Cos'è un Multiplexer (MUX) e quali sono i suoi vantaggi?

Aug 22, 2023

Sommario

Margaret Rouse è una pluripremiata scrittrice tecnica e insegnante nota per la sua capacità di spiegare argomenti tecnici complessi in modo semplice a un pubblico aziendale non tecnico. Sopra…

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Un multiplexer (MUX) è un dispositivo di rete che consente a uno o più segnali di ingresso analogici o digitali di viaggiare insieme sullo stesso collegamento di trasmissione delle comunicazioni. Lo scopo del multiplexing è combinare e trasmettere segnali su un unico mezzo condiviso al fine di ottimizzare l'efficienza e ridurre il costo totale della comunicazione.

Essenzialmente, un MUX funziona come un interruttore a ingresso multiplo e uscita singola che consente a più segnali di ingresso analogici e digitali di essere instradati attraverso un'unica linea di uscita. All'estremità ricevente, un altro dispositivo chiamato demultiplexer recupera i singoli segnali originali.

Le tecniche di multiplexing sono diventate utili strumenti di ottimizzazione della rete durante l’era dell’Internet delle cose, dell’edge computing e del 5G. È importante notare, tuttavia, che il multiplexing stesso è piuttosto vecchio in termini di tecnologie postindustriali. Nelle sue prime forme, il multiplexing può essere fatto risalire al 1800 e quando fu utilizzato per la prima volta per ottimizzare i canali di comunicazione legacy come il telegrafo e la radio.

Oggi, le seguenti applicazioni di comunicazione sarebbero proibitivamente costose senza il multiplexing: telecomunicazioni, satelliti, telemetria e radiodiffusione.

I tipi di tecnologie e processi di multiplexing includono, ma non sono limitati a:

Oggi, il multiplexing a divisione di frequenza, il multiplexing a divisione di tempo e il multiplexing a divisione di lunghezza d'onda sono i tipi di multiplexing più strettamente associati alle telecomunicazioni.

Per i segnali analogici nelle telecomunicazioni e nell'elaborazione dei segnali, un multiplexer a divisione di tempo può selezionare più campioni di segnali analogici separati e combinarli in un segnale analogico a banda larga modulato in ampiezza dell'impulso (PAM). Quando sono presenti due segnali di ingresso e un segnale di uscita, un MUX viene definito multiplexer 2 a 1; con quattro segnali in ingresso è un multiplexer 4 a 1 e così via.

Per i segnali digitali nelle telecomunicazioni su una rete di computer o con video digitale, diversi flussi di dati di segnali di ingresso a velocità di bit variabile (utilizzando la comunicazione in modalità pacchetto) possono essere combinati, o multiplexati, in un segnale a larghezza di banda costante. Con un metodo alternativo che utilizza un TDM, un numero limitato di flussi di dati a velocità di bit costante di segnali di ingresso può essere multiplato in un flusso di dati a velocità di bit più elevata.

Un multiplexer richiede un demultiplexer per completare il processo, per separare i segnali multiplex trasportati dal singolo supporto o dispositivo condiviso. Spesso un multiplexer e un demultiplexer sono combinati in un unico dispositivo (spesso chiamato anche semplicemente multiplexer) per consentire al dispositivo di elaborare sia i segnali in entrata che quelli in uscita.

In alternativa, la singola uscita di un multiplexer può essere collegata al singolo ingresso di un demultiplexer su un singolo canale. Entrambi i metodi vengono spesso utilizzati come misura di risparmio sui costi. Poiché la maggior parte dei sistemi di comunicazione trasmettono in entrambe le direzioni, sarà necessario un singolo dispositivo combinato o due dispositivi separati (come in quest'ultimo esempio) ad entrambe le estremità della linea di trasmissione.

Una delle nuove applicazioni più affascinanti del multiplexing riguarda i nuovi paradigmi di comunicazione come il 5G, in cui diversi hardware e capacità di configurazione forniscono diversi tipi di trasferimento del segnale. Ad esempio, il multiplexing della forma d’onda per il 5G prevede progetti di connettività parziale e completa che utilizzano sottoarray collegati a catene di radiofrequenza per ottimizzare questo tipo di trasmissione di segnali multipli.

Gli esperti descrivono l'uso di tecnologie small cell che offrono velocità a banda larga e multi-gigabyte per supportare attività ad alta intensità di dati come HDTV e giochi wireless. L’architettura del beamforming digitale, notano, può essere utile nei trasmettitori downlink e in altri aspetti delle applicazioni mobili.