अंतरिक्ष प्रभाग मल्टीप्लेक्सिंग: आरेख, कार्य, लाभ, हानि और इसके अनुप्रयोग

दूरसंचार और कंप्यूटर नेटवर्क में मल्टीप्लेक्सिंग एक प्रकार की तकनीक है जिसका उपयोग एक ही माध्यम में कई डेटा सिग्नलों को संयोजित और प्रसारित करने के लिए किया जाता है। में बहुसंकेतन तरीका, बहुसंकेतक (MUX) हार्डवेयर एकल आउटपुट लाइन उत्पन्न करने के लिए 'n' इनपुट लाइनों को मर्ज करके मल्टीप्लेक्सिंग प्राप्त करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। तो यह विधि मुख्य रूप से अनेक-से-एक अवधारणा का अनुसरण करती है जिसका अर्थ है एन-इनपुट लाइनें और एकल आउटपुट लाइन। मल्टीप्लेक्सिंग तकनीकें विभिन्न प्रकार की होती हैं जैसे; एफडीएम, टीडीएम, सीडीएम , एसडीएम एवं ओएफडीएम। यह आलेख मल्टीप्लेक्सिंग तकनीकों के प्रकारों में से एक पर संक्षिप्त जानकारी प्रदान करता है जैसे; अंतरिक्ष प्रभाग मल्टीप्लेक्सिंग या एसडीएम।

स्पेस डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (एसडीएम) क्या है?

वायरलेस के भीतर एक मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक संचार तंत्र उपयोगकर्ताओं के भौतिक पृथक्करण का उपयोग करके सिस्टम क्षमता को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाता है जिसे स्पेस डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग या स्थानिक डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (एसडीएम) के रूप में जाना जाता है। इस मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक में, अनेक एंटेना समानांतर संचार चैनल बनाने के लिए ट्रांसमीटर और रिसीवर के दोनों सिरों पर उपयोग किया जाता है। ये संचार चैनल एक-दूसरे से स्वतंत्र हैं, जो हस्तक्षेप को छोड़कर कई उपयोगकर्ताओं को एक समान आवृत्ति बैंड के भीतर एक साथ डेटा संचारित करने की अनुमति देता है।

अधिक स्वतंत्र चैनल बनाने के लिए अधिक एंटेना को शामिल करके वायरलेस संचार प्रणाली की क्षमता में सुधार किया जा सकता है। इस मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक का उपयोग आमतौर पर वायरलेस संचार प्रणालियों में किया जाता है जैसे; वाईफ़ाई, उपग्रह संचार प्रणाली और सेलुलर नेटवर्क.

सबमरीन ऑप्टिकल केबल उदाहरण में एसडीएम

पनडुब्बी ऑप्टिकल केबल अनुप्रयोग में अंतरिक्ष प्रभाग मल्टीप्लेक्सिंग को तीन ट्रांसमिशन प्रणालियों में विभाजित किया गया है; सिंगल-कोर फाइबर सी-बैंड, सिंगल-कोर फाइबर सी+एल-बैंड और मल्टी-कोर फाइबर सी-बैंड ट्रांसमिशन। तीन संचरण प्रणाली प्रकाश पथ आरेख नीचे दिखाया गया है।

पनडुब्बी ऑप्टिकल केबल ट्रांसमिशन सिस्टम में सिंगल-कोर फाइबर सी-बैंड सिग्नल को बेहतर बनाने के लिए केवल ईडीएफए उपकरण से लैस है। ईडीएफए (एर्बियम डोप्ड फाइबर एम्पलीफायर) एक प्रकार का ओएफए है ​​जो ऑप्टिकल फाइबर कोर में शामिल एर्बियम आयनों के माध्यम से एक ऑप्टिकल एम्पलीफायर है। EDFA में कुछ विशेषताएं हैं जैसे; कम शोर, उच्च लाभ और ध्रुवीकरण स्वतंत्र। यह 1.55 μm (या) 1.58 μm बैंड के भीतर ऑप्टिकल सिग्नल को बढ़ाता है।

सिंगल-कोर सी+एल-बैंड ट्रांसमिशन सिस्टम को दो बैंड सिग्नलों को संगत रूप से बेहतर बनाने के लिए दो ईडीएफए की आवश्यकता होती है। मल्टी-कोर फाइबर सी-बैंड ट्रांसमिशन सिस्टम बहुत जटिल है और इसमें प्रत्येक फाइबर कोर को फैन करने और उसे सिग्नल एम्पलीफायर में इनपुट करने की आवश्यकता होती है, और उसके बाद एम्पलीफायर सिग्नल को मल्टी-कोर फाइबर केबल में फैन करने की आवश्यकता होती है।

जब भी 3-चैनल ट्रांसमिशन सिस्टम का सिग्नल-टू-शोर अनुपात लगभग 9.5dB होता है, तो सिंगल-कोर फाइबर सी+एल-बैंड ट्रांसमिशन सिस्टम को अधिकतम ऑप्टिकल केबल क्षमता ट्रांसमिशन प्राप्त करने के लिए 37 ऑप्टिकल फाइबर जोड़े की आवश्यकता होती है।

मल्टीकोर फाइबर सी-बैंड ट्रांसमिशन सिस्टम को उच्चतम ट्रांसमिशन क्षमता प्राप्त करने के लिए 19 से 20 जोड़े फाइबर की आवश्यकता होती है। सिंगल-कोर फाइबर सी+एल-बैंड ट्रांसमिशन सिस्टम को उच्चतम क्षमता फैलाने के लिए केवल तेरह फाइबर केबल जोड़े की आवश्यकता होती है; हालाँकि, इसकी उच्चतम क्षमता केवल सिंगल-कोर सी-बैंड फाइबर ट्रांसमिशन का 70% है।

एसडीएम तकनीक में, तीन ट्रांसमिशन प्रणालियों द्वारा आवश्यक वोल्टेज की गणना करने के लिए प्रत्येक पनडुब्बी ऑप्टिकल केबल की दूरी 60 किमी निर्धारित की जाती है। सिंगल-कोर सी-बैंड और सी+एल-बैंड को अधिकतम 15 केवी से कम वोल्टेज की आवश्यकता होती है। मल्टी-लाइन एफओसी ट्रांसमिशन सिस्टम की तुलना में, उनके वोल्टेज कम होते हैं क्योंकि मल्टी-कोर फाइबर ट्रांसमिशन सिस्टम को ट्रांसमिशन पूरा करने के लिए अतिरिक्त एम्पलीफायरों की आवश्यकता होती है।

स्पेस डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग के तीन ट्रांसमिशन सिस्टम में, सिंगल-कोर फाइबर सी+एल-बैंड और मल्टी-कोर सी-बैंड की ट्रांसमिशन क्षमता सिंगल-कोर फाइबर सी-बैंड ट्रांसमिशन की तुलना में कम है। सिंगल-कोर फाइबर सी-बैंड और सी+एल-वेव सिस्टम मल्टी-कोर सिस्टम की तुलना में कम वोल्टेज और बिजली उपयोग का उपयोग कर सकते हैं यदि समान क्षमता मल्टी-कोर के माध्यम से प्राप्त की जा सकती है।

अंतरिक्ष प्रभाग मल्टीप्लेक्सिंग कार्य

स्पेस डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (एसडीएम) एक साथ कई स्वतंत्र डेटा धाराओं को प्रसारित करने के लिए स्थानिक आयाम का शोषण करके काम करता है। यह कैसे काम करता है इसकी एक सरल व्याख्या यहां दी गई है:

• स्थानिक पृथक्करण : एसडीएम विभिन्न डेटा स्ट्रीम के लिए ट्रांसमिशन पथों को भौतिक रूप से अलग करने पर निर्भर करता है। यह पृथक्करण संचरण के माध्यम के आधार पर विभिन्न तकनीकों का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है, जैसे विभिन्न ऑप्टिकल फाइबर, एंटीना तत्व, या ध्वनिक पथ का उपयोग करना।
• एकाधिक चैनल : प्रत्येक स्थानिक रूप से अलग किया गया पथ एक विशिष्ट संचार चैनल का प्रतिनिधित्व करता है। इन चैनलों का उपयोग एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप किए बिना स्वतंत्र डेटा धाराओं को समवर्ती रूप से प्रसारित करने के लिए किया जा सकता है।
• डेटा एन्कोडिंग और मॉड्यूलेशन : ट्रांसमिशन से पहले, प्रत्येक चैनल के लिए इच्छित डेटा को चुने गए माध्यम पर ट्रांसमिशन के लिए उपयुक्त प्रारूप में परिवर्तित करने के लिए एन्कोडिंग और मॉड्यूलेशन तकनीकों से गुजरना पड़ता है। इसमें आमतौर पर डिजिटल डेटा को विशिष्ट आवृत्तियों या ट्रांसमिशन माध्यम के लिए उपयुक्त अन्य गुणों पर संशोधित एनालॉग सिग्नल में परिवर्तित करना शामिल है।
• एक साथ संचरण : एक बार जब डेटा एन्कोड और मॉड्यूलेट हो जाता है, तो इसे स्थानिक रूप से अलग किए गए चैनलों पर एक साथ प्रसारित किया जाता है। यह एक साथ ट्रांसमिशन डेटा थ्रूपुट को बढ़ाने और उपलब्ध संचार संसाधनों के कुशल उपयोग की अनुमति देता है।
• रिसीवर डिकोडिंग : प्राप्त अंत में, सभी स्थानिक चैनलों से सिग्नल अलग-अलग प्राप्त और संसाधित किए जाते हैं। मूल डेटा स्ट्रीम को पुनर्प्राप्त करने के लिए प्रत्येक चैनल को डिमोड्युलेटेड और डिकोड किया जाता है। चूंकि चैनल स्थानिक रूप से अलग-अलग हैं, इसलिए उनके बीच न्यूनतम हस्तक्षेप होता है, जिससे विश्वसनीय डेटा पुनर्प्राप्ति की अनुमति मिलती है।
• डेटा स्ट्रीम का एकीकरण : अंत में, सभी चैनलों से पुनर्प्राप्त डेटा स्ट्रीम को मूल प्रेषित डेटा के पुनर्निर्माण के लिए एकीकृत किया जाता है। यह एकीकरण प्रक्रिया विशिष्ट एप्लिकेशन पर निर्भर करती है और इसमें त्रुटि सुधार, सिंक्रनाइज़ेशन और डेटा एकत्रीकरण जैसे कार्य शामिल हो सकते हैं।

कुल मिलाकर, अंतरिक्ष प्रभाग मल्टीप्लेक्सिंग स्थानिक पृथक्करण का लाभ उठाकर कई स्वतंत्र डेटा धाराओं के एक साथ प्रसारण को सक्षम बनाता है, जिससे संचार क्षमता और दक्षता में वृद्धि होती है। इसका उपयोग आमतौर पर ऑप्टिकल फाइबर नेटवर्क, वायरलेस संचार, उपग्रह संचार और पानी के नीचे ध्वनिक संचार सहित विभिन्न संचार प्रणालियों में किया जाता है।

अंतरिक्ष प्रभाग बहुसंकेतन उदाहरण

एसडीएम का पहला उदाहरण सेलुलर संचार है क्योंकि इस संचार में वाहक आवृत्तियों के समान सेट का उपयोग उन कोशिकाओं के भीतर फिर से किया जाता है जो एक दूसरे के करीब नहीं हैं।

• ऑप्टिकल फाइबर संचार : फाइबर ऑप्टिक संचार प्रणालियों में, विभिन्न स्थानिक पथों का उपयोग करके एक ही फाइबर के माध्यम से कई चैनलों को एक साथ प्रसारित किया जा सकता है। प्रत्येक स्थानिक पथ एक अलग तरंग दैर्ध्य (तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग - डब्लूडीएम) या एक अलग ध्रुवीकरण स्थिति (ध्रुवीकरण डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग - पीडीएम) का प्रतिनिधित्व कर सकता है। यह अतिरिक्त भौतिक फाइबर केबल बिछाए बिना डेटा ट्रांसमिशन क्षमता बढ़ाने की अनुमति देता है।
• मल्टीपल एंटीना सिस्टम : वायरलेस संचार में, मल्टीपल-इनपुट मल्टीपल-आउटपुट (एमआईएमओ) सिस्टम वर्णक्रमीय दक्षता में सुधार के लिए ट्रांसमीटर और रिसीवर दोनों पर कई एंटेना का उपयोग करते हैं। प्रत्येक एंटीना जोड़ी एक स्थानिक चैनल बनाती है, और डेटा इन चैनलों पर एक साथ प्रसारित होता है, जिससे वायरलेस लिंक की क्षमता प्रभावी रूप से बढ़ जाती है।
• उपग्रह संचार : उपग्रह संचार प्रणालियाँ अक्सर विभिन्न आवृत्ति बैंड या स्थानिक पथों का उपयोग करके एक साथ कई संकेतों को प्रसारित करने के लिए एसडीएम तकनीकों का उपयोग करती हैं। यह उपग्रह संसाधनों के अधिक कुशल उपयोग और प्रसारण, इंटरनेट सेवाओं और रिमोट सेंसिंग जैसे अनुप्रयोगों के लिए डेटा थ्रूपुट को बढ़ाने की अनुमति देता है।
• पानी के अंदर ध्वनिक संचार : पानी के नीचे के वातावरण में, लंबी दूरी की यात्रा करने की क्षमता के कारण ध्वनि तरंगों का उपयोग संचार के लिए किया जाता है। स्थानिक रूप से अलग-अलग चैनल बनाने के लिए कई हाइड्रोफोन और ट्रांसमीटरों का उपयोग करके एसडीएम को नियोजित किया जा सकता है, जिससे कई डेटा धाराओं के एक साथ प्रसारण की अनुमति मिलती है और समग्र संचार क्षमता में वृद्धि होती है।
• इंटीग्रेटेड सर्किट इंटरकनेक्ट्स : कंप्यूटर प्रोसेसर या नेटवर्किंग उपकरण जैसे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के भीतर, एक चिप पर कई घटकों या कोर को आपस में जोड़ने के लिए स्पेस डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग तकनीकों को लागू किया जा सकता है। विभिन्न भौतिक पथों के माध्यम से संकेतों को रूट करके, डेटा को विभिन्न प्रसंस्करण इकाइयों के बीच समवर्ती रूप से प्रसारित किया जा सकता है, जिससे समग्र सिस्टम प्रदर्शन और थ्रूपुट में वृद्धि होती है।

फायदे नुकसान

अंतरिक्ष प्रभाग बहुसंकेतन के लाभ निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• एक एसडीएम तकनीक यूनिट क्रॉस-सेक्शन में ऑप्टिकल फाइबर के स्थानिक घनत्व में सुधार करती है।
• यह एक सामान्य क्लैडिंग के भीतर स्थानिक ट्रांसमिशन चैनलों की संख्या को बढ़ाता है।
• एसडीएम एफडीएम या फ़्रीक्वेंसी डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग और टीडीएम या का एक संयोजन है समय विभाजन बहुसंकेतन .
• यह एक विशिष्ट आवृत्ति के उपयोग के साथ संदेशों को प्रसारित करता है, इसलिए एक विशेष चैनल का उपयोग कुछ समय के लिए एक विशेष आवृत्ति बैंड के विरुद्ध किया जा सकता है।
• यह मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक बस एक ऑप्टिकल फाइबर को कई सिग्नल प्रसारित करने की अनुमति देती है जो एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप करने के अलावा विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर भेजे जाते हैं।
• एसडीएम ऊर्जा दक्षता विकसित करता है और प्रत्येक बिट के लिए कम लागत की अनुमति देता है।
• एसडीएम तकनीक एफएमएफ (कुछ-मोड फाइबर) और मल्टी-कोर फाइबर में ऑर्थोगोनल एलपी मोड के भीतर संकेतों को मल्टीप्लेक्स करके प्रत्येक फाइबर के लिए वर्णक्रमीय दक्षता में सुधार करती है।
• विकास काफी सरल है और किसी मौलिक नए ऑप्टिकल घटक की आवश्यकता नहीं है।
• बैंडविड्थ का सर्वोत्तम उपयोग.
• एसडीएम के भीतर निश्चित आवृत्ति का दोबारा उपयोग किया जा सकता है।
• एसडीएम को शुद्ध ऑप्टिकल केबल के भीतर लागू किया जा सकता है।
• ऑप्टिकल केबलों के कारण इसका थ्रूपुट बहुत अधिक है।
• कई मल्टीप्लेक्सिंग तकनीकों और फाइबर ऑप्टिक के कारण आवृत्ति का सर्वोत्तम उपयोग।

अंतरिक्ष विभाजन बहुसंकेतन के नुकसान निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• ट्रांसमिशन चैनलों की संख्या में सुधार के कारण एसडीएम की लागत अभी भी काफी बढ़ रही है।
• मल्टीप्लेक्सिंग प्रसारित होने वाले विभिन्न सिग्नलों को मर्ज और विभाजित करने के लिए जटिल एल्गोरिदम और प्रोटोकॉल का उपयोग करता है। तो इससे नेटवर्क की कठिनाई में सुधार होता है और इसे बनाए रखना और समस्या निवारण करना अधिक कठिन हो जाता है।
• मल्टीप्लेक्सिंग प्रसारित होने वाले संकेतों के बीच हस्तक्षेप का कारण बनता है, जो प्रसारित डेटा के मूल्य को दूषित कर सकता है।
• इस मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक को मल्टीप्लेक्सिंग प्रक्रिया के लिए एक निश्चित मात्रा में बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है, जो वास्तविक डेटा ट्रांसमिशन के लिए उपलब्ध बैंडविड्थ की मात्रा को कम कर सकती है।
• इस मल्टीप्लेक्सिंग को लागू करना और बनाए रखना जटिलता और आवश्यक विशेष उपकरणों के कारण महंगा है।
• यह मल्टीप्लेक्सिंग प्रेषित डेटा को सहेजना अधिक कठिन बना देता है क्योंकि एक ही चैनल के ऊपर कई सिग्नल भेजे जा रहे हैं।
• एसडीएम में, एक अनुमान हो सकता है.
• एसडीएम को उच्च अनुमान हानि का सामना करना पड़ता है।
• एसडीएम में, आवृत्तियों का एक ही सेट या टीडीएम संकेतों का एक ही सेट दो अलग-अलग स्थानों पर उपयोग किया जाता है

अंतरिक्ष प्रभाग बहुसंकेतन अनुप्रयोग

अंतरिक्ष प्रभाग बहुसंकेतन के अनुप्रयोग निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• अंतरिक्ष विभाजन मल्टीप्लेक्सिंग का उपयोग स्थलीय नेटवर्क में दो अलग-अलग तरीकों से किया जाता है; एसडीएम-संगत घटक ट्रांसमिशन और स्विचिंग इंफ्रास्ट्रक्चर दोनों के भीतर व्यवस्थित होते हैं (या) केवल स्विचिंग आर्किटेक्चर के भीतर एसडीएम कार्यान्वयन।
• MIMO वायरलेस संचार के भीतर अंतरिक्ष-विभाजन मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक और फाइबर ऑप्टिक संचार का उपयोग अंतरिक्ष के भीतर अलग किए गए स्वतंत्र चैनलों को प्रसारित करने के लिए किया जाता है।
• एसडीएम का उपयोग सेलुलर नेटवर्क में मल्टीपल इनपुट मल्टीपल आउटपुट तकनीक के रूप में किया जाता है, जो संचार लिंक के मूल्य और क्षमता को बढ़ाने के लिए ट्रांसमीटर और रिसीवर के दोनों सिरों पर कई एंटेना का उपयोग करता है।
• एसडीएम अंतरिक्ष विभाजन के साथ ऑप्टिकल फाइबर मल्टीप्लेक्सिंग को समझने की एक विधि को संदर्भित करता है।
• एसडीएम तकनीक का उपयोग ऑप्टिकल डेटा ट्रांसमिशन के लिए किया जाता है जहां मल्टी-कोर फाइबर जैसे कई स्थानिक चैनलों का उपयोग किया जाता है।
• ऑप्टिकल फाइबर ट्रांसमिशन के लिए स्थानिक डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक WDM की क्षमता सीमा को पार करने में मदद करती है।
• एसडीएम का उपयोग जीएसएम तकनीक में किया जाता है।

इस प्रकार, यह है अंतरिक्ष प्रभाग बहुसंकेतन का एक सिंहावलोकन , कार्य, उदाहरण, फायदे, नुकसान और अनुप्रयोग। एसडीएम तकनीक ओएफसी या ऑप्टिकल फाइबर संचार की विकास प्रवृत्ति के अनुरूप है। यह मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक ओएफसी प्रौद्योगिकी का एक प्रमुख नवाचार और विकसित तरीका है। यहां आपके लिए एक प्रश्न है कि टाइम डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग या टीडीएम क्या है?