Мультиплексирование: различия между версиями
| [отпатрулированная версия] | [непроверенная версия] |
imported>Ascola м (отмена правки 105859694 участника 78.109.35.94 (обс.)) Метка: отмена |
imported>Alex NB OT м (согласно MediaWiki:Recommendations for mobile friendly articles on Wikimedia wikis, Википедия:Оформление статей (обс.) и Википедия:Доступность#Структура статьи по запросу) |
||
| (не показано 12 промежуточных версий 2 участников) | |||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
{{другие значения|Мультиплексор}} | |||
{{Нет ссылок|дата=26 мая 2011}} | {{Нет ссылок|дата=26 мая 2011}} | ||
В [[информационные технологии|информационных технологиях]] и [[Связь (техника)|связи]], '''мультиплекси́рование''' ({{lang-en|multiplexing, muxing}}) — уплотнение канала связи, то есть передача нескольких потоков данных с меньшей скоростью по одному каналу связи. Или иначе: создание в исходном канале связи нескольких подканалов связи с меньшей пропускной способностью. | |||
В [[информационные технологии|информационных технологиях]] и [[Связь (техника)|связи]], '''мультиплекси́рование''' ({{lang-en|multiplexing, muxing}}) — уплотнение канала, то есть передача нескольких потоков | |||
В '''телекоммуникациях''' мультиплексирование подразумевает передачу данных по нескольким логическим [[Канал связи|каналам связи]] в одном [[Физический канал|физическом канале]]. Под физическим каналом подразумевается реальный канал со своей пропускной способностью — медный или оптический кабель, радиоканал. | В '''телекоммуникациях''' мультиплексирование подразумевает передачу данных по нескольким логическим [[Канал связи|каналам связи]] в одном [[Физический канал|физическом канале]]. Под физическим каналом подразумевается реальный канал со своей пропускной способностью — медный или оптический кабель, радиоканал. | ||
| Строка 17: | Строка 16: | ||
==== Технология ==== | ==== Технология ==== | ||
'''[[Частотное разделение каналов|Мультиплексирование с разделением по частоте]]''' ({{lang-en|FDM}}, {{langi|en|Frequency Division Multiplexing}}) предполагает размещение в пределах [[полоса пропускания|полосы пропускания]] канала нескольких каналов с меньшей шириной. Наглядным примером может послужить [[радиовещание]], где в пределах одного канала (радиоэфира) размещено множество радиоканалов на разных [[частота]]х (в разных частотных полосах). | '''[[Частотное разделение каналов|Мультиплексирование с разделением по частоте]]''' ({{lang-en|FDM}}, {{langi|en|Frequency Division Multiplexing}}) предполагает размещение в пределах [[полоса пропускания|полосы пропускания]] исходного канала связи нескольких каналов связи с меньшей шириной. Наглядным примером может послужить [[радиовещание]], где в пределах одного канала (радиоэфира) размещено множество радиоканалов на разных [[частота]]х (в разных частотных полосах). | ||
==== Основные применения ==== | ==== Основные применения ==== | ||
| Строка 44: | Строка 43: | ||
Называется также мультиплексированием по требованию ({{lang-en|On-Demand Multiplexing}}){{sfn|Дэвис|1982|с=543}}. Схема асинхронна: общий выходной поток формируется входящими каналами, блоки данных (пакеты) по которым прибывают через различные, в том числе случайные, интервалы времени, независимо от прибытий по любому другому входящему каналу, и могут иметь произвольную длину, в том числе постоянную. Если во входящем канале пакеты отсутствуют, то ресурс выходного канала ему не предоставляется{{sfn|Дэвис|1982|с=60}}. | Называется также мультиплексированием по требованию ({{lang-en|On-Demand Multiplexing}}){{sfn|Дэвис|1982|с=543}}. Схема асинхронна: общий выходной поток формируется входящими каналами, блоки данных (пакеты) по которым прибывают через различные, в том числе случайные, интервалы времени, независимо от прибытий по любому другому входящему каналу, и могут иметь произвольную длину, в том числе постоянную. Если во входящем канале пакеты отсутствуют, то ресурс выходного канала ему не предоставляется{{sfn|Дэвис|1982|с=60}}. | ||
Поскольку | Поскольку выходной канал может быть занят, на входах предусмотрены буферы для хранения пакетов. В связи с этим некоторые пакеты могут | ||
быть доставлены в место назначения с переменными задержками. | быть доставлены в место назначения с переменными задержками. | ||
| Строка 56: | Строка 55: | ||
==== Технология ==== | ==== Технология ==== | ||
'''[[Спектральное уплотнение каналов|Мультиплексирование с разделением по длине волны]]''' ({{lang-en|WDM}}, {{langi|en|Wavelength Division Multiplexing}}) предполагает передачу по одному | '''[[Спектральное уплотнение каналов|Мультиплексирование с разделением по длине волны]]''' ({{lang-en|WDM}}, {{langi|en|Wavelength Division Multiplexing}}) предполагает передачу по одному оптоволоконному кабелю потоков данных с различными длинами волн. В основе технологии лежит факт того, что волны с разными длинами распространяются независимо друг от друга. Выделяют три основных типа спектрального уплотнения: WDM, CWDM и DWDM. | ||
==== Основные применения ==== | ==== Основные применения ==== | ||
| Строка 62: | Строка 61: | ||
* магистральные сети передачи данных | * магистральные сети передачи данных | ||
==== Применение мультиплексирования современными поставщиками ШПД ==== | ==== Применение мультиплексирования современными поставщиками ШПД (широкополосный доступ)==== | ||
Мультиплексирование ([[овербукинг]]) современными провайдерами ШПД обусловлено экономическими и технологическими особенностями сетей передачи данных. | Мультиплексирование ([[овербукинг]]) современными провайдерами ШПД обусловлено экономическими и технологическими особенностями сетей передачи данных. | ||
Экономические особенности передачи данных состоят в следующем. При вводе | Экономические особенности передачи данных состоят в следующем. При вводе одной точки доступа со 100 Мбит/с провайдер в состоянии подключить порядка 100 клиентов с заявленной скоростью в 100 Мбит/с, без потери видимого ощущения скорости Интернета. Рассмотрим подробнее: допустим, стоимость 100 Мбит/сек равна 100 000 рублей. Не каждая фирма или частное лицо способно оплачивать постоянный доступ по такой цене. Если поставщик назначит цену в 2000 рублей за доступ к такой полосе, и продаст этот доступ 50—100 пользователям, он получит прибыль, а пользователи — доступную услугу. | ||
Что касается скорости доступа для пользователей. Допустим, 10 из 100 пользователей одновременно скачивают «тяжёлый» продукт из сети. У каждого провайдера стоит система распределения нагрузки, то есть заполучить весь канал в 100 Мбит/сек у пользователя не получится. Система ограничит ваш канал по определённой формуле, но даже при скорости скачивания в 10 Мбит/с загрузка файла размером в 30 Мбайт займет не более 30 секунд. Далее ваша нагрузка на канал сведётся к просмотру страниц и пользованию почтой. Если масштабировать ситуацию и принять, что у поставщика таких каналов связи и, соответственно, пользователей больше в сотни и тысячи раз, можно представить, что в каждый определённый промежуток времени каждый пользователь физически не способен запрашивать столько информации, чтобы загрузить канал. Поэтому скорость может незначительно снижаться в «часы пик» и оставаться на заявленном уровне в остальное время. | Что касается скорости доступа для пользователей. Допустим, 10 из 100 пользователей одновременно скачивают «тяжёлый» продукт из сети. У каждого провайдера стоит система распределения нагрузки, то есть заполучить весь канал в 100 Мбит/сек у пользователя не получится. Система ограничит ваш канал по определённой формуле, но даже при скорости скачивания в 10 Мбит/с загрузка файла размером в 30 Мбайт займет не более 30 секунд. Далее ваша нагрузка на канал сведётся к просмотру страниц и пользованию почтой. Если масштабировать ситуацию и принять, что у поставщика таких каналов связи и, соответственно, пользователей больше в сотни и тысячи раз, можно представить, что в каждый определённый промежуток времени каждый пользователь физически не способен запрашивать столько информации, чтобы загрузить канал. Поэтому скорость может незначительно снижаться в «часы пик» и оставаться на заявленном уровне в остальное время. | ||
| Строка 88: | Строка 87: | ||
| год = 1982 | | год = 1982 | ||
| страниц = 562 | | страниц = 562 | ||
| тираж = | | тираж = 10000 | ||
| ref = Дэвис | | ref = Дэвис | ||
}} | }} | ||
Текущая версия от 21:42, 28 февраля 2023
 | В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
В информационных технологиях и связи, мультиплекси́рование (англ. multiplexing, muxing) — уплотнение канала связи, то есть передача нескольких потоков данных с меньшей скоростью по одному каналу связи. Или иначе: создание в исходном канале связи нескольких подканалов связи с меньшей пропускной способностью.
В телекоммуникациях мультиплексирование подразумевает передачу данных по нескольким логическим каналам связи в одном физическом канале. Под физическим каналом подразумевается реальный канал со своей пропускной способностью — медный или оптический кабель, радиоканал.
В информационных технологиях мультиплексирование подразумевает объединение нескольких потоков данных (виртуальных каналов) в один. Примером может послужить видеофайл, в котором поток (канал) видео объединяется с одним или несколькими каналами аудио.
Устройство или программа, осуществляющая мультиплексирование, называется мультиплексором.
Принципы мультиплексирования
Мультиплексирование с разделением по частоте (FDM)
Технология
Мультиплексирование с разделением по частоте (англ. FDM, Frequency Division Multiplexing) предполагает размещение в пределах полосы пропускания исходного канала связи нескольких каналов связи с меньшей шириной. Наглядным примером может послужить радиовещание, где в пределах одного канала (радиоэфира) размещено множество радиоканалов на разных частотах (в разных частотных полосах).
Основные применения
Используется в сетях мобильной связи (см. FDMA) для разделения доступа, в волоконно-оптической связи аналогом является мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM, Wavelength Division Multiplexing) (где частота — это цвет излучения излучателя), в природе — все виды разделений по цвету (частота электромагнитных колебаний) и тону (частота звуковых колебаний).
Мультиплексирование с разделением по времени (TDM)
Технология
Мультиплексирование с разделением по времени (англ. TDM, Time Division Multiplexing) предполагает кадровую передачу данных, при этом переход с каналов меньшей ширины (пропускной способности) на каналы с большей освобождает резерв для передачи в пределах одного кадра большего объёма нескольких кадров меньшего.
На рисунке: А, В и С — мультиплексируемые каналы с пропускной способностью (шириной) N и длительностью кадра Δt; E — мультиплексированный канал с той же длительностью Δt, но с шириной M*N, один кадр которого (суперкадр) несёт в себе все 3 кадра входных мультиплексируемых сигналов последовательно, каждому каналу отводится часть времени суперкадра — таймслот, длиной ΔtM=Δt/M
Таким образом, канал с пропускной способностью M * N может пропускать M каналов с пропускной способностью N, причём при соблюдении канальной скорости (кадров в секунду) результат демультиплексирования совпадает с исходным потоком канала (А, В или С на рисунке) и по фазе, и по скорости, то есть протекает незаметно для конечного получателя.
Основные применения
- беспроводные TDMA-сети, Wi-Fi, WiMAX;
- канальная коммутация в PDH и SONET/SDH;
- пакетная коммутация в ATM, Frame Relay, Ethernet, FDDI;
- коммутация в телефонных сетях;
- последовательные шины: PCIe, USB.
Статистическое мультиплексирование
Технология
Называется также мультиплексированием по требованию (англ. On-Demand Multiplexing)[1]. Схема асинхронна: общий выходной поток формируется входящими каналами, блоки данных (пакеты) по которым прибывают через различные, в том числе случайные, интервалы времени, независимо от прибытий по любому другому входящему каналу, и могут иметь произвольную длину, в том числе постоянную. Если во входящем канале пакеты отсутствуют, то ресурс выходного канала ему не предоставляется[2].
Поскольку выходной канал может быть занят, на входах предусмотрены буферы для хранения пакетов. В связи с этим некоторые пакеты могут быть доставлены в место назначения с переменными задержками.
Основные применения
- сети коммутации пакетов, в том числе сети с быстрой коммутацией пакетов.
См. также
Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM)
Технология
Мультиплексирование с разделением по длине волны (англ. WDM, Wavelength Division Multiplexing) предполагает передачу по одному оптоволоконному кабелю потоков данных с различными длинами волн. В основе технологии лежит факт того, что волны с разными длинами распространяются независимо друг от друга. Выделяют три основных типа спектрального уплотнения: WDM, CWDM и DWDM.
Основные применения
- городские сети передачи данных
- магистральные сети передачи данных
Применение мультиплексирования современными поставщиками ШПД (широкополосный доступ)
Мультиплексирование (овербукинг) современными провайдерами ШПД обусловлено экономическими и технологическими особенностями сетей передачи данных.
Экономические особенности передачи данных состоят в следующем. При вводе одной точки доступа со 100 Мбит/с провайдер в состоянии подключить порядка 100 клиентов с заявленной скоростью в 100 Мбит/с, без потери видимого ощущения скорости Интернета. Рассмотрим подробнее: допустим, стоимость 100 Мбит/сек равна 100 000 рублей. Не каждая фирма или частное лицо способно оплачивать постоянный доступ по такой цене. Если поставщик назначит цену в 2000 рублей за доступ к такой полосе, и продаст этот доступ 50—100 пользователям, он получит прибыль, а пользователи — доступную услугу.
Что касается скорости доступа для пользователей. Допустим, 10 из 100 пользователей одновременно скачивают «тяжёлый» продукт из сети. У каждого провайдера стоит система распределения нагрузки, то есть заполучить весь канал в 100 Мбит/сек у пользователя не получится. Система ограничит ваш канал по определённой формуле, но даже при скорости скачивания в 10 Мбит/с загрузка файла размером в 30 Мбайт займет не более 30 секунд. Далее ваша нагрузка на канал сведётся к просмотру страниц и пользованию почтой. Если масштабировать ситуацию и принять, что у поставщика таких каналов связи и, соответственно, пользователей больше в сотни и тысячи раз, можно представить, что в каждый определённый промежуток времени каждый пользователь физически не способен запрашивать столько информации, чтобы загрузить канал. Поэтому скорость может незначительно снижаться в «часы пик» и оставаться на заявленном уровне в остальное время.
Примечания
- ↑ Дэвис, 1982, с. 543.
- ↑ Дэвис, 1982, с. 60.
См. также
- Инверсное мультиплексирование
- DSLAM — DSL Access Multiplexer
- CDMA (англ. Code Division Multiple Access) — множественный доступ с кодовым разделением
Литература
- Д. Дэвис, Д. Барбер, У. Прайс, С. Соломонидес. Вычислительные сети и сетевые протоколы = Computer Networks and their Protocols / Пер. с англ. под ред. С. И. Самойленко. — М.: "Мир", 1982. — 562 с. — 10 000 экз.
Ссылки
- CWDM мультиплексоры Схемы подключения CWDM мультиплексоров при различных топологиях сети