マルチプレクサ (MUX) とは何ですか?またその利点は何ですか?

Aug 22, 2023

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マーガレット・ラウズは、受賞歴のあるテクニカル ライター兼教師であり、複雑な技術的主題を技術者ではないビジネスの聴衆に簡単に説明する能力で知られています。 以上…

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マルチプレクサ (MUX) は、1 つ以上のアナログまたはデジタル入力信号が同じ通信伝送リンク上で一緒に伝送されることを可能にするネットワーク デバイスです。 多重化の目的は、効率を最適化し、通信の総コストを削減するために、単一の共有メディア上で信号を結合して送信することです。

基本的に、MUX は複数のアナログおよびデジタル入力信号を 1 つの出力ラインにルーティングできる、複数入力、単一出力のスイッチとして機能します。 受信側では、デマルチプレクサと呼ばれる別のデバイスが元の個々の信号を復元します。

多重化技術は、モノのインターネット、エッジ コンピューティング、5G の時代に有用なネットワーク最適化ツールになりました。 ただし、多重化自体はポスト産業技術という観点からするとかなり古いものであることに注意することが重要です。 多重化の最も初期の形態は、電信やラジオなどの従来の通信チャネルを最適化するために初めて使用された 1800 年代に遡ります。

現在、テレコム、衛星、テレメトリ、ブロードキャストなどの通信アプリケーションは、多重化がなければ法外に高価になります。

多重化テクノロジーとプロセスの種類には次のものが含まれますが、これらに限定されません。

現在、周波数分割多重化、時分割多重化、および波長分割多重化は、電気通信に最も密接に関連する多重化のタイプです。

電気通信および信号処理におけるアナログ信号の場合、時分割マルチプレクサは個別のアナログ信号の複数のサンプルを選択し、それらを 1 つのパルス振幅変調 (PAM) 広帯域アナログ信号に結合します。 2 つの入力信号と 1 つの出力信号がある場合、MUX は 2 対 1 マルチプレクサと呼ばれます。 4 つの入力信号を使用すると、4 対 1 マルチプレクサになります。

コンピュータ ネットワーク上の電気通信またはデジタル ビデオのデジタル信号の場合、入力信号の複数の可変ビット レート データ ストリーム (パケット モード通信を使用) が 1 つの一定の帯域幅信号に結合または多重化されることがあります。 TDM を利用する別の方法では、入力信号の限られた数の固定ビット レート データ ストリームを 1 つのより高いビット レート データ ストリームに多重化できます。

マルチプレクサは、単一の共有メディアまたはデバイスによって伝送される多重信号を分離するプロセスを完了するためにデマルチプレクサを必要とします。 多くの場合、デバイスが受信信号と送信信号の両方を処理できるようにするために、マルチプレクサとデマルチプレクサは 1 つのデバイスに結合されます (単にマルチプレクサとも呼ばれます)。

あるいは、マルチプレクサの 1 つの出力を 1 つのチャネルを介してデマルチプレクサの 1 つの入力に接続することもできます。 どちらの方法もコスト削減手段としてよく使用されます。 ほとんどの通信システムは双方向に送信するため、送信ラインの両端に 1 つの結合デバイス、または 2 つの個別のデバイス (後者の例のように) が必要になります。

多重化の最も魅力的な新しいアプリケーションの 1 つは、5G のような新しい通信パラダイムへの応用です。5G では、異なるハードウェアとセットアップ容量が異なるタイプの信号転送を提供します。 たとえば、5G の波形多重化には、無線周波数チェーンに接続されたサブアレイを使用してこのタイプの複数信号伝送を最適化する部分的および完全な接続設計が含まれます。

専門家は、HDTV やワイヤレス ゲームなどのデータ集約型アクティビティをサポートするために、ワイドバンドおよびマルチギガバイトのレートを提供するスモール セル テクノロジーの使用について説明しています。 彼らは、デジタルビームフォーミングアーキテクチャは、ダウンリンク送信機やモバイルアプリケーションの他の側面で役立つ可能性があると指摘しています。