Multiplexazio

Telekomunikazioetan, multiplexazioa seinale analogiko edo digital ugari, seinale bakarrean konbinatzeko eta partekatutako bide baten bidez transmititzeko erabiltzen den metodo bat da. Helburua, urria den baliabidea partekatzea da - transmisio-bide fisikoa. Adibidez, telekomunikazioetan, telefono-dei asko kable bakarrarekin eraman daitezke edo telebista-kanalak airez transmititzeko, x maiztasun-zabalera bat izango dugu, eta hori multiplexatu egin beharko da ahalik eta telebista-kanal gehien sar daitezen. Multiplexazioa 1870eko hamarkadan sortu zen, eta gaur egun komunikazioetan oso aplikatua dago.

Hainbat seinale multiplexatzen dira, partekatutako bide bakar batean, gero bukaeran multiplexazioa desegiteko

Seinale multiplexatua komunikazio-kanal baten bidez transmititzen da, hala nola kable baten bidez. . Multiplexazioak komunikazio-kanalaren gaitasuna hainbat kanal logikotan banatzen du, mezu-seinale edo datu-korronte bakoitzeko bat transferitu ahal izateko. Alderantzizko prozesu batek, demultiplexazio bezala ezagutzen denak, hasiera batean multzokatutako kanalak erauzten ditu hargailuan.

Multiplexioa burutzen duen gailu bati multiplexadore (MUX) deitzen zaio, eta alderantzizko prozesua egiten duen gailu bati demultiplexore (DEMUX edo DMX) deitzen zaio.

Multiplexazio motak

Erabilitako komunikazio-protokoloaren arabera, multiplexazio-estrategia asko daude, eta horiek konbinatu egin daitezke erabilerarik eraginkorrena lortzeko. Hauek dira gehien erabiltzen direnak:

Denbora-banaketa multiplexazioa

Denbora-banaketa multiplexazioa (DBM)

Denbora-banaketa multiplexazioa (TDM) teknologia digital bat da, denbora erabiltzen duena, espazioaren edo maiztasunaren ordez, datu-korronteak bereizteko. Datu-korronte edo komunikazio bakoitzak, denbora-tarte desberdin batean egongo dira; hau da, transmisio-bidearen banda-zabalera osoa kanal bakoitzari esleitzen zaio denbora osoaren zati batean (denbora-tartea).

Transmisio-denbora tarte berdinei, slotak ere deitu ahal zaie. Komunikazio bakoitzari segidako zirrikitu bat esleitzen zaio, eta prozesua modu ziklikoan errepikatzen da. Une oro komunikazio bakarreko informazioa transmititzen ari da, baina komunikazio horrek banda zabalera osoa erabiltzen du une horretan. Beharrezkoa da bi multiplexoreak sinkronizatuta egotea:

- Horretarako, multiplexatu beharreko kanalen desberdineko datuak bilbeetan antolatzen dira (kanaletako bat jausteko oinarrizko tarteen segidak osatzen duen denbora-tartea, bat bera ere errepikatu gabe).

- Sinkronizazioko bit-sekuentzia bat sartu behar da, bilbearen hasiera ezagutzeko.

Kanal bat identifikatzen da bilbearen barruan artekak duen posizioaren arabera

Frekuentzia-banaketa multiplexazioa

Frekuentzia-banaketa multiplexazioa

Frekuentzia-banaketa multiplexazioa (FDM) teknologia analogikoa da. Transmisio-bide bakar baten banda-zabalera hainbat kanaletan banatzen du, eta kanal bakoitza komunikazio bati esleitzen zaio. FDMan seinaleak seinale elektrikoak dira. Une oro, kanal guztien informazioa transmititzen da aldi berean, baina kanal bakoitzaren benetako abiadura, abiadura linearena baino txikiagoa da. Kanal bat identifikatzen da garraiatzen ari den maiztasun-bandatik. Multiplexazio mota honetan, zaindari bandak nekatzen dira.

FDMaren aplikazio ohikoenetako bat irrati eta telebista emankizunak dira, estazio lurtar, mugikor edo satelite batetik edo kable bidezko telebistatik. Kable bakar bat iristen da bezeroaren erresidentziara, baina zerbitzu-emaileak kanal edo seinale anitzak bidal ditzake kable horren gainean interferentziarik gabe.^[1]

Kode-banaketa multiplexazioa

Kode-banaketaren bidezko multiplexazioa termino generikoa da hainbat multiplexazio-metodorako edo komunikabide sarbide-kontrolerako espektro hedatuaren teknologian oinarrituta.

Haririk gabeko komunikazioetan erabili ohi da, baina zuntz optikoko edo kableko sistemetan ere erabil daiteke.

Polarizazio-banaketa multiplexazioa

Polarizazio-banaketaren bidezko multiplexazioa erradiazio elektromagnetikoaren polarizazioa erabiltzen du kanal ortogonalak bereizteko. Erabilera praktikoan irrati eta komunikazio optikoetan dago, batez ere 100 Gbit/s kanaleko zuntz optikoko transmisio sistemetan.

Espazio-banaketa multiplexazioa

Kable bidezko komunikazioan, espazio-banaketa multiplexazioa, sarbide anitzeko espazio banaketa (SDMA) gisa ere ezaguna kanal igorle bakoitzeko bananduta dauden puntutik punturako gidari elektrikoen erabilera da. Adibide gisa analogikoa den entzunezko kable estereo bat modukoa, ezkerreko kanalerako kable pare bat erabiltzen duena eta eskuineko kanalerako beste kable pare bat, eta biteko asko dituen telefono-linea, konmutatuta dauden izar sare modukoak, hala nola telefono bidezko sarbide-sare bat, Ethernet sare bat, eta amaraun sare bat.

Haririk gabeko komunikazioan, espazio-banaketa multiplexazioa hainbat antenen elementuekin lortzen da, fasean dagoen antena bat osatuz. Ereduak dira sarrera-anitza eta irteera-anitza (MIMO), sarrera-bakarra eta irteera-anitza (SIMO) eta sarrea-anitza eta irteera-bakarra (MISO) multiplexazioak.

Une orbital angeluarreko multiplexazioa

Une orbital angeluarreko bidezko multiplexazioa, erlatiboki berria eta esperimentala den teknika bat da non seinale eramaileen kanal anitzak multiplexatzeko erradiazio elektromagnetikoak bide bakar batean zehar erabiltzen diren.^[2] Beste metodo fisiko batzuk ere erabil daitezke sistema horien transmisio-gaitasuna asko zabaltzeko. 2012tik ikerketa fasean dago oraindik, eskala txikiko laborategi batzuekin, 2,5 Tbit/s-tik gorako banda-zabalera dutenak, bide bakar batean zehar.^[3] Hau eztabaidagai da komunitate akademikoan, eta askok diote ez dela multiplexazio metodo berri bat, baizik eta espazio-banaketa multiplexazioaren kasu berezi bat.^[4]

Sarerako sarbide-protokoloak

Hainbat erabiltzailek bitarteko komun bat partekatzeko pentsatutako multiplexazio-eskema edo -protokolo bat dagoenean, hala nola telefonian edo WiFian, sarerako sarbide-protokolo deitzen den teknologia erabiltzen da. Sarerako sarbide-protokoloen artean, honako hauek nabarmentzen dira:

• Sarbide anitzak frekuentzia-banaketaren bidez (FDMA edo frequency-division multiple access akronimoa ingelesez)
• Sarbide anitzak denbora-banaketaren bidez (TDMA edo time-division multiple access akronimoa ingelesez)
• Sarbide anitzak kode-banaketaren bidez (CDMA edo carrier-sense multiple access akronimoa ingelesez)

Aplikazio-arloak

Telegrafia

Komunikazio teknologia goiztiarrena hari elektrikoak erabiltzen zituena, eta, beraz, interes bat partekatzen zuena multiplexazioak eskaintzen zituen ekonomiei, telegrafo elektrikoa izan zen. Lehen esperimentuak bi mezu bereizi aldi berean kontrako norabideetan bidaiatzea ahalbidetu zuten, lehenengo bi muturretan bateria elektriko bat erabiliz, gero mutur bakar batean.

Émile Baudot 1870eko hamarkadan Hughes makina ugarien denbora-multiplexazio sistema bat garatu zuen. 1874an, Thomas Edisonek garatutako telegrafo laukoitzak bi mezu batera bidali zituen norabide bakoitzean, guztira lau mezu bidaliz, kable beraren bidez aldi berean transmitituz. Hainbat ikerlari telegrafo akustikoa ikertzen ari ziren, frekuentzia-banaketa multiplexazioko teknika bat, mugikorraren asmakuntza ekarri zuena.

Telefonia

Telefonian, bezero baten telefono-linea bat, gaur egun, urrutiko kontzentratzaile-kutxan amaitzen du, auzo horretako edo antzeko beste eremu batzuetako telefono lineekin batera multiplexatuz. Multiplexatutako seinalea, orduan, telefono-zentralera eramaten da, hari gutxiagotan eta bezero baten lineak egiten duen baino askoz distantzia handiagoetan. Hau ere egia da harpidedun linea digitaletarako (DSL).

Bideo-prozesamendua

Bideoak editatzeko eta prozesatzeko sistemetan, multiplexazioak erreferentzia egiten dio audioa eta bideoa datu-korronte koherente batean sartzeko prozesuari.

Bideo digitalean, horrelako garraio korronte bat, normalean, kontainer formatu baten ezaugarri bat da, metadatu eta beste informazio batzuk barne hartzen dituena, hala nola, azpidatziak. Audio- eta bideo-korronteak bitar tasa aldakorra izan dezakete. Horrelako garraio korronte bat eta/edo kontainerra sortzen duen softwareari multiplexadore deritzo. Demultiplexadorea halako korronte edo kontainer baten osagaiak ateratzen edo bestela, bereizita prozesatzeko aukera ematen duen software bat da.

Irrati-difusio digitala

Telebista digitaleko sistema digitaletan, bit-tasen zenbait fluxu edo korronte elkarrekin multiplexatzen dira bit-tasa finko duen garraio korronte batera, multiplexazio estatistikoaren bidez. Horrek ahalbidetzen du hainbat bideo eta audio-kanal aldi berean bidaltzea maiztasun-kanal berean, hainbat zerbitzurekin batera. Honek, telebistako programen hainbat definizio estandar (SDTV) biltzen ditu (batez ere DVB-T, DVB-S2, ISDB eta ATSC-C), edo HDTV bat, SDTV kanal bidelagun bakar batekin 6 eta 8 MHz-zabaleko telebista kanal baten gainean. Hau burutzen duen gailua multiplexadore estatikoa deitzen da. Sistema hauetako batzuetan, MPEG garraio korronte batean multiplexatzen dira.

Irrati digitalean, multiplex bat elkarrekin elkartuta dauden irrati-estazioen kopurua da. Multiplex bat audio eta beste datu batzuk sartzen dituen informazio digitaleko korronte bat da.^[5]

Telebista eta irrati difusio sareak garraiatzen dituzten komunikazio sateliteetan, MCPC gisa ezagutzen da. Multiplexazioa praktikoa ez denean (transpondedore bakar bat erabiltzen duten iturri ezberdinak daudenean, adibidez), SCPC modua erabiltzen da.

Irrati-difusio analogikoa

FM bidezko difusioetan eta irratiko beste hedabide analogiko batzuetan, multiplexazioa transmisorean sartu aurretik entzumen-seinalera informazio gehigarria daramaten seinaleak gehitzeko prozesuari eman ohi zaion terminoa da, non modulazioa gertatzen den.

Beste esanahi batzuk

Espektroskopian terminoa esperimentua frekuentzien nahasketa berehala egiten dela adierazteko erabiltzen da, eta haien erantzun bakoitza, ondoren, Fourierren transformazio printzipioa erabiliz.

Programazio informatikoan, memoria-baliabide bakar bat (hala nola fitxategi-euskarri bat) erabiltzera jo dezake, kanpoko baliabide anitzak kudeatzeko.^[6]

Multiplexazio-teknika elektriko batzuek ez dute "multiplexadore" gailu fisikorik behar, "Teklatu matrize" edo "Charlieplexing" diseinu estilo bat aipatzen dute.

DNA sekuentziazioan, terminoa erabiltzen da adierazteko sekuentzia artifizial batzuk gehitu izan direla emandako sekuentziak elkartzeko eta, horrela, lagin asko erreakzio berean sekuentziatzeko aukera ematen dute.

Soziolinguistikan, sare sozial baten parte diren pertsonen arteko lotura ezberdinen kopurua deskribatzeko erabiltzen da. Sare multiplexatu bat da, non kideek hainbat lotura partekatzen dituzten testuinguru sozial bat baino gehiagotatik datozen lokarri batzuk partekatzen dituzten, hala nola, lankideak, auzokideak edo ahaideak.

Erreferentziak

1. Bates, Regis J.; Bates, Marcus. (2007). Principles of voice & data communications. McGraw-Hill ISBN 978-0-07-225732-8. (Noiz kontsultatua: 2023-12-02).
2. (Ingelesez) Tamburini, Fabrizio; Mari, Elettra; Sponselli, Anna; Thidé, Bo; Bianchini, Antonio; Romanato, Filippo. (2012-03). «Encoding many channels on the same frequency through radio vorticity: first experimental test» New Journal of Physics 14 (3): 033001.  doi:10.1088/1367-2630/14/3/033001. ISSN 1367-2630. (Noiz kontsultatua: 2023-11-29).
3. «Israel's Messenger, Volume 06, Issue 06 - 1909-06-25» Manchuria Daily News Online (Noiz kontsultatua: 2023-12-02).
4. Tamagnone, Michele; Capdevila, Santiago; Hasani, Hamed; Romano, Pietro; Skrivervik, Anja; Perruisseau-Carrier, Julien; Mosig, Juan R.; Vitale, Wolfgang A. et al.. (2015-09). «Performance evaluation of novel technologies for terahertz reflectarrays» 2015 European Microwave Conference (EuMC) (IEEE)  doi:10.1109/eumc.2015.7345995. (Noiz kontsultatua: 2023-12-02).
5. Oziewicz, Marian. (2021-07-15). «DAB Multiplexes» Digital Radio DAB+ (Springer International Publishing): 95–100. ISBN 978-3-030-66477-0. (Noiz kontsultatua: 2023-12-03).
6. «Input and Output with Filehandles» Pro Perl (Apress): 393–445. ISBN 978-1-59059-438-4. (Noiz kontsultatua: 2023-12-03).

Ikus, gainera

• Kodetzaile
• Dekodetzaile bitar
• Duplex (telekomunikazioa)

Kanpo estekak

• [1]
• [2]