Multiplexor

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Multiplexorul (denumit în mod obișnuit mux ) este un selector de linie de date capabil să selecteze diferite semnale de intrare, atât analogice, cât și digitale. Odată selectate, semnalele sunt colectate și trimise într-o singură linie de ieșire.

Acestea sunt utilizate în principal pentru a crește cantitatea de date care poate fi transmisă printr-o rețea în anumite cantități de timp și bandă, prin urmare termenul este utilizat, în același timp, atât în electronică , cât și în telecomunicații .

Electronică

Simbolul circuitului (IEC) al multiplexorului

În electronică , termenul se poate referi la un tip de circuit integrat sau la un anumit echipament complet.

În primul caz, un multiplexor (numit și selector ) este un dispozitiv capabil să selecteze un singur semnal electric între diferite semnale de intrare pe baza valorii intrărilor de selecție . Există multiplexoare atât pentru semnale digitale, cât și pentru semnale analogice ( amux ).

De exemplu, un multiplexor cu două intrări este o poartă logică simplă a cărei ieșire Y ia valoarea uneia dintre cele două intrări A sau B pe baza valorii celei de-a treia intrări de selecție S. Ecuația booleană este:

  • Y = (A și (nu S)) sau (B și S)

Care poate fi exprimat prin următorul tabel de adevăr :

Intrare Ieșire
1 1 0 1
1 0 0 1
0 1 0 0
0 0 0 0
1 1 1 1
1 0 1 0
0 1 1 1
0 0 1 0

Acest tabel de adevăr arată că atunci când selectorul este egal cu „0”, atunci Y este conectat la A; în timp ce atunci când selectorul este egal cu „1”, Y este dependent de B.

Multiplexerele cu multe porturi sunt utilizate în mod obișnuit. De exemplu, un multiplexor cu opt intrări poate sorta opt semnale diferite, utilizând trei semnale de selecție logică. Semnalele de intrare sunt numerotate de la X 0 la X 7 , iar intrările de selecție sunt numerotate S 2 , S 1 și S 0 . Dacă S 2 și S 0 sunt la „1” și S 1 este la „0”, de exemplu, ieșirea va fi egală cu X 5 .

În general multiplexorii pot fi implementați cu porți logice elementare, cum ar fi AND , OR , NAND etc.

De obicei, intrările de selecție sunt n , în timp ce variabilele de intrare sunt sau mai putin.

Dispozitive comerciale

TTL 74150: 16 intrări mux

TTL 74151: 8 intrări mux

TTL 74153: două mux-uri cu 4 intrări

CMOS 4019B: patru mux-uri cu 2 intrări

CMOS 4051B: 8 canale analogice mux

CMOS 4052B: două mux-uri analogice cu 4 canale

COMS 4053B: trei mux-uri analogice cu 2 canale

Cu referire la echipamentele comerciale proiectate pentru această funcție, modelul 3488A al SWITCH / CONTROL UNIT definit de producătorul HP poate fi luat ca exemplu, un dispozitiv destul de popular în anii 1980-1990, programabil în limbajul BASIC, echipat cu un panou furnizat cu o serie de taste de selecție și un afișaj LCD alfanumeric care arată starea de funcționare. Unitatea este echipată cu 5 sloturi în care sunt disponibile carduri opționale în funcție de nevoile dvs., sunt disponibile: un multiplexor cu 10 canale, un scaner pentru semnale de frecvență VHF , un card de releu generic, un card matricial, un card I / O digital, și un card gol, util în cazul circuitelor auto-proiectate, interfața de comunicație este desigur IEEE 488 .

Demultiplexor

Schema de conectare a unui demultiplexor (sau demultiplex)

Dispozitivul complementar, deselectorul sau demultiplexorul (engl. Demultiplexer, abr. Demux ), are o singură intrare și mai multe ieșiri.

Un demultiplexor este un circuit logic a cărui funcție principală este inversă cu cea a multiplexorului .

Prin urmare, este o rețea combinatorie cu k (selecție) intrări e ieșiri, fiecare dintre acestea fiind activă doar la unul dintre valorile de intrare. Pinii din partea de jos (care se pot vedea și în figură) se numesc adresare (sau intrare de selecție). Pe baza valorii intrărilor de selecție, intrarea este conectată la una dintre ieșiri. De exemplu, un demultiplexor cu opt ieșiri are un semnal de intrare (X), trei intrări selectate (S 2 , S 1 și S 0 ) și opt ieșiri (A 0 până la A 7 ). Dacă de exemplu S 2 și S 0 sunt la '1' și S 1 este la '0', ieșirea A 5 va fi egală cu X și toate celelalte ieșiri vor fi setate la 0. Demultiplexorul are funcția inversă exactă de multiplexorul: multiplexorul reunește de fapt mai multe intrări într-o singură ieșire în timp ce demultiplexorul sortează o intrare în mai multe ieșiri.

Telecomunicații

Multiplexor și demultiplexor telefonic cu diviziune de timp simplă

În telecomunicații, un multiplexor , (sau muldex ), este un dispozitiv care permite împărțirea capacității disponibile a unui singur mediu de transmisie ( fibră optică , pereche de cupru etc.) între mai multe canale de transmisie ( multiplexare ).

La recepție, dispozitivul complementar se numește demultiplexor și permite separarea diferitelor canale de transmisie originale.

Multiplexarea poate fi împărțirea timpului sau împărțirea frecvenței. Pe un mediu generic, cele două metode sunt incompatibile și necesită o alegere exclusivă, chiar dacă în teorie pot fi combinate între ele într-un mod ierarhic (de exemplu, un semnal multiplexat de diviziune a timpului poate fi introdus într-un canal al unei diviziuni a frecvenței , sau vice versa).

Ambele tehnici pot fi combinate atât cu un semnal analogic, cât și cu un semnal digital . Cu toate acestea, din punct de vedere istoric, a existat o combinație preferențială între multiplexarea prin divizarea timpului și semnalul digital și între multiplexarea prin divizarea frecvenței și semnalul analogic.

Un sistem de multiplexare mai modern este obținut prin „mascarea” semnalului fiecărui utilizator prin suprapunerea unei chei de cod diferite, reprezentată de o secvență pseudo-aleatorie a algoritmului Viterbi ; această mascare va fi apoi anulată la recepție. Avantajul acestei tehnici de multiplexare, în plus față de criptarea mesajului, este că pragul maxim pentru numărul de utilizatori posibili pe aceeași purtătoare radio este teoretic nelimitat (practic este limitat de pragul acceptabil al degradării semnalului calitatea tuturor celorlalți utilizatori activi., dar, în același timp, acest lucru permite acceptarea, în condiții de urgență, a unui număr de acces mai mare decât cel stabilit).

Tehnici de multiplexare

Tehnicile cele mai utilizate pentru a realiza multiplexarea mai multor canale sunt multiplexarea prin diviziune de timp (Time Division Multiplexing TDM ) și multiplexarea prin diviziune de frecvență ( FDM ). Pentru difuzările digitale, se utilizează TDMA (Time Division Multiple Access), FDMA (Frequency Division Multiple Access) și CDMA (Code Division Multiple Access).

Într-o aplicație tipică de telefonie digitală, cu multiplexare prin împărțirea timpului pe același mediu, semnalele a 30 de canale diferite sunt transmise la intervale regulate de timp, plus două canale de control. De obicei, este un MUX care transmite 8 apeluri simultan pe aceeași pereche răsucite, ridicând banda de la 64 kbit / s la 2 Mbit / s. Aceasta se numește „flux primar”.

Semnalul telefonic este eșantionat la frecvența de 8 kHz, prin urmare un singur semnal telefonic constă dintr-un eșantion sonor de 8 biți la fiecare 125 µs. Semnalul multiplexat conține 32 de probe de 8 biți la fiecare 125 µs.

În loc să pună 30 de perechi răsucite dedicate, operatorul instalează una cu caracteristici electrice mai bune pentru toată lumea, economisind de aproape 10 ori costurile de cablare.

În multiplexarea prin diviziune de frecvență, sunt utilizate 10 frecvențe diferite, astfel încât purtătorul să conducă sub- purtători , adică acolo unde un semnal tranzitează 10 frecvențe cu frecvențe suficient de îndepărtate pentru a nu interfera. Această tehnică nu mai este utilizată în telefonie, înlocuită de multiplexarea prin divizare de timp și semnal digital.

O aplicație încă populară a multiplexării prin diviziune de frecvență este ADSL , unde un semnal analogic (conversație telefonică tradițională) și cele două semnale digitale ale conexiunii la internet (încărcare și descărcare) sunt multiplexate pe o pereche răsucită. Această operațiune este realizată de modemul ADSL de acasă al utilizatorului și de un aparat numit DSLAM instalat în centrala telefonică care, la încărcare, convertește (modulează) semnalele ADSL multiplexate în analog pe perechea răsucită a mai multor utilizatori în semnale digitale și le înmulțește pe un canal ierarhic superior sau pe fibra optică și invers în descărcare către utilizator.

Multiplexare telefonică

În special, un dispozitiv care a fost instalat de-a lungul liniilor telefonice pentru a transporta vocea în zonele cu densitate scăzută a populației sau în expansiune recentă, în care nu a fost convenabil (cel puțin inițial) să construiască o centrală telefonică se mai numește și multiplexor. Astăzi, acest dispozitiv este limitat pentru dezvoltarea ADSL .

Multiplexerele sunt de două tipuri MD48 (mai vechi) și MPX1 (mai nou) există și un al treilea tip MUX ASS care spre deosebire de primele două servește mai puțini utilizatori variabili, dar în medie 30-60 și este conectat la unitatea de control prin cupru și nu prin fibră, spre deosebire de MD48 și MPX1. În prezent, mux-urile recente sunt capabile să livreze ADSL, în timp ce pentru modelele MD48 și MPX1 au fost concepute Minicabs-urile numite „rucsacuri” care permit unui număr maxim de 48 de utilizatori deserviți de mux să utilizeze ADSL și, de asemenea, să accepte tehnologia ADSL2 +. lucrează în acest moment pentru că există încă probleme de supraîncălzire.

Aceste rucsaci au fost instalate pe o bază experimentală în unele dintre zonele muxed din orașele mari. Se așteaptă ca aceste rucsaci să fie instalate în curând în toate zonele multiplexate ale tuturor municipalităților italiene, iar utilizatorii deserviți vor fi toți cei aflați sub MUX. În ceea ce privește zonele în care sunt instalate MUX ASS, este de așteptat ca acestea să fie acoperite folosind aceeași tehnologie utilizată pentru concentratoare (UCR) și zonele prea departe de centrele telefonice, adică mini-dulapul DSLAM, care poate fi instalat în dulapul de lângă MUX., oferind un ADSL de 0,640 Mbit / s.

Elemente conexe

Alte proiecte

Controlul autorității GND ( DE ) 4170727-8