Multiplexación (uso compartido de canales) en la red informática – Part 1

Multiplexación significa múltiples fuentes pero un enlace. Un enfoque alternativo es la conexión directa punto a punto, pero tiene una serie de problemas, ya que requiere un puerto de E/S para cada dispositivo, una línea necesaria para cada dispositivo y también se necesita una gran cantidad de cableado si se encuentran en diferentes pisos. . Pero en cambio, si usamos un enfoque de multiplexor, todos los dispositivos están conectados a MUX y una línea al host, el enlace transporta múltiples canales de información y una cantidad de líneas igual a la cantidad de líneas de salida. 

Tipos de multiplexores:

1. Multiplexación por División de Frecuencia (FDM) – 
   El espectro de frecuencia se divide entre los canales lógicos y cada usuario tiene acceso exclusivo a su canal. Envía señales en varios rangos de frecuencia distintos y transporta múltiples canales de video en un solo cable. Cada señal se modula en una frecuencia portadora diferente y las frecuencias portadoras están separadas por bandas de protección. El ancho de banda del medio de transmisión excede el ancho de banda requerido de todas las señales. Normalmente, para la multiplexación por división de frecuencia se utiliza señalización analógica para transmitir las señales, es decir, más susceptibles al ruido. Asignación de rangos de frecuencia no superpuestos a cada usuario o señal en un medio. Por lo tanto, todas las señales se transmiten al mismo tiempo, cada una utilizando diferentes frecuencias. 

   Un multiplexor acepta entradas y asigna frecuencias a cada dispositivo. El multiplexor está conectado a la línea de comunicación de alta velocidad. Un multiplexor o demultiplexor correspondiente se encuentra al final de la línea de alta velocidad y separa las señales multiplexadas. El espectro de frecuencias se divide entre los canales lógicos donde cada usuario se aferra a una frecuencia particular. El espectro radioeléctrico es un ejemplo de los medios y el mecanismo para extraer información del medio. 

   La desventaja de FDM: 
   un problema con FDM es que no puede utilizar toda la capacidad del cable. Es importante que las bandas de frecuencia no se superpongan. De hecho, debe haber una brecha considerable entre las bandas de frecuencia para garantizar que las señales de una banda no afecten a las señales de otra banda. 
    

2. Multiplexación por división de tiempo (TDM): 
   cada usuario obtiene periódicamente todo el ancho de banda durante una pequeña ráfaga de tiempo, es decir, el canal completo se dedica a un usuario pero solo durante un breve período de tiempo. Se utiliza mucho en la comunicación informática y las telecomunicaciones. El uso compartido del canal se logra dividiendo el tiempo de transmisión disponible en un medio entre los usuarios. Utiliza exclusivamente Señalización Digital en lugar de dividir el cable en bandas de frecuencia. TDM divide el uso del cable en intervalos de tiempo. La velocidad de datos de los medios de transmisión excede la velocidad de datos de las señales. Utiliza un marco y una ranura para cada porción de tiempo y las ranuras de tiempo se transmiten ya sea que la fuente tenga datos o no. 

   Hay dos tipos de TDM que son los siguientes: 

   1. Multiplexación por división de tiempo síncrona: 
      es síncrona porque el multiplexor y el demultiplexor tienen que ponerse de acuerdo sobre los intervalos de tiempo. La multiplexación por división de tiempo original. El multiplexor acepta la entrada de los dispositivos conectados en forma rotativa y transmite los datos en un patrón interminable. Algunos ejemplos comunes de esto son las líneas telefónicas T-1 y ISDN. Si un dispositivo genera datos a un ritmo más rápido que otros dispositivos, entonces el multiplexor debe muestrear el flujo de datos entrantes de ese dispositivo con más frecuencia de lo que muestrea los otros dispositivos o almacenar en búfer el flujo entrante más rápido. Si un dispositivo no tiene nada que transmitir, el multiplexor aún debe insertar una parte de los datos de ese dispositivo en el flujo multiplexado. 
       
   2. Multiplexación estadística por división de 
      tiempo: división de tiempo pero bajo demanda en lugar de fijo, enlace de reprogramación por paquete y paquetes de diferentes fuentes intercalados en el enlace. Permite la conexión de más Nodes al circuito que la capacidad del circuito. Funciona bajo la premisa de que no todos los Nodes transmitirán a plena capacidad en todo momento. Debe transmitir una identificación de terminal, es decir, número de identificación de destino. y puede requerir almacenamiento. Un multiplexor estadístico transmite solo los datos de las estaciones de trabajo activas. Si una estación de trabajo no está activa, no se desperdicia espacio en el flujo multiplexado. Acepta los flujos de datos entrantes y crea un marco que contiene solo los datos que se transmitirán. 
       
3. Multiplexación por división de longitud de onda: 
   es lo mismo que FDM pero se aplica a las fibras, solo que la diferencia es que aquí las frecuencias operativas son mucho más altas, en realidad están en el rango óptico. Existe un gran potencial para las fibras ya que el ancho de banda es enorme. Las fibras con diferentes bandas de energía pasan a través de un prisma de rejilla de difracción. Combinado en el enlace de larga distancia y luego dividido en el destino. Tiene alta confiabilidad y muy alta capacidad. 

   Multiplexa múltiples flujos de datos en una sola línea de fibra óptica. Los láseres de diferentes longitudes de onda (llamados lambdas) transmiten múltiples señales. Cada señal transportada por la fibra se puede transmitir a una velocidad diferente de las otras señales. 

   • La multiplexación por división de longitud de onda densa combina muchos (30, 40, 50 o más) canales en una fibra. Los canales DWDM tienen una capacidad muy alta y sigue mejorando.
   • La multiplexación por división de longitud de onda gruesa combina solo unas pocas lambdas. En esto, los canales están más espaciados y son una versión más barata de DWDM.