În tehnologia informației și comunicații , multiplexarea ( eng. multiplexing, muxing ) este comprimarea unui canal de comunicație, adică transmiterea mai multor fluxuri de date la o viteză mai mică pe un canal de comunicație. Sau cu alte cuvinte: crearea în canalul de comunicare original a mai multor subcanale de comunicație cu o lățime de bandă mai mică.
În telecomunicații , multiplexarea se referă la transmiterea de date pe mai multe canale de comunicații logice într-un singur canal fizic . Un canal fizic înseamnă un canal real cu lățimea de bandă proprie - un cablu de cupru sau optic, un canal radio.
În tehnologia informației, multiplexarea înseamnă combinarea mai multor fluxuri de date (canale virtuale) într-unul singur. Un exemplu ar fi un fișier video în care un flux (canal) de video este combinat cu unul sau mai multe canale audio.
Dispozitivul sau programul care efectuează multiplexarea se numește multiplexor .
Multiplexarea cu diviziune în frecvență ( ing. FDM , Multiplexarea cu diviziunea în frecvență ) implică plasarea mai multor canale de comunicație cu o lățime mai micăîn lățimea de bandă a canalului de comunicație original. Un bun exemplu este difuzarea radio , unde în cadrul aceluiași canal (aer radio) există multe canale radio la frecvențe diferite (în benzi de frecvență diferite).
Aplicații principaleEste utilizat în rețelele de comunicații mobile (vezi FDMA ) pentru separarea accesului, în comunicațiile cu fibră optică, analogul este multiplexarea prin diviziune în lungime de undă ( WDM , Wavelength Division Multiplexing ) (unde frecvența este culoarea radiației emițătorului), în natură - toate tipuri de separare după culoare (frecvența vibrațiilor electromagnetice) și ton (frecvența vibrațiilor sonore).
Multiplexarea pe diviziune în timp ( ing. TDM , Time Division Multiplexing ) implică transmisia de date cadru , în timp ce trecerea de la canale cu o lățime (lățime de bandă) mai mică la canale cu una mai mare eliberează rezerva pentru transmisie într-un cadru a unui volum mai mare de mai multe. rame ale unuia mai mic.
În figură: A, B și C sunt canale multiplexate cu o lățime de bandă (lățime) N și o durată a cadrului Δt; E este un canal multiplexat cu aceeași durată Δt, dar cu o lățime M * N, din care un cadru ( supercadru ) transportă toate cele 3 cadre ale semnalelor multiplexate de intrare în mod secvenţial , fiecărui canal i se alocă o parte din intervalul de timp supercadru - interval de timp , lungime Δt M = Δt/M
Astfel, un canal cu o lățime de bandă de M * N poate trece M canale cu o lățime de bandă de N și, în funcție de rata canalului (cadre pe secundă), rezultatul demultiplexării coincide cu fluxul de canal original (A, B sau C). în figură) și în fază, și din punct de vedere al vitezei, adică trece neobservat de destinatarul final.
Aplicații principaleSe mai numește și multiplexare la cerere [1 ] . Schema este asincronă: fluxul total de ieșire este format din canale de intrare, blocuri de date (pachete) prin care ajung la diferite intervale de timp, inclusiv aleatorii, indiferent de sosiri prin orice alt canal de intrare și pot avea o lungime arbitrară, inclusiv un unul constant. Dacă nu există pachete în canalul de intrare, atunci resursa canalului de ieșire nu îi este furnizată [2] .
Deoarece canalul de ieșire poate fi ocupat, sunt furnizate buffere la intrări pentru a stoca pachetele. Ca urmare, unele pachete pot fi livrate la destinație cu întârzieri variabile.
Aplicații principaleMultiplexarea cu diviziunea în lungime de undă ( WDM , Wavelength Division Multiplexing ) implică transmiterea fluxurilor de date cu lungimi de undă diferite pe un singur cablu de fibră optică . Tehnologia se bazează pe faptul că undele cu lungimi diferite se propagă independent unele de altele. Există trei tipuri principale de WDM: WDM, CWDM și DWDM.
Aplicații principaleMultiplexarea ( overbooking ) de către furnizorii moderni de bandă largă se datorează caracteristicilor economice și tehnologice ale rețelelor de transmisie a datelor.
Caracteristicile economice ale transmisiei de date sunt următoarele. Odată cu introducerea unui punct de acces cu 100 Mbps, furnizorul este capabil să conecteze aproximativ 100 de clienți cu o viteză declarată de 100 Mbps, fără a pierde simțul vizibil al vitezei Internetului. Să aruncăm o privire mai atentă: să presupunem că costul de 100 Mbps este de 100.000 de ruble. Nu orice companie sau individ este capabil să plătească pentru acces permanent la un astfel de preț. Dacă un furnizor percepe 2.000 USD pentru accesul la o astfel de bandă și vinde acel acces la 50-100 de utilizatori, va obține profit și utilizatorii vor primi un serviciu accesibil.
Cât despre viteza de acces pentru utilizatori. Să presupunem că 10 din 100 de utilizatori descarcă simultan un produs „greu” din rețea. Fiecare furnizor are un sistem de distribuție a încărcăturii, adică utilizatorul nu va putea obține întregul canal de 100 Mbps. Sistemul vă va limita canalul conform unei anumite formule, dar chiar și cu o viteză de descărcare de 10 Mbps, descărcarea unui fișier de 30 MB nu va dura mai mult de 30 de secunde. În plus, încărcarea dvs. pe canal se va reduce la navigarea paginilor și utilizarea e-mailului. Dacă am scala situația și presupunem că furnizorul unor astfel de canale de comunicare și, în consecință, numărul de utilizatori este de sute și mii de ori mai mare, se poate imagina că în fiecare anumită perioadă de timp fiecare utilizator este fizic incapabil să solicite atât de mult. informații pentru a încărca canalul. Prin urmare, viteza poate scădea ușor în timpul „orelor de vârf” și rămâne la nivelul declarat în restul timpului.