चैनल एक्सेस विधि

दूरसंचार और  कंप्यूटर नेटवर्क  में कोई भी चैनल एक्सेस विधि या मल्टीपल एक्सेस विधि संचरण माध्यम से जुड़े दो से अधिक  टर्मिनल (दूरसंचार)  को संचारित करने और इसकी क्षमता को उपयोग करने की अनुमति देता है। उपयोगी भौतिक मीडिया के उदाहरण  बेतार तंत्र,  बस नेटवर्क ,  रिंग नेटवर्क  और  पॉइंट-टू-पॉइंट लिंक  हैं जो अर्ध-द्वैध मोड में कार्य कर रहे हैं।

चैनल एक्सेस पद्धति मल्टीप्लेक्सिंग पर आधारित होती है, जो कई आकड़ों के प्रवाह या सिग्नल को संचार चैनल या ट्रांसमिशन के माध्यम में उपयोग करने की अनुमति देती है। इस संदर्भ में, उपयोग की जाने वाली भौतिक परत द्वारा  बहुसंकेतन  प्रदान किया जाता है।

चैनल एक्सेस विधि मल्टीपल एक्सेस प्रोटोकॉल और कंट्रोल मैकेनिज्म का भाग भी हो सकता है, जिसे मीडियम एक्सेस कंट्रोल (MAC) के रूप में भी जाना जाता है। मध्यम अभिगम नियंत्रण (MAC) विभिन्न उपयोगकर्ताओं को मल्टीप्लेक्स चैनल निर्दिष्ट करने और टकराव के कारण होने वाले विवादों से संबंधित होता है। मीडिया अभिगम नियंत्रण ओएसआई (OSI) मॉडल की डेटा  लिंक परत  में उप-परत है और टीसीपी/आईपी (TCP/IP) मॉडल की लिंक परत का घटक है।

मौलिक योजनाएँ
बहु-पहुंच योजनाओं और प्रोटोकॉल को वर्गीकृत करने के कई विधि साहित्य में उपयोग किए गए हैं। उदाहरण के लिए, डेनियल मिनोली (2009) मल्टीपल-एक्सेस योजनाओं के पांच प्रमुख प्रकारों की पहचान करता है: एफडीएमए (FDMA), टीडीएमए (TDMA), सीडीएमए (CDMA) , एसडीएमए (SDMA) और  रैंडम एक्सेस । आर. रोम और एम. सिदी (1990) ने इस प्रोटोकॉल को संघर्ष से मुक्त करने के लिए एक्सेस प्रोटोकॉल, अलोहा प्रोटोकॉल और कैरियर सेंसिंग प्रोटोकॉल में वर्गीकृत किया हैं।

दूरसंचार पुस्तिका (टेरप्लान और मोरेले, 2000) निम्नलिखित मैक श्रेणियों की पहचान करता है:


 * निश्चित नियत: TDMA, FDMA+WDMA, CDMA, SDMA
 * निर्दिष्ट की गई मांग (डीए)
 * आरक्षण: डीए/टीडीएमए, डीए/एफडीएमए+डीए/डब्ल्यूडीएमए, डीए/सीडीएमए, डीए/एसडीएमए
 * पोलिंग: सामान्यीकृत पोलिंग, डिस्ट्रीब्यूटेड पोलिंग, टोकन पासिंग, इंप्लिसिट पोलिंग, स्लॉटेड एक्सेस
 * रैंडम एक्सेस (आरए): शुद्ध आरए (अलोहा, जीआरए), अनुकूली आरए (टीआरए), सीएसएमए, सीएसएमए/सीडी, सीएसएमए/सीए

चैनल एक्सेस योजनाएं सामान्यतः निम्नलिखित श्रेणियों में आती हैं।

आवृत्ति-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस
आवृत्ति-विभाजन बहुसंकेतन (FDMA) चैनल-एक्सेस स्कीम आवृत्ति-डिवीज़न मल्टीप्लेक्सिंग (FDM) स्कीम पर आधारित सबसे मानक एनालॉग प्रणाली है, जो अलग-अलग डेटा स्ट्रीम को अलग-अलग आवृत्ति बैंड प्रदान करता है। FDMA मामले में, आवृत्ति बैंड अलग-अलग नोड या डिवाइस को आवंटित किए जाते हैं। FDMA प्रणाली का उदाहरण पहली पीढ़ी के  1G  सेल-फ़ोन प्रणाली थे, जहाँ प्रत्येक फ़ोन कॉल को विशिष्ट अपलिंक आवृत्ति के चैनल और दूसरे डाउनलिंक आवृत्ति के चैनल को असाइन किया गया था। प्रत्येक संदेश संकेत (प्रत्येक फोन कॉल) विशिष्ट  वाहक आवृत्ति  पर  मॉडुलन  होता है।

एक संबंधित तकनीक वेवलेंथ डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (WDMA) है, जो वेवलेंथ डिविज़न मल्टिप्लेक्सिंग  (WDM) पर आधारित है, जहाँ फाइबर-ऑप्टिकल संचार में विभिन्न डेटा स्ट्रीम को अलग-अलग रंग मिलते हैं। डब्ल्यूडीएमए मामले में, बस या हब नेटवर्क में विभिन्न नेटवर्क नोड्स को अलग रंग मिलता है।

FDMA का उन्नत रूप ऑर्थोगोनल आवृत्ति-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (OFDMA) योजना है, उदाहरण के लिए,  4G सेलुलर संचार प्रणालियों में उपयोग किया जाता है। OFDMA में, प्रत्येक नोड कई उप-वाहकों का उपयोग कर सकता है, जिससे अलग-अलग उपयोगकर्ताओं को अलग-अलग गुणवत्ता की सेवा (अलग-अलग डेटा दरें) प्रदान करना संभव हो जाता है। वर्तमान रेडियो चैनल स्थितियों और ट्रैफिक लोड के आधार पर उपयोगकर्ताओं को उप-वाहकों का असाइनमेंट गतिशील रूप से बदला जा सकता है। सिंगल-कैरियर FDMA (SC-FDMA), उर्फ ​​लीनियरली-प्रीकोडेड OFDMA (LP-OFDMA), सिंगल-कैरियर आवृत्ति-डोमेन-इक्वलाइज़ेशन (SC-FDE) पर आधारित है।

टाइम-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस
टाइम-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (TDMA) चैनल एक्सेस सांख्यिकीय समय-विभाजन बहुसंकेतन  (TDM) स्कीम पर आधारित है। टीडीएमए चक्रीय रूप से दोहराए जाने वाले फ्रेम संरचना में विभिन्न ट्रांसमीटरों को अलग-अलग समय स्लॉट प्रदान करता है। उदाहरण के लिए, नोड 1 समय स्लॉट 1, नोड 2 टाइम स्लॉट 2, आदि का उपयोग कर सकता है, जब तक अंतिम ट्रांसमीटर शुरू नहीं हो जाता। उन्नत रूप गतिशील टीडीएमए (डीटीडीएमए) है, जहां समय स्लॉट के लिए ट्रांसमीटरों का असाइनमेंट प्रत्येक फ्रेम पर भिन्न होता है।

मल्टी-आवृत्ति टाइम-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (एमएफ-टीडीएमए) समय और आवृत्ति मल्टीपल एक्सेस को जोड़ती है। उदाहरण के रूप में, 2G  सेलुलर प्रणाली TDMA और FDMA के संयोजन पर आधारित हैं। प्रत्येक आवृत्ति के चैनल को आठ टाइम स्लॉट में विभाजित किया गया है, जिनमें से सात का उपयोग सात फ़ोन कॉल के लिए और  सिग्नलिंग (दूरसंचार)  डेटा के लिए किया जाता है।

सांख्यिकीय समय विभाजन बहुसंकेतन  मल्टीपल एक्सेस सामान्यतः टाइम-डोमेन मल्टीप्लेक्सिंग पर भी आधारित होता है, लेकिन चक्रीय रूप से दोहराए जाने वाले फ्रेम संरचना में नहीं। इसके यादृच्छिक चरित्र के कारण, इसे  सांख्यिकीय बहुसंकेतन  विधियों के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है और  गतिशील बैंडविड्थ आवंटन  में सक्षम है। इसके लिए  मीडिया अभिगम नियंत्रण  (MAC) प्रोटोकॉल की आवश्यकता होती है, अर्ताथ नोड्स के लिए चैनल चालू करने और टकराव से बचने के लिए इस सिद्धांत को उपयोग किया जाता हैं। इसका सामान्य उदाहरण CSMA/CD हैं, जिनका उपयोग  ईथरनेट बस नेटवर्क और हब नेटवर्क में किया जाता है, जिनका उपयोग IEEE 802.11 और CSMA/CA जैसे वायरलेस नेटवर्क में किया जाता है।

कोड डिवीजन मल्टीपल एक्सेस और रंगावली विस्तार मल्टीपल एक्सेस
कोड-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (सीडीएमए) योजना स्प्रेड स्पेक्ट्रम पर आधारित है, जिसका अर्थ है कि व्यापक रेडियो चैनल बैंडविड्थ का उपयोग व्यक्तिगत बिट स्ट्रीम की डेटा दर की तुलना में किया जाता है, और कई संदेश संकेतों को ही वाहक आवृत्ति पर साथ स्थानांतरित किया जाता है, विभिन्न उपयोग प्रसार कोड। शैनन-हार्टले प्रमेय के अनुसार, विस्तृत बैंडविड्थ में 1 से बहुत कम (0 dB से कम) के सिग्नल-टू-शोर अनुपात के साथ भेजना संभव बनाता है, जिसका अर्थ है कि संचरण शक्ति को स्तर से नीचे के स्तर तक कम किया जा सकता है। समान आवृत्ति रेंज उपयोग करने वाले अन्य संदेश संकेतों से शोर और सह-चैनल हस्तक्षेप ।

एक रूप प्रत्यक्ष अनुक्रम सीडीएमए  (डीएस-सीडीएमए) है, जो  प्रत्यक्ष क्रम प्रसार स्पेक्ट्रम  (डीएसएसएस) पर आधारित है, उदाहरण के लिए  ZG  ​​सेल फोन प्रणाली में उपयोग किया जाता है। प्रत्येक सूचना बिट (या प्रत्येक प्रतीक) को कई दालों के लंबे कोड अनुक्रम द्वारा दर्शाया जाता है, जिन्हें चिप्स कहा जाता है। अनुक्रम प्रसार कोड है, और प्रत्येक संदेश संकेत (उदाहरण के लिए प्रत्येक फोन कॉल) अलग प्रसार कोड का उपयोग करता है।

एक अन्य रूप आवृत्ति होपिंग सीडीएमए (एफएच-सीडीएमए) है, जो  आवृत्ति उछाल वृद्धि तरंग  (एफएचएसएस) पर आधारित है, जहां प्रसार कोड का गठन करने वाले अनुक्रम के अनुसार चैनल आवृत्ति तेजी से बदल जाती है। उदाहरण के रूप में,  ब्लूटूथ  संचार प्रणाली आवृत्ति-होपिंग और या तो CSMA/CA सांख्यिकीय समय-विभाजन बहुसंकेतन संचार (डेटा संचार अनुप्रयोगों के लिए) या TDMA (ऑडियो प्रसारण के लिए) के संयोजन पर आधारित है। ही उपयोगकर्ता (एक ही  पिकोनेट  के लिए) से संबंधित सभी नोड्स ही आवृत्ति hopping अनुक्रम का समकालिक रूप से उपयोग करते हैं, जिसका अर्थ है कि वे ही आवृत्ति के चैनल पर भेजते हैं, लेकिन CDMA/CA या TDMA का उपयोग VPAN के भीतर टकराव से बचने के लिए किया जाता है। विभिन्न वीपीएएन में नोड्स के बीच क्रॉस-टॉक और टकराव की संभावना को कम करने के लिए ब्लूटूथ द्वारा आवृत्ति-होपिंग का उपयोग किया जाता है।

अन्य विधियों में ओएफडीएमए और मल्टी-कैरियर कोड-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस  (एमसी-सीडीएमए) सम्मलित हैं।

स्पेस-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस
स्पेस-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (एसडीएमए) विभिन्न भौतिक क्षेत्रों में अलग-अलग जानकारी प्रसारित करता है। उदाहरणों में सरल सेलुलर रेडियो  प्रणाली और अधिक उन्नत सेलुलर प्रणाली सम्मलित हैं जो स्थानिक संचरण पैटर्न को परिष्कृत करने के लिए दिशात्मक एंटेना और पावर मॉड्यूलेशन का उपयोग करते हैं।

पावर-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस
पावर-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (पीडीएमए) योजना चैनल पर उपलब्ध शक्ति को उपयोग करने के लिए उपयोगकर्ताओं के बीच चर संचरण शक्ति का उपयोग करने पर आधारित है। उदाहरणों में सैटेलाइट ट्रांसपोंडर पर कई एससीपीसी  मोडेम सम्मलित हैं, जहां उपयोगकर्ताओं को उच्च डेटा दरों पर संचारित करने के लिए पावर बजट का बड़ा हिस्सा मांग पर मिलता है।

पैकेट मोड के विधि
पैकेट मोड चैनल एक्सेस विधि्स पैकेट ट्रांसमिशन की अवधि के लिए सिंगल नेटवर्क ट्रांसमीटर का चयन करते हैं। कुछ विधियाँ वायर्ड संचार के लिए अधिक अनुकूल हैं जबकि अन्य वायरलेस के लिए अधिक अनुकूल हैं।

वायर्ड मल्टी-ड्रॉप नेटवर्क के लिए सामान्य सांख्यिकीय टाइम-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग मल्टीपल एक्सेस प्रोटोकॉल में सम्मलित हैं:


 * टकराव की जांच के साथ कैरियर सेंस मल्टीपल एक्सेस (CSMA/CD), ईथरनेट और IEEE 802.3 में उपयोग किया जाता है
 * टक्कर से बचाव के साथ मल्टीपल एक्सेस (एमएसीए)
 * वायरलेस (MACAW) के लिए टक्कर परिहार के साथ एकाधिक पहुँच
 * करियर सेंस मल्टीपल एक्सेस (सीएसएमए)
 * टकराव से बचाव के साथ कैरियर-सेंस मल्टीपल एक्सेस एंड रेजोल्यूशन यूजिंग प्रायोरिटी (CSMA/CARP)
 * कैन बस में उपयोग किए जाने वाले रचनात्मक हस्तक्षेप के आधार पर बिटवाइज़ आर्बिट्रेशन
 * टोकन बस (IEEE 802.4)
 * निशानी की अंगूठी (IEEE 802.5)
 * टोकन पासिंग, FDDI  में उपयोग किया जाता है
 * डायनेमिक टाइम-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (डायनामिक TDMA)

पैकेट रेडियो वायरलेस नेटवर्क में उपयोग किए जा सकने वाले सामान्य मल्टीपल एक्सेस प्रोटोकॉल में सम्मलित हैं:
 * आईईईई 802.11/वाईफ़ाई में उपयोग किए जाने वाले टकराव से बचाव (सीएसएमए/सीए) के साथ कैरियर-सेंस मल्टीपल एक्सेस, संभावित रूप से वितरित समन्वय फ़ंक्शन का उपयोग कर रहा है
 * ALOHA और स्लॉटेड ALOHA, ALOHAnet  में उपयोग किया जाता है
 * आरक्षण अलोहा (आर-अलोहा)
 * मोबाइल स्लॉटेड अलोहा (MS-ALOHA)
 * कोड-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (सीडीएमए)
 * ऑर्थोगोनल आवृत्ति-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (ओएफडीएमए)
 * समकोणकार आवृति विभाजन बहुसंकेतन (ओएफडीएम)

द्वैध विधि
जहां इन विधियों का उपयोग आगे और पीछे के संचार चैनलों को विभाजित करने के लिए किया जाता है, उन्हें डुप्लेक्सिंग  विधियों के रूप में जाना जाता है। द्वैध संचार प्रणाली या तो आधा द्वैध या पूर्ण द्वैध हो सकती है। अर्ध-द्वैध प्रणाली में, संचार समय में केवल दिशा में कार्य करता है। वॉकी-टॉकी अर्ध-द्वैध प्रणाली का उदाहरण है क्योंकि दोनों उपयोगकर्ता दूसरे के साथ संवाद कर सकते हैं, लेकिन ही समय में नहीं, अगले व्यक्ति को शुरू करने से पहले किसी को संचार समाप्त करना होगा। पूर्ण-द्वैध प्रणाली में, दोनों उपयोगकर्ता ही समय में संचार कर सकते हैं। टेलीफोन पूर्ण-द्वैध प्रणाली का सबसे आम उदाहरण है क्योंकि दोनों उपयोगकर्ता ही समय में प्रत्येक छोर पर बोल और सुन सकते हैं। कुछ प्रकार की पूर्ण-द्वैध विधियाँ हैं:


 * समय-विभाजन द्वैध (टीडीडी)
 * आवृत्ति-डिवीज़न फुल डुप्लेक्स FDD)
 * गूंज रद्दीकरण

हाइब्रिड एप्लिकेशन उदाहरण
ध्यान दें कि इन विधियों के संकर अधिकांशतः उपयोग किए जाते हैं। कुछ उदाहरण:
 * GSM सेल्यूलर प्रणाली आवृत्ति-डिवीज़न डुप्लेक्स (FDD) के उपयोग को जोड़ती है जिससे कि FDMA और TDMA के साथ आउटवर्ड और रिटर्न सिग्नल के बीच हस्तक्षेप को रोका जा सके, जिससे कि ही सेल में कई हैंडसेट कार्य कर सकें।
 * GPRS पैकेट-स्विच्ड सेवा के साथ GSM FDD और FDMA को आरक्षण पूछताछ के लिए  स्लॉटेड अलोहा  और वास्तविक डेटा स्थानांतरित करने के लिए गतिशील TDMA योजना के साथ जोड़ता है।
 * ब्लूटूथ पैकेट मोड संचार नेटवर्क के भीतर उपयोगी चैनल एक्सेस के लिए CSMA/CA के साथ ही कमरे में कई निजी क्षेत्र नेटवर्क के बीच उपयोगी चैनल एक्सेस के लिए फ़ीक्वेंसी हॉपिंग  को जोड़ती है।
 * IEEE 802.11b वायरलेस लोकल एरिया नेटवर्क  (WLANs) FDMA और  DS-CDMA  पर आधारित हैं जिससे कि आसन्न WLAN सेल या एक्सेस पॉइंट के बीच हस्तक्षेप से बचा जा सके। यह सेल के भीतर एकाधिक पहुंच के लिए सीएसएमए/सीए के साथ संयुक्त है।
 * HIPERLAN/2 वायरलेस नेटवर्क FDMA को गतिशील TDMA के साथ जोड़ते हैं, जिसका अर्थ है कि संसाधन आरक्षण पैकेट शेड्यूलिंग  द्वारा प्राप्त किया जाता है।
 * G.hn, होम वायरिंग (पावर लाइन, फोन लाइन और समाक्षीय केबल) पर हाई-स्पीड नेटवर्किंग के लिए ITU-T  मानक, TDMA, टोकन पासिंग और CSMA/CARP के संयोजन को नियोजित करता है जिससे कि कई उपकरणों को माध्यम उपयोग करने की अनुमति मिल सके।

स्थानीय और महानगरीय क्षेत्र नेटवर्क
लोकल एरिया नेटवर्क (LANs) और  मेट्रोपॉलिटन एरिया नेटवर्क  (MANs) में, मल्टीपल एक्सेस विधि्स बस नेटवर्क, रिंग नेटवर्क, स्टार नेटवर्क, वायरलेस नेटवर्क और हाफ-डुप्लेक्स पॉइंट-टू-पॉइंट कम्युनिकेशन सक्षम करते हैं, लेकिन फुल-डुप्लेक्स पॉइंट में इसकी आवश्यकता नहीं होती है। नेटवर्क स्विच और राउटर के बीच -टू-पॉइंट सीरियल लाइन। CSMA/CD सबसे आम मल्टीपल एक्सेस विधि है, जिसका उपयोग ईथरनेट में किया जाता है। चूंकि आज के ईथरनेट इंस्टॉलेशन सीधे  ईथरनेट स्विच  के लिए फुल-डुप्लेक्स कनेक्शन का उपयोग करते हैं। पुराने  पुनरावर्तक हब  के साथ संगतता प्राप्त करने के लिए CSMA/CD अभी भी लागू है।

उपग्रह संचार
उपग्रह संचार में, मल्टीपल एक्सेस संचार उपग्रह  की से अधिक जमीन-आधारित टर्मिनलों के समवर्ती रूप से संचार लिंक के हिस्से के रूप में कार्य करने की क्षमता है। संचार उपग्रहों के साथ वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले तीन प्रकार के मल्टीपल एक्सेस कोड-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस|कोड-डिवीजन, आवृत्ति-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस|आवृत्ति-डिवीजन, और टाइम-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस|टाइम-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस हैं।

सेलुलर नेटवर्क
सेलुलर नेटवर्क में दो सबसे व्यापक रूप से अपनाई जाने वाली प्रौद्योगिकियां सीडीएमए और टीडीएमए हैं। TDMA तकनीक भाषण में प्राकृतिक विराम की पहचान करके और बदले में कई प्रसारणों का समर्थन करने के लिए रेडियो तरंग का उपयोग करके कार्य करती है। सीडीएमए तकनीक में, प्रत्येक व्यक्तिगत पैकेट को अद्वितीय कोड प्राप्त होता है जो व्यापक आवृत्ति स्पेक्ट्रम पर टूट जाता है और फिर दूसरे छोर पर फिर से जुड़ जाता है। सीडीएमए कई लोगों को ही आवृत्ति पर ही समय में बोलने की अनुमति देता है, जिससे स्पेक्ट्रम की समान मात्रा पर अधिक बातचीत प्रसारित की जा सकती है; यह कारण है कि सीडीएमए अंततः वायरलेस उद्योग में सबसे व्यापक रूप से अपनाया जाने वाला चैनल एक्सेस तरीका बन गया। सीडीएमए की उत्पत्ति 1940 के दशक में देखी जा सकती है, जहां इसे संयुक्त राज्य सरकार द्वारा पेटेंट कराया गया था और संदेशों को प्रसारित करने के लिए द्वितीय विश्व युद्ध के समय इसका उपयोग किया गया था। चूंकि, युद्ध के बाद पेटेंट समाप्त हो गया और सीडीएमए का उपयोग कम हो गया और व्यापक रूप से टीडीएमए द्वारा प्रतिस्थापित किया गया। यह तब तक था जब तक इरविन एम. जैकब्स एमआईटी इंजीनियर थे, और कंपनी लिंकबिट  के साथी कर्मचारियों ने दूरसंचार कंपनी  क्वालकॉम  की स्थापना की थी। क्वालकॉम की स्थापना के समय, जैकब्स पहले से ही स्पेक्ट्रम की क्षमता बढ़ाने के लिए डिजिटल तकनीक का उपयोग करके सेना के लिए दूरसंचार समस्याओं को दूर करने पर कार्य कर रहे थे। क्वालकॉम जानता था कि सीडीएमए वायरलेस की दक्षता और उपलब्धता में अधिक वृद्धि करेगा, लेकिन वायरलेस उद्योग ने पहले से ही टीडीएमए में लाखों डॉलर का निवेश किया था, यह संदेहजनक था। जैकब्स और क्वालकॉम ने बुनियादी ढांचे में सुधार और सीडीएमए के परीक्षण और प्रदर्शन करने में कई साल लगाए। 1993 में, CDMA को वायरलेस उद्योग मानक के रूप में स्वीकार किया गया। 1995 तक, 2G की नींव के रूप में वायरलेस उद्योग में CDMA का व्यावसायिक उपयोग किया जा रहा था।

यह भी देखें

 * विविधता योजना
 * गतिशील बैंडविड्थ आवंटन
 * अंतर-बेस स्टेशन हस्तक्षेप नियंत्रण के लिए रेडियो संसाधन प्रबंधन