Πολυπλεξία

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Σχεδιάγραμμα πολυπλεξία - αποπολυπλεξίας. Οι ν γραμμές εισόδου (συνήθως αργής ταχύτητας) πολυπλέκονται για να μεταδοθούν σε μια γραμμή μεγαλύτερης χωρητικότητας (γρήγορη γραμμή). Ο αποπολυπλέκτης λαμβάνει την πολυπλεγμένη ροή δεδομένων, χωρίζει τα δεδομένα ανάλογα με το κανάλι, στο οποίο ανήκουν και τα οδηγεί στις αντίστοιχες γραμμές εξόδου.

Στις τηλεπικοινωνίες και στα δίκτυα υπολογιστών πολυπλεξία (multiplexing) λέγεται η μέθοδος, η οποία επιτρέπει σε ψηφιακά δεδομένα ή αναλογικά σήματα από διαφορετικές πηγές, τα οποία, π.χ., εκφράζουν διαφορετικές δικτυακές συνδέσεις, να διέλθουν μέσα από το ίδιο φυσικό μέσο (ένα καλώδιο, στην ενσύρματη επικοινωνία, ή ο ελεύθερος χώρος, στην ασύρματη επικοινωνία). Με αυτόν τον τρόπο κάποιος πόρος, ο οποίος είναι σπάνιος, διαμοιράζεται σε πολλαπλούς χρήστες. Η πολυπλεξία διαιρεί τη χωρητικότητα του τηλεπικοινωνιακού καναλιού σε λογικά κανάλια, ένα για κάθε μεταδιδόμενο πακέτο δεδομένων ή για κάθε σήμα αντίστοιχα, τα οποία διέρχονται συνδυασμένα από το κανάλι. Η αντίστροφη διαδικασία εκτελείται από τον κάθε παραλήπτη, για να απομονωθεί το ζητούμενο πακέτο ή σήμα, και ονομάζεται αποπολυπλεξία. Στα δίκτυα ηλεκτρονικών υπολογιστών (όπου χρησιμοποιείται πολυπλεξία διαίρεσης χρόνου) οι δύο αυτές διεργασίες λαμβάνουν χώρα στο φυσικό επίπεδο του μοντέλου αναφοράς OSI και δεν γίνονται αντιληπτές από τα πρωτόκολλα των ανώτερων επιπέδων.

Τύποι πολυπλεξίας[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Πολυπλεξία με διαίρεση συχνότητας: Έχουμε τρία σήματα (το κόκκινο, το πράσινο και το μπλε) με εύρος ζώνης 300-3400Hz. Για να μπορέσουμε να τα πολυπλέξουμε με διαίρεση συχνότητας στο μέσο μεταφοράς το οποίο έχει εύρος ζώνης 10 έως 20KHz μετατοπίζουμε τα σήματα στο πεδιό της συχνότητας σε ξεχωριστές ζώνες συχνοτήτων οι οποίες δεν επικαλύπτονται. Στο μέσο μετάδοσης το κάθε σήμα βρίσκεται σε ξεχωριστή ζώνη συχνοτήτων (χωρίς το ένα σήμα να επικαλύπτει το γειτονικό του).

Η πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας (frequency-domain-multiplexing FDM) είναι τεχνολογία για την μετάδοση αναλογικών σημάτων. Το εύρος ζώνης του επικοινωνιακού καναλιού διαιρείται σε ζώνες συχνοτήτων που ονομάζονται κανάλια. Η μετάδοση των σημάτων γίνεται ταυτόχρονα στα κανάλια που έχουν καθοριστεί.

Παράδειγμα πολυπλεξίας διαίρεσης συχνότητας: Κάθε ραδιοφωνικός σταθμός εκπέμπει στο δικό του κανάλι (εύρος ζώνης) και η μετάδοση γίνεται παράλληλα-ταυτόχρονα μέσω της ατμόσφαιρας με ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Ο ραδιοφωνικός δέκτης είναι ένας αποπολυπλέκτης όπου επιλέγουμε το επιθυμητό κανάλι-σταθμό.

Παράδειγμα πολυπλεξίας διαίρεσης συχνότητας είναι η μετάδοση τηλεοπτικών και ραδιοφωνικών σημάτων. Ο κάθε ραδιοφωνικός/τηλεοπτικός σταθμός έχει καθορισμένο εύρος ζώνης (το αποκαλούμε συχνότητα σταθμού) όπου μπορεί να εκπέμψει. Όλοι οι σταθμοί εκπέμπουν παράλληλα αλλά περιορίζουν τις εκπομπές τους στις ζώνες συχνοτήτων που έχουν καθοριστεί (συχνότητες σταθμών). Το μέσο μετάδοσης είναι η ατμόσφαιρα και η εκπομπή γίνεται με ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Η τηλεόραση/ραδιόφωνο είναι ένας αποπολυπλέκτης, στον οποίο επιλέγοντας τη συχνότητα του σταθμού επιλέγουμε την αποπολύπλεξη της ζώνης συχνότητας στην οποία εκπέμπει ο σταθμός.

Πολυπλεξία διαίρεσης χρόνου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Παράδειγμα πολυπλεξίας διαίρεσης χρόνου: Εφαρμόζεται στην ψηφιακή μετάδοση όπου κάθε κανάλι/γραμμή μπορεί για ελάχιστο χρόνο (χρονοθυρίδα) να χρησιμοποιήσει όλο το εύρος ζώνης του μέσου μετάδοσης. Η εναλλαγή μετάδοσης γίνεται με γορδό ρυθμό και επειδή το μέσο μετάδοσης είναι γρηγορότερο από τα κανάλια/γραμμές έχουμε την ψευδαίσθηση ότι έχουμε ταυτόχρονη μετάδοση.

Η πολυπλεξία διαίρεσης χρόνου (time-domain-multiplexing) είναι τεχνολογία ψηφιακής μετάδοσης σημάτων και χρησιμοποιείται κυρίως στην επικοινωνία ηλεκτρολογικών υπολογιστών. Ο χρόνος διαιρείται σε χρονοθυρίδες (timeslots) και η μεταφορά των σημάτων γίνεται κυκλικά. Αν θέλουμε να στείλουμε αναλογικά σήματα με την πολυπλεξία διαίρεσης χρόνου, κάνουμε δειγματοληψία των σημάτων και αποστέλλουμε κυκλικά τα δείγματα (δεν χρησιμοποιείται συχνά αυτή η μέθοδος). Με αυτόν το τρόπο δεδομένα διαφορετικών πηγών πολυπλέκονται χρονικά και μεταδίδονται στην ίδια γραμμή (μέσο μετάδοσης).

Στατιστική πολυπλεξία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η στατιστική πολυπλεξία είναι μια μορφή πολυπλεξίας διαίρεσης χρόνου και χρησιμοποιείται στα δίκτυα υπολογιστών. Σε ένα δίκτυο υπολογιστών όταν χρησιμοποιείται πολυπλεξία διαίρεσης χρόνου με σταθερές χρονοθυρίδες, η επικοινωνία των Η/Υ δεν γίνεται με τον βέλτιστο τρόπο δηλαδή δεν εκμεταλλεύονται όλοι οι πόροι (γραμμές) του δικτύου. Αυτό συμβαίνει γιατί σε ένα δίκτυο, οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές δεν στέλνουν/λαμβάνουν δεδομένα ταυτόχρονα και έχουν τις ίδιες σε κάθε χρονική στιγμή απαιτήσεις για ταχύτητα επικοινωνίας. Στην στατιστική πολυπλεξία ο χρόνος μετάδοση δεν διαιρείται σε ίσες χρονοθυρίδες αλλά μοιράζεται σε χρονοθυρίδες διαφορετικού μεγέθους, ανάλογα με τρέχουσες ανάγκες επικοινωνίας των υπολογιστών στο δίκτυο.

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Stallings William, Ασύρματες Επικοινωνίες και Δίκτυα, Εκδ. Τζιόλα
  • Tanenbaum Andrew S., Δίκτυα υπολογιστών, Εκδ. Κλειδάριθμος