Zeitmultiplex (englisch Time-Division Multiplexing, TDM) ist ein Multiplexverfahren, bei dem sich mehrere Signale dieselbe Leitung oder Frequenz teilen, indem sie nacheinander in festen oder bedarfsgesteuerten Zeitschlitzen senden. Jeder Kanal bekommt regelmäßig seinen Slot – so fließen viele Datenströme über ein einziges Übertragungsmedium.
Synchroner Zeitmultiplex
Beim synchronen TDM wiederholt sich ein fester Rahmen: Der Rahmen enthält einen Zeitschlitz pro Kanal, in fester Reihenfolge. Der Empfänger muss nur den Rahmenanfang erkennen und kann dann alle Kanäle der Reihe nach abgreifen. Das klassische Beispiel ist das Telefonnetz: Die Puls-Code-Modulation (PCM) wandelt jedes Gespräch in einen 64 kbit/s-Datenstrom; beim PCM30-System (E1) werden 30 solcher Gespräche in 32 Zeitschlitzen übertragen – Zeitschlitz 0 dient der Rahmensynchronisation, Zeitschlitz 16 der Signalisierung, die Summe ergibt 2,048 Mbit/s.
Statistischer (asynchroner) Zeitmultiplex
Beim statistischen Zeitmultiplex erhalten die Sender nur dann Zeitschlitze, wenn sie tatsächlich Daten haben. Das nutzt die Leitung besser, weil keine Slots für schweigende Kanäle reserviert werden – verlangt aber Adressierung und Puffer, da die Slots nicht mehr fest zugeordnet sind. Genau darauf beruht die Paketvermittlung: Die Pakete verschiedener Sender werden zeitlich verschachtelt über dieselbe Leitung geschickt.
Beispiele aus der Praxis
- Telefonnetz / ISDN: PCM30/E1 mit 30 Nutzkanälen; der Primärmultiplexanschluss (S2M) bündelt sie zu 2,048 Mbit/s.
- GSM: TDMA (Time-Division Multiple Access) teilt jede Trägerfrequenz in 8 Zeitschlitze für 8 gleichzeitige Gespräche.
- WLAN, LTE-TDD, 5G-TDD: TDD (Time-Division Duplex) trennt Senden und Empfangen zeitlich auf derselben Frequenz.
- SDH/SONET: Die synchrone Digitalhierarchie transportiert viele Telefon- und Datenkanäle im Zeitmultiplex über Glasfaser.
Zeitmultiplex vs. Frequenzmultiplex
Beim Frequenzmultiplex senden alle Kanäle gleichzeitig auf getrennten Frequenzen – beim Zeitmultiplex nutzen alle dieselbe Frequenz, aber zu unterschiedlichen Zeiten. Eine Glasfaser kann sogar beides kombinieren: Der Wellenlängenmultiplex schaltet mehrere Wellenlängen parallel, und auf jeder Wellenlänge transportiert Zeitmultiplex weitere Kanäle.
Vor- und Nachteile
- Vorteil: sehr gute Bandbreitenausnutzung für digitale Signale, einfache Demultiplexer
- Nachteil (synchron): reservierte Zeitschlitze bleiben auch bei Datenstille ungenutzt
- Nachteil: alle Sender brauchen eine gemeinsame Taktung beziehungsweise Rahmensynchronisation
Verwandte Grundlagen: Bandbreite, Leitungsvermittlung, Paketvermittlung.