Se pueden transferir eficientemente múltiples flujos de bits digitales de velocidad variable por un único canal de ancho de banda fijo mediante multiplexación estadística. Se trata de una multiplexación en el dominio del tiempo en modo asíncrono que es una forma de multiplexación por división en el tiempo.
Los flujos de bits digitales pueden transferirse a través de un canal analógico mediante técnicas de multiplexación por división de código tales como el espectro ensanchado por salto de frecuencia (FHSS) y el espectro ensanchado por secuencia directa (DSSS).
En las comunicaciones inalámbricas, la multiplexación también puede llevarse a cabo mediante la alternancia de la polarización (horizontal/vertical o en el sentido de las agujas del reloj/contra las agujas del reloj) en cada canal adyacente y en el satélite, o mediante una matriz de antenas múltiples en fase combinada con un esquema de comunicaciones de entrada múltiple y salida múltiple (MIMO).
Multiplexación por división espacialEditar
En la comunicación por cable, la multiplexación por división de espacio, también conocida como acceso múltiple por división de espacio (SDMA) es el uso de conductores eléctricos punto a punto separados para cada canal transmitido. Los ejemplos incluyen un cable de audio estéreo analógico, con un par de hilos para el canal izquierdo y otro para el canal derecho, y un cable telefónico multipar, una red en estrella conmutada como una red de acceso telefónico, una red Ethernet conmutada y una red de malla.
En la comunicación inalámbrica, la multiplexación por división de espacio se logra con múltiples elementos de antena que forman una antena en fase. Algunos ejemplos son la multiplexación de entrada y salida múltiple (MIMO), la de entrada y salida múltiple (SIMO) y la de entrada múltiple y salida única (MISO). Un router inalámbrico IEEE 802.11g con k antenas permite, en principio, comunicarse con k canales multiplexados, cada uno de ellos con una tasa de bits máxima de 54 Mbit/s, con lo que la tasa de bits máxima total se incrementa en el factor k. Diferentes antenas darían diferentes firmas de propagación multitrayecto (eco), lo que hace posible que las técnicas de procesamiento digital de señales separen las diferentes señales entre sí. Estas técnicas también pueden utilizarse para la diversidad espacial (mejora de la resistencia al desvanecimiento) o la formación de haces (mejora de la selectividad) en lugar de la multiplexación.
Multiplexación por división de frecuenciaEditar
Multiplexación por división de frecuencia (FDM): El espectro de cada señal de entrada se desplaza a un rango de frecuencias distinto.
La multiplexación por división de frecuencia (FDM) es intrínsecamente una tecnología analógica. La FDM logra la combinación de varias señales en un solo medio enviando señales en varias gamas de frecuencias distintas a través de un solo medio. Una de las aplicaciones más comunes de la FDM es la difusión tradicional de radio y televisión desde estaciones terrestres, móviles o por satélite, o la televisión por cable. Sólo un cable llega a la zona residencial de un cliente, pero el proveedor de servicios puede enviar varios canales o señales de televisión simultáneamente por ese cable a todos los abonados sin interferencias. Los receptores deben sintonizar la frecuencia (canal) adecuada para acceder a la señal deseada.
En las comunicaciones ópticas se utiliza una tecnología variante, denominada multiplexación por división de longitud de onda (WDM).
Multiplexación por división de tiempoEditar
Multiplexación por división de tiempo (TDM).
La multiplexación por división de tiempo (TDM) es una tecnología digital (o en raros casos, analógica) que utiliza el tiempo, en lugar del espacio o la frecuencia, para separar los diferentes flujos de datos. La TDM consiste en secuenciar grupos de unos pocos bits o bytes de cada flujo de entrada individual, uno tras otro, y de forma que puedan asociarse al receptor adecuado. Si se hace con suficiente rapidez, los dispositivos receptores no detectarán que parte del tiempo del circuito se utilizó para servir a otra ruta de comunicación lógica.
Consideremos una aplicación que requiere que cuatro terminales de un aeropuerto lleguen a un ordenador central. Cada terminal se comunica a 2400 baudios, por lo que en lugar de adquirir cuatro circuitos individuales para llevar una transmisión de tan baja velocidad, la compañía aérea ha instalado un par de multiplexores. También se han instalado un par de módems de 9600 baudios y un circuito de comunicaciones analógico dedicado desde el mostrador del aeropuerto hasta el centro de datos de la aerolínea. Algunos servidores proxy web (por ejemplo, polipo) utilizan TDM en la canalización HTTP de múltiples transacciones HTTP en la misma conexión TCP/IP.
Los métodos de acceso múltiple en sentido de la portadora y de comunicación multipunto son similares a la multiplexación por división de tiempo en el sentido de que múltiples flujos de datos están separados por el tiempo en el mismo medio, pero debido a que las señales tienen orígenes separados en lugar de combinarse en una sola señal, se consideran mejor como métodos de acceso al canal, en lugar de una forma de multiplexación.
TD es una tecnología de multiplexación heredada que sigue siendo la columna vertebral de la mayoría de las redes nacionales de telefonía fija en Europa, proporcionando los puertos de voz y señalización de 2m/bit en las centrales telefónicas de banda estrecha como la DMS100. Cada puerto E1 o 2m/bit TDM proporciona 30 o 31 timeslots de voz en el caso de los sistemas de señalización CCITT7 y 30 canales de voz para los sistemas de señalización Q931, DASS2, DPNSS, V5 y CASS conectados al cliente.
Multiplexación por división de polarizaciónEditar
La multiplexación por división de polarización utiliza la polarización de la radiación electromagnética para separar canales ortogonales. Se utiliza en la práctica tanto en las comunicaciones de radio como en las ópticas, especialmente en los sistemas de transmisión de fibra óptica de 100 Gbit/s por canal.
Multiplexación por momento angular orbitalEditar
La multiplexación por momento angular orbital es una técnica relativamente nueva y experimental para la multiplexación de múltiples canales de señales transportadas mediante radiación electromagnética por un único camino. Puede utilizarse potencialmente como complemento de otros métodos de multiplexación física para ampliar en gran medida la capacidad de transmisión de dichos sistemas. En 2012 aún se encontraba en su fase inicial de investigación, con demostraciones de laboratorio a pequeña escala de anchos de banda de hasta 2,5 Tbit/s a través de un único trayecto de luz. Se trata de un tema controvertido en la comunidad académica, ya que muchos afirman que no es un nuevo método de multiplexación, sino un caso especial de la multiplexación por división de espacio.
Multiplexación por división de códigoEditar
La multiplexación por división de código (CDM), el acceso múltiple por división de código (CDMA) o el espectro ensanchado son una clase de técnicas en las que varios canales comparten simultáneamente el mismo espectro de frecuencias, y este ancho de banda espectral es mucho mayor que la tasa de bits o la tasa de símbolos. Una forma es el salto de frecuencia, otra es el espectro ensanchado de secuencia directa. En este último caso, cada canal transmite sus bits como una secuencia codificada de impulsos específicos del canal, llamados chips. El número de chips por bit, o chips por símbolo, es el factor de propagación. Esta transmisión codificada se realiza normalmente transmitiendo una serie única de pulsos cortos en función del tiempo, que se colocan dentro de los tiempos de los chips dentro del tiempo de bit mayor. Todos los canales, cada uno con un código diferente, pueden transmitirse por la misma fibra o canal de radio u otro medio, y demultiplexarse asíncronamente. Las ventajas sobre las técnicas convencionales son que es posible un ancho de banda variable (al igual que en la multiplexación estadística), que el amplio ancho de banda permite una pobre relación señal-ruido según el teorema de Shannon-Hartley, y que la propagación multitrayectoria en la comunicación inalámbrica puede combatirse mediante receptores de rastrillo.
Una aplicación importante de CDMA es el Sistema de Posicionamiento Global (GPS).
Multiplexación de telecomunicaciones