정보통신기사, 정보통신학과, 통신직 등 정보통신일반 요점 정리 28. 시분할 다중화

28. 시분할 다중화

 

시분할 다중화 방식은 각 통신 채널에 타임 슬롯(Time Slot)을 할당하는 방법에
따라 동기식 시분할 다중화(Synchronous TDM) 방식과 비동기식 시분할 다중화
(Asynchronous TDM) 방식으로 분류된다. 시분할 다중화 방식은 하나의 전송로를 타
임 슬롯이라는 기본 단위로 나누고 이를 채널에 연결된 여러 사용자에게 할당함으로
써, 각 사용자는 자신에게 할당된 시간 동안에만 데이터 또는 데이터의 일부분을 보
낼 수 있도록 하는 방식이다. MUX에서는 각 사용자로부터 입력을 제공받아 그것을
세그먼트(segment)들로 나눈 다음, 각 세그먼트들을 다중화한다. DEMUX에서는 각
신호들을 개별신호로 분리한 다음, 적절한 목적지로 전송하게 된다. 주파수분할 다
중화 방식은 다중 신호가 동시에 병렬로 전송되는 반면, 시분할 다중화 방식은 신호
가 시간의 순서에 의해 순차적으로 보내지면서 하나의 채널을 독점적으로 이용하는
것이 특징이다.

가. 동기식 시분할 다중화(Synchronous TDM)
흔히 시분할 다중화를 동기 시분할 다중화 방식이라고 부르며, 사용자들이 실제로
전송할 데이터를 가지고 있는지 아닌지에 상관없이 무조건 규칙적으로 타임 슬롯을
할당하기 때문에 타임 슬롯이 낭비되는 단점이 존재한다. 그 이유는 실제로 전송할
데이터가 없는 단말기에도 타임 슬롯을 배정하기 때문이다. [그림 2-75]는 동기 시분
할 다중화 방식의 원리를 나타낸 것이다.

나. 비동기식 시분할 다중화(Asynchronous TDM)
필요에 따라 임의로 타임 슬롯을 할당하는 비동기 시분할 다중화 방식은 통계 시분
할 다중화(Statistical TDM) 또는 지능형 시분할 다중화(Intelligent TDM) 방식이라고
도 하며, 동기 시분할 다중화 방식의 문제점인 타임 슬롯의 낭비를 개선하기 위해 제
안된 방식이다. [그림 2-76]과 같이 실제로 전송 요구가 있는 채널(단말기 2, 3, 4,
5)에만 타임 슬롯을 동적으로 할당하여 전송 효율을 높이고 똑같은 시간에 많은 양의
데이터를 전송할 수 있으며, 전송 과정에서 통계적 추측과 오류의 분포 등을 미리 예
측할 수 있기 때문에 적절한 대비책을 세울 수 있다. 하지만 동기식 시분할 다중화 방
식보다 접속에 필요한 시간이 길고, 버퍼 기억 장치와 주소 제어 장치 등 다양한 기능
이 필요하여 가격이 비싸다.

비동기 시분할 다중화의 개념

비동기식 시분할 다중화 방식을 통계 시분할 다중화 방식이라고 부르는 것은 데이
터 트래픽이 통계적으로 볼 때, 모든 단말기에서 연속적으로 발생할 확률이 그다지
크지 않다는 특성을 고려해서 타임 슬롯을 비동기적으로 할당함에 기인한 것이다. 통
계 시분할 다중화 방식에서는 [그림 2-77]과 같이 전송할 데이터가 없는 경우, 비어
있는 타임 슬롯은 보내지 않으며, 연결된 사용자 모두가 전송을 하지 않고 있는 경우
회선이 쉬게 된다는 점이 동기 시분할 다중화 방식과 다르다. 또한 각 타임 슬롯이 동
적으로 할당되므로 데이터의 목적지 결정을 위해 데이터와 함께 목적지 주소 정보가
타임 슬롯에 헤더(Header) 정보로써 포함되어야 한다. 통계 시분할 다중화 방식의 단
점은 트래픽이 모든 단말기에서 연속적으로 발생하는 경우에는 오히려 성능저하를 가
져올 수 있고 전송지연이 발생할 수도 있다는 것이다.