A multiplexelés egy olyan technika, amely lehetővé teszi, hogy több adatfolyamot vagy jelet egyetlen kommunikációs csatornán keresztül továbbítsunk. Ez a csatorna lehet egy fizikai vezeték, egy rádiófrekvenciás sáv, vagy akár egy optikai szál is. A multiplexelés lényege, hogy a rendelkezésre álló sávszélességet hatékonyabban használjuk ki, mintha minden adatfolyamhoz külön csatornát rendelnénk.
A multiplexelés célja, hogy maximalizáljuk az erőforrás-kihasználást. Gondoljunk csak bele: ha minden telefonbeszélgetéshez egy külön vezetéket kellene kiépíteni, az elképzelhetetlenül költséges és pazarló lenne. A multiplexelés lehetővé teszi, hogy egyetlen fizikai vonalon egyidejűleg több hívás is lebonyolódjon.
Számos különböző multiplexelési technika létezik, amelyek különböző elveken alapulnak. Néhány példa:
- Frekvenciaosztásos multiplexelés (FDM): A csatornát különböző frekvenciasávokra osztja, és minden adatfolyamhoz egy sávot rendel.
- Időosztásos multiplexelés (TDM): Az időt szeletekre osztja, és minden adatfolyamhoz egy szeletet rendel.
- Hullámhossz-osztásos multiplexelés (WDM): Optikai szálakban használatos, ahol különböző hullámhosszú fényjelekkel továbbítják az adatokat.
A multiplexelés alapvető fontosságú a modern kommunikációs rendszerekben, mivel lehetővé teszi a nagymennyiségű adat hatékony továbbítását korlátozott erőforrások mellett.
A multiplexelés nélkül a mai internet, a mobiltelefon-hálózatok és a televíziós műsorszórás nem létezhetnének a jelenlegi formájukban. Nélkülözhetetlen a hatékony és gazdaságos adatátvitelhez.
A multiplexelés alapelvei és céljai
A multiplexelés egy olyan technika, amely lehetővé teszi, hogy több adatfolyamot vagy jelet egyetlen kommunikációs csatornán keresztül továbbítsunk. Ezt úgy éri el, hogy az egyes adatfolyamoknak különböző időtartamokat, frekvenciákat vagy kódokat rendel, ezáltal elkerülve az ütközéseket és biztosítva a hatékony adatátvitelt.
A multiplexelés fő célja a kommunikációs csatornák kihasználtságának növelése. Egyetlen csatorna használatával több felhasználó vagy alkalmazás osztozhat ugyanazon az infrastruktúrán, ami jelentős költségmegtakarítást eredményezhet, különösen a távközlésben és a számítógépes hálózatokban.
A multiplexelés lehetővé teszi, hogy a rendelkezésre álló sávszélességet optimálisan kihasználjuk, ezáltal növelve a hálózat teljesítményét és csökkentve a késleltetést.
Számos különböző multiplexelési technika létezik, amelyek a konkrét alkalmazástól és a rendelkezésre álló erőforrásoktól függően választhatók ki. Néhány gyakori típus:
- Frekvenciaosztásos multiplexelés (FDM): Az adatfolyamokat különböző frekvenciasávokba osztja.
- Időosztásos multiplexelés (TDM): Az adatfolyamokat időrészekre osztja.
- Kódosztásos multiplexelés (CDM): Minden adatfolyamot egyedi kóddal lát el.
- Hullámhossz-osztásos multiplexelés (WDM): Optikai szálakban használatos, ahol különböző hullámhosszú fényjeleket használnak.
Az FDM-et gyakran használják a rádióadásokban, ahol a különböző rádióállomások különböző frekvenciákat használnak. A TDM-et a digitális telefonhálózatokban alkalmazzák, ahol az egyes felhasználóknak meghatározott időtartamokra van fenntartva a csatorna. A CDM-et a mobilkommunikációban, például a CDMA hálózatokban alkalmazzák. A WDM pedig a nagy sávszélességű optikai kommunikációs rendszerek alapja.
A multiplexelés alkalmazása nem korlátozódik csak a távközlésre. Számos más területen is használják, például az adatgyűjtésben, a telemetriában és a szenzorhálózatokban. Bárhol, ahol több adatforrásból származó adatokat kell egyetlen csatornán továbbítani, a multiplexelés értékes megoldást kínál.
A sikeres multiplexelési stratégia megvalósítása során figyelembe kell venni a sávszélesség korlátozásait, a késleltetési követelményeket és a rendszer komplexitását. A megfelelő technika kiválasztása kulcsfontosságú a hatékony és megbízható adatátvitel biztosításához.
Frekvenciaosztásos multiplexelés (FDM)
A frekvenciaosztásos multiplexelés (FDM) egy olyan multiplexelési technika, amely lehetővé teszi, hogy több jel egyszerre legyen továbbítva egyetlen kommunikációs csatornán. Az FDM lényege, hogy a rendelkezésre álló sávszélességet kisebb, nem átfedő frekvenciasávokra osztja fel, és mindegyik sávhoz egy-egy jelet rendel. Ezáltal a jelek párhuzamosan közlekedhetnek anélkül, hogy zavarnák egymást.
Az FDM a rádiókommunikációban és a televíziós műsorszórásban régóta elterjedt technika. A rádióadók például különböző frekvenciákon sugároznak, így a hallgatók a megfelelő frekvenciára hangolva választhatják ki a kívánt adót. Hasonlóképpen, a televíziós csatornák is különböző frekvenciákat használnak a műsorok továbbítására.
Az FDM működése a következő lépésekből áll:
- Sávszélesség felosztása: A rendelkezésre álló teljes sávszélességet kisebb, diszjunkt frekvenciasávokra osztják.
- Jel hozzárendelése: Minden frekvenciasávhoz egy-egy jelet rendelnek.
- Moduláció: Az egyes jeleket modulálják a hozzájuk rendelt frekvenciasávra. Ez a moduláció általában frekvenciamoduláció (FM) vagy amplitúdómoduláció (AM).
- Egyesítés: A modulált jeleket ezután egyesítik egyetlen jellé, amelyet a kommunikációs csatornán továbbítanak.
- Demoduláció: A vevő oldalon a jelet szétválasztják az egyes frekvenciasávokra, és a jeleket demodulálják, hogy visszanyerjék az eredeti információt.
Az FDM előnye, hogy egyszerűen implementálható, és hatékonyan kihasználja a rendelkezésre álló sávszélességet. Azonban vannak hátrányai is. Az egyik hátrány, hogy a frekvenciasávok közötti védősávokra van szükség, hogy elkerüljék a jelek közötti interferenciát. Ezek a védősávok csökkentik a hatékonyan kihasználható sávszélességet.
Az FDM egyik legfontosabb előnye, hogy lehetővé teszi a különböző jelformátumok egyidejű továbbítását.
Egy másik kihívás az FDM-nél az, hogy a jeleknek lineárisnak kell lenniük, hogy elkerüljék az intermodulációs torzítást. Az intermodulációs torzítás akkor fordul elő, amikor a jelek nemlineárisan keverednek, ami nem kívánt frekvenciakomponensek megjelenéséhez vezet, amelyek zavarhatják a többi jelet.
Az FDM-et gyakran használják a következő alkalmazásokban:
- Rádió- és televíziós műsorszórás
- Mobilkommunikáció (például az első generációs mobilhálózatok, 1G)
- Szélessávú hozzáférés (például ADSL)
- Mikrohullámú kommunikáció
A frekvenciaosztásos multiplexelés egy bevált és széles körben alkalmazott technika, amely lehetővé teszi a hatékony sávszélesség-kihasználást és a különböző jelformátumok egyidejű továbbítását. Bár vannak korlátai, az FDM továbbra is fontos szerepet játszik a modern kommunikációs rendszerekben.
A modern digitális kommunikációs rendszerekben az FDM-et gyakran kombinálják más multiplexelési technikákkal, például az időosztásos multiplexeléssel (TDM), hogy még hatékonyabb sávszélesség-kihasználást érjenek el. Ezenkívül a digitális jelprocesszálás fejlődése lehetővé tette a védősávok méretének csökkentését és az intermodulációs torzítás hatásainak minimalizálását, ami tovább javította az FDM teljesítményét.
Egy egyszerű példa az FDM működésére a következő: Képzeljünk el egy kábeltelevíziós rendszert. A különböző televíziós csatornák mindegyike egy-egy külön frekvenciasávon kerül továbbításra a kábelen. A televízió a megfelelő frekvenciára hangolva választja ki a kívánt csatornát. Így több csatorna is egyszerre továbbítható a kábelen anélkül, hogy zavarnák egymást.
Időosztásos multiplexelés (TDM)
Az időosztásos multiplexelés (TDM) egy olyan multiplexelési technika, amely lehetővé teszi, hogy több csatorna egyetlen kommunikációs csatornán keresztül ossza meg a rendelkezésre álló sávszélességet. A TDM a rendelkezésre álló időt időrésekre osztja, és minden egyes csatornának egy-egy időrés van dedikálva. Ez azt jelenti, hogy minden csatorna periodikusan hozzáfér a teljes sávszélességhez, de csak egy rövid ideig.
A TDM lényege, hogy az adatokat időben szeleteli fel, és ezeket a szeleteket váltakozva küldi el a csatornán. A fogadó oldalon az adatok újrarendezésre kerülnek, így az eredeti csatornák adatai helyreállíthatók.
A TDM-nek két fő típusa létezik:
- Szinkron TDM: Ebben az esetben minden csatornának fixen lefoglalt időrés van, függetlenül attól, hogy van-e éppen küldendő adata. Ha egy csatornának nincs adata, az időrés üresen marad.
- Aszinkron TDM (statisztikai multiplexelés): Ebben a változatban az időréseket dinamikusan osztják ki a csatornák között, aszerint, hogy melyik csatornának van éppen küldendő adata. Ez hatékonyabb sávszélesség-kihasználást tesz lehetővé, mert nem pazarolja az időréseket üres adatok küldésére.
A szinkron TDM egyszerűbb megvalósítani, de kevésbé hatékony, míg az aszinkron TDM bonyolultabb, de jobban kihasználja a rendelkezésre álló sávszélességet.
A TDM működésének célja, hogy maximalizálja a kommunikációs csatorna kihasználtságát. Ahelyett, hogy minden csatornához külön fizikai csatornát rendelnének, a TDM lehetővé teszi, hogy több csatorna osztozzon egyetlen csatornán, ami jelentősen csökkentheti a költségeket és növelheti a hatékonyságot.
A TDM-et széles körben alkalmazzák a telekommunikációban, például:
- Digitális telefonhálózatokban: Több hanghívást multiplexelnek egyetlen vonalon.
- Mobil kommunikációban: A GSM és más mobil szabványok használják a TDM-et a felhasználók közötti kommunikációhoz.
- Számítógépes hálózatokban: Bár kevésbé elterjedt, mint más multiplexelési technikák, bizonyos speciális alkalmazásokban használják.
A TDM előnyei közé tartozik a jó sávszélesség-kihasználás, a költséghatékonyság és a relatív egyszerűség (különösen a szinkron TDM esetében). Hátrányai közé tartozik a szinkron TDM esetében a sávszélesség pazarlása, ha egy csatornának nincs éppen küldendő adata, valamint az aszinkron TDM nagyobb bonyolultsága.
A TDM alapvető célja, hogy lehetővé tegye több adatfolyam egyidejű továbbítását egyetlen fizikai csatornán, ezáltal optimalizálva a rendelkezésre álló erőforrásokat és csökkentve a szükséges infrastruktúra költségeit.
A TDM megvalósításához szükség van egy multiplexerre az adó oldalon, amely az adatokat időrésekre osztja és multiplexeli, valamint egy demultiplexerre a vevő oldalon, amely az adatokat szétválasztja és a megfelelő csatornákhoz irányítja.
A TDM hatékonysága függ a csatornák számától, az adatátviteli sebességtől és a használt időrés méretétől. A megfelelő paraméterek kiválasztásával biztosítható, hogy a rendszer optimálisan működjön.
Kódosztásos multiplexelés (CDM)
A kódosztásos multiplexelés (CDM), más néven kódosztásos többszörös hozzáférés (CDMA) egy olyan multiplexelési technika, amely lehetővé teszi, hogy több felhasználó egyidejűleg használja ugyanazt a frekvenciasávot. Ez más multiplexelési módszerekkel, mint például a frekvenciaosztásos multiplexelés (FDM) vagy az időosztásos multiplexelés (TDM) ellentétben áll, ahol a felhasználók vagy különböző frekvenciákat, vagy különböző időrészeket kapnak.
A CDM alapelve az, hogy minden felhasználóhoz egy egyedi kódot rendelünk. Ez a kód egy úgynevezett szórási kód, amely a felhasználó adatjeleit egy szélesebb frekvenciasávra teríti szét. A fogadó oldalon ugyanezzel a kóddal vissza lehet állítani az eredeti adatjelet.
A CDM működése a következőképpen foglalható össze:
- Adatok kódolása: Minden felhasználó adatjeleit megszorozzuk a hozzárendelt egyedi szórási kóddal. Ez a művelet a jelet egy szélesebb frekvenciasávra teríti szét.
- Jelek összeadása: Az összes felhasználó kódolt jeleit összeadjuk, így egyetlen összetett jelet kapunk.
- Jel továbbítása: Az összetett jelet a kommunikációs csatornán továbbítjuk.
- Jel dekódolása: A fogadó oldalon a kívánt felhasználó jele dekódolásra kerül az adott felhasználó egyedi szórási kódjának felhasználásával. A többi felhasználó jelei zajként jelennek meg, mivel a szórási kódok ortogonálisak, azaz egymásra merőlegesek.
A CDM előnyei közé tartozik:
- Nagyobb kapacitás: Több felhasználó használhatja ugyanazt a frekvenciasávot.
- Jobb zajtűrés: A szórási kódok javítják a jel-zaj arányt.
- Biztonság: Nehezebb lehallgatni a jeleket, mivel azok szétszórtak a frekvenciasávban.
- Rugalmasság: Könnyen hozzá lehet adni vagy eltávolítani felhasználókat a rendszerből.
A CDM hátrányai közé tartozik:
- Kódszinkronizáció: A szórási kódoknak szinkronban kell lenniük a küldő és a fogadó oldalon.
- Interferencia: Ha a szórási kódok nem teljesen ortogonálisak, interferencia léphet fel a felhasználók között. Ezt „near-far” problémának is nevezik, amikor egy közeli adó elnyomja egy távoli adó jelét.
- Komplexitás: A CDM rendszerek bonyolultabbak, mint más multiplexelési rendszerek.
A kódosztásos multiplexelés (CDM) a mobilkommunikációs rendszerekben, különösen a 3G és 4G hálózatokban széles körben elterjedt, mivel hatékonyan használja ki a rendelkezésre álló frekvenciasávot és jó minőségű szolgáltatást nyújt.
A CDM-et gyakran használják más technológiákkal együtt, például a frekvenciaosztásos többszörös hozzáféréssel (FDMA) vagy az időosztásos többszörös hozzáféréssel (TDMA) a hálózat teljesítményének optimalizálása érdekében.
A szórási kódok kiválasztása kritikus fontosságú a CDM rendszerekben. A kódoknak ortogonálisaknak kell lenniük, hogy minimalizálják az interferenciát a felhasználók között. Gyakran használnak úgynevezett Walsh-Hadamard kódokat erre a célra.
Hullámhossz-osztásos multiplexelés (WDM)
A hullámhossz-osztásos multiplexelés (WDM) egy olyan technológia, amely lehetővé teszi több optikai jel egyetlen optikai szálon történő egyidejű továbbítását, mindegyik jel saját hullámhosszán. Alapvetően a WDM az optikai tartományban valósítja meg azt, amit a frekvencia-osztásos multiplexelés (FDM) a rádiófrekvenciás tartományban tesz.
A WDM működésének alapelve, hogy a különböző adatcsatornák különböző hullámhosszú lézersugarakat használnak. Ezeket a különböző hullámhosszú jeleket ezután egy optikai multiplexerrel (MUX) kombinálják egyetlen szálra. A fogadó oldalon egy optikai demultiplexer (DEMUX) szétválasztja a jeleket a hullámhosszuk alapján, így az egyes adatcsatornák helyreállíthatók.
A WDM jelentősége abban rejlik, hogy növeli a meglévő optikai szálak sávszélességét. Ahelyett, hogy egyetlen adatfolyamot továbbítanánk egy szálon, a WDM lehetővé teszi, hogy több adatfolyamot, akár több százat is, egyidejűleg továbbítsunk. Ez jelentősen csökkenti az infrastrukturális költségeket, mivel nem szükséges új szálakat telepíteni a növekvő sávszélességigények kielégítésére.
A WDM-nek két fő típusa létezik:
- Coarse Wavelength Division Multiplexing (CWDM): Nagyobb hullámhossz-távolságokat használ (általában 20 nm), ami lehetővé teszi, hogy kevesebb csatornát továbbítsunk, de olcsóbb alkatrészeket használhatunk.
- Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM): Kisebb hullámhossz-távolságokat használ (általában 0,8 nm vagy kevesebb), ami lehetővé teszi, hogy sokkal több csatornát továbbítsunk, de drágább és pontosabb alkatrészeket igényel.
A WDM rendszerekben a jelhordozók lézersugarak, melyeknek hullámhossza az infravörös tartományban helyezkedik el. A hullámhosszokat precízen kell szabályozni, hogy a csatornák ne zavarják egymást. A WDM rendszerekben használt optikai szálaknak alacsony csillapításúaknak kell lenniük a megfelelő jelminőség érdekében.
A WDM alkalmazási területei széleskörűek:
- Távközlési hálózatok: Nagy sávszélességű adatátvitelre használják a gerinchálózatokban.
- Adatközpontok: A szerverek és a tárolóeszközök közötti nagy sebességű kapcsolatokhoz.
- Kábeltelevíziós hálózatok: A műsorok és az internetes szolgáltatások egyidejű továbbításához.
A WDM kulcsfontosságú technológia a modern optikai kommunikációs hálózatokban, mivel lehetővé teszi a meglévő szálak sávszélességének maximalizálását és a növekvő adatigények kielégítését.
A WDM rendszerek tervezése és telepítése komplex feladat, amely magában foglalja a hullámhosszok optimális kiválasztását, a jelminőség biztosítását és a rendszer megbízhatóságának garantálását. A technológia folyamatosan fejlődik, újabb és hatékonyabb WDM rendszerek jelennek meg a piacon.
A jövőben a WDM várhatóan továbbra is kulcsszerepet fog játszani a hálózatok fejlesztésében és a sávszélesség növelésében, különösen a 5G és a jövőbeli kommunikációs technológiák elterjedésével.
Statikus és dinamikus multiplexelés
A multiplexelés során több adatfolyamot egyesítünk egyetlen csatornába. A multiplexelésnek két fő típusa van: a statikus multiplexelés és a dinamikus multiplexelés. Mindkettő eltérő módon osztja meg a rendelkezésre álló sávszélességet.
A statikus multiplexelés, más néven frekvenciaosztásos multiplexelés (FDM) vagy időosztásos multiplexelés (TDM), előre meghatározott időtartamra vagy frekvenciatartományra osztja fel a csatornát minden egyes adatfolyam számára. Ez azt jelenti, hogy minden csatorna számára állandó sávszélesség van fenntartva, függetlenül attól, hogy éppen küld-e adatot vagy sem.
A statikus multiplexelés egyszerűen megvalósítható, de nem hatékony, ha egyes csatornákon nincs forgalom.
Ezzel szemben a dinamikus multiplexelés, más néven statisztikai multiplexelés, csak akkor osztja ki a sávszélességet, ha egy csatornának valóban szüksége van rá. Ez azt jelenti, hogy a rendelkezésre álló sávszélesség dinamikusan oszlik meg a csatornák között, a pillanatnyi igényeknek megfelelően. A dinamikus multiplexelés hatékonyabban használja ki a sávszélességet, különösen akkor, ha sok csatorna van, amelyek időnként inaktívak.
A dinamikus multiplexelés bonyolultabb, mint a statikus, mivel kezelnie kell a csatornák közötti sávszélesség-elosztást. Gyakran csomagkapcsolt hálózatokban használják, ahol az adatok csomagokra vannak bontva, és minden csomag tartalmaz egy címet, amely meghatározza a célállomást. A multiplexer a csomagok címzettje alapján dönti el, hogy melyik csatornára irányítsa őket.
Például, ha egy videókonferencia és egy fájlátvitel osztozik egy csatornán, a dinamikus multiplexelés több sávszélességet ad a videókonferenciának, amíg aktív, majd a fájlátvitelnek, ha a videókonferencia szünetel. A statikus multiplexelés ezzel szemben állandó sávszélességet tartana fenn mindkét alkalmazás számára, függetlenül attól, hogy éppen használják-e vagy sem.
Multiplexelés a telekommunikációban
A multiplexelés a telekommunikációban egy olyan technika, amely lehetővé teszi több adatfolyam egyidejű továbbítását egyetlen fizikai csatornán. Ennek célja a rendelkezésre álló erőforrások hatékonyabb kihasználása, ezáltal növelve a hálózat kapacitását és csökkentve a költségeket.
Számos különböző multiplexelési technika létezik, melyek mindegyike más elven működik. A legelterjedtebbek:
- Frekvenciaosztásos multiplexelés (FDM): A csatornát frekvenciasávokra osztja, és minden adatfolyam saját sávot kap.
- Időosztásos multiplexelés (TDM): A csatornát időrészekre osztja, és minden adatfolyam a saját időrésében küldhet adatot.
- Kódosztásos multiplexelés (CDM): Minden adatfolyamot egyedi kóddal modulálnak, ami lehetővé teszi, hogy egyidejűleg ugyanazon a frekvencián küldjenek adatot.
A frekvenciaosztásos multiplexelést (FDM) gyakran használják rádió- és televízióadásoknál, ahol különböző frekvenciákon sugározzák a különböző csatornákat. Az időosztásos multiplexelést (TDM) pedig tipikusan digitális kommunikációs rendszerekben alkalmazzák, például a telefonhálózatokban és az interneten. A kódosztásos multiplexelés (CDM) főként mobilkommunikációs rendszerekben, például a 3G és 4G hálózatokban található meg.
A multiplexelés alkalmazása jelentős előnyökkel jár a telekommunikációban. Lehetővé teszi a meglévő infrastruktúra hatékonyabb használatát, ezáltal növelve a hálózat kapacitását anélkül, hogy új kábeleket kellene lefektetni vagy új berendezéseket telepíteni. Ezenkívül a multiplexelés csökkentheti a költségeket, mivel kevesebb fizikai csatornára van szükség a nagy mennyiségű adat továbbításához.
A multiplexelés alapvető fontosságú a modern telekommunikációs rendszerek működéséhez, hiszen lehetővé teszi a nagy mennyiségű adat hatékony és költséghatékony továbbítását.
A multiplexelés különböző típusai eltérő alkalmazási területekkel rendelkeznek. A választás függ a hálózat követelményeitől, a rendelkezésre álló erőforrásoktól és a kívánt teljesítménytől. Például, ha a sávszélesség korlátozott, akkor az időosztásos multiplexelés (TDM) lehet a legmegfelelőbb megoldás, míg ha a zavarvédelem fontos, akkor a kódosztásos multiplexelés (CDM) lehet a jobb választás.
A multiplexelés nem csak a vezetékes hálózatokban, hanem a vezeték nélküli hálózatokban is fontos szerepet játszik. A mobilkommunikációs rendszerekben például a multiplexelési technikák lehetővé teszik, hogy sok felhasználó egyidejűleg használja ugyanazt a frekvenciasávot, anélkül, hogy egymást zavarnák.
Multiplexelés a számítógép-hálózatokban
A multiplexelés egy olyan technika a számítógép-hálózatokban, amely lehetővé teszi, hogy több adatfolyam (vagy jel) egyetlen, közös csatornán keresztül kerüljön továbbításra. Ez a közös csatorna lehet egy fizikai vezeték, egy rádiófrekvenciás sáv, vagy bármilyen más kommunikációs médium. A multiplexelés célja a rendelkezésre álló erőforrások hatékonyabb kihasználása, különösen akkor, ha a csatorna kapacitása nagyobb, mint egyetlen adatfolyam igénye.
Számos különböző multiplexelési technika létezik, amelyek különböző elveken alapulnak. Néhány gyakori példa:
- Frekvenciaosztásos multiplexelés (FDM): Ebben a technikában a rendelkezésre álló frekvenciasávot kisebb sávokra osztják, és minden adatfolyam egy dedikált frekvenciasávot használ.
- Időosztásos multiplexelés (TDM): Itt az időt osztják fel időrésekre, és minden adatfolyam egy bizonyos időrésben küldheti az adatait.
- Hullámhossz-osztásos multiplexelés (WDM): Optikai hálózatokban használják, ahol a különböző adatfolyamok különböző hullámhosszú fényjelekkel kerülnek továbbításra ugyanazon a szálon.
- Kódosztásos multiplexelés (CDM): Minden adatfolyamhoz egyedi kódot rendelnek, és az adatok ezzel a kóddal vannak modulálva. Ezzel lehetővé válik, hogy több adatfolyam egyidejűleg használja a csatornát.
A multiplexelés elengedhetetlen a modern számítógép-hálózatokban, mivel lehetővé teszi a nagy mennyiségű adat hatékony továbbítását korlátozott erőforrások mellett. Például, egy optikai kábel képes több ezer különböző adatfolyamot továbbítani egyidejűleg WDM segítségével. Ugyanígy, a mobilkommunikációs hálózatok is multiplexelést használnak, hogy több felhasználó egyidejűleg használhassa ugyanazt a rádiófrekvenciás sávot.
A multiplexelés másik fontos előnye a költséghatékonyság. Ahelyett, hogy minden egyes adatfolyamhoz külön csatornát kellene kiépíteni, a multiplexelés lehetővé teszi, hogy egyetlen csatornán több adatfolyamot továbbítsunk, ami jelentősen csökkenti a hálózat kiépítési és üzemeltetési költségeit.
A multiplexelés lényege, hogy a sávszélességet vagy a csatornakapacitást hatékonyabban kihasználjuk.
A multiplexelés kulcsfontosságú a hálózati erőforrások optimális kihasználásához és a nagy adatmennyiségek hatékony továbbításához.
A demultiplexelés a multiplexelés fordítottja. A demultiplexelés során a multiplexelt adatfolyamot szétválasztják az eredeti adatfolyamokra a fogadó oldalon. A demultiplexeléshez a küldő oldalon használt multiplexelési technikát kell alkalmazni. Például, ha FDM-et használtak a multiplexeléshez, akkor a demultiplexelés során a különböző frekvenciasávokat szétválasztják a megfelelő adatfolyamokhoz.
A multiplexelés szorosan összefügg a protokollokkal is. A különböző protokollok különböző multiplexelési technikákat használhatnak az adatok továbbításához. Például, a TCP protokoll multiplexelést használ az alkalmazások közötti adatfolyamok egyetlen IP-kapcsolaton keresztül történő továbbításához.
Multiplexelés a műsorszórásban
A multiplexelés a műsorszórásban egy olyan technika, amely lehetővé teszi, hogy több különböző jelet – például hangot, képet és adatot – egyetlen csatornán keresztül továbbítsunk. Ezt úgy érjük el, hogy a különböző jeleket időben, frekvenciában vagy kódban elkülönítjük egymástól, majd egyetlen kombinált jellé alakítjuk.
A multiplexelés célja a sávszélesség hatékonyabb kihasználása. Ahelyett, hogy minden egyes jelnek külön csatornát kellene biztosítani, a multiplexelés lehetővé teszi, hogy több jel osztozzon egyetlen csatornán. Ez különösen fontos a műsorszórásban, ahol korlátozott számú frekvencia áll rendelkezésre.
A digitális televíziós műsorszórásban (DVB) a multiplexelés elengedhetetlen. Egy DVB multiplex általában több televíziós csatornát, rádióállomást és adatfolyamot tartalmaz. Ezeket a jeleket egyetlen, magas bitrátájú digitális jellé kombinálják, amelyet a sugárzótorony továbbít.
A multiplexelésnek több fajtája létezik, például:
- Időosztásos multiplexelés (TDM): Minden jel meghatározott időtartamra kap hozzáférést a csatornához.
- Frekvenciaosztásos multiplexelés (FDM): Minden jel különböző frekvenciasávot használ a csatornán belül.
- Kódosztásos multiplexelés (CDM): Minden jel egyedi kóddal van ellátva, ami lehetővé teszi, hogy egyszerre sugározzák őket ugyanazon a frekvencián.
A vevőoldalon a demultiplexálás folyamata zajlik le, amely a kombinált jelet szétválasztja az eredeti jelekre. A vevő dekódolja a jeleket, és a felhasználó számára érthető formátumban jeleníti meg azokat (például kép és hang).
A multiplexelés alapvető fontosságú a modern műsorszórási rendszerekben, mivel lehetővé teszi a több csatorna egyidejű sugárzását korlátozott sávszélesség mellett.
A multiplexelés a digitális rádiózásban (DAB) is fontos szerepet játszik. Egy DAB multiplex több rádióállomást és adatfolyamot tartalmazhat, amelyeket egyetlen digitális jellé kombinálnak.
A multiplexelés alkalmazásával a műsorszolgáltatók hatékonyabban használhatják ki a rendelkezésre álló frekvenciákat, és több tartalmat kínálhatnak a nézőknek és hallgatóknak.