ריבוי היא טכניקה המשמשת לשילוב ושליחה של זרמי הנתונים המרובים על מדיום יחיד. תהליך השילוב של זרמי הנתונים ידוע בתור ריבוי וחומרה המשמשת לריבוי ידועה בתור מרובה.

ריבוב מושגת על ידי שימוש במכשיר הנקרא Multiplexer ( MUX ) המשלב n קווי קלט כדי ליצור קו פלט בודד. ריבוב עוקב אחרי הרבה-לאחד, כלומר, n קווי קלט וקו פלט אחד.

Demultiplexer מושגת על ידי שימוש במכשיר הנקרא Demultiplexer ( DEMUX ) זמין בקצה המקבל. DEMUX מפריד אות לאותות המרכיבים שלו (כניסה אחת ו-n יציאות). לכן, אנו יכולים לומר ש-demultiplexing עוקב אחר הגישה של אחד לרבים.

למה ריבוי?

• אמצעי השידור משמש לשליחת האות מהשולח למקבל. למדיום יכול להיות רק אות אחד בכל פעם.
• אם יש מספר אותות לחלוק מדיום אחד, יש לחלק את המדיום באופן שלכל אות ניתן חלק מרוחב הפס הזמין. לדוגמה: אם יש 10 אותות ורוחב הפס של בינוני הוא 100 יחידות, אז 10 יחידות המשותפות לכל אות.
• כאשר מספר אותות חולקים את המדיום המשותף, קיימת אפשרות להתנגשות. קונספט ריבוי משמש כדי למנוע התנגשות כזו.
• שירותי הילוכים יקרים מאוד.

היסטוריה של ריבוי

• טכניקת ריבוי נמצא בשימוש נרחב בתקשורת שבה מספר שיחות טלפון מועברות דרך חוט אחד.
• מקורו של ריבוי טלגרפיה בשנות ה-70 המוקדמות וכיום נעשה שימוש נרחב בתקשורת.
• ג'ורג' אוון סקוויר פיתח את ריבוי ספקי טלפון בשנת 1910.

מושג ריבוי

• קווי הקלט 'n' מועברים דרך מרבבי ומרבב משלב את האותות ליצירת אות מורכב.
• האות המרוכב מועבר דרך Demultiplexer ו-demultiplexer מפריד אות לאותות רכיבים ומעביר אותם ליעדים המתאימים להם.

היתרונות של ריבוי:

• ניתן לשלוח יותר מסיגנל אחד על מדיום בודד.
• ניתן לנצל ביעילות את רוחב הפס של מדיום.

טכניקות ריבוי

ניתן לסווג טכניקות ריבוי כדלקמן:

ריבוי חלוקת תדרים (FDM)

• זוהי טכניקה אנלוגית.
ריבוי חלוקת תדריםהיא טכניקה שבה רוחב הפס הזמין של מדיום שידור בודד מחולק למספר ערוצים.

• בתרשים לעיל, מדיום שידור בודד מחולק למספר ערוצי תדר, וכל ערוץ תדר ניתן למכשירים שונים. למכשיר 1 יש ערוץ תדרים בטווח שבין 1 ל-5.
• אותות הקלט מתורגמים לפסי תדר באמצעות טכניקות אפנון, והם משולבים על ידי מרובה ליצירת אות מורכב.
• המטרה העיקרית של ה-FDM היא לחלק את רוחב הפס הזמין לערוצי תדר שונים ולהקצות אותם להתקנים שונים.
• באמצעות טכניקת אפנון, אותות הכניסה משודרים לרצועות תדר ולאחר מכן משולבים ליצירת אות מורכב.
• הספקים המשמשים לאוונון האותות ידועים בשם ספקי משנה . הם מיוצגים כ-f1,f2..fn.
FDMמשמש בעיקר בשידורי רדיו ורשתות טלוויזיה.

היתרונות של FDM:

• FDM משמש לאותות אנלוגיים.
• תהליך FDM הוא אפנון פשוט וקל מאוד.
• ניתן לשלוח מספר רב של אותות דרך FDM בו זמנית.
• זה לא דורש שום סנכרון בין השולח למקלט.

החסרונות של FDM:

bfs ו-dfs

• טכניקת FDM משמשת רק כאשר נדרשים ערוצים במהירות נמוכה.
• הוא סובל מבעיית ההצלבה.
• נדרש מספר רב של מאפננים.
• זה דורש ערוץ רוחב פס גבוה.

יישומים של FDM:

• FDM נמצא בשימוש נפוץ ברשתות טלוויזיה.
• הוא משמש בשידורי FM ו-AM. לכל תחנת רדיו FM יש תדרים שונים, והם מרובים ליצירת אות מורכב. האות המרובה מועבר באוויר.

ריבוי חלוקת אורך גל (WDM)

• ריבוי חלוקת אורך גל זהה ל-FDM פרט לכך שהאותות האופטיים מועברים דרך כבל הסיבים האופטיים.
• WDM משמש על סיבים אופטיים כדי להגדיל את הקיבולת של סיב בודד.
• הוא משמש לניצול יכולת קצב הנתונים הגבוה של כבל סיבים אופטיים.
• זוהי טכניקת ריבוי אנלוגית.
• אותות אופטיים ממקורות שונים משולבים ליצירת פס אור רחב יותר בעזרת מרובה.
• בקצה המקבל, ה-demultiplexer מפריד את האותות כדי לשדר אותם ליעדים המתאימים.
• ניתן להשיג ריבוי ו-Demultiplexing באמצעות פריזמה.
• פריזמה יכולה לבצע תפקיד של מרובה על ידי שילוב האותות האופטיים השונים ליצירת אות מורכב, והאות המרוכב מועבר באמצעות כבל סיב אופטי.
• פריזמה גם מבצעת פעולה הפוכה, כלומר, demultiplexing האות.

ריבוי חלוקת זמן

• זו טכניקה דיגיטלית.
• בטכניקת ריבוי חלוקת תדרים, כל האותות פועלים באותו זמן בתדר שונה, אך במקרה של טכניקת ריבוי חלוקת זמן, כל האותות פועלים באותו תדר עם זמן שונה.
• ב טכניקת ריבוי חלוקת זמן , הזמן הכולל הזמין בערוץ מחולק בין משתמשים שונים. לכן, לכל משתמש מוקצה מרווח זמן שונה המכונה משבצת זמן שבה ישודר נתונים על ידי השולח.
• משתמש משתלט על הערוץ לפרק זמן קבוע.
• בטכניקת ריבוי חלוקת זמן, נתונים אינם מועברים בו-זמנית, אלא הנתונים מועברים אחד אחד.
• ב-TDM, האות מועבר בצורה של מסגרות. מסגרות מכילות מחזור של משבצות זמן שבהן כל פריים מכיל משבצת אחת או יותר המוקדשים לכל משתמש.
• ניתן להשתמש בו לריבוי אותות דיגיטליים ואנלוגיים כאחד, אך בעיקר לריבוי אותות דיגיטליים.

ישנם שני סוגים של TDM:

• TDM סינכרוני
• TDM אסינכרוני

TDM סינכרוני

• TDM סינכרוני הוא טכניקה שבה משבצת זמן מוקצה מראש לכל מכשיר.
• ב-Synchronous TDM, כל מכשיר מקבל משבצת זמן כלשהי, ללא קשר לעובדה שהמכשיר מכיל את הנתונים או לא.
• אם למכשיר אין נתונים כלשהם, החריץ יישאר ריק.
• ב-Synchronous TDM, אותות נשלחים בצורה של מסגרות. משבצות זמן מאורגנות בצורה של מסגרות. אם למכשיר אין נתונים עבור משבצת זמן מסוימת, המשבצת הריקה תשודר.
• ה-TDM הסינכרוני הפופולרי ביותר הם ריבוי T-1, ריבוי ISDN ו-SONET ריבוי.
• אם יש n מכשירים, אז יש n חריצים.

מושג של TDM סינכרוני

באיור לעיל, טכניקת TDM סינכרונית מיושמת. לכל מכשיר מוקצה משבצת זמן כלשהי. משבצות הזמן מועברות ללא קשר אם לשולח יש נתונים לשלוח או לא.

חסרונות של TDM סינכרוני:

• הקיבולת של הערוץ אינה מנוצלת במלואה מכיוון שהחריצים הריקים מועברים גם ללא נתונים. באיור שלמעלה, המסגרת הראשונה מלאה לחלוטין, אך בשתי המסגרות האחרונות, כמה חריצים ריקים. לכן, ניתן לומר שהקיבולת של הערוץ אינה מנוצלת ביעילות.
• המהירות של אמצעי השידור צריכה להיות גדולה מהמהירות הכוללת של קווי הקלט. גישה חלופית ל-TDM סינכרוני היא ריבוי חלוקת זמן אסינכרוני.

TDM אסינכרוני

• TDM אסינכרוני ידוע גם בשם Statistical TDM.
• TDM אסינכרוני היא טכניקה שבה משבצות זמן אינן קבועות כמו במקרה של TDM סינכרוני. משבצות זמן מוקצות רק לאותם מכשירים שיש להם את הנתונים לשלוח. לכן, אנו יכולים לומר שמרבב חלוקת זמן אסינכרוני משדר רק את הנתונים מתחנות עבודה פעילות.
• טכניקת TDM אסינכרונית מקצה באופן דינמי את משבצות הזמן למכשירים.
• ב-TDM אסינכרוני, המהירות הכוללת של קווי הקלט יכולה להיות גדולה מהקיבולת של הערוץ.
• מרבב חלוקת זמן אסינכרוני מקבל את זרמי הנתונים הנכנסים ויוצר מסגרת המכילה רק נתונים ללא חריצים ריקים.
• ב-Asynchronous TDM, כל חריץ מכיל חלק כתובת המזהה את מקור הנתונים.

• ההבדל בין Asynchronous TDM ל- Synchronous TDM הוא שהרבה חריצים ב- Synchronous TDM אינם מנוצלים, אבל ב-Asynchronous TDM, חריצים מנוצלים במלואם. זה מוביל לזמן שידור קטן יותר ולניצול יעיל של קיבולת הערוץ.
• ב-TDM סינכרוני, אם יש n התקני שליחה, אז יש n משבצות זמן. ב-TDM אסינכרוני, אם יש n התקני שליחה, אז יש m חריצי זמן שבהם m קטן מ-n ( M).
• מספר המשבצות במסגרת תלוי בניתוח הסטטיסטי של מספר שורות הקלט.

מושג של TDM אסינכרוני

בתרשים לעיל, ישנם 4 מכשירים, אך רק שני מכשירים שולחים את הנתונים, כלומר, A ו-C. לכן, הנתונים של A ו-C מועברים רק דרך קו השידור.

ניתן לייצג את המסגרת של הדיאגרמה לעיל כ:

האיור שלמעלה מראה שחלק הנתונים מכיל את הכתובת לקביעת מקור הנתונים.