V informačních technologiích a komunikacích je multiplexování ( angl. multiplexing, muxing ) komprese komunikačního kanálu, tedy přenos několika datových toků nižší rychlostí přes jeden komunikační kanál. Nebo jinými slovy: vytvoření několika komunikačních subkanálů s nižší šířkou pásma v původním komunikačním kanálu.
V telekomunikacích se multiplexování týká přenosu dat přes více logických komunikačních kanálů v jediném fyzickém kanálu . Fyzický kanál znamená skutečný kanál s vlastní šířkou pásma - měděný nebo optický kabel, rádiový kanál.
V informačních technologiích multiplexování znamená spojení několika datových toků (virtuálních kanálů) do jednoho. Příkladem může být video soubor, ve kterém je proud (kanál) videa kombinován s jedním nebo více kanály zvuku.
Zařízení nebo program, který provádí multiplexování, se nazývá multiplexer .
Frekvenční multiplexování ( anglicky FDM , Frequency Division Multiplexing ) zahrnuje umístění několika komunikačních kanálů s menší šířkouv rámci šířky pásma původního komunikačního kanálu. Dobrým příkladem je rozhlasové vysílání , kde v rámci stejného kanálu (rozhlasový vzduch) existuje mnoho rozhlasových kanálů na různých frekvencích (v různých frekvenčních pásmech).
Hlavní aplikacePoužívá se v mobilních komunikačních sítích (viz FDMA ) pro oddělení přístupu, v komunikaci s optickými vlákny, analogem je multiplexování s vlnovou délkou ( WDM , Wavelength Division Multiplexing ) (kde frekvence je barva záření emitoru), v přírodě - vše typy separací podle barvy (frekvence elektromagnetických vibrací) a tónu (frekvence zvukových vibrací).
Časově dělený multiplex ( anglicky TDM , Time Division Multiplexing ) zahrnuje přenos dat rámců , přičemž přechod z kanálů s menší šířkou (šířkou pásma) na kanály s větší uvolňuje rezervu pro přenos v rámci jednoho rámce většího objemu několika rámy menšího.
Na obrázku: A, B a C jsou multiplexované kanály se šířkou pásma (šířkou) N a délkou trvání rámce At; E je multiplexovaný kanál se stejnou délkou trvání Δt, ale o šířce M * N, jehož jeden rámec ( superrámec ) přenáší postupně všechny 3 rámce vstupních multiplexovaných signálů , každému kanálu je přidělena část časového intervalu superrámce - časový slot , délka AtM =At/ M
Kanál se šířkou pásma M * N tedy může procházet M kanály se šířkou pásma N a v závislosti na rychlosti kanálu (snímky za sekundu) se výsledek demultiplexování shoduje s původním kanálovým tokem (A, B nebo C na obrázku) a ve fázi, a pokud jde o rychlost, to znamená, že si toho konečný příjemce nevšimne.
Hlavní aplikaceNazývá se také multiplexování na vyžádání [1 ] . Schéma je asynchronní: celkový výstupní tok je tvořen příchozími kanály, datovými bloky (pakety), kterými přicházejí v různých, včetně náhodných, časových intervalech, bez ohledu na příchody přes jakýkoli jiný příchozí kanál, a mohou mít libovolnou délku, včetně stálý. Pokud na příchozím kanálu nejsou žádné pakety, pak mu není poskytnut zdroj odchozího kanálu [2] .
Protože výstupní kanál může být zaneprázdněn, jsou na vstupech k dispozici vyrovnávací paměti pro ukládání paketů. V důsledku toho mohou být některé pakety doručeny na místo určení s proměnlivým zpožděním.
Hlavní aplikaceWavelength Division Multiplexing ( WDM , Wavelength Division Multiplexing ) zahrnuje přenos datových toků s různými vlnovými délkami přes jediný optický kabel . Technologie je založena na tom, že vlny s různou délkou se šíří nezávisle na sobě. Existují tři hlavní typy WDM: WDM, CWDM a DWDM.
Hlavní aplikaceMultiplexování ( overbooking ) moderními poskytovateli širokopásmového připojení je způsobeno ekonomickými a technologickými vlastnostmi sítí pro přenos dat.
Ekonomické rysy přenosu dat jsou následující. Se zavedením jednoho přístupového bodu se 100 Mbps je poskytovatel schopen připojit cca 100 klientů s deklarovanou rychlostí 100 Mbps, aniž by ztratil viditelný pocit rychlosti internetu. Podívejme se blíže: řekněme, že náklady na 100 Mbps jsou 100 000 rublů. Ne každá firma či jednotlivec je schopen za takovou cenu stálý přístup zaplatit. Pokud si poskytovatel za přístup k takovému pásmu účtuje 2 000 USD a prodá tento přístup 50-100 uživatelům, bude mít zisk a uživatelé dostanou dostupnou službu.
Co se týče rychlosti přístupu pro uživatele. Řekněme, že 10 ze 100 uživatelů současně stáhne „těžký“ produkt ze sítě. Každý poskytovatel má systém rozložení zátěže, to znamená, že uživatel nebude moci získat celý kanál 100 Mbps. Systém omezí váš kanál podle určitého vzorce, ale i při rychlosti stahování 10 Mbps nebude stahování 30 MB souboru trvat déle než 30 sekund. Dále bude vaše zatížení kanálu omezeno na procházení stránek a používání pošty. Pokud situaci škálujeme a předpokládáme, že poskytovatel takových komunikačních kanálů, a tedy i počet uživatelů je stokrát a tisíckrát větší, lze si představit, že v každém určitém časovém období každý uživatel fyzicky nemůže požadovat tolik informace k načtení kanálu. Rychlost tedy může během „high hours“ mírně klesnout a po zbytek času zůstat na deklarované úrovni.