลต Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
27
การมอดูเลตแบบ FM (Frequency Modulation)
ให้สัญญาณที่ต้องการมอดูเลตเป็น Kf Modulation sensitivity Frequency deviation เรียกว่า modulation index Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
28
Frequency Modulation : Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)
รูปที่ (ก) เปรียบเทียบสเปกตรัม AM และ NBFM Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
29
Frequency Modulation : Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)
รูปที่ (ต่อ) (ข) เฟสเซอร์ไดอะแกรมของ AM (ค) เฟสเซอร์ไดอะแกรมของ NBFM Bandwidth Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
30
Frequency Modulation : Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)
Wide-band Frequency Modulation (WBFM) ในกรณีที่ >0.2 รูปที่ เบสเซลฟังก์ชันที่ค่า และ n ต่างๆ Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
31
Frequency Modulation : Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)
สมการ wide band FM Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
32
Frequency Modulation : Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)
Spectrum รูปที่ เส้นสเปกตรัมสัญญาณ FM ที่ ค่าต่างๆ Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
33
Frequency Modulation : Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)
WBFM bandwidth แบนด์วิดท์ของคาร์สัน (carson bandwidth) Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
34
การสร้างสัญญาณ Frequency Modulation
การสร้างสัญญาณ FM การสร้างโดยตรง Varactor tuner circuit VCO (Voltage control oscillator) การสร้างโดยทางอ้อม Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
35
การสร้างสัญญาณ Frequency Modulation
การสร้างโดยตรง Varactor tunner circuit รูปที่ 3.26 วงจรสร้างความถี่พาหะโดยใช้ varactor Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
36
การสร้างสัญญาณ Frequency Modulation
การสร้างโดยตรง VCO (Voltage control oscillator) รูปที่ วงจรมอดูเลตที่ใช้ VCO (IC 566) Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
37
การสร้างสัญญาณ Frequency Modulation
การสร้างโดยทางอ้อม รูปที่ Armstrong Modulator สำหรับความถี่ VHF Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
38
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 Tharadol Komolmis
39
การดีเทคสัญญาณ FM (FM detectors))
การดีเทคโดยการเปลี่ยนเป็นสัญญาณ AM หลักการของ discriminator รูปที่ Discriminator Action Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
40
การดีเทคสัญญาณ FM (FM detectors)
Zero crossing detection (Quadrature detector) รูปที่ 3.30 รูปคลื่นแสดงการเปรียบเทียบเฟส ค่าเฉลี่ยของผลคูณสัญญาณจะแปรตามการเปลี่ยนแปลงเฟส Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
41
การดีเทคสัญญาณ FM (FM detectors)
การดีเทคโดย เฟสล๊อคลูป (Phase lock loop) รูปที่ วงจร Phase -locked loop Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
42
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 Tharadol Komolmis
43
Digital Modulation :ASK
Amplitude Shift Keying :ASK (A) (B) Amplitude Shift keying : ASK Binary ASK เปนการมอดูเลตโดยการเปลี่ยนขนาดของพาหะสองระดับ ตามขอมูลคือเมื่อบิตขอมูลเปน ‘1’ ก็จะมีพาหะที่มีขนาดสูงออกไป และถาบิตขอมูลเปน ‘0’ ก็จะมีพาหะระดับต่ำ(หรือไมมี) ออกไป ลักษณะเชนนี้จึงเรียกวาเปนการ shift ของพาหะ เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงขอมูลซึ่งก็เหมือนกับการกดคียขอมูล จึงเรียกวา Amplitude Shift keying (ในกรณีที่ขอมูลเปน 1 0 แลวใหมีพาหะ กับ ไมมี ตามลําดับ เรียกวิธีการนี้วา on off keying :OOK) M-Array ASK ในกรณีที่ตองการสงขอมูลใหเร็วขึ้นอาจใชขนาดพาหะหลายระดับ โดยที่ M คือจํานวนระดับ แตละระดับจะแทนจํานวนบิตขอมูลมากกวา 1 บิต ดังรูป จะแทนขอมูล 2 บิต ในแตละระดับของพาหะ ในจํานวนการเปลี่ยนแปลงสัญญาณที่เทากัน จะแทนดวยจํานวนบิตที่ มากกวา หรือเทากับวาสงขอมูลไดเร็วกวา อัตราการเปลี่ยนแปลงสัญญาณ เรียกวา บอดเรต (baud rate) อัตราการเร็วของขอมูล เรียกวา บิตเรต (bit rate) A) binary ASK B) 4-Array ASK Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
44
Digital Modulation : FSK
Frequency Shift Keying :FSK (A) (B) Frequency Shift keying : FSK ฺBinary FSK เปนการมอดูเลตโดยการเปลี่ยนความถี่ของพาหะสองคา ตามขอมูลคือเมื่อบิตขอมูลเปน ‘1’ ก็จะมีพาหะที่มีความถี่สูงออกไป และถาบิตขอมูลเปน ‘0’ ก็จะมีพาหะที่ความถี่ต่ำออกไป M-Array FSK ในกรณีที่ตองการสงขอมูลใหเร็วขึ้นอาจใชขนาดพาหะหลายความถี่ โดยที่ M คือจํานวนความถี่ แตละความถี่จะแทนจํานวนบิตขอมูลมากกวา 1 บิต ดังรูป จะแทนขอมูล 2 บิต ในแตละความถี่ของของพาหะ ในจํานวนการเปลี่ยนแปลงสัญญาณที่เทากัน จะแทนดวยจํานวนบิตที่มากกวา หรือเทากับวาสงขอมูลไดเร็วกวา แตการเพิ่มจํานวนความถี่ ทําใหแบนดวิดทของสัญญาณสูงขึ้น และอาจทําใหแตละความถี่ใกลกันมีโอกาสที่จะทําใหการรับผิดพลาดไดงายขึ้น A) binary FSK B) 4-Array FSK Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
45
Digital Modulation : PSK
Phase Shift Keying :PSK A) binary PSK B) 4-Array PSK (quad phase shift keying) (A) (B) Phase Shift keying : PSK Binary PSK เปนการมอดูเลตโดยการเปลี่ยนมุมเฟสของพาหะสองคา ตามขอมูลคือเมื่อบิตขอมูลเปน ‘1’ก็จะมีพาหะที่มีมุมเฟสคาหนึ่งออกไป และถาบิตขอมูลเปน ‘0’ ก็จะมีพาหะที่มีกลับเฟสออกไป M-Array PSK ในกรณีที่ตองการสงขอมูลใหเร็วขึ้นอาจใชขนาดพาหะหลายเฟส โดยที่ M คือจํานวนเฟสแตละเฟสจะแทนจํานวนบิตขอมูลมากกวา 1 บิต ดังรูป จะแทนขอมูล 2 บิต ในแตละมุมเฟสของของพาหะ ในจํานวนการเปลี่ยนแปลงสัญญาณที่เทากัน จะแทนดวยจํานวนบิตที่มากกวา หรือเทากับวาสงขอมูลไดเร็วกวา แตเนื่องจากวามุมเฟสทั้งหมดมีแค 360 องศา การเพิ่มจํานวนมุมเฟส ทําใหแตละมุมเฟสใกลกันมีโอกาสที่จะทําใหการรับผิดพลาดไดงายขึ้น Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
46
Digital Modulation : QAM
Quadrature Amplitude Modulation :QAM 1 00 10 11 2 Quadrature Amplitude Modulation :QAM นอกจากการมอดูเลตดวย ขนาด ความถี่ และมุมเฟสของพาหะดังไดกลาวไปแลว ยังมีการมอดูเลตอีกหลายรูปแบบ ที่เปนการผสมผสานกัน QAM เปนการมอดูเลตโดยการเปลี่ยนขนาดของพาหะ สองตัวที่สามารถแยกจากกันได ดวยคอมบิเนชันของขนาดตางๆ ของพาหะทั้งสอง สามารถแทนคอมบิเนชันของบิตขอมูลไดหลายบิต เชน ในรูปเปนการเปลี่ยนขนาดของพาหะ 4 ระดับในแตละตัว ไดคอมบิเนชัน 16 คอมบิเนชัน แตละคอมบิเนชัน แทนบิตขอมูล 4 บิต ในการรับสัญญาณครั้งหนึ่ง จะไดบิตขอมูลถึง 4 บิต ทําใหอัตราบิตสูงขึ้นมาก ในรูปจะเรียกวา QAM-16 นอกจากนี้ยังมี QAM-64 QAM-96 etc. Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
47
Multiplexing : Frequency Division Multiplex;FDM
Time Division Multiplex;TDM Frequency Division Multiplexing (FDM) เปนการสงสัญญาณหลายแหลงไปในชองสัญญาณเดียวกันโดยการยายความถี่ของแตละสัญญาณไปไวที่ความถี่ตางกันโดยการมอดูเลตกับพาหะที่มีความถี่ตางกันจึงสามารถสงไปในชองสัญญาณเดียวกันได โดยไมรบกวนกัน Time Division Multiplexing (TDM) เปนการสงสัญญาณหลายแหลงไปในชองสัญญาณเดียวกันโดยการแบงกันสงคนละเวลา จึงสามารถสงไปในชองสัญญาณเดียวกันไดโดยไมรบกวนกัน Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
48
Multiplexing :FDM Frequency Division Multiplex;FDM
Signal 1 Signal 2 Signal 3 Signal 4 f1 f2 f3 f4 f f1 f2 f3 f4 f1 f2 f3 f4 ตัวอยางการมัลติเพล็กซเชิงความถี่ ตัวอยางที่เห็นไดชัดของการมัลติเพล็กซเชิงความถี่ คือการสงสัญญาณของสถานีวิทยุกระจายเสียงที่สามารถสงสัญญาณเสียงของแตละสถานีไปในอากาศซึ่งเปนชองสัญญาณเดียวกันได โดยการมอดูเลตกับสัญญาณพาหะที่มีความถี่ตางกัน ตัวอย่างการมัลติเพล็กซ์เชิงความถี่ Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
49
Multiplexing :FDM ลำดับชั้นการมัลติเพล็กซ์ ใน FDM Mastergroup
Supergroup Ch12 Ch1 Ch2 Ch3 812 2044 312 552 Group Mastergroup การมัลติเพล็กซทางความถี่นี้ บางครั้งจะเปนการรวมสัญญาณที่มีแบนดวิดทต่ำหลายๆ สัญญาณเพื่อสงในชองสัญญาณที่มีแบนดวิดทกวางชองเดียวกัน โดยจะมัลติเพล็กซจากสัญญาณที่มีแบนดวิดทต่ำมารวมกันใหมีแบนดวิดทสูงขึ้นเปนกลุมของ สัญญาณ (group) จากกลุมของสัญญาณที่รวมกันนี้สามารถนํามามัลติเพล็กซ ระหวางกลุมของสัญญาณ เปนสัญญาณที่มีแบนดวิดทสูงขึ้น (supergroup, mastergroup) เปนลําดับ Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
50
Multiplexing :TDM Time Division Multiplex;TDM
Signal 1 Signal 2 Signal 3 Signal 4 ในกรณีของสัญญาณอนาลอกใชทฤษฎีของการสุมตัวอยาง คืออัตราการสุมตัวอยางจะตองไม นอยกวาสองเทาของความถี่สูงสุดของสัญญาณ (Nyquist rate) ดังไดกลาวแลว การมัลติเพล็กซทางเวลานี้เปนเหมือนการสุมตัวอยางสัญญาณแรกสงออกไป แลวจึงเปลี่ยนไปสุมตัวอยางสัญญาณที่สอง สัญญาณที่สามสงออกไป เชนนี้เรื่อยไปจนครบทุกสัญญาณที่ตองการสง แลวจึงวนกลับมาสุมสัญญาณแรกอีกครั้ง หนึ่งรอบของการมัลติเพล็กซนี้จึงตอง เร็วพอที่อัตราการ สุมของแตละสัญญาณสอดคลองกับทฤษฎีการสุมตัวอยางดังกลาว ซึ่งก็จะไดสัญญาณที่ มัลติเพล็กซแลวมีความถี่สูงขึ้นตามความถี่และจํานวนของสัญญาณที่นํามัลติเพล็กซนั้น ตัวอย่างการมัลติเพล็กซ์เชิงเวลา สัญญาณอนาลอก Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
51
Multiplexing :TDM Time Division Multiplex;TDM
Bit clock Signal A Signal B Signal C Signal D ในกรณีสัญญาณดิจิตอล การมัลติเพล็กซเชิงเวลา จะเปนการสลับตามชวงเวลาบิต (bit time) โดยอาจคิดเปนอัตราเร็วของบิตไดคือ สัญญาณที่มีอัตราเร็วต่ำหลายๆ สัญญาณสามารถนํามา มัลติเพล็กซรวมกันเปนสัญญาณที่มีอัตราเร็วบิตสูงขึ้นไดตามลําดับ เพื่อใชสงไปในชองสัญญาณ ที่มีความจุสูงได ดังรูป สัญญาณ A B C D ซึ่งมีอัตราบิตต่ำเทากัน เมื่อนําไปมัลติเพล็กซเขาดวยกัน จะไดสัญญาณที่มัลติเพล็กซแลวเปนการนําขอมูลของสัญญาณ A B C D แตละสัญญาณมาเพียงสวนหนึ่งของเวลาบิต เชน ในชวงเวลาบิตแรก ขอมูลของ A B C D เปน ตามลําดับ สัญญาณที่มัลติเพล็กซแลวก็จะมีการเปลี่ยนแปลงเปน ในชวงเวลาบิตของสัญญาณ A B C D โดยที่สัญญาณ A B C D เองยังไมมีการเปลี่ยนแปลง จนเมื่อเวลาบิตตอไป สัญญาณ A B C D เปลี่ยนเปน ตามลําดับ สัญญาณที่มัลติเพล็กซ แลว ก็จะเปลี่ยนแปลงเปน ก็จะพบวาสัญญาณที่มัลติเพล็กซแลวนี้จะมีอัตราเร็วบิต สูงกวาสัญญาณ A B C D โดยอัตราเร็วที่ไดนี้ จะเทากับอัตราเร็วของแตละสัญญาณคูณดวย จํานวนของสัญญาณที่นํามามัลติเพล็กซ ซึ่งถา สัญญาณที่ตองการมัลติเพล็กซมีมากขึ้นอัตราบิตของสัญญาณที่มัลติเพล็กซแลวก็จะยิ่งสูงขึ้นไปอีก 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 Tharadol Komolmis
52
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 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 เปนมาตรฐานของอเมริกา โดย AT&T ได เสนอขึ้นเปนครั้งแรกเมื่อป ค.ศ เพื่อเชื่อมสัญญาณระหวางสํานักงาน เปนการรวมชองสัญญาณเสียง (voice channel) แบบ PCM 24 ชอง โดยแตละชองเปนสัญญาณที่ถูก sampling 8,000 ครั้งตอวินาที ไดเปนสัญญาณ 8,000 สัญญาณในหนึ่งวินาที แตละสัญญาณถูกแทนดวยสัญญาณไบนารี 7 บิต และบวกอีกหนึ่งบิตสัญญาณ (signal bit) รวมเปน 8 บิต เมื่อรวมสัญญาณ 24 ชองๆ ละ 8 บิต รวมอีกหนึ่งบิตเพื่อการ synchronize จะไดวาในหนึ่งเฟรมของ T1 จะมีจํานวนบิต (24x8)+1 = 193 บิต ดวยความเร็ว 8,000 เฟรมตอวินาที จะไดวา T1 carrier มีความเร็วเทากับ 193x8,000 = 1,544,000 บิตตอวินาที (1.544 Mbps) จากมาตรฐาน T1 สามารถรวมเปนชองสัญญาณที่สูงขึ้นเปน ความเร็ว MHz (96 voice channel), MHz (672 voice channel), MHz (4032 voice channel) ซึ่งกําหนดเปนมาตรฐาน T2, T3, T4 ตามลําดับ T1 line 1.544 Mb/s (24 Voice) T2 line 6.312 Mb/s (96 Voice) T3 line Mb/s (672Voice) ลำดับชั้นของการมัลติเพล็กซ์ ของ T1 carrier Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
53
Multiplexing Standard
CCITT Level 1 output Level 2 output Level 3 output Level 4 output 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 เปนมาตรฐานที่ใชในยุโรป เปนการรวมสัญญาณ PCM สัญญาณเสียง 30 ชองสัญญาณเปนการมัลติเพล็กซระดับแรก บางครั้งจะเรียกวา E1 มีอัตราบิตที่ Mb/sเมื่อรวมสัญญาณ ระดับแรก 4 ชองเขาดวยกันเปนการมัลติเพล็กซระดับที่สอง มีอัตราบิต Mb/s รวมเปนชองสัญญาณเสียง 120 ชอง และระดับตอไป ซึ่งแสดงการมัลติเพล็กซตาม มาตรฐานของ CCITT ในระดับตางๆ ตาราง แสดงการมัลติเพล็กซระดับตางๆ ตามมาตรฐาน CCITT Level No. of channels Bit rate (Mb/s) 8.448 Mb/s (120Voice) Mb/s (480 Voice) ลำดับชั้นของการมัลติเพล็กซ์ ตามมาตรฐาน CCITT Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
54
Multiple Access Frequency Division Multiple Access ;FDMA
Time Division Multiple Access ;TDMA Code Division Multiple Access ;CDMA Multiple access เปนการเขาถึงชองสัญญาณ คือการเขา ใชชองสัญญาณจากตนกำเนิดขอมูล ที่ตองการจะสงไปในชองสัญญาณเดียวกัน ปกติตนกำเนิดขอมูลเหลานี้จะไมไดอยูที่เดียวกันและไมไดถูกควบคุมโดยตรงจากสวนกลาง ความตองการเขาใชชองสัญญาณตางกัน จึงตองมีการจัดการใหเขาใชชองสัญญาณไดอยางเปนระเบียบ โดยการแยกกันใชในแบบ FDMA, TDMA, CDMA Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
55
Multiple Access Frequency Division Multiple Access;FDMA
each station(user) use different frequency at all time (same time) Frequency Division Multiple Access; FDMA เปนการเขาใชชองสัญญาณกันคนละความถี่ เชน การเขาใชดาวเทียมดวงเดียวกันของสถานีภาคพื้นดินหลายแหงโดยการกําหนดความถี่แตกตางกัน ก็สามารถสงสัญญาณผานเครื่องรับ-สงสัญญาณดาวเทียมไดโดยไมรบกวนกัน การเขาถึงแบบนี้จะใชกันมากเนื่องจากงายแกการจัดการเพียงแตจัดสรรความถี่ใหแตละแหงหรือแตละชองสัญญาณใหเลือกใชโดยไมจําเปนตองคํานึงถึงเวลาสงหรือเวลาหนวงจากการสง สัญญาณที่ระยะทางตางกันเพราะการใชคนละความถี่สามารถสงพรอมกันไดโดยไมรบกวนกันจึงไมจําเปนตองคํานึงถึงเวลาในการสง แตการจัดการโดยการแบงความถี่นี้จะทําใหไดชองสัญญาณจํากัดการเพิ่มชองสัญญาณจําเปนตองเพิ่มความถี่ หรือลดขนาดชองสัญญาณลงถาไมสามารถเพิ่มความถี่ได จึงทําใหระบบ FDMA ถูกจํากัด Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
56
Multiple Access Time Division Multiple Access;TDMA
each station(user) use different time slot same frequency Time Division Multiple Access; TDMA เปนการเขาใชชองสัญญาณกันคนละเวลา เชน การเขาใชดาวเทียมดวงเดียวกันของสถานีภาคพื้นดินหลายแหงโดยการกําหนดเวลาแตกตางกันเปนชวงที่เรียกวา time slot ในการนี้สถานีภาคพื้นดินทุกสถานีที่จะสงสัญญาณถูกกําหนดใหมีฐานเวลาเดียวกันเพื่อจะไดทราบเวลาใดที่สามารถสงสัญญาณของตนได ใหสอดคลองกัน ดวยวิธีนี้ก็สามารถสงสัญญาณผานเครื่องรับ-สงสัญญาณดาวเทียมไดโดยไมรบกวนกัน TDMA ที่ใชกันแพรหลายและเห็นไดชัดอีกระบบไดแกระบบโทรศัพทเคลื่อนที่ ซึ่งการเขาถึงแบบ TDMA จะทําใหเพิ่มชองสัญญาณไดโดยไมตองเพิ่มความถี่ในการใชงาน ทําใหระบบโทรศัพทมีจํานวนคูสายที่จะสนทนาพรอมกันมากขึ้น นอกจากนี้การใชวิธี TDMA ยังชวยปองกันการดักฟงสัญญาณไดในระดับหนึ่งซึ่งดีกวาการเขาถึงแบบ FDMA ที่สามารถดักฟงสัญญาณไดโดยงาย Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
57
Multiple Access Code Division Multiple Access;CDMA
each station(user) use different code Same frequency Same time Code Division Multiple Access; CDMA เปนการเขาใชชองสัญญาณที่ไมตองกําหนดความถี่และเวลาใหตางกัน สามารถใชความถี่และเวลาเดียวกัน แตการแยกสัญญาณทำไดโดยการ เขารหัส ทางดานรับสามารถรับสัญญาณไดก็จะตองมีรหัสเดียวกับดานสง การเขาถึงแบบนี้จะทำใหเพิ่มชองสัญญาณไดมากกวาแบบ FDMA และ TDMA ในชวงความถี่ที่เทากัน นอกจากนี้ยังทําใหการสงสัญญาณมีความปลอดภัยสูงขึ้นเพราะมีการเขารหัส ปจจุบันไดถูกพัฒนาเพื่อใช้ เปนเครือขายการสื่อสารไรสายในยุคตอไป เชน ในโทรศัพทเคลื่อนที่ในยุคที่ 3 (third generation mobile phone) ท ี่จะเขามาแทนที่ระบบที่ใชกันในปจจุบันที่ใชการเขาถึงแบบ FDMA และ TDMA Tharadol Komolmis Tharadol Komolmis
งานนำเสนอที่คล้ายกัน
