Tecnologia TDMA vs FDMA

[77andreagas]

Buongiorno a tutti,
Sembra che in questo periodo il forum abbia preso un po di vitalità per quanto riguarda il "digitale", questo ha portato in me un interesse maggiore nella ricerca di informazioni, che come al solito in italiano sono ben poche...
A parte questo tempo addietro sollevai con Giovy un domanda riferita al sistema TDMA in relazione alla sincronizzazione dei timeslot tra i vari dispositivi della rete, ovvero dissi come poteva esserci una sicronia tra tutti ed immaginai che un ripetitore doveva preoccuparsi di mantenere questo "clock" sincrono altrimenti questi time slot andavano a farsi benedire...in effetti lo stesso Giovy mi disse che la cosa era possibile solo grazie proprio a dei ripetitori...incuriosito ho fatto una ricerca in rete ed ho trovato sul noto sito

http://www.dpmr-mou.org/dpmr-i/what-is-dpmr-5-minutes.htm

che il sistema TDMA è in effetti un po monco senza senza ľuso del ripetitore che sincronizzi questi timeslot...insomma così a naso sembra che in  certe condizioni  di utilizzo il TDMA sia meno vincente del  FDMA visto che non ci sono sistemi di sincronia dettatti dal tempo ma ben si dalla suddivisone di banda continua nel FDMA.
Da questa breve analisi si evince che FDMA mantiene le sue peculiarità anche senza ripetitori..mentre TDMA no.
A voi i commenti ed eventuali precisazioni.
73 de Andrea

[77andreagas]

Buongiorno a tutti,
Sembra che in questo periodo il forum abbia preso un po di vitalità per quanto riguarda il "digitale", questo ha portato in me un interesse maggiore nella ricerca di informazioni, che come al solito in italiano sono ben poche...
A parte questo, tempo addietro sollevai con Giovy un domanda riferita al sistema TDMA in relazione alla sincronizzazione dei timeslot tra i vari dispositivi della rete, ovvero dissi come poteva esserci una sicronia tra tutti, ed immaginai che un ripetitore doveva preoccuparsi di mantenere questo "clock" sincrono altrimenti questi time slot andavano a farsi benedire...in effetti lo stesso Giovy mi disse che la cosa era possibile solo grazie proprio a dei ripetitori...incuriosito ho fatto una ricerca in rete ed ho trovato sul noto sito

http://www.dpmr-mou.org/dpmr-i/what-is-dpmr-5-minutes.htm

che il sistema TDMA è in effetti un po monco senza senza ľuso del ripetitore che sincronizzi questi timeslot...insomma così a naso sembra che in  certe condizioni  di utilizzo il TDMA sia meno vincente del  FDMA visto che non ci sono sistemi di sincronia dettatti dal tempo ma ben si dalla suddivisone di banda continua nel FDMA.
Da questa breve analisi si evince che FDMA mantiene le sue peculiarità anche senza ripetitori..mentre TDMA no.
A voi i commenti ed eventuali precisazioni.
73 de Andrea

[davj2500]

che il sistema TDMA è in effetti un po monco senza senza ľuso del ripetitore che sincronizzi questi timeslot...
Da questa breve analisi si evince che FDMA mantiene le sue peculiarità anche senza ripetitori..mentre TDMA no.

Ciao Andrea.

Innanzitutto ricordiamo che FDMA, che detto così sembra chissà quale tecnologia, non è altro che "lavorare ognuno sulla sua frequenza": le radio FM che usiamo di solito sono FDMA, come praticamente tutte le attività radioamatoriali.
Il TDMA naturalmente incorpora l'FDMA: infatti il TDMA viene applicato ad una porzione di frequenza (ad esempio un canale a 12.5 kHz nel caso delle radio), mentre su un altro canale può esserci un altro flusso TDMA indipendente.

In TDMA, come giustamente dici, è necessaria una fonte di sincronia in comune tra tutti i partecipanti, in modo che possano collocare i propri slot.
Non solo, ma il TDMA ha un problema di distanza: infatti le onde elettromagnetiche non viaggiano a velocità infinita, per cui più lontano vanno, più in ritardo arrivano sullo slot. Tra uno slot e l'altro viene lasciato un tempo di guardia che permetta un leggero sfasamento, tempo che determina, insieme alla precisione del sincronismo, la distanza massima entro la quale è possibile operare. Per il GSM, ad esempio, questa distanza è nell'ordine dei 35km.

Quindi il TDMA è una modalità più adatta ad una struttura cellulare che a reti sparse. Ad esempio, il TETRA, che ha appunto una struttura cellulare, impiega un TDMA con quattro slot per canale e le celle devono essere molto fitte perché la distanza non diventi eccessiva.

Esistono però delle funzioni che potrebbero essere implementate in TDMA e mi piacerebbe qualche progetto radioamatoriale in merito, che certamente sarebbe più costruttivo che semplicemente comprare un ripetitore DMR della Motorola e programmarlo per frequenze radioamatoriali.
In particolare quella più interessante, secondo me, è quella del ripetitore "monocanale".
Funzionerebbe così:
- si lavora con due slot
- ogni radio trasmette sullo slot 1
- il ripetitore si sincronizza con la radio che trasmette e ripete tutto sullo slot 2
- i ricevitori ricevono entrambi gli slot e con un sistema di voting continuo selezionano quello migliore.

I vantaggi sarebbero evidenti:
- non servono meccanismi di sincronizzazione particolarmente precisi dato che il tempo è dettato da chi trasmette
- il ripetitore funziona su una sola frequenza e non richiede alcuna cavità per operare: per questa ragione, la funzione ripetitore potrebbe essere svolta da qualunque radio, anche da attivarsi alla bisogna;
- il ricevitore automaticamente ascolterebbe in diretta o via ripetitore in base a quello che sente meglio caso per caso.

Ciaoo
Davide

[poker333]

Avevo già preso in esame questo documento...le tecnologie digitali richiedono un approfondimento meticoloso..non sempre facili da comprendere come il sistema analogico.

[Giovy]

Ciao Davide, la tua idea è stata già "fatta propria" da Motorola.  :-)
Negli ultimi modelli delle sue radio DMR è stata implementata una tecnologia proprietaria chiamata Dual Capacity Direct Mode che, utilizzando una tecnologia in qualche modo simile a quella che hai citato (ma SENZA RIPETITORE, dove una radio si occupa di generare la sincronia per tutte le radio del network) permette di aver i due slot senza passare da un ripetitore digitale.
Purtroppo sono dal cellulare e non posso darvi riferimenti, mi sembra di averne già parlato nel forum, comunque. :-)

[77andreagas]

Interessante Davide la tua idea di un sistema TDMA così sviluppato per una eventuale applicazione OM.
Per quanto riguarda il problema della sincronia dettata dalla distanza tra ripetitore è comunque già presente anche nelle reti analogica di tipo sincrono ad isofrequenza dove più master e satelliti devo ridiffondere il migliore segnale ed anche in questo caso vi è un sistema di voting. Proprio nella progettazione di reti sincrone il problema "tempo" è un punto importante...
Ma a tuo dire TDMA allora non è sempre così vantaggioso?

[davj2500]

Ciao Davide, la tua idea è stata già "fatta propria" da Motorola.  :-)
Negli ultimi modelli delle sue radio DMR è stata implementata una tecnologia proprietaria chiamata Dual Capacity Direct Mode che, utilizzando una tecnologia in qualche modo simile a quella che hai citato (ma SENZA RIPETITORE, dove una radio si occupa di generare la sincronia per tutte le radio del network) permette di aver i due slot senza passare da un ripetitore digitale.

Ciao Giovy.

No, la "Dual Capacity Direct Mode" è un sistema che permette di usare due slot TDMA per comunicazione simplex, usando una radio eletta automaticamente come generatore di sincronismo. In questo modo si possono avere due conversazioni simplex contemporaneamente.
La mia proposta invece è quella di usare i due slot con lo stesso contenuto, uno generato da chi trasmette e l'altro rigenerato da un ripetitore.
Sono due funzioni diverse.

Ciaoo
Davide

[77andreagas]

Allora domando, dov'è il punto di forza del TDMA rispetto al FDMA, in una rete radio? I costi non credo proprio, la semplicità del sistema...dubito...cosa allora?

[davj2500]

Allora domando, dov'è il punto di forza del TDMA rispetto al FDMA, in una rete radio? I costi non credo proprio, la semplicità del sistema...dubito...cosa allora?

L'efficienza di impiego delle frequenze disponibili.
La vecchia TV analogica era FDMA: per ogni canale da 8MHz avevi un canale TV.
Il digitale terrestre è TDMA: per ogni canale da 8MHz hai svariati canali TV.

Ciaoo
Davide

[Giovy]

Ciao Giovy.

No, la "Dual Capacity Direct Mode" è un sistema che permette di usare due slot TDMA per comunicazione simplex, usando una radio eletta automaticamente come generatore di sincronismo. In questo modo si possono avere due conversazioni simplex contemporaneamente.
La mia proposta invece è quella di usare i due slot con lo stesso contenuto, uno generato da chi trasmette e l'altro rigenerato da un ripetitore.
Sono due funzioni diverse.

Ciaoo
Davide

Ops, avevo frainteso quanto proponevi, non avevo inteso che il tuo bisogno non erano le due conversazioni simplex contemporanee ma l'inutilità di un ripetitore sincronizzato.
Si, effettivamente in ambito radioamatoriale potrebbe essere un'interessante sperimentazione. :-)

[77andreagas]

Certo Davide, ma in un impiego di una rete radio di media dimensione, sembra che il TDMA non offra nulla in più di un FDMA.
Tempo addietro fu condatta una prova pratica sul campo da parte del TLC dei VVF emiliani, fu dato un ripetitore e vari apparati sia Mototrob che Idas, ovvero TDMA ed FDMA, per fare dei test di messa in campo dei due sistemi e alla fine le conclusioni furono che FDMA andava più che bene per ľutilizzo che era richiesto, ľimplementazione e la messa in marcia del sistema fu molto più rapida con Idas mentre con Motorola la cosa fu più ostica. Insomma ma per una rete radio importante come quella del CNVVF va bene anche ľFDMA.

[davj2500]

Insomma ma per una rete radio importante come quella del CNVVF va bene anche ľFDMA.

Ciao Andrea.

Una rete digitale mostra i suoi vantaggi quando usata... sfruttandone i vantaggi.
La cosa logica da fare sarebbe una rete unica nazionale multiutente, dove una sola entità si occuperebbe di garantire la copertura del territorio e la manutenzione.
La rete sarebbe usata da tutte gli enti pubblici (polizia, CC, Polizia Locale, protezione civile, VVFF, ecc.) e sarebbe studiata per essere ridondante e sicura.
Con questo scopo fu progettato il TETRA.
Naturalmente la nostra mentalità, che vuole che ognuno abbia il suo giardinetto, fa sì che ogni ente abbia le sue radio e le sue reti: in questo contesto, è ovvio che i vantaggi del digitale appaiano del tutto offuscati.
Ad esempio la rete di P.C. di Regione Lombardia ha 70/80 ripetitori dual standard analogico/DMR simulcast: viene usata solo in analogico, e, dammi retta, va benissimissimo così. Si sente forte e chiaro sempre e dappertutto; i dati di identificazione (ID radio e posizione GPS) sono trasmessi in FSK e non ci sono altre esigenze.

Il fatto che il digitale abbia o meno un audio migliore in realtà, secondo me, una bufala commerciale. E' uno di quegli argomenti cavalcati dai fornitori e dagli appassionati che però non ha una reale contropartita nella realtà. Infatti, "avere un audio migliore" non è una delle esigenze delle comunicazioni radio, dato che l'audio delle radio analogiche è più che sufficiente.
L'unica carta che il digitale ha da giocare sul piano commerciale è la possibilità di condivisione delle risorse. E' stato un successo senza pari ovunque sia stato applicato in quest'ottica: da internet al GSM, dalla TV digitale terrestre ai ripetitori telefonici satellitari. Cioè con una rete unica condivisa da tanti soggetti.
Ma pretendere di trovare vantaggi del digitale su un ripetitore usato da un solo soggetto è mansione da commerciale capace di vendere frigoriferi agli eschimesi.

Ciaoo
Davide

[poker333]

Vorrei condividere con voi il presente quesito:
In caso di comunicazioni entro edifici o in strada tra palazzi, od in altre condizioni diverse dalle comunicazioni in aria libera, quali dei due sitemi è più immune alle conseguenze di disturbi in etere o ostacoli solidi interposti tra il Tx e il Rx,  TDMA o FDMA ..?
Mi pare che, per il Tetra - inisgnito ai sistemi di pubblica utilità sia stato dettato il protocolo FDMA.
Dico questo perché, una perdita di dati o la sua corruzione integrale potrebbe insignire la decodifica in modo totale, rispetto al mero peggioramento del sistema analogico in FM.

[77andreagas]

Insomma ma per una rete radio importante come quella del CNVVF va bene anche ľFDMA.

Ciao Andrea.

Una rete digitale mostra i suoi vantaggi quando usata... sfruttandone i vantaggi.
La cosa logica da fare sarebbe una rete unica nazionale multiutente, dove una sola entità si occuperebbe di garantire la copertura del territorio e la manutenzione.
La rete sarebbe usata da tutte gli enti pubblici (polizia, CC, Polizia Locale, protezione civile, VVFF, ecc.) e sarebbe studiata per essere ridondante e sicura.
Con questo scopo fu progettato il TETRA.
Naturalmente la nostra mentalità, che vuole che ognuno abbia il suo giardinetto, fa sì che ogni ente abbia le sue radio e le sue reti: in questo contesto, è ovvio che i vantaggi del digitale appaiano del tutto offuscati.
Ad esempio la rete di P.C. di Regione Lombardia ha 70/80 ripetitori dual standard analogico/DMR simulcast: viene usata solo in analogico, e, dammi retta, va benissimissimo così. Si sente forte e chiaro sempre e dappertutto; i dati di identificazione (ID radio e posizione GPS) sono trasmessi in FSK e non ci sono altre esigenze.

Il fatto che il digitale abbia o meno un audio migliore in realtà, secondo me, una bufala commerciale. E' uno di quegli argomenti cavalcati dai fornitori e dagli appassionati che però non ha una reale contropartita nella realtà. Infatti, "avere un audio migliore" non è una delle esigenze delle comunicazioni radio, dato che l'audio delle radio analogiche è più che sufficiente.
L'unica carta che il digitale ha da giocare sul piano commerciale è la possibilità di condivisione delle risorse. E' stato un successo senza pari ovunque sia stato applicato in quest'ottica: da internet al GSM, dalla TV digitale terrestre ai ripetitori telefonici satellitari. Cioè con una rete unica condivisa da tanti soggetti.
Ma pretendere di trovare vantaggi del digitale su un ripetitore usato da un solo soggetto è mansione da commerciale capace di vendere frigoriferi agli eschimesi.

Ciaoo
Davide

Ecco Davide hai centrato il problema...per come sono strutturati ora gli enti sembra proprio che il TDMA non abbia ancora scopo.
Creare un rete sovranazionale di gestione di tutte le forze in campo in un paese come il nostro è pure fantascienza....peccato!

[77andreagas]

Vorrei condividere con voi il presente quesito:
In caso di comunicazioni entro edifici o in strada tra palazzi, od in altre condizioni diverse dalle comunicazioni in aria libera, quali dei due sitemi è più immune alle conseguenze di disturbi in etere o ostacoli solidi interposti tra il Tx e il Rx,  TDMA o FDMA ..?
Mi pare che, per il Tetra - inisgnito ai sistemi di pubblica utilità sia stato dettato il protocolo FDMA.
Dico questo perché, una perdita di dati o la sua corruzione integrale potrebbe insignire la decodifica in modo totale, rispetto al mero peggioramento del sistema analogico in FM.

Se non sbaglio il tetra usa una tecnologia TDMA e non FDMA....
Ciao

[davj2500]

In caso di comunicazioni entro edifici o in strada tra palazzi, od in altre condizioni diverse dalle comunicazioni in aria libera, quali dei due sitemi è più immune alle conseguenze di disturbi in etere o ostacoli solidi interposti tra il Tx e il Rx,  TDMA o FDMA ..?
Mi pare che, per il Tetra - inisgnito ai sistemi di pubblica utilità sia stato dettato il protocolo FDMA.
Dico questo perché, una perdita di dati o la sua corruzione integrale potrebbe insignire la decodifica in modo totale, rispetto al mero peggioramento del sistema analogico in FM.

Innazitutto non confondere analogico/digitale con FDMA/TDMA.
La codifica digitale ha maggiori problemi con segnali deboli o deteriorati rispetto a quella analogica. Questo perché in presenza di segnale deteriorato analogico, il cervello riesce comunque a percepire informazioni anche dal tono di voce o da frammenti di parole, mentre il digitale perde inesorabilmente dati e quel che riesce a ricostruire è incomprensibile.
Diverso sarebbe se i messaggi fossero mandati in forma testuale: in tal caso, il digitale sarebbe certamente vincente nel veicolare l'informazione rispetto alla sua contropartita vocale analogica. Cioè, un messaggio di testo digitale avrebbe maggiori probabilità di arrivare in condizioni critiche rispetto all'equivalente messaggio trasmesso a voce in analogico. Si pensi per questo alla differenza tra PSK31 e SSB.

Non so quanto TDMA vs FDMA in campo digitale possa fare la differenza in caso di segnale avariato, ma sicuramente il TDMA, avendo più esigenze, avrà anche più problemi.

Infine, TETRA è TDMA digitale con quattro slot (tre conversazioni e un canale di controllo per ogni canale).

Ciaoo
Davide

[77andreagas]

Sai Davide nel consorzio dPMR che sfrutta il sistema FDMA forzano nel dire "digitale al 100%"....sembra quasi una mossa commerciale....

[davj2500]

Sai Davide nel consorzio dPMR che sfrutta il sistema FDMA forzano nel dire "digitale al 100%"....sembra quasi una mossa commerciale....

I produttori di radio, come tutte le aziende, hanno giustamente necessità di continuare a vendere nuovi sistemi per non chiudere baracca e burattini.
Per cui le scelte tecniche sono dettate da quello che pensano di poter vendere, non da quello che sarebbe bello avere in un mondo perfetto.
Il fatto che una rete digitale condivisa possa portare ad enormi vantaggi, non è una novità: si pensi solo al traffico telefonico mobile ai tempi dei telefoni analogici a 460 MHz e a quello che c'è oggi con i cellulari. Si passa da qualche decina di chiamata al giorno a milioni di chiamate giornaliere.
Infatti lo stesso tentativo è stato fatto avviando il progetto TETRA, che è più o meno coetaneo del GSM.
Solo che gli interessi economici dei gestori telefonici hanno premiato il digitale, mentre gli enti pubblici, che non guadagnano in proporzione alle chiamate radio, non hanno mai fatto il passo avanti.
Così aziende come la Motorola propongono il DMR, che è un uso ridicolo del digitale: un canale radio su cui passa una conversazione (o due, se usano i due timeslot TDMA) codificata in digitale invece che in analogico. I vantaggi per un normale utente sono inesistenti, dato che ha bisogno comunque di pagare un sito per il ripetitore, di avere due frequenze per uplink e downlink e, alla fine, quello che può fare è parlare come faceva prima.
Però questo da una carta in più ai commerciali, che possono proporsi ad enti ed aziende e convincerli a "passare al digitale", perché "digitale" è moderno, è al passo coi tempi. E così possono (giustamente) alimentare il commercio e continuare a rimanere sul mercato.
In sintesi, il DMR rappresenta la sconfitta sul campo del digitale; è un digitale che ha un forte esercito ma è costretto a compiere una battaglia navale e si arrende.
E' un digitale che porta il confronto su "senti come si sente meglio" perché manca un po' di fruscio, per poi soccombere quando nell'analogico senti un forte fruscio ma anche quello che parla mentre il digitale diventa muto.

Prova a fare lo stesso confronto con i telefoni ETACS analogici e un moderno smartphone, dove invece il digitale ha potuto esprimersi come doveva, e vedi che le cose sono ben diverse. Sono milioni di chiamate contro migliaia; sono internet ad alta velocità a tariffa flat contro un modemino a 9600 a costi esorbitanti; sono interoperabilità mondiale dell'apparato contro doversi comprare un telefono per ogni nazione. Ecco perché non si può dire che né il DMR, né tantomeno Yaesu o DSTAR abbiano veramente espresso la vera essenza del digitale.

Ciaoo

[poker333]

Innazitutto non confondere analogico/digitale con FDMA/TDMA.

Io non confondo, facevo un confronto....tra le rpestazioni realia sul campo in termini di campo utile.

Per il resto, so che, la tecnica FDMA richiede amplificatori lineari, mentre il TDMA amplificatori non-lineari, con conseguente risparmio in termini di costi e di potenza richiesta alla alimentazione.

La modulazione - nel dominio digitale - il bit o pacchetti di essi, permane in forma fisica analogica, con le modulazioni delle sottoportanti. la decodifica riporpone il Bit originale.

Per il resto, si trata solo di pesare con razionalitàle prestazioni:--//
Canali disponibili possibili in simplex e duplex e flusso di dati entro una banda di frequenza;
Tipo di amplificaotri adottati, costi di fabbrica e di esercizio, contributo energetico richiesto.
Copertura effettiva.
Sicurezza della comunicazione o riservatezza di esse.

Poi, rimane un divario tra servizi pubblici essenziali, protezione civile, soccorso, forze dell'ordine, etc etc, e il professionista privato, che deve comunicare con un gruppo di utenti entro un area ristretta in riservatezza e con la facoltà di chiamare un solo utente desiderato.

[davj2500]

Per il resto, so che, la tecnica FDMA richiede amplificatori lineari, mentre il TDMA amplificatori non-lineari, con conseguente risparmio in termini di costi e di potenza richiesta alla alimentazione.

Per quanto ne sappia io, i sistemi TDMA sono più critici per quanto concerne la linearità degli amplificatori utilizzati.
Per esempio, questo è l'abstract di un documento IEEE che tratta i requisiti di linearità degli amplificatori per lavorare in TDMA in ambito cellulare:
One of the critical and costly components in digital cellular communication systems is the RF power amplifier. Theoretically, one of the main concerns in an RF power amplifier design is the nonlinear effect of the amplifier..

Ciaoo
Davide

[LP_65]

TDMA ed FDMA (io ci metterei amche il CDMA) sono tecniche di accesso multiplo -da parte di una molteplicita di utenti appunto- alle risorse scarse che sono banda (occupata) e potenza (trasmessa).
L'informazione trasmessa -una volta scelta la tecnica di accesso multiplo adottata- potrebbe essere teoricamente un bitstream digitale o un segnale analogico.
La tecnica di accesso multiplo non e' necessariamente correlata alla natura del segnale trasmesso.

Nella pratica oggi parlando di satelliti e reti (fibra) praticamente tutto e' trasferito in digitale