10.2.2 Multiplexage temporel

Le multiplexage temporel (TDM, Time Division Multiplexing) est une technique de traitement de données par mélange temporel ayant pour but de permettre l'acheminement sur un même canal (appelé voie haute vitesse HV), un ensemble d'informations provenant de différents canaux à faibles débits (appelés voies basses vitesses BV) lorsque celles-ci doivent communiquer simultanément d'un même point de départ à un même point d'arrivée. Le principe est illustré à la figure 10.3.

Figure 10.3: Multiplex temporel.

 

À l'autre bout de l'acheminement, un démultiplexeur opère à l'inverse. Ce multiplexage est dit temporel dans la mesure où les données correspondant à chaque voie sont intercalés dans le temps. Ainsi circulent séquentiellement et cycliquement sur la voie HV des informations appartenant à différentes sources (cf. figure 10.4).

Figure 10.4: Multiplex temporel.

 

Le multiplexage peut être effectué soit après l'opération d'échantillonnage de chaque voie et avant le codage, soit après celui-ci.

Lors du démultiplexage des voies, c'est-à-dire de la ré-affectation des données en fonction de leur source d'origine, il faut que l'on puisse distinguer les différents échantillons. Pour cela, on intercale dans la succession de données un mot de repère, dont l'occurrence est égale à la période d'échantillonnage (figure 10.5).

Figure 10.5: Mot de repère.

 

L'ensemble constitué du mot de repère et de l'information de même rang pour toutes les voies est appelé trame. Sa durée est égale à T_e.

10.2.2.1 Exemple de multiplexage temporel: système téléphonique MIC 30 voies Européen

10.2.2.1.1 Caractéristiques.

Il permet de transmettre simultanément sur un même support 30 voies téléphoniques classiques :

• B = bande passante du signal à coder = 300 - 3400 [Hz] et f_e = 8 [kHz].
• numérisation MIC avec loi A (=87,6) de compression 13 segments sur 8 bits, D_bv = débit basse vitesse = 64 [kb/s].
• multiplexage temporel à 32 intervalles de temps (IT) comprenant un IT de verrouillage de trame (VT) et un IT de signalisation (SI).

10.2.2.1.2 Structure de la trame.

Elle est découpée en 32 IT, chacun composé d'un octet (8 bits), numérotés de 0 à 31 (figure 10.6).

Figure 10.6: Structure de la trame.

 

La période d'échantillonnage T_e = 1/f_e = 125 [$\mu$s], correspond à la durée de la trame. Chaque IT possède une durée égale à t_IT = ${\frac{{125}}{{32}}}$ = 3, 9 [$\mu$s]. Chaque bit dure T_b = ${\frac{{3,9}}{{8}}}$ = 488 [ns]. Ces valeurs sont représentées à la figure 10.7.

Figure 10.7: Structure de la trame au niveau bit.

 

Le débit de la voie HV composée de 30 voies est donc D = 32×8×8 = 2048 [kb/s] = 2, 048 [Mb/s]. On parle de trame à 2 [Mb/s]

10.2.2.1.3 Rôle des IT.

• Les IT de 1 à 15 et 17 à 31 sont affectés aux voies de parole téléphonique ou à la transmission numérique (données, fax, ...). Ils ont chacun un débit de 64 [kb/s].
• L'IT0 contient le mot de repère évoqué précédemment, appelé mot de verrouillage de trame, et noté VT. Il ne joue pas le même rôle selon qu'il se situe dans une trame paire ou impaire. Le verrouillage de trame permet de synchroniser les équipements de réception sur le cycle des données émises à la mise en marche du système, puis d'une manière périodique afin de vérifier le synchronisme du fonctionnement général. Dans ce cas précis, on parle de verrouillage regroupé, c'est-à-dire dont les informations sont groupées dans un même IT en tête de trame. Il existe un autre type de verrouillage dit réparti si le mot possède des informations localisées dans plusieurs IT différents, ou bien sur plusieurs trames différentes.
• L'IT16 est réservé à la signalisation des 30 voies. Celle-ci a pour but de transmettre les informations relatives ou pas aux données (maintenance des systèmes, tests, commandes, gestion du réseau...), pour la commande des opérations de commutation. Elle est ici de type ``hors octet regroupé'', c'est-à-dire regroupé dans l'IT 16. Chaque IT16 a pour rôle la signalisation simultanée de deux voies. Il faut donc 15 IT16, soit 15 trames, pour signaliser toutes les voies de données. L'ensemble de ces 15 trames, auxquelles on ajoute une 16-ième trame appelée trame 0, constitue une multitrame.

  Figure 10.8: Multitrame.

   
  

  Cette trame 0 comprend dans l'IT16 un mot de repère, appelé mot de verrouillage multitrame (VMT) nécessaire lors du multiplexage à la synchronisation des trames. Il occupe les quatre premiers bits de cet IT (figure 10.8).