Là một hệ thống mà các trạm thu mặt đất dùng chung một bộ phát đáp trên cơ sở phân chia thời gian. Hệ thống này định ra khung thời gian gọi là khung TDMA. Khung này sẽ chia ra làm nhiều khoảng tương ứng với mỗi trạm mặt đất. Nguyên lý hoạt động cơ bản là các trạm mặt đất khác nhau gửi lên vệ tinh các chùm (burst) năng lượng tần số RF trong đó có chứa các gói thông tin. Trong khe thời gian dành cho một trạm mặt đất cụ thể , tín hiệu của trạm đó sử dụng toàn bộ dải thông của bộ phát đáp vệ tinh.
So với FDMA, TDMA có bất lợi ở chổ là yêu cầu đồng bộ burst (chùm dữ liệu) nghiêm ngặt tại trạm mặt đất để ngăn chặn sự va chạm các burst tại vệ tinh. Nói cách khác, burst từ một trạm mặt đất cụ thể nào đó đến vệ tinh phải đúng trong khe thời gian (time slot) giành cho trạm đó, sao cho nó không làm nhiễu các burst đến của các khe lân cận.
Quá trình như trên gọi là truyền burst. Việc truyền burst được chèn vào trong một cấu trúc thời gian lớn hơn được gọi là một chu kỳ khung, TF và chu kỳ khung đó tương ứng với cấu trúc thời gian theo chu kỳ của hệ thống. Mỗi một sóng mang đặc trưng cho một burst chiếm toàn bộ độ rộng dải tần của kênh. Vì vậy mà kênh mang một số sóng mang tại cùng một thời điểm.
Hình 2-5: Mô tả hoạt động của một mạng TTVT hoạt động theo nguyên lý TDMA
Tương tự các trạm thu mặt đất, để lấy được tin tức cần được xác định đúng khe thời gian để lấy sóng mang của chính nó. Đây là phương pháp có thể sử dụng tốt nhất công suất của vệ tinh. Nó có thể thay đổi số khe cũng như độ rộng của khe thời gian trong khung mà không ảnh hưởng tới các thiết bị phần cứng.
Hình 2-6: Khung đa truy nhập phân chia theo thời gian
Hình 2-7: Mô hình thác nước với các tín hiệu thực vệ tinh (TDMA)