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Library/Data Communication

TDM(Time Division Multiplexing)

WDM(Wave Division Multiplexing)은 광섬유의 고속 전송률을 이용하기 위해 사용한다. 파형분할다중화는 다중화와 다중화 풀기가 광섬유 채널을 통해 전송된 빛 신호와 관련된다는 점을 제외하고, FDM과 개념적으로 동일하다. 빛 신호의 결합과 분리는 프리즘에 의해 쉽게 다룰 수 있다.

TDM(Time Division Multiplexing)은, 링크의 높은 대역폭을 여러 연결이 공유할 수 있도록 하는 과정이다. FDM에서는 대역의 일부를 공유하는 대신에 시간을 공유하는 방식이다. 여기서, 타임 슬롯과 프레임이란 것이 등장하는데, 이것은 무엇인가? 각 연결의 데이터 흐름은 각 단위별로 나뉘어 있고, 링크는 각 연결에서 한 단위씩 합쳐서 하나의 프레임을 만든다. 즉, N개의 입력이 있는 연결에는 한 프레임이 최소 n개의 타임 슬롯으로 만들어져 있고, 각 타임 슬롯은 각 연결로부터 한 단위씩 실어보낸다.

여기에서, 각 연결에서 들어오는 프레임 단위 시간이 T라면, 그리고 해당 연결이 n이라면 다중화되어 나가는 프레임의 단위 시간은 T/n이 된다. 또, TDM에서 n개의 연결로부터 데이터를 전송하는 링크의 전송률은 데이터 흐름을 보장하기 위해 각 연결 전송률의 최소 n배가 되어야 한다. 타임 슬롯은, 다중화 후의 프레임 사이의 시간 간격을 말한다. 사실상, 다중화 후의 비트들 사이의 시간 간격이 프레임 사이의 타임 슬롯과 동일하게 된다. (프레임 사이에 특정 다른 신호가 들어가지 않는다면)

예를 들어서, TDM을 사용하며, 4개의 채널을 다중화한다면, 각 채널이 100byte/s의 속도로 전송하고 각 채널마다 1바이트씩 다중화하는 경우라면 어떻게 되는가? 다중화 된 후에, 4개의 채널에서 1바이트씩 받게 되므로, 프레임의 크기는 4바이트이다. 각 채널이 매초 100바이트를 전송하면, 프레임 속도는 100 frame/s여야 한다.

따라서, 프레임의 타임 슬롯과 각 연결 사이의 단위 시간 차이가 나는 것에서 전송률이 결정되는 것이 아니라, 다중화를 하게 되면, 각 채널에서 단위 조각을 가져와서 하나의 프레임을 만들어 보내는 과정에서 차이가 발생하게 된다. 중요한 것은 다중화기가 얼마나 채널에서 데이터를 가져와서 프레임을 만드느냐이다. 즉, 타임 슬롯 장치가 1Kbps로 전송되는 각 채널에서 1비트를 받아서 하나의 프레임을 만들기 위해서, 1/4 단위 시간동안 타임 슬롯이 동작해서 각 채널에서 데이터를 받아야 한다. 따라서,  타임 슬롯 시간이란, 다중화기에서 하나의 프레임을 만들 때, 각 채널에서 데이터를 받아서 프레임을 만드는 시간 간격을 의미한다. 4개의 채널에서 각 채널이 1Kbps의 전송률을 가진다면, 이것을 다중화하기 위한 타임 슬롯 간격은 채널의 비트 전송률의 1/4 시간이다. 이 과정을 인터리빙(interleaving)이라 한다. 타임 슬롯이 주로 시간 측면에서의 이 과정을 뜻한다면, 인터리빙은 이 과정 자체를 의미하는 것이라 할 수 있다.