Мультиплексирование — это метод, с помощью которого разные аналоговые и цифровые потоки передачи могут одновременно обрабатываться по общей линии связи. Мультиплексирование делит среду с высокой пропускной способностью на логическую среду с низкой емкостью, которая затем используется несколькими потоками.
Связь возможна по радиоканалу (радиочастота), используя физический носитель (кабель) и свет (оптоволокно). Все среды способны к мультиплексированию.
Когда несколько отправителей пытаются отправить по одному носителю, устройство под названием Multiplexer разделяет физический канал и выделяет один для каждого. На другом конце связи демультиплексор принимает данные с одного носителя, идентифицирует каждый и отправляет различным получателям.
Мультиплексирование с частотным разделением
Когда несущей является частота, используется FDM. FDM — это аналоговая технология. FDM делит спектр или ширину полосы несущей на логические каналы и выделяет одного пользователя каждому каналу. Каждый пользователь может использовать частоту канала независимо и имеет эксклюзивный доступ к ней. Все каналы разделены таким образом, чтобы они не перекрывали друг друга. Каналы разделены защитными полосами. Защитная полоса — это частота, которая не используется ни одним из каналов.
Мультиплексирование с временным разделением
TDM применяется в основном к цифровым сигналам, но может применяться и к аналоговым сигналам. В TDM общий канал делится между его пользователем посредством временного интервала. Каждый пользователь может передавать данные только в пределах предоставленного временного интервала. Цифровые сигналы делятся на кадры, эквивалентные временному интервалу, то есть кадру оптимального размера, который может быть передан в данном временном интервале.
TDM работает в синхронизированном режиме. Оба конца, то есть мультиплексор и демультиплексор, своевременно синхронизируются и оба переключаются на следующий канал одновременно.
Когда канал A передает свой кадр на одном конце, демультиплексор предоставляет мультимедиа каналу A на другом конце. Как только истекает временной интервал канала A, эта сторона переключается на канал B. На другом конце демультиплексор работает синхронизированным образом и обеспечивает мультимедиа для канала B. Сигналы от разных каналов проходят путь чередующимся образом.
Мультиплексирование с разделением по длине волны
Свет имеет разную длину волны (цвета). В волоконно-оптическом режиме несколько оптических несущих сигналов мультиплексируются в оптическое волокно с использованием разных длин волн. Это метод аналогового мультиплексирования, который концептуально выполняется так же, как FDM, но использует свет в качестве сигналов.
Кроме того, на каждой длине волны может быть включено мультиплексирование с временным разделением для размещения большего количества сигналов данных.
Мультиплексирование с кодовым разделением
С помощью мультиплексирования с кодовым разделением можно передавать несколько сигналов данных на одной частоте. FDM делит частоту на меньшие каналы, но CDM позволяет своим пользователям использовать полную полосу пропускания и постоянно передавать сигналы, используя уникальный код. CDM использует ортогональные коды для расширения сигналов.
Каждой станции присваивается уникальный код, называемый чипом. Сигналы передаются с этими кодами независимо друг от друга, во всей полосе пропускания. Приемник заранее знает, какой сигнал чип-кода он должен получить.