مالتی پلکسینگ در شبکه های کامپیوتری به چه معناست؟ انواع آن کدامند؟

مالتی پلکسینگ (multiplexing) یا muxing روشی برای ارسال چند سیگنال‌، یا جریان‌ اطلاعاتی بر روی یک مسیر به صورت همزمان، در قالب یک سیگنال پیچیده است. هنگامی که سیگنال به مقصد خود می رسد، فرآیندی به نام دی مولتی پلکس یا دموکسینگ، سیگنال های جداگانه را بازیابی می کند و آن ها را به خطوط جداگانه ارسال می کند.

مالتی پلکسینگ روشی است که توسط انواع شبکه‌ های کامپیوتری برای ادغام چندین سیگنال، در یک سیگنال ترکیبی که از طریق یک رسانه مشترک، مانند کابل فیبر نوری یا موج رادیویی منتقل می‌ شود، استفاده می‌ شود. هنگامی که سیگنال ترکیبی به مقصد خود می رسد، از حالت مولتی پلکس خارج می شود و سیگنال های جداگانه ای که در مرحله قبل، به طور پیچیده ای ترکیب شده بودند بازیابی و پردازش می شوند.

شبکه های کامپیوتری از انواع تکنیک های مالتی پلکسینگ استفاده می کنند، اما در سطح مفهومی، همه آن ها به شیوه ای مشابه عمل می کنند. سیگنال های شبکه منفرد به یک مالتی پلکسر (mux) وارد می شوند که آن ها را در یک سیگنال ترکیبی، ادغام می کند، که سپس از طریق یک رسانه مشترک منتقل می شود. هنگامی که سیگنال ترکیبی به مقصد خود می رسد، یک دی مالتی پلکسر (demux)، سیگنال ترکیبی را به سیگنال های جداگانه تقسیم می کند و آن ها را به خطوط جداگانه برای استفاده در سایر عملیات ها می فرستد.

multiplexing برای چه مواردی استفاده می شود؟

مالتی پلکسینگ در بسیاری از صنایع، برای آسان کردن ارتباطات آنالوگ و دیجیتال استفاده می شود. مالتی پلکسینگ برای اولین بار در دهه 1870، برای پشتیبانی از تلگراف معرفی شد، اما از آن زمان به عنوان پایه اصلی در ارتباطات راه دور مانند رادیو، تلویزیون و تلفن تبدیل شده است. همچنین در شبکه های کامپیوتری، اغلب برای انتقال سیگنال های متعدد در یک شبکه گسترده مانند (WAN) استفاده می شود.

معمولاً سازمان ها به دو دلیل multiplexing را در شبکه های خود پیاده سازی می کنند:

• برای فعال کردن دستگاه های شبکه برای برقراری ارتباط با یکدیگر بدون نیاز به اتصال اختصاصی بین هر دو دستگاه، اگرچه مالتی پلکس کردن همچنان به رسانه مشترک نیاز دارد ولی توپولوژی بهینه تری با استفاده از این فناوری می توان استفاده کرد.
• برای استفاده بهینه تر و به صرفه تر از منابع کمیاب یا گران قیمت شبکه. به عنوان مثال، مالتی پلکسینگ را می توان برای انتقال سیگنال های متعدد از طریق یک اتصال ماهواره ای یا کابل مسی یا فیبر نوری که بین مناطق بزرگ شهری اجرا می شود، استفاده کرد.

انواع مالتی پلکسینگ چیست؟

سازمان‌ ها می‌ توانند از بین انواع مختلف مالتی پلکسینگ، نوع مورد نیاز خود را انتخاب کنند. انتخاب آن ها تا حد زیادی به انواع سیگنال های ارسال شده از جمله آنالوگ و دیجیتال، و همچنین رسانه های مورد استفاده، مانند کابل کواکسیال، کابل فیبر نوری یا ارتباطات رادیویی، بستگی دارد.

در زیر چند تکنیک متداول multiplexing را معرفی کرده ایم:

مالتی پلکسینگ تقسیم فرکانس (FDM). پهنای باند در یک راه ارتباطی، به زیر کانال هایی با پهنای فرکانس های مختلف تقسیم می شود که هر کدام یک سیگنال را به موازات سیگنال های دیگر حمل می کنند. انتقال‌ های رادیویی آنالوگ معمولاً از FDM برای سیگنال‌ های چندگانه در امواج رادیویی استفاده می‌ کنند. تلویزیون کابلی آنالوگ همچنین از FDM استفاده می کند و چندین کانال را به سیم های کابل کواکسیال ارسال می کند. یکی از شاخه های FDM، مالتی پلکسینگ با تقسیم فرکانس متعامد (OFDM) است که فرکانس های سیگنال را به هم نزدیک تر می کند، در حالی که آن ها را قادر می سازد با هم همپوشانی داشته باشند و همچنان جدا بمانند.

مالتی پلکسینگ با تقسیم طول موج (WDM). چندین کانال ارتباطی یکپارچه شده و سپس بر روی امواج نوری با طول موج های مختلف منتقل می شوند. از نظر مفهومی، این شبیه به FDM است، با این تفاوت که FDM بر حسب فرکانس ها توصیف می شود، برای مثال پخش رادیویی یا تلویزیونی، در حالی که WDM مختص طول موج است. رویکرد WDM در سیستم‌ های مخابراتی و شبکه‌ های کامپیوتری که از سیستم‌ های لیزری برای ارسال سیگنال‌ های نوری از طریق کابل‌ های فیبر نوری استفاده می‌ کنند، رایج‌ تر است. تغییرات WDM شامل WDM درشت و WDM متراکم (DWDM) است که به ترتیب کانال‌ های کمتر یا بیشتر را به طور همزمان روی رسانه قرار می‌ دهند.

مالتی پلکسینگ تقسیم زمانی (TDM). چندین سیگنال دیجیتال از طریق یک کانال در بازه های زمانی متناوب منتقل می شوند. TDM بر خلاف FDM و WDM که در سطح فرکانس یا طول موج کار می کنند، در سطح زمانی عمل می کند. اگرچه TDM ریشه در تلگراف دارد، اما در حال حاضر معمولاً در تلفن دیجیتال برای انتقال چندین مکالمه در یک رسانه مشترک استفاده می شود. TDM همچنین در پیوند های شبکه نوری همزمان، که زمانی پایه اصلی WAN سازمانی و اتصال به اینترنت بودند، استفاده می شود. TDM می تواند همزمان یا ناهمزمان باشد.

چندگانه تقسیم کد (CDM). دنباله ای از بیت ها به نام کد پخش کننده به هر سیگنال اختصاص داده می شود تا یک سیگنال را از سیگنال دیگر متمایز کند. کد پخش‌ کننده با سیگنال اصلی ترکیب می‌ شود تا جریان جدیدی از داده‌ های کدگذاری شده تولید شود، که سپس بر روی یک رسانه مشترک ارسال می‌ شود. دموکسی که کد را می‌ داند می‌ تواند سیگنال‌ های اصلی را با کم کردن کد پخش‌ کننده بازیابی کند، فرآیندی که dispreading نامیده می‌ شود. CDM به طور گسترده در پخش تلویزیون دیجیتال و رادیو و در شبکه های تلفن همراه 3G استفاده می شود - 4G و 5G عمدتاً از OFDM استفاده می کنند. CDM همچنین می‌ تواند سیگنال‌ های متعدد را از چندین منبع پشتیبانی کند، تکنیکی که به عنوان دسترسی چندگانه تقسیم کد شناخته می‌ شود.

مالتی پلکسینگ تقسیم فضا (SDM). مسیر های سیگنال از طریق استفاده از هادی های متعدد مانند فیبر های نوری یا سیم های الکتریکی از هم جدا می شوند. هادی ها در یک محیط انتقال واحد قرار می گیرند اما از نظر فیزیکی از هم جدا می شوند و هر هادی یک کانال ارسالی را مدیریت می کند. هادی‌ های مجزا را می‌ توان با استفاده از FDM، TDM یا تکنیک‌ های دیگر multiplexing کرد. SDM اغلب در سیستم های کابلی زیردریایی برای کمک به افزایش ظرفیت استفاده می شود، اما می توان از آن برای ارتباطات بی سیم نیز استفاده کرد.

پلاریزاسیون تقسیم چندگانه (PDM). سیگنال های الکترومغناطیسی ورودی به کانال های متعامد قطبی می شوند که از طریق یک رسانه مشترک منتقل می شوند. PDM اغلب در ارتباطات فیبر نوری و همچنین انتقال رادیویی استفاده می شود. به عنوان مثال، ارائه دهندگان تلویزیون های ماهواره ای اغلب از PDM برای رساندن سیگنال های تلویزیونی به دیش های ماهواره ای استفاده می کنند.

امیدواریم این پست نیز برای شما مفید بوده باشد. همچنین برای دریافت اطلاعات بیشتر در مورد انواع پروتکل های شبکه، می توانید به پست دیگر ما مراجعه کنید.

منبع: techtarget