Multipleksacja kanałów

Proces multipleksacji kanałów (zwielokrotnienia) polega na transmisji wielu sygnałów analogowych lub cyfrowych o niższej przepływności przez pojedynczy kanał komunikacyjny o dużej przepływności binarnej. Po drugiej stronie łącza zachodzi proces odwrotny, zwany demultipleksacją, odtwarzający pierwotne strumienie sygnałów. Do najczęściej spotykanych metod zwielokrotnienia pojedynczych kanałów informacyjnych (w traktach przewodowych, światłowodowych, radiowych i satelitarnych) należą:

• czasowe TDM (Time Division Multiplexing) — sposób przesyłania analogowych lub cyfrowych sygnałów z wykorzystaniem jednego kanału (częstotliwościowego) do transmisji informacji do wielu użytkowników, przez podział kanału na odcinki czasu, zwane szczelinami czasowymi, skojarzone z różnymi użytkownikami. Dla takiego multipleksowania stosuje się metodę dostępu do kanału z podziałem czasu TDMA (TDM Access).Typowym przykładem zwielokrotnienia TDM jest łącze 2 Mb/s, które może przenosić 30 kanałów 64 kb/s i kanały sygnalizacyjne. Zwielokrotnienie TDM jest często mylone z metodą czasowego dostępu wielokrotnego TDMA (Time Division Multiplexing Access), stosowaną wtedy, gdy wielu użytkowników chce jednocześnie przesyłać informację do jednego odbiornika, np. do stacji bazowej. Czasową multipleksację kanałów można również zastosować do realizacji łącza dupleksowego. Mamy wtedy tzw. dupleks czasowy TDD (Time Division Duplex), w którym część szczelin czasowych służy do przesyłania danych w jednym kierunku, pozostałe szczeliny w drugim kierunku (np. system DECT);
• częstotliwościowe FDM (Frequency Division Multiplexing) — sposób przesyłania analogowych lub cyfrowych sygnałów z wykorzystaniem oddzielnej częstotliwości nośnej dla każdego kanału użytkownika i każdego kierunku transmisji. Dla tego typu multipleksowania stosuje się najczęściej metodę dostępu do kanału z podziałem częstotliwości FDMA (FDM Access), w którym każdy kanał użytkownika może być wprowadzany, wydzielany i wykorzystywany oddzielnie;
• kodowe CDM (Code Division Multiplexing) — sposób polegający na niezależnym kodowaniu każdego z sygnałów kodem (sekwencją) rozpraszającym. Wszystkie tak zakodowane sygnały są przesyłane w tym samym paśmie transmisyjnym. Ze względu na ortogonalność stosowanych kodów rozpraszających odbiornik jest w stanie zdekodować wysłany do niego sygnał. W tej samej technologii można zrealizować również dostęp wielokrotny oznaczony skrótem CDMA (CDM Access). Każdy z użytkowników ma do dyspozycji prze cały czas transmisji pełne pasmo medium transmisyjnego. Jedynym warunkiem jest to, aby stosowany przez terminal kod rozpoznający był unikatowy i ortogonalny w stosunku do pozostałych kodów stosowanych w tym samym czasie. Metoda ta, oprócz uodparniania transmitowanego sygnału na zakłócenia wąskopasmowe, utrudnia nieupoważniony dostęp do sygnału;
• falowe WDM (Wavelength Division Multiplexing) — multipleksacja z podziałem długości fali, polegająca na równoległej i równoczesnej transmisji wielu fal o różnych długościach. Metoda ta pozwala na zwielokrotnienie przepływności w istniejących i instalowanych połączeniach, głównie światłowodowych, przez wykorzystanie szerokich pasm w drugim (pasmo 12 THz) i w trzecim oknie (pasmo 15 THz) włókna światłowodowego, do jednoczesnej transmisji wielu (kilkudziesięciu) odrębnych kanałów, każdy o szybkości np. 2,5 Gb/s czy 10 Gb/s. Dzięki temu łączna przepływność w jednym włóknie światłowodu sięga obecnie (1999 r.) Tb/s;
• kierunkowe DDM (Direction Division Multiplexing) — sposób polegający na rozdzielaniu kierunków transmisji, także dla pracy dupleksowej — równoczesnej i naprzemiennej;
• przestrzenne SDM (Space Division Multiplexing) — sposób umożliwiający powielanie toru transmisyjnego, łącznie z urządzeniami wejścia i wyjścia, często stosowane w łączach satelitarnych w celu podniesienia redundancji przekazu.

W wielu obecnie stosowanych systemach multipleksacji sygnałów zwykle są łączone dwie różne metody zwielokrotnienia, dając złożony obraz sygnału wyjściowego o dużej przepływności binarnej.