Multipleksowanie

Wielokrotne cyfrowe strumienie bitowe o zmiennej szybkości transmisji mogą być efektywnie przesyłane przez pojedynczy kanał o stałej szerokości pasma za pomocą multipleksowania statystycznego. Jest to multipleksowanie w trybie asynchronicznym w dziedzinie czasu, które jest formą multipleksowania z podziałem czasu.

Cyfrowe strumienie bitów mogą być przesyłane przez kanał analogowy za pomocą technik multipleksowania z podziałem kodu, takich jak widmo rozproszone z podziałem częstotliwości (FHSS) i widmo rozproszone z bezpośrednią sekwencją (DSSS).

W komunikacji bezprzewodowej, multipleksowanie może być również osiągnięte poprzez naprzemienną polaryzację (poziomą/pionową lub zgodną z ruchem wskazówek zegara/przeciwnie do ruchu wskazówek zegara) na każdym sąsiednim kanale i satelicie, lub poprzez fazowaną macierz wieloantenową połączoną ze schematem komunikacji z wieloma wejściami i wieloma wyjściami (MIMO).

Wielokrotny podział przestrzeniEdit

W komunikacji przewodowej, multipleksowanie z podziałem przestrzeni, znane również jako wielokrotny dostęp z podziałem przestrzeni (SDMA) jest wykorzystaniem oddzielnych przewodników elektrycznych punkt-punkt dla każdego transmitowanego kanału. Przykłady obejmują analogowy stereofoniczny kabel audio, z jedną parą przewodów dla lewego kanału i drugą dla prawego kanału, oraz wieloparowy kabel telefoniczny, przełączaną sieć gwiaździstą, taką jak telefoniczna sieć dostępowa, przełączaną sieć Ethernet i sieć siatkową.

W komunikacji bezprzewodowej multipleksowanie z podziałem przestrzeni jest osiągane za pomocą wielu elementów antenowych tworzących antenę typu phased array. Przykłady to multiple-input and multiple-output (MIMO), single-input and multiple-output (SIMO) oraz multiple-input and single-output (MISO) multiplexing. Router bezprzewodowy IEEE 802.11g z k antenami umożliwia w zasadzie komunikację z k multipleksowanymi kanałami, każdy o szczytowej przepływności 54 Mbit/s, zwiększając w ten sposób całkowitą szczytową przepływność o czynnik k. Różne anteny dają różne sygnatury propagacji wielościeżkowej (echo), umożliwiając technikom cyfrowego przetwarzania sygnału oddzielenie różnych sygnałów od siebie. Techniki te mogą być również wykorzystywane do zróżnicowania przestrzeni (lepsza odporność na zanikanie) lub kształtowania wiązki (lepsza selektywność) zamiast multipleksowania.

Frequency-division multiplexingEdit

Frequency-division multiplexing (FDM) jest z natury technologią analogową. FDM osiąga połączenie kilku sygnałów w jednym medium przez wysyłanie sygnałów w kilku różnych zakresach częstotliwości przez jedno medium. W FDM sygnałami są sygnały elektryczne.Jednym z najczęstszych zastosowań FDM jest tradycyjna transmisja radiowa i telewizyjna ze stacji naziemnych, mobilnych lub satelitarnych, albo telewizja kablowa. Tylko jeden kabel dociera do obszaru mieszkalnego klienta, ale dostawca usług może wysyłać wiele kanałów telewizyjnych lub sygnałów jednocześnie przez ten kabel do wszystkich abonentów bez zakłóceń. Odbiorniki muszą dostroić się do odpowiedniej częstotliwości (kanału), aby uzyskać dostęp do pożądanego sygnału.

Odmienna technologia, zwana multipleksowaniem z podziałem długości fali (WDM), jest stosowana w komunikacji optycznej.

Time-division multiplexingEdit

Time-division multiplexing (TDM) jest cyfrową (lub w rzadkich przypadkach analogową) technologią, która wykorzystuje czas, zamiast przestrzeni lub częstotliwości, do oddzielenia różnych strumieni danych. TDM polega na sekwencjonowaniu grup kilku bitów lub bajtów z każdego indywidualnego strumienia wejściowego, jeden po drugim, i w taki sposób, że mogą one być powiązane z odpowiednim odbiornikiem. Jeśli zostanie to wykonane wystarczająco szybko, urządzenia odbiorcze nie wykryją, że część czasu obwodu została wykorzystana do obsługi innej logicznej ścieżki komunikacyjnej.

Rozważmy aplikację wymagającą, aby cztery terminale na lotnisku dotarły do centralnego komputera. Każdy terminal komunikował się z szybkością 2400 bodów, więc zamiast nabywać cztery indywidualne obwody do przenoszenia tak małej szybkości transmisji, linia lotnicza zainstalowała parę multiplekserów. Zainstalowano również parę modemów 9600 bodów oraz jeden dedykowany analogowy obwód komunikacyjny z kasy biletowej lotniska z powrotem do centrum danych linii lotniczej. Niektóre serwery proxy (np. polipo) używają TDM w potokowaniu HTTP wielu transakcji HTTP na tym samym połączeniu TCP/IP.

Sensor nośny wielokrotnego dostępu i metody komunikacji multidrop są podobne do multipleksowania z podziałem czasu w tym, że wiele strumieni danych jest oddzielonych w czasie na tym samym nośniku, ale ponieważ sygnały mają oddzielne pochodzenie zamiast być połączone w jeden sygnał, są najlepiej postrzegane jako metody dostępu do kanału, a nie forma multipleksowania.

TD jest starą technologią multipleksacji nadal zapewnia szkielet większości krajowych sieci telefonii stacjonarnej w Europie, zapewniając 2m/bit głos i porty sygnalizacyjne na wąskopasmowych centralach telefonicznych, takich jak DMS100. Każdy E1 lub 2m/bit TDM port zapewnia albo 30 lub 31 mowy timeslots w przypadku systemów sygnalizacji CCITT7 i 30 kanałów głosowych dla klienta podłączonego Q931, DASS2, DPNSS, V5 i CASS signalling systems.

Polarization-division multiplexingEdit

Polarization-division multiplexing wykorzystuje polaryzację promieniowania elektromagnetycznego do oddzielenia ortogonalnych kanałów. Znajduje praktyczne zastosowanie zarówno w komunikacji radiowej, jak i optycznej, szczególnie w systemach transmisji światłowodowej o przepustowości 100 Gbit/s na kanał.

Orbitalny moment pędu multipleksowanieEdit

Orbitalny moment pędu multipleksowanie jest stosunkowo nową i eksperymentalną techniką multipleksowania wielu kanałów sygnałów przenoszonych za pomocą promieniowania elektromagnetycznego na pojedynczej ścieżce. Potencjalnie może być stosowana jako dodatek do innych fizycznych metod multipleksacji, aby znacznie rozszerzyć możliwości transmisyjne takich systemów. W 2012 roku technologia ta jest wciąż we wczesnej fazie badań, a w laboratoriach na małą skalę demonstrowano przepustowość do 2,5 Tbit/s na pojedynczej ścieżce świetlnej. Jest to kontrowersyjny temat w społeczności akademickiej, z wielu twierdząc, że nie jest to nowa metoda multipleksacji, ale raczej specjalny przypadek multipleksacji z podziałem przestrzeni.

Code-division multiplexingEdit

Code division multiplexing (CDM), Code division multiple access (CDMA) lub widma rozproszonego jest klasą technik, w których kilka kanałów jednocześnie korzystać z tego samego widma częstotliwości, a to widmo jest znacznie wyższa niż szybkość bitowa lub szybkość symbolu. Jedną z form jest skakanie po częstotliwościach, inną jest widmo rozproszone z sekwencją bezpośrednią. W tym ostatnim przypadku, każdy kanał transmituje swoje bity jako zakodowaną, specyficzną dla kanału sekwencję impulsów zwanych chipami. Liczba chipów na bit, lub chipów na symbol, jest czynnikiem rozprzestrzeniania. Ta kodowana transmisja jest zwykle osiągana przez nadawanie unikalnej, zależnej od czasu serii krótkich impulsów, które są umieszczone w czasach chipów w ramach większego czasu bitu. Wszystkie kanały, każdy z innym kodem, mogą być transmitowane na tym samym światłowodzie, kanale radiowym lub innym medium i asynchronicznie demultipleksowane. Zalety w stosunku do konwencjonalnych technik są takie, że zmienna szerokość pasma jest możliwa (tak jak w multipleksacji statystycznej), że szerokie pasmo pozwala na słaby stosunek sygnału do szumu zgodnie z twierdzeniem Shannona-Hartleya, i że propagacja wielościeżkowa w komunikacji bezprzewodowej może być zwalczana przez odbiorniki grabowe.

Ważnym zastosowaniem CDMA jest Globalny System Pozycjonowania (GPS).

.