Multiplexing er en teknik, der bruges til at kombinere og sende de flere datastrømme over et enkelt medie. Processen med at kombinere datastrømmene er kendt som multipleksing, og hardware, der bruges til multipleksing, er kendt som en multiplekser.

Multiplexing opnås ved at bruge en enhed kaldet Multiplexer ( MUX ), der kombinerer n inputlinjer for at generere en enkelt outputlinje. Multipleksing følger mange-til-en, dvs. n input-linjer og en output-linje.

Demultiplexing opnås ved at bruge en enhed kaldet Demultiplexer ( DEMUX ) tilgængelig i den modtagende ende. DEMUX adskiller et signal i dets komponentsignaler (én indgang og n udgange). Derfor kan vi sige, at demultiplexing følger en-til-mange tilgangen.

Hvorfor multipleksing?

• Transmissionsmediet bruges til at sende signalet fra afsender til modtager. Mediet kan kun have ét signal ad gangen.
• Hvis der er flere signaler til at dele et medie, skal mediet opdeles på en sådan måde, at hvert signal får en del af den tilgængelige båndbredde. For eksempel: Hvis der er 10 signaler, og båndbredden på mediet er 100 enheder, så deles de 10 enheder af hvert signal.
• Når flere signaler deler det fælles medium, er der mulighed for kollision. Multiplexing-konceptet bruges til at undgå en sådan kollision.
• Transmissionstjenester er meget dyre.

Historien om multipleksing

• Multiplexing teknik er meget udbredt i telekommunikation, hvor flere telefonopkald føres gennem en enkelt ledning.
• Multiplexing opstod i telegrafi i begyndelsen af ​​1870'erne og er nu meget brugt i kommunikation.
• George Owen Squier udviklede telefonoperatør multipleksing i 1910.

Begrebet multipleksing

• 'n'-indgangslinjerne transmitteres gennem en multiplekser, og multiplekseren kombinerer signalerne for at danne et sammensat signal.
• Det sammensatte signal sendes gennem en demultiplekser, og demultiplekseren adskiller et signal til komponentsignaler og overfører dem til deres respektive destinationer.

Fordele ved multipleksing:

• Mere end et signal kan sendes over et enkelt medie.
• Båndbredden af ​​et medie kan udnyttes effektivt.

Multiplexing teknikker

Multiplexing teknikker kan klassificeres som:

Frekvens-division multiplexing (FDM)

• Det er en analog teknik.
Frequency Division Multiplexinger en teknik, hvor den tilgængelige båndbredde af et enkelt transmissionsmedium er opdelt i flere kanaler.

• I ovenstående diagram er et enkelt transmissionsmedium opdelt i flere frekvenskanaler, og hver frekvenskanal gives til forskellige enheder. Enhed 1 har en frekvenskanal i området fra 1 til 5.
• Indgangssignalerne oversættes til frekvensbånd ved hjælp af modulationsteknikker, og de kombineres af en multiplekser for at danne et sammensat signal.
• Hovedformålet med FDM er at underopdele den tilgængelige båndbredde i forskellige frekvenskanaler og allokere dem til forskellige enheder.
• Ved at bruge moduleringsteknikken transmitteres indgangssignalerne til frekvensbånd og kombineres derefter til et sammensat signal.
• De bærere, der bruges til at modulere signalerne, er kendt som undertransportører . De er repræsenteret som f1,f2..fn.
FDMbruges hovedsageligt i radioudsendelser og tv-netværk.

Fordele ved FDM:

• FDM bruges til analoge signaler.
• FDM-processen er meget enkel og nem modulering.
• Et stort antal signaler kan sendes gennem en FDM samtidigt.
• Det kræver ingen synkronisering mellem afsender og modtager.

Ulemper ved FDM:

• FDM-teknik bruges kun, når lavhastighedskanaler er påkrævet.
• Den lider under problemet med krydstale.
• Der kræves et stort antal modulatorer.
• Det kræver en kanal med høj båndbredde.

Anvendelser af FDM:

• FDM er almindeligt anvendt i tv-netværk.
• Det bruges i FM- og AM-udsendelser. Hver FM-radiostation har forskellige frekvenser, og de multiplekses for at danne et sammensat signal. Det multipleksede signal transmitteres i luften.

Bølgelængde Division Multiplexing (WDM)

• Bølgelængdedelingsmultipleksing er den samme som FDM, bortset fra at de optiske signaler transmitteres gennem det fiberoptiske kabel.
• WDM bruges på fiberoptik for at øge kapaciteten af ​​en enkelt fiber.
• Det bruges til at udnytte fiberoptisk kabels høje datahastighedskapacitet.
• Det er en analog multipleksingsteknik.
• Optiske signaler fra forskellige kilder kombineres for at danne et bredere lysbånd ved hjælp af multiplexer.
• I den modtagende ende adskiller demultiplekseren signalerne for at sende dem til deres respektive destinationer.
• Multiplexing og Demultiplexing kan opnås ved at bruge et prisme.
• Prism kan udføre en multiplekserrolle ved at kombinere de forskellige optiske signaler for at danne et sammensat signal, og det sammensatte signal transmitteres gennem et fiberoptisk kabel.
• Prism udfører også en omvendt operation, dvs. demultiplekser signalet.

Time Division Multiplexing

• Det er en digital teknik.
• I Frequency Division Multiplexing-teknik opererer alle signaler på samme tid med forskellig frekvens, men i tilfælde af Time Division Multiplexing-teknik fungerer alle signaler på samme frekvens med forskellig tid.
• I Time Division Multiplexing teknik , er den samlede tid, der er til rådighed i kanalen, fordelt på forskellige brugere. Derfor tildeles hver bruger et forskelligt tidsinterval kendt som et tidsrum, hvor data skal transmitteres af afsenderen.
• En bruger tager kontrol over kanalen i et bestemt tidsrum.
• I Time Division Multiplexing-teknikken transmitteres data ikke samtidigt, men dataene transmitteres én for én.
• I TDM transmitteres signalet i form af frames. Rammer indeholder en cyklus af tidsvinduer, hvor hver frame indeholder en eller flere slots dedikeret til hver bruger.
• Det kan bruges til at multiplekse både digitale og analoge signaler, men bruges hovedsageligt til at multiplekse digitale signaler.

Der er to typer af TDM:

• Synkron TDM
• Asynkron TDM

Synkron TDM

• En Synchronous TDM er en teknik, hvor tidsslot er forudtildelt til hver enhed.
• I Synchronous TDM får hver enhed et tidsrum, uanset om enheden indeholder dataene eller ej.
• Hvis enheden ikke har nogen data, forbliver åbningen tom.
• I Synchronous TDM sendes signaler i form af frames. Tidsintervaller er organiseret i form af rammer. Hvis en enhed ikke har data for et bestemt tidsrum, vil den tomme plads blive transmitteret.
• De mest populære Synchronous TDM er T-1 multipleksing, ISDN multipleksing og SONET multipleksing.
• Hvis der er n enheder, så er der n slots.

Begrebet Synkron TDM

I ovenstående figur er Synchronous TDM-teknikken implementeret. Hver enhed er tildelt et tidsrum. Tidsintervallerne transmitteres, uanset om afsenderen har data at sende eller ej.

Ulemper ved Synchronous TDM:

• Kanalens kapacitet udnyttes ikke fuldt ud, da de tomme slots også transmitteres, som ikke har nogen data. I ovenstående figur er den første ramme helt udfyldt, men i de sidste to rammer er nogle spalter tomme. Derfor kan vi sige, at kanalens kapacitet ikke udnyttes effektivt.
• Transmissionsmediets hastighed skal være større end den samlede hastighed af indgangslinjerne. En alternativ tilgang til Synchronous TDM er Asynchronous Time Division Multiplexing.

Asynkron TDM

• En asynkron TDM er også kendt som Statistisk TDM.
• En asynkron TDM er en teknik, hvor tidsslots ikke er fastsat som i tilfældet med Synchronous TDM. Tidsintervaller tildeles kun de enheder, der har dataene til at sende. Derfor kan vi sige, at Asynchronous Time Division multiplexor kun transmitterer data fra aktive arbejdsstationer.
• En asynkron TDM-teknik tildeler dynamisk tidsvinduerne til enhederne.
• I Asynkron TDM kan den samlede hastighed for indgangslinjerne være større end kanalens kapacitet.
• Asynchronous Time Division multiplexor accepterer de indgående datastrømme og opretter en ramme, der kun indeholder data uden tomme pladser.
• I Asynkron TDM indeholder hver slot en adressedel, der identificerer kilden til dataene.

• Forskellen mellem Asynkron TDM og Synchronous TDM er, at mange slots i Synchronous TDM er uudnyttede, men i Asynkron TDM er slots fuldt udnyttet. Dette fører til mindre sendetid og effektiv udnyttelse af kanalens kapacitet.
• I Synchronous TDM, hvis der er n sendeenheder, så er der n time slots. I Asynkron TDM, hvis der er n sendeenheder, så er der m tidsintervaller, hvor m er mindre end n ( m).
• Antallet af slots i en ramme afhænger af den statistiske analyse af antallet af inputlinjer.

Begrebet Asynkron TDM

I ovenstående diagram er der 4 enheder, men kun to enheder sender dataene, dvs. A og C. Derfor transmitteres dataene fra A og C kun gennem transmissionslinjen.

Rammen af ​​ovenstående diagram kan repræsenteres som:

Ovenstående figur viser, at datadelen indeholder adressen for at bestemme kilden til dataene.