Multiplexing nei Sistemi Telefonici: FDM vs TDM Spiegati
Multiplexing combina più segnali telefonici su un singolo mezzo di trasmissione, massimizzando l'efficienza della banda. Due tecniche fondamentali hanno definito l'evoluzione della telefonia:
1. Frequency-Division Multiplexing (FDM) — Era Analogica
- Principio: Ogni canale voce (300–3400 Hz) modula una frequenza portante separata; portanti separate da bande di guardia (es. spaziamento 4 kHz).
- Gerarchia: 12 canali → Gruppo (60–108 kHz) → 5 Gruppi → Supergruppo (312–552 kHz) → 10 Supergruppi → Mastergroup → ecc.
- Medio: Cavo coassiale, radio microonde, satelliti primi.
- Limitazioni: Accumulo rumore analogico, diafonia, canalizzazione rigida, filtri analogici costosi.
2. Time-Division Multiplexing (TDM) — Era Digitale
- Principio: Digitalizza ogni canale voce (PCM: campionamento 8 kHz × 8 bit = 64 kbps). Intercala campioni in slot temporali su un singolo flusso bit ad alta velocità.
- T1 (DS1): 24 canali × 64 kbps + 8 kbps framing = 1.544 Mbps.
- E1 (Europeo): 32 canali (30 voce + 2 segnalazione) = 2.048 Mbps.
- Gerarchia: DS1 → DS2 (96 ch) → DS3 (672 ch, 44.736 Mbps) → OC-n / STM-n (SDH/SONET).
- Vantaggi: Ripetitori rigenerativi (immunità al rumore), facile drop/insert, allocazione dinamica (TDM statistico), integrazione con dati.
Contesto Moderno
- Core PSTN: Tutto TDM (SDH/SONET) o pacchetto (MPLS/IP).
- Accesso: DSL (DMT = simile FDM), Cavo (OFDMA = TDM+FDM), GPON (TDM-PON), 4G/5G (OFDMA).
- VoIP: Multiplexing statistico (switching pacchetti) — banda su richiesta, non riservata.
Insight chiave: Il FDM divide la frequenza; il TDM divide il tempo. Il TDM digitale vinse perché la rigenerazione batte l'amplificazione, e gli slot temporali si mappano naturalmente sul switching pacchetti.