Технологія TDMA

Один із таких термінів – TDMA, який є скороченням від англійської «Time Division Multiple Access», що в дослівному перекладі означає «множинний доступ із поділом за часом». То що таке TDMA? Щоб зрозуміти суть цієї технології, слід розглянути класичні бездротові мережі.

Простий приклад є вузол А і B. До обох вузлів підключені абоненти, обидва вузли мають спеціальний буфер, у якому формується черга пакетів на відправлення. Надсилання пакетів здійснюється по порядку. При використанні такого варіанту можлива низка проблем. Один із абонентів може зайняти більшу частину смуги пропускання, що призведе до зниження швидкості в інших абонентів та підвищення латентності (затримок). Не виключені також втрати пакетів, наприклад по TTL.

Щоб такого не відбувалося, складніші мережеві рішення мають спеціальний набір програмних інструментів: шейпери, планувальники пакетів, пріоритезація, QoS. Ці інструменти дозволяють встановити ліміт пропускної спроможності кожного користувача, а також встановити пріоритезацію за типом трафіку. Наприклад, для сервісів VoIP встановлюється найвищий пріоритет. Для роботи такого механізму потрібен великий обсяг оперативної пам'яті та досить потужний процесор. Крім цього, існує проблема інтерференції.

Технологія TDMA дозволяє усунути багато недоліків і реалізувати надійнішу роботу всіх вузлів мережі. Говорячи простою мовою, в основі TDMA лежить поділ смуги пропускання на тимчасові слоти (Time Slot). Залежно кількості кінцевих «клієнтів», визначається кількість слотів, і навіть їх тривалість.

В рамках виділеного часу (тимчасового слота), клієнт отримує гарантований повний доступ до всієї смуги пропускання, що забезпечує високу стабільність та надійність такого з'єднання. Дані поділяються на спеціальні блоки, які у порядку черги сортуються у буфері та по черзі заповнюють тимчасовий слот. Після закінчення часу передача припиняється, і після невеликого таймінгу, настає черга передачі для іншого, третього клієнта і так далі.

Тривалість тайм-слоту настільки коротка, що вимірюється мілісекундами, тому легко забезпечує роботу VoIP без затримок (аудіо- і відеоконтент). Тривалість тайм-слоту залежить від багатьох факторів і параметрів, як кількість абонентів і тип застосовуваного обладнання. Варіантів тут може бути безліч - від найпростіших, з кількома клієнтами і закінчуючи складнішими системами з великою кількістю клієнтів.

Тайм-слоти можуть бути використані не тільки для різних клієнтів, але і для різних типів трафіку. Наприклад, для забезпечення стабільної роботи мультимедійних голосових та відеосервісів – така можливість є своєрідною альтернативою класичному QoS. Залежно від конфігурації мережі, одному клієнту може бути виділено кілька тайм-слотів. Наприклад, базова станція, яка одночасно обслуговує приватний та корпоративний сектор. Для приватного сектора можна виділити 1-2 слоти на клієнта, залежно від тарифного плану, у той час як для корпоративного клієнта можна виділити велику гарантовану смугу пропускання в декілька тимчасових слотів.

У цілому нині, зберігається ряд логічних закономірностей:

• чим більше тимчасових слотів – тим коротші і, отже, менше буде швидкість однієї клієнта;
• із зростанням кількості клієнтів, пропорційно зростають затримки;
• що слотів менше – то вище швидкість однієї клієнта;

Існують також технології FDMA та CDMA. Технологія FDMA передбачає поділу на кілька частотних каналів, тоді як CDMA передбачає використання одного каналу, але з різною модуляцією кодової. Найбільший інтерес має технологія FDMA, яка базується на розділенні частот. Частково, TDMA використовує принципи закладені у FDMA.

Для кращого розуміння розглянемо два приклади.

Варіант 1 : є частотний канал із шириною 40 МГц, в межах якого кожен Time Slot займає всю ширину каналу.

Варіант 2 : є широкий частотний канал 100 МГц, в межах якого виділено кілька віртуальних логічних каналів. Щоб уникнути інтерференції, між логічними каналами існує незаповнений вузький субканал, наприклад, 5 МГц. У межах кожного логічного каналу можуть існувати незалежні тимчасові слоти. Наприклад, у першому логічному каналі – 4 абоненти, у другому – 9.

Варіант 3 : ситуація дуже схожа з другим прикладом; у більш складних та високорівневих мережах, клієнт може мати виділені тайм-слоти в межах різних логічних частотних каналів залежно від рівня поточного завантаження.

На даний момент технологія TDMA є домінуючою в мобільних мережах GSM, що підтверджує високу ефективність і надійність таких систем. У бездротових мережах, призначених для передачі даних, технологія TDMA успішно застосовується в рішеннях від Ubiquiti , Mikrotik та ePMP .

Наприклад, ця технологія є основою проприетарного протоколу N-Streme (NV і NV2) від Mikrotik. На практиці ви, швидше за все, вже змогли переконатися у безперечній перевагі цих протоколів перед класичними бездротовими стандартами.

Компанія Ubiquiti активно впроваджує технологію TDMA у таких мережевих рішеннях, як airMAX та airFiber, надаючи передові можливості. Всі моделі airFiber, за винятком молодшої airFiber AF-5X , можуть використовувати режим гібридного дуплексу, який одночасно поєднує в собі переваги TDMA і FDMA, забезпечуючи затримки «по повітрю», які можна порівняти з аналогічними при використанні оптоволокна.

Якщо вам необхідно побудувати надійну високопродуктивну мережу, яка обслуговуватиме велику кількість абонентів, пристрої з TDMA стануть найкращим вибором!