멀티플렉싱

Multiplexing
전자 장치 및 신호 처리의 멀티플렉싱은 멀티플렉서를 참조하십시오.
멀티플렉싱
Multiplexing diagram.svg
아날로그 변조
관련 토픽
여러 개의 저데이터 레이트 신호가 단일 고데이터 레이트 링크를 통해 다중화된 후 다른 쪽 끝에서 다중 해제됩니다.

통신 및 컴퓨터 네트워킹에서 멀티플렉싱(Multiplexing)은 여러 아날로그 또는 디지털 신호가 공유 매체를 통해 하나의 신호로 결합되는 방법입니다.목적은 희소한 자원인 물리적 전송 매체를 공유하는 것입니다.예를 들어, 전기통신에서는 하나의 회선을 사용하여 여러 개의 전화를 전송할 수 있습니다.멀티플렉싱은 1870년대에 전신에서 시작되어 현재는 통신에 널리 사용되고 있습니다.전화 분야에서 George Owen Squier는 1910년 전화 통신 사업자의 다중화를 개발한 공로를 인정받고 있습니다.

멀티플렉스 신호는 케이블 등의 통신 채널을 통해 전송됩니다.멀티플렉싱은 전송되는 각 메시지 신호 또는 데이터 스트림에 대해 하나씩 통신 채널의 용량을 여러 논리 채널로 나눕니다.역프로세스(디멀티플렉싱)는 수신측에서 원래 채널을 추출합니다.

멀티플렉싱을 실행하는 디바이스는 멀티플렉서(MUX)라고 불리며, 역프로세스를 실행하는 디바이스는 디멀티플렉서(DEMUX 또는 DMX)라고 불립니다.

Inverse Multiplexing(IMUX; 역다중화)는 멀티플렉싱과 반대되는 목적을 가지고 있습니다.즉, 하나의 데이터 스트림을 여러 개의 스트림으로 분할하여 여러 통신 채널을 통해 동시에 전송하고 원래 데이터 스트림을 재생성하는 것입니다.

컴퓨팅에서는 I/O 멀티플렉싱을 사용하여 폴링 및 셀렉트(Unix)[2]와[1] 같은 시스템 호출을 사용하여 단일 이벤트 루프에서 여러 입출력 이벤트를 처리하는 개념을 나타낼 수도 있습니다.

종류들

복수의 가변 비트레이트 디지털 비트스트림은 통계 다중화에 의해 단일 고정 대역폭 채널을 통해 효율적으로 전송할 수 있다.이것은 시분할 다중화의 일종인 비동기 모드 시간 도메인 다중화입니다.

디지털 비트 스트림은 주파수 호핑 확산 스펙트럼(FHSS) 및 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼(DSSS) 등의 코드 분할 다중화 기술을 통해 아날로그 채널을 통해 전송할 수 있습니다.

무선통신에서는 인접한 각 채널과 위성에서 번갈아 편광(수평/수직 또는 시계방향/반시계방향)을 사용하거나 MIMO(Multiple Input Multiple Output Communications) 방식을 조합한 단계별 멀티 안테나 어레이를 통해 다중화를 실행할 수도 있습니다.

시공간 분할 다중화

주요 기사: 공간 분할 다중 액세스

유선통신에서 공간분할다중화(SDMA)는 전송채널마다 개별 포인트 투 포인트 전기 도체를 사용하는 것입니다.예를 들어 아날로그 스테레오 오디오 케이블(왼쪽 채널용과 오른쪽 채널용 와이어 쌍이 1개 포함), 멀티 페어 전화 케이블, 전화 액세스 네트워크, 스위치드 이더넷 네트워크, 메쉬 네트워크 등의 스위치드 스타 네트워크 등이 있습니다.

무선통신에서는 위상배열 안테나를 형성하는 복수의 안테나 소자에 의해 공간분할다중화가 이루어진다.예를 들어 MIMO, Single Input and Multiple Output(SIMO; 멀티입력 및 멀티출력), Multiple Input and Single Output(MISO; 멀티입력 및 싱글출력) 멀티플렉싱 등이 있습니다.k개의 안테나를 갖춘 IEEE 802.11g 무선 라우터는 원칙적으로 54Mbit/s의 피크비트 레이트를 갖는 k개의 다중채널과 통신할 수 있도록 함으로써 총 피크비트 레이트를 k계수만큼 증가시킨다.안테나가 다르면 다른 Multi-Path Propagation(에코) 시그니처를 얻을 수 있기 때문에 디지털 신호 처리 기술은 서로 다른 신호를 분리할 수 있습니다.이러한 기술은 멀티플렉싱이 아닌 공간 다이버시티(페이딩에 대한 로버스트성 향상) 또는 빔포밍(선택성 향상)에도 사용할 수 있습니다.

주파수 분할 다중화

주파수 분할 다중(FDM): 각 입력 신호의 스펙트럼이 고유한 주파수 범위로 전환됩니다.

주파수 분할 다중(FDM)은 본질적으로 아날로그 기술입니다.FDM은 단일 매체를 통해 여러 개별 주파수 범위에서 신호를 전송하여 여러 신호를 하나의 매체로 결합합니다.FDM에서 신호는 전기 신호입니다.FDM의 가장 일반적인 응용 프로그램 중 하나는 지상파, 모바일 또는 위성 방송국 또는 케이블 TV를 통한 전통적인 라디오 및 TV 방송입니다.고객의 거주 지역에 도달하는 케이블은 1개뿐이지만 서비스 공급자는 그 케이블을 통해 모든 가입자에게 간섭 없이 여러 개의 텔레비전 채널 또는 신호를 동시에 전송할 수 있습니다.수신기는 원하는 [3]신호에 액세스하기 위해 적절한 주파수(채널)로 튜닝해야 합니다.

WDM에서는 1개의 스트림, 1컬러, 광파.

광통신에는 파장분할다중(WDM)이라고 불리는 바리안트테크놀로지가 사용됩니다.

시분할다중화

Time-Division Multiplexing(TDM; 시분할다중화)

시분할다중화(TDM)는 공간이나 주파수 대신 시간을 사용하여 서로 다른 데이터 스트림을 분리하는 디지털(또는 드문 경우 아날로그) 기술입니다.TDM 에는, 개개의 입력 스트림으로부터 차례차례, 또는 적절한 리시버에 관련지을 수 있도록, 수비트 또는 바이트의 그룹을 시퀀싱 하는 것이 포함됩니다.충분히 신속히 행해지면, 수신 디바이스는, 회선 시간의 일부가 다른 논리 통신 패스에 사용되고 있는 것을 검출하지 않습니다.

중앙 컴퓨터에 도달하기 위해 공항에 4개의 단말기가 필요한 애플리케이션을 생각해 보십시오.각 단말기는 2400보(baud)로 통신하기 때문에 이러한 저속 전송을 위해 4개의 개별 회로를 획득하는 대신, 항공사는 멀티플렉서 쌍을 설치했습니다.공항 티켓 데스크에서 항공사 데이터 센터로 돌아가는 전용 아날로그 통신 회선 1개와 9600 보 모뎀 쌍도 설치되어 있습니다.[3]일부 웹 프록시 서버(예: polipo)는 동일한 TCP/IP [4]접속에 대한 여러 HTTP 트랜잭션의 HTTP 파이프라인에 TDM을 사용합니다.

캐리어 센스 다중접속 및 멀티드롭 통신방식은 여러 데이터 스트림이 같은 매체 상에서 시간에 따라 분리된다는 점에서 시분할 다중화와 유사하지만, 신호가 단일 신호로 결합되는 대신 별도의 기원을 가지기 때문에 멀티플렉스의 형태가 아닌 채널접속 방식으로 보는 것이 가장 좋습니다.g.

TD는 유럽의 대부분의 전국 유선 텔레포니네트워크의 백본을 제공하는 레거시 멀티플렉싱 테크놀로지이며, DMS100 등의 협대역 전화 교환기에 2m/bit 음성 및 시그널링 포트를 제공합니다.각 E1 또는 2m/bit TDM 포트는 CCITT7 시그널링 시스템의 경우 30 또는 31의 음성 타임슬롯을 제공하며 고객 접속 Q931, DASS2, DPNSS, V5 및 CASS 시그널링 시스템의 [5]경우 30개의 음성 채널을 제공합니다.

편파분할다중

편파분할다중화는 전자파 복사의 편파를 사용하여 직교 채널을 분리합니다.이는 무선 및 광통신, 특히 채널당 광섬유 전송 시스템당 100 기가비트/초에서 실용적으로 사용됩니다.

Differential Cross-Pariated Wireless Communications는 Differential 기술을 이용한 편광 안테나 전송의 새로운 방법입니다.[6]

궤도 각운동량 다중화

궤도 각운동량 다중화는 단일 [7]경로를 통해 전자파 방사선을 사용하여 전송되는 신호의 여러 채널을 다중화하는 비교적 새롭고 실험적인 기술입니다.이러한 시스템의 전송 용량을 크게 확장하기 위해 다른 물리적 다중화 방법과 함께 잠재적으로 사용될 수 있습니다.2012년 현재, 단일 [8]광로에서 최대 2.5 Tbit/s의 대역폭을 소규모 실험실에서 시연하는 등 초기 연구 단계에 있습니다.이것은 학계에서 논란이 되고 있는 주제이며, 많은 사람들은 이것이 새로운 다중화 방식이 아니라 공간 분할 [9]다중화의 특별한 경우라고 주장한다.

부호분할다중화

Code-Division Multiplexing(CDM; 부호분할다중접속), Code-Division Multiple Access(CDMA; 부호분할다중접속) 또는 Spread Spectrum은 여러 채널이 동일한 주파수 스펙트럼을 동시에 공유하는 기술 클래스로, 이 스펙트럼 대역폭은 비트레이트 또는 심볼레이트보다 훨씬 높습니다.하나는 주파수 호핑이고 다른 하나는 직접 시퀀스 확산 스펙트럼입니다.후자의 경우, 각 채널은 칩이라고 불리는 코드화된 채널 고유의 펄스 시퀀스로 비트를 전송합니다.비트당 칩 수 또는 기호당 칩 수가 확산 요인입니다.이 코드화된 전송은 일반적으로 시간 의존적인 일련의 짧은 펄스를 전송함으로써 이루어지며, 짧은 펄스는 더 큰 비트 시간 내에 칩 시간 내에 배치됩니다.각각 다른 코드를 가진 모든 채널은 동일한 파이버 또는 무선 채널 또는 다른 매체에서 전송되며 비동기적으로 디멀티플렉스될 수 있습니다.기존 기술에 비해 가변 대역폭이 가능하고(통계 멀티플렉싱과 마찬가지로), 섀넌-하틀리 정리에 따라 넓은 대역폭이 신호 대 잡음비를 저하시킬 수 있으며, 무선 통신에서의 멀티패스 전파는 레이크 리시버에 의해 조합될 수 있다는 장점이 있습니다.

CDMA의 중요한 응용 분야는 Global Positioning System(GPS; 글로벌 포지셔닝 시스템)입니다.

통신 다중화

다중접속방식

멀티플렉싱 기술은 멀티 액세스 방식 또는 채널 액세스 방식, 예를 들어 TDM을 시분할다중접속(TDMA)으로, 통계적 멀티플렉싱을 캐리어센스다중접속(CSMA)으로 확장할 수 있다.다중접속방법은 동일한 물리매체에 접속된 복수의 송신기가 그 용량을 공유할 수 있도록 한다.

멀티플렉싱은 OSI 모델의 물리 계층에 의해 제공되며 다중 액세스에는 데이터 링크 계층의 일부인 미디어 액세스 제어 프로토콜도 포함됩니다.

OSI 모델의 Transport 레이어 및 TCP/IP 모델은 동일한 컴퓨터에서 송수신되는 여러 응용 프로그램레이어 데이터 흐름의 통계적 다중화를 제공합니다.

Code-Division Multiplexing(CDM; 코드 분할 다중화)은 각 채널이 자신의 비트를 코드화된 채널 고유의 펄스 시퀀스로 전송하는 기술입니다.이 코드화된 전송은 일반적으로 시간 의존적인 일련의 짧은 펄스를 전송함으로써 이루어지며, 짧은 펄스는 더 큰 비트 시간 내에 칩 시간 내에 배치됩니다.각각 다른 코드를 가진 모든 채널을 같은 파이버로 전송하여 비동기적으로 디멀티플렉스를 해제할 수 있습니다.기타 널리 사용되는 다중접속 기법으로는 Time-Division Multiple Access(TDMA; 시분할 다중접속) 및 Frequency-Division Multiple Access(FDMA; 주파수분할 다중접속)가 있습니다.코드분할다중접속(CDMA) 기술은 ITU에 [citation needed]의해 식별된 제3세대(3G) 이동통신용 Universal Mobile Telecommunications System(UMTS; 유니버설이동통신시스템) 규격에서 액세스테크놀로지, 즉 코드분할다중접속(CDMA)으로 사용됩니다.

응용 프로그램 영역

전신

전선을 이용한 최초의 통신 기술은 멀티플렉싱으로 얻을 수 있는 경제에 대한 관심을 공유하는 전기 전신 기술이었다.초기 실험에서는 두 개의 개별적인 메시지가 동시에 반대 방향으로 전달될 수 있었습니다. 처음에는 양 끝에 전기 배터리를 사용하고, 그 다음에는 한쪽 끝에만 전기 배터리를 사용했습니다.

에밀 보도는 1870년대에 여러 휴즈 기계의 시간 다중화 시스템을 개발했습니다.1874년, 토마스 에디슨이 개발한 4중 전신은 각 방향으로 동시에 두 개의 메시지를 전송했고, 동시에 같은 전선을 통과하는 총 4개의 메시지를 전송했다.몇몇 연구자들은 전화기의 발명으로 이어진 주파수 분할 다중화 기술인 음향 전신을 연구하고 있었다.

텔레포니

텔레포니에서는 일반적으로 고객의 전화선은 리모트콘센트레이터 박스에서 종료됩니다.리모트 콘센트레이터 박스에서는, 그 인근이나 같은 지역의 다른 전화선과 함께 멀티플렉스 됩니다.멀티플렉스 신호는 고객의 회선보다 훨씬 적은 회선을 통해 중앙 교환 사무소로 전송됩니다.이는 Digital Subscriber Line(DSL; 디지털 가입자선)에서도 마찬가지입니다.

Fiber in the Loop(FITL; 파이버인루프)는 광섬유를 백본으로 사용하는 일반적인 멀티플렉싱 방식입니다.PSTN의 나머지 부분과 POTS 전화선을 연결할 뿐만 아니라 홈에 연결된 이더넷에 직접 연결하여 DSL을 대체합니다.비동기 전송 모드는 대부분의 경우 사용되는 [citation needed]통신 프로토콜입니다.

케이블 TV는 오랫동안 멀티플렉스 텔레비전 채널을 제공해 왔고, 20세기 후반에는 전화 회사와 같은 서비스를 제공하기 시작했다.IPTV도 멀티플렉싱에 의존합니다.

비디오 처리

주요 기사:디멀티플렉서(미디어 파일)

비디오 편집 및 처리 시스템에서 멀티플렉싱은 오디오와 비디오를 하나의 일관된 데이터 스트림으로 인터리빙하는 프로세스를 말합니다.

디지털 비디오에서 이러한 전송 스트림은 일반적으로 메타데이터 및 자막과 같은 기타 정보를 포함할 수 있는 컨테이너 형식의 기능입니다.오디오 스트림과 비디오스트림은 비트환율이 변동하는 경우가 있습니다.이러한 트랜스포트 스트림 및/또는 컨테이너를 생성하는 소프트웨어를 일반적으로 멀티플렉서 또는 멀티플렉서라고 합니다.디듀서는 이러한 스트림 또는 컨테이너의 구성 요소를 추출하거나 별도의 처리에 사용할 수 있도록 하는 소프트웨어입니다.

디지털 방송

디지털 텔레비전 시스템에서는 통계 다중화에 의해 여러 가변 비트레이트 데이터 스트림이 고정 비트레이트 트랜스포트 스트림에 함께 다중화된다.이를 통해 여러 비디오 채널과 오디오 채널을 다양한 서비스와 함께 동일한 주파수 채널로 동시에 전송할 수 있습니다.여기에는, 복수의 표준 화질 텔레비전(SDTV) 프로그램(특히 DVB-T, DVB-S2, ISDB, ATSC-C)이나, 1개의 HDTV(단일 6~8MHz의 TV 채널)가 포함되는 경우가 있습니다.이를 실현하는 디바이스를 통계 멀티플렉서라고 부릅니다.이들 시스템 중 몇 가지에서는 멀티플렉싱에 의해 MPEG 트랜스포트 스트림이 생성됩니다.새로운 DVB 규격의 DVB-S2 및 DVB-T2에는, 1개의 [citation needed]멀티플렉스로 복수의 HDTV 채널을 전송할 수 있는 용량이 있습니다.

디지털 라디오에서 멀티플렉스(앙상블이라고도 함)는 함께 그룹화된 다수의 라디오 방송국입니다.멀티플렉스는 오디오 및 기타 [10]데이터를 포함하는 디지털 정보의 스트림입니다.

브로드캐스트 TV 네트워크 및 무선 네트워크를 전송하는 통신 위성에서는 이를 통신사당 다중 채널(MCPC)이라고 합니다.멀티플렉싱이 실용적이지 않은 경우(예를 들어 단일 트랜스폰더를 사용하는 다른 소스가 있는 경우)에는 캐리어당 단일 채널이 사용됩니다.[citation needed]

아날로그 방송

FM 방송 및 기타 아날로그 라디오 미디어에서 멀티플렉싱은 일반적으로 오디오 신호가 송출기에 들어가기 전에 서브캐리어를 추가하는 과정을 가리키는 용어입니다(실제로 스테레오 멀티플렉싱은 두 가지(좌측 채널과 우측 채널)를 전환함으로써 시분할 멀티플렉싱을 사용하여 생성할 수 있습니다).el) 초음파 속도(서브캐리어)로 신호를 입력한 다음 상위 고조파를 필터링합니다.이러한 의미에서 멀티플렉싱은 때때로 MPX로 알려져 있는데, 이는 1960년대 이후 스테레오 시스템에서 볼 수 있는 스테레오 FM의 오래된 용어이기도 합니다.

다른 의미

분광학에서 이 용어는 실험이 한 번에 주파수의 혼합으로 수행되고 그 후 푸리에 변환 원리를 사용하여 각각의 응답이 밝혀지는 것을 나타내기 위해 사용됩니다.

컴퓨터 프로그래밍에서는 단일 인메모리 리소스(파일 핸들 등)를 사용하여 여러 외부 리소스(디스크 파일 [11]등)를 처리하는 것을 나타낼 수 있습니다.

일부 전기 멀티플렉싱 기술은 물리적 "멀티플렉서" 장치를 필요로 하지 않습니다. 이는 "키보드 매트릭스" 또는 "찰리플렉싱" 설계 스타일을 나타냅니다.

  • 멀티플렉싱은 멀티플렉스 디스플레이의 설계를 참조할 수 있습니다(비멀티플렉스 디스플레이는 분해에 영향을 받지 않습니다).
  • 멀티플렉싱은 "스위치 매트릭스"의 설계를 의미할 수 있습니다(멀티플렉싱되지 않은 버튼은 "팬텀 키" 및 "팬텀 키 차단"의 영향을 받지 않습니다).

높은 처리량 DNA 염기서열 분석에서 이 용어는 일부 인공 염기서열(종종 바코드 또는 색인이라고 함)이 주어진 염기서열 판독치를 주어진 샘플에 연결하기 위해 추가되었음을 나타내며, 따라서 동일한 반응에서 여러 검체의 염기서열을 허용하는 데 사용됩니다.

사회언어학에서 다중성은 소셜 네트워크의 일부인 개인 간의 구별되는 연결 수를 설명하기 위해 사용됩니다.멀티플렉스 네트워크는 동료, 네이버, 친척 등 여러 사회적 컨텍스트에서 비롯된 다수의 연결을 구성원이 공유하는 네트워크입니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Charles M. Hannum; The NetBSD Foundation (1998). "poll, pollts — synchronous I/O multiplexing". BSD Cross Reference. NetBSD.
  2. ^ Computer Systems Research Group (1994). "select, pselect — synchronous I/O multiplexing". BSD Cross Reference. NetBSD.
  3. ^ a b Bates, Regis J; Bates, Marcus (2007), Voice and Data Communications, ISBN 9780072257328
  4. ^ "rfc2068 - HTTP/1.1". Retrieved 2010-09-23.
  5. ^ Curley, Robert, ed. (2012). Breakthroughs in telephone technology: from Bell to smartphones. New York: Britannica Educational. p. 69. ISBN 978-1-61530-724-1. OCLC 769190186.
  6. ^ Siamack Ghadimi (2019-04-02), Differential Cross-Polarized Wireless Communications, Scientific Research
  7. ^ Tamburini, Fabrizio; Mari, Elettra; Sponselli, Anna; Thidé, Bo; Bianchini, Antonio; Romanato, Filippo (2012-01-01). "Encoding many channels on the same frequency through radio vorticity: first experimental test". New Journal of Physics. 14 (3): 033001. arXiv:1107.2348. Bibcode:2012NJPh...14c3001T. doi:10.1088/1367-2630/14/3/033001. ISSN 1367-2630. S2CID 3570230.
  8. ^ "'Twisted light' carries 2.5 terabits of data per second". BBC News. 2012-06-25. Retrieved 2012-06-25.
  9. ^ Tamagnone, Michele; Silva, Joana S.; Capdevila, Santiago; Mosig, Juan R.; Perruisseau-Carrier, Julien (2015). "The orbital angular momentum (OAM) multiplexing controversy: OAM as a subset of MIMO". 2015 9th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP): 1–5.
  10. ^ "All about DAB multiplexes". Radio & Television Investigation Service. BBC. Retrieved 17 June 2018.
  11. ^ "Multiplexing filehandles with select() in perl".

외부 링크

  • Wiktionary에서 다중화에 대한 사전 정의
  • Wikimedia Commons 다중화 관련 미디어