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TDM と Wide-Area Network (WAN)
【2000.10.19】 【第6回】
3-5.Time-Division Multiplexing＜TDM＞（時分割多重）
・TDMは、転送媒体のデータ速度の能力が送信と受信の装置によって要求されたデータ速度より大きいとき、用いられるデジタルの方法である。
・同じリンクはFDMとして使われる。しかし、リンクは周波数ではなく、時間によって区域を陳列させる。 ＜TDMはSynchronous TDM と Asynchronous TDMの２種類で実行される。＞Synchronous TDM
・Multiplexerは全ての時間をそれぞれの装置に同じ時間のスロットを正確に分配する。 ・例：タイムスロットＡは装置Ａに割り当てられる。他の装置は使うことが出来ない。 ・装置は、分配したタイムスロットがそこに来たとき、そのデータを送ることが出来る。 ・もし、送るデータがなかったら、そのタイムスロットは空である。 ・Frame:タイムスロットの集まり。 ・フレームはタイムスロットの１サイクルから構成される。Synchronous TDM, Multiplexing Process ・Synchronous TDMは、非常に速いrotatingスイッチに例えられる。・スイッチは装置の前で開くので、その装置はリンクの上にデータを送ることができる。・データの単位は、bit,byteまたは他のデータ単位である。Synchronous TDM, Demultiplexing Process ・受信機で、demultiplexerがフレームからそれぞれの記号を移し、適した受信装置に渡す。Asynchronous TDM ・Synchronous TDMでは、全部のリンクの能力は使われない。なぜなら、装置がデータを送らないときは、タイムスロットは空になるからである。リンクの能力は無駄に使われる。・これを避けるために、asynchronous TDM は使われる。・ asynchronous TDMでは、フレームごとのタイムスロットの数がinput lineの数より少ない。(Number of input = 5, Number of slotin each frame = 3) ・従って、それぞれのスロットは送るデータを持っているいくつかのinput装置に利用できる。 Multiplexing のアプリケーション : telephone System・ Multiplexingは、テレフォンシステムで広く使われている。・テレフォンシステムはFDM、TDMの両方が使われる。
4.Wide-Area Network 4-1.Introduction
・mesh や star topologyのようなPoint-to-pointの連結は実用的ではない。 ・bus topologyのようなmultipointの連結も可能ではない。 ・良い解決方法は、交換キーを使うことである。スイッチネットワークは、スイッチと呼ばれる連結されたノードの連続から構成される。・スイッチは２つ又はそれ以上の装置の間に、一時的な連結を引き起こすことができるハードウェア／ソフトウェア装置である。Switching Methods（１）Circuit switching (回路交換) （２）Packet switching （パケット交換）（３）Message switching （メッセージ交換）
4-2.Circuit switching (回路交換)
・回路交換は電話やコンピュータのような２つの装置の間に、直接物理的な連結を引き起こす。 回路交換は、n個のinput装置と、m個のoutput装置である。nとmは同じ必要はない。 回路交換は、科学技術の２つのタイプを使う。（１）Space-division switching （空間分割交換） （２）Time-division switching（時分割交換） Space-division switching （空間分割交換）・空間分割交換で、回線のパスはお互いの物理的なものを分離させる。 ・今日使われる空間分割交換は、クロスバー交換機である。 ・このデザインの限度は、必要とされるスイッチの数である。n個のinout と m個のoutputの場合、n * m のクロスポイント（スイッチ）が必要になる。
Multistage Switches ・クロスバースイッチの限界の解決法は、Multistage Switchingである。・Multistage Switchingは、クロスバースイッチがいくつかの段階で統合されている。・利点は、スイッチ（クロスポイント）より少なくてすむこと。・欠点は、blockingが起こるということ。
Time-Division Switching（時分割交換） ・時分割交換は、スロットが空間の代わりに時間によって分割される。 ・Switchingは、時分割多重で行われる。 ・主な時分割多重の構成要素は、タイムスロット入れ替え装置（TSI）と呼ばれる装置である。・TSIは、いくつかのメモリー場所でRandom Access Memory(RAM)から構成される。・その場所の数字は、inputの数字と同じである。・RAMは、タイムスロットから入ってくるデータで満たす。・利点は、クロスポイントを必要としないこと。・欠点は、処理時間がかかること。Space- と Time-Division Switchingの結合 ・２つを利用するために両方を一緒に結合する。 ・両方を合わせた方が効率が良い。