Мультиплексор (Multiplexer)
Мультиплексор (Multiplexer, MUX) – это сетевое устройство, предназначенное для передачи по одной высокоскоростной линии связи нескольких менее скоростных потоков (трибутарных). Основной причиной мультиплексирования сигналов является высокая стоимость каналов связи и их обслуживания, а существующие системы связи часто не полностью задействуют передающую среду. Установка мультиплексора – это, как правило, гораздо дешевле и занимает меньше времени, чем организация новых каналов связи. Это касается как проводных, так и беспроводных каналов передачи информации.
Мультиплексоры главным образом отличаются по способу уплотнения каналов в один поток. Это может быть частотное/спектральное (FDMA), временное (TDMA), кодовое (CDMA) или пространственное (SDMA) мультиплексирование. В проводных каналах связи обычно применяются первые два способа, а в беспроводных все 4 способа мультиплексирования. Рассмотрим только первые два из них, т.к. термин мультиплексор обычно применяется именно в отношении проводных линий связи.
При частотном мультиплексировании в общем канале связи для каждого входящего потока выделяется отдельный частотный диапазон. Задача мультиплексора в данном случае заключается в переносе спектра каждого входящего канала в другой частотный интервал, не пересекающийся с другими каналами. Для того чтобы мультиплексированные каналы не мешали друг другу даже в случае выхода спектра сигнала за отведенные ему рамки, между частотными диапазонами оставляются защитные интервалы. Частотное мультиплексирование широко применяется как в электрических линях связи, так и в оптических, как для аналоговых, так и для цифровых сигналов. В ВОЛС частотное мультиплексирования часто называют спектральным и используется в технологии WDM/DWDM.
В случае временного мультиплексирования для передачи каждого входящего сигнала в общем высокоскоростном потоке отводится небольшой промежуток времени (таймслот), который периодически повторяется каждый временной фрэйм. Задача мультиплексора заключается в том, чтобы циклически давать доступ входящим потокам на небольшой промежуток времени к общей среде передачи. Для того чтобы последовательные сигналы не накладывались друг на друга между ними обычно оставляются небольшие защитные интервалы. Временное мультиплексирование обычно используется для цифровых каналов связи.
Из указанных выше технологий мультиплексирования трудно выделить наиболее эффективный. В каждом конкретном случае выбор должен производиться индивидуально. В современных системах связи часто применяются оба метода для максимально отдачи от имеющегося канала связи.
Мультиплексоры бывают терминальные и ввода/вывода. Терминальные мультиплексоры располагаются на концах линии связи. Мультиплексоры ввода/вывода устанавливаются в разрыв линии связи для вывода нескольких каналов из общего потока. Они позволяют избежать установки, обычно более дорогих терминальных мультиплексоров.
Пример сети с двумя типами мультиплексоров
Мультиплексоры могут отличаться по форм-фактору и емкости от небольших плат, мультиплексирующих несколько потоков, до магистральных мультиплексоров агрегирующих сотни потоков, с выходной скоростью несколько Гбит/сек. Также бывают гетерогенные мультиплексоры, которые в качестве трибутарных каналов используют электрические линии связи, а на магистрали используется ВОЛС.
Дополнение. В современных оптико-волоконных линиях связи стали использоваться оптические мультиплексоры CWDM. В основе технологии грубое мультиплексирование, которое разделяет волны из диапазона 1270-1610 нм. Здесь помещается до 18 длин волн с шагом 20 нм.
Основные характеристики волоконно-оптических мультиплексоров с технологией CWDM:
1. При использовании сигнал затухает на 1-4 дБ (зависит от кол-ва эксплуатируемых длин). Оптические фильтры и сплиттеры при использовании специальных схем могут нивелировать данный эффект.
2. Иногда оснащается портом мониторинга для диагностики оборудования.
3. Форм-фактор: компактный пластиковый корпус (чаще) или металлический в стойку 19" (реже).
