Multiplexing 이란 다중화를 뜻한다.
A,B,C,D 가 Multiplexing을 통해 하나의 선을 공유하게 되는것이다.

N개의 Input 이 들어가면 1개의 link 를 공유하고 N 개의 Channel 이 있다.
Channel 은 논리적인 단위이고
받을땐 또 분리해서 구분하여 보내줘야한다. 이것을 DEMultiplexing ( 역다중화) 라 한다.

FDM and TDM

FDM(Frequency Division MultiPlexing) 은 주파수를 나눠서 전송하는 것이다.
FDM 방식은 주파수가 달라서 서로 간섭하지 않는다.
이렇게 채널만 달리하면 DATA 를 보내도 된다.
그러니 동일한 시간대에 보내도 되는것이다.

TDM(Time DIvision MultiPlexing) 은 FDM 과 다르게 시간을 나눠서 전송한다. 유럽에서 주로 사용한다 한다.
TDM 은 동일한 주파수 영역을 다 사용한다.

1,2,3,4,5 가 들어오게 되면 [1,2,3,4,5] 이렇게 하나가 프레임이라하고 프레임 내에서 자기의 신호가 있게된다 그리고 이 프레임이 계속 반복하게 된다.
그럼 [1,2,3,4,5][1,2,3,4,5][1,2,3,4,5] 이렇게 계속 반복하게 되는것이다.
주로 Digital 에서 사용한다.

CDM 은 Code Division Multiplexing 으로 Code 를 나눠서 전송하는 방식이다. 주파수와 시간은 같아도 된다.

OFDM 은 한 시점에 특정 주파수만이 Carrier 로 사용한다. 다른 주파수의 세기가 작아서 간섭은 발생하지 않는다 한다.

FDM System

각 송신자는 보내고자 하는 신호를 modolation 을 이용하여 주파수 F에 옮긴다.
각각의 주파수 f 를 다 합하여 baseband 를 거쳐서 Transmitter 를 거쳐 FDM SIGNAL 이 된다.

(B) 에서도 볼수 있듯이 FDM 은 각각의 주파수를 나눠서 전송한다. 그래서 각각의 주파수 대역이 있음을 확인할수있다.

FDM of Three voiceband signal

(a) 를 보면 사람의 목소리는 0~ 4kHz 를 가질수 있다.
그래서 (b) 에서 64K hz 에서 voice signal modulate 를 하면 , Cos 함수로 인해 B 의 형태가 되고 낮은 주파수 대역을 Lower sideband,높은 주파수 대역을 Upper sideband 가 된다.
여기선 Upper sideband 를 버리고 Lower sideband 만 사용하여 각각의 Carrier 주파수로 사용한다.

Analog Carrier System

Group 은 12개의 채널을 묶어서 사용하는것이다 한 채널당 4K Hz 를 가짐으로 Group Channel 은 48k hz 를 가진다고 할수 있다.

Supergroup 은 5개의 Group 을 묶어서 사용하는 것이다 그럼 총 60개의 Channel 이 되고 48K hz * 5 인지는 아직 모름

Mastergroup 은 10개의 Supergroup 을 묶어서사용하는것 그럼 총 600개의 Channel 이 된다.

WaveLength Division Multiplexing

고주파에서의 주파수 분할방법이다.
주파수가 너무 고주파이면 파장이 짧다.
WDM 방식은 파장을 나눠서 전송하는 방식이고.
고주파를 흘러보낼수 있는 Medium 은 Optical Fibers 이다.

위의 사진처럼 각각의 Fiber 들은 서로 다른 주파수를 사용하여 전송한다.

Synchronous TDM System

Synchronous 라는 말은 Sync 가 맞다는 말이다. Digital 에서 사용한다.

각각 보낸 신호들은 Buffer를 통해 TDM FRAME 에 Mapping 이 된다. 그리고 Mapping 되어있던 TDM frame 으로 부터 알맞은 Buffer 로 할당된다.

앞에서도 말했던것 처럼 프레임을 반복하여 다 한번씩 기회를 준다.

TDM Link Control

TDM 은 시간정보에 따라 Mapping 되므로 header 와 Tail 에 붙일것이 없다.
그리고 만약 받을때 2번에서 받을 준비가 안됐다라고 해도 프레임 자체를 안보내는건 말이 안된다. 그건 상위 계층에서 알아서 해주기에 따로 protocol 도 필요하지 않다.

시간에 따라 할당받아 전송,수신하기에 flow 문제가 발생하지 않는다.
위에서 말한것 처럼 받을 준비가 안되도 다른것들은 다 받을수 있다.

못 받는 Data 는 Loss 처리가 되고 slot 을 empty 처리한다.

Framing

flag 는 프레임의 시작을 나타낸다.
Recviever 는 프레임이 오는지 안오는지 모른다.
하지만 Frame은 반복된다고 말했다. 그래서 별도의 Flag 가 필요하지 않ㄴ다.

그래서 added digit framing 을 통해 프레임이 반복될떄 특정 bit 를 반복해서 사용한다. 그러나 그렇게 오지 않으면 Sync Error 가 발생

0 1 0 1 0 1 이렇게 와야하는데
0 1 0 1 0 0 이렇게 오면 Sync Error 라는 말.

TDM of Analog and Digital Source

만약 source 1이 2 source 2 가 4 source 3 이 2 khz를 가지고 있는데 TDM PAM signal 은 10khz 를 보장한다고 해보자 이러면 남게 된다.

TDM 은 비어있는걸 허용하지 않는다, 그래서 채워 놓는다.

이게 pulse stuffing 이라 한다.

DS-1 Transmission Format

DS-1 은 T-1 이라고도 불린다. 위 사진은 DS-1 Transmission 의 Frame 을 보여주는 사진이다.
DS-1 은 24 개의 Voice Channel 이 있다.

193 Bit중에 첫 비트는 Frame bit 로 동기화를 위해 각각의 Frame을 구분하는 bit 이다.
한 Channel 당 8bit 를 가지고, 총 24개의 channel 이 존재하고 첫비트가 있음으로 1 + 192 로 193 비트가 되는것이다.

한 Frame 당 125 Usec 를 가지는데 초당 8000번 Sampling 하기에 1/8000 은 125 Usec 이다.

Voice Channel

8-bit PCM = 6Frames 중 5 Frame 만 사용
7-bit PCM = 6Frames 중 모두를 사용하지만 각 Frame 마다 마지막 8번
bit 는 SIgnaling bit로 사용한다.

Data Channel

주기적일 필요없이 데이터에 맞는 SLot 만 할당 받으면 된다.
24 번쨰 Channel 은 Signaling 을 위해 사용한다.
Bit 1 ~ 7 은 56kbps service 에 사용
2.4 K 가 필요하면 그에 맞는 slot 만 할당한다.

각 Channel 당 64Kbps 를 가진다고 가정하면, DS-1을 사용하는 Line 은 64Kpbs * 24 = 1.5mbps 를 수용할수 있어야한다.

SONET/SDH

광 케이블에 특수한 Data 를 보낸다.

STSMUX- 광케이블을 연결한 다중화기
R - regenerator
T - Terminal
ADM - add or drop Multiplexer

STSMUX 에서 ADM 로 신호를 보낼때 신호가 약해질수가 있다.
이때 Regenerator 을 달아서 다시 힘을 넣어준다.

SONET layers compared with OSI or the Internet Layer

위 사진처럼 Data Link 에는 3개의 Layer 가 나뉘고
Physical Link 에는 Photonic Layer 가 있다.

각 Protocol 이 존재.

STS-1

STS-N

광케이블 Multiplexer 에서도 위와 같은 방식으로 Multiplexing 한다.

Asynchronous Transfer Mode(ATM)

지금까지의 TDM 은 synchronous 한 방식이였다. sync 는 내가 보낼수 있는 시간이 고정되어 있다는 말이다.

Frame 내에서 각자의 TIme 이 결정되어 있으므로 Frame 이 모두 할당되면, 남아있는 전송 개체들은 전송할 Channel 을 할당받지못해 전송이 불가능해진다.
또한 할당받은 개체가 전송을 하지 않을 떄는 자원의 낭비로 이어진다.

그래서 ATM 이 사용하는 Statistical Multiplexing 방식은 위 사진과 같다. 오는 순서대로 데이터를 서비스 하고 못 보내느건 Buffering 을 한다.
이런 방식이 ATM

ATM Features

Cell networking 은 데이터의 크기를 작게해서 보낸다.

cell = data 송수신의 기본 단위
payload = 실질적인 data
header = 전송, 프로토콜을 실행 하기위한 정보

위 그림을 보면 긴 데이터 날아가는 동안 다른데이터는 기다려야한다.
이렇게 되면 한 쪽이 독점할수 있다.

하지만 모두 짤라서 보내게 되면 어느정도 공평하게 서비스 된다.

Code Division Multiple Access(CDMA)

CDMA 방식은 Time 과 Frequency 는 모두 같지만 Code 가 다르다.

CDMA Encode and Decode

0 대신에 -1 로 사용한다.
위의 sender slot 1 을 보면 11101000 (-1 은 0)이다.
이것을 data 값인 -1 과 각각 곱하게 되면 -1-1-11-1111 이 되어서 slot 1 channel output 과 같은 결과를 확인할수있다.

각 slot 마다 data 가 할다앟여 서로 다른 data와 code 를 operation (encoding) 취해 나온 결과를 전송한다.
수신 측은 알고 있는 Code 로 수신한 data 를 decoding 하여서 원래의 data 를 도출한다.

CDMA: Two-sender Interference

2명의 서로 다른 송신자가 data를 전송하는 경우에는 서로다른 code를사용한다.

A 와 B 를 보면 코드 자체가 직교해야한다.
서로 산섭을 일으키지 않아야한다.
orthogonal 해야한다는 말.

수신측에서는 CODE 를 알고 있기에 서로 다른 송신자가 보낸 data 를 추출할수 있다.

하지만 굉장히 고주파 인것이 단점이다.

Hadamard Matrix

Code 를 만드는 Algorithm 이다.

오른쪽 대각선 아래의 값만 다른 값들의 반대로 취하는 방식
임의의 2개를 뽑아도 서로 간섭을 이르키지 않는다.

Basic Concept of OFDM

왼쪽이 FDM 방식이고 오른쪽이 OFDM 방식이다
왼쪽은 물을 다채우겠따는 말이고
오른쪽은 Carrier 가 여러개여서 서로 간섭하지않게 보낸다는 말이다.

Difference between FDM and OFDM

OFDM 의 경우 guard band 없이 orthogonal 하게 carriers 가 사용된다. 다른 주파수의 영향을 받지 않는다.

OFDM 은 주파수를 끊어서 보낸다. 보내고자 하는 데이터는 Operation 처리한다.

Cable Modems

여러 애들이 동시에 보낼수 있는것이다.

DownStream

scheduler 는 작은 Packet 단위로 dat를 전달한다.

UpStream

자기의 시간대를 확보해야한다, 확보된 시간은 Scheduler 가 알고있다.

Cable Modem Scheme

Headend Scheduler 가 각 station 에 시간대를 할당해주고 data를 전달한다.
그리고 upstream 에서 각 station 들은 headend scheduler에 전송할 dat가 있음을 request

Asymmetrical Digital Subscriber Line(ADSL)

Asymmetrical 은 비대칭 하다는 말인데 보내는것과 받는속도가 서로 비대칭 이라는 말이다.

xDSL 의 x는 어떤것도 들어올수 있따는 말이다.

ADSL Channel Configuration

각 Stream 사이는 Spitter가 분할하고 PoTS 는 전화 부파수, Down STream 이 더 많은 data 의 수신을 가능하게 한다.

Pots 는 댁 내망(Residential Area Net)에 사용된다.
DownStream 은 많은 데이터 수신가능하다.

Duplex Access Technique

Duplex 는 A,B 가 서로 송수신이 가능하단 말이다.

FDD(Frequency Division Duplex) 는 주파수를 Up Down 으로 나누어 동시에 가능하게 하지만
TDD(Time Division Duplex)는 TIme 을 up Down 으로 나누기 떄문에 동시에 말하고 들을수 없음.