Multipleksowanie

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Multipleksowanie (multipleksacja, pol. zwielokrotnianie, ang. multiplexing) – w telekomunikacji metody realizacji dwóch lub większej liczby kanałów komunikacyjnych (np. telefonicznych) w jednym medium transmisyjnym (np. para przewodów światłowód, powietrze itp.). Użytkownicy tych kanałów nie powinni odczuwać, że współdzielą medium transmisyjne. Multipleksowanie pozwala ograniczyć liczbę stosowanych mediów transmisyjnych, zwłaszcza kabli. Multipleksowanie jako pierwsze zostało wprowadzone w 1910 roku do przesyłania sygnałów telefonicznych.

Stosowane są różne techniki zwielokrotniania opisane poniżej.

Multipleksacja przestrzenna[edytuj | edytuj kod]

Inaczej SDM (ang. Space Division Multiplexing). Wykorzystuje ograniczenia zasięgu fal elektromagnetycznych. Najprostszym przykładem tej multipleksacji jest telefonia komórkowa GSM. Chociaż aparatów telefonicznych na świecie jest zbyt wiele na jednoczesne połączenie, w zasięgu jednej komórki GSM ich liczba jest znacznie mniejsza.

Multipleksowanie z podziałem czasu[edytuj | edytuj kod]

Inaczej TDM (z ang. Time Division Multiplexing). Przesyłane sygnały dzielone są na części, którym później przypisywane są czasy transmisji tzw. szczeliny czasowe. Najpierw przesyłana jest pierwsza część pierwszego sygnału, potem pierwsza część drugiego sygnału itd. Gdy zostaną przesłane wszystkie pierwsze części, do głosu dochodzą drugie części sygnału. Multipleksowanie tego rodzaju jest odpowiednie zwłaszcza do przesyłania sygnałów cyfrowych. Multipleksery cyfrowe łączą na ogół do 16 linii wejściowych. Technika TDM stosowana jest w sieciach rozległych.

Multipleksowanie z podziałem częstotliwości[edytuj | edytuj kod]

Inaczej FDMang. Frequency Division Multiplexing. Multipleksowanie tego rodzaju zwiększa przepustowość systemu transmisyjnego. Jest to układ, w którym kanały sąsiadują ze sobą. Przesyłane sygnały są przetwarzane na zmiany częstotliwości następujące wokół pewnej środkowej częstotliwości nośnej, z tym zastrzeżeniem, że każdy sygnał ma inną częstotliwość środkową. Multipleksowanie tego rodzaju jest odpowiednie do przesyłania sygnałów analogowych. Jak wiadomo szum wzmacniaczy elektrycznych zwiększa się znacznie w zakresie większych częstotliwości, a transmitowane sygnały optyczne w systemach o przepustowości 10-30 Gbit/s ulegają degradacji wskutek dyspersji chromatycznej. FDM ma dwie zalety: zwiększa liczbę kanałów oraz zmniejsza ograniczenia spowodowane tłumiennością i dyspersją. Bardzo interesującym przykładem systemu zwielokrotnienia z podziałem częstotliwości jest wielokanałowy koherentny system rozgłoszeniowy o dużej gęstości rozmieszczenia kanałów częstotliwościowych. System tego rodzaju może się składać z sześciu kanałów optycznych rozmieszczonych co 2,2 GHz (jest to najmniejsza możliwa odległość międzykanałowa, przy której nie powstaje interferencja). Do generowania kanałów wykorzystuje się lasery, które muszą dawać stabilny sygnał o pojedynczej częstotliwości, przestrajanej w sposób ciągły w granicach 1000 GHz. Modulacja realizowana jest za pomocą metody FSK.

Multipleksowanie z podziałem długości fali[edytuj | edytuj kod]

Inaczej WDMang. Wavelength Division Multiplexing. Przesyłany sygnał pochodzi z oddzielnych źródeł. Każdemu sygnałowi przypisana jest jego własna długość fali. System z modulacją WDM może pracować przy różnych długościach fali różniących się tylko o 5 nm. Sygnały po stronie odbiorczej rozdziela się za pomocą np. siatki dyfrakcyjnej, pryzmatu lub wielowarstwowych filtrów interferencyjnych. Multipleksowanie z podziałem długości fali, ze względu na swoją zasadę działania, może być realizowane tylko w systemach optycznych.

Multipleksowanie kodowe[edytuj | edytuj kod]

Inaczej CDMang. Code Division Multiplexing. sposób polegający na niezależnym kodowaniu każdego z sygnałów kodem (sekwencją) rozpraszającym. Wszystkie tak zakodowane sygnały są przesyłane w tym samym paśmie transmisyjnym. Ze względu na ortogonalność stosowanych kodów rozpraszających odbiornik jest w stanie zdekodować wysłany do niego sygnał. W tej samej technologii można zrealizować również dostęp wielokrotny oznaczony skrótem CDMA (CDM Access). Każdy z użytkowników ma do dyspozycji przez cały czas transmisji pełne pasmo medium transmisyjnego. Jedynym warunkiem jest to, aby stosowany przez terminal kod rozpoznający był unikatowy i ortogonalny w stosunku do pozostałych kodów stosowanych w tym samym czasie. Metoda ta, oprócz uodparniania transmitowanego sygnału na zakłócenia wąskopasmowe, utrudnia nieupoważniony dostęp do sygnału.

Splitting[edytuj | edytuj kod]

Splitting

Operację odwrotną do multipleksacji, polegającą na podziale jednego strumienia danych między kilka kanałów fizycznych, nazywa się splittingiem. Używa się też nazwy multipleksacja odwrotna (ang. inverse multiplexing). Splitting może być wykorzystany do zwiększenia dostępnej przepustowości łącza, poprzez rozdzielanie sygnału i wysyłanie go kilkoma kanałami o mniejszej przepustowości.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]