Мультиплексирование

Мультиплекс (мультиплексирование) — это соединение нескольких каналов информации через 2 провода (ШИНА), или в 1 оптоволокне, или в 1 приемопередатчике в 1 фиксированной частотной полосе. Чаще всего мультиплекс это соединение нескольких каналов информации в один общий цифровой канал или в одну общую двухпроводную линию. Табличный многоканальный сигнал датчика в мультиплексный сигнал превращает обычно микросхема.

В результате мультиплексирования в одном физическом канале создается группа логических каналов.

Виды мультиплексирования

Параллельный мультиплекс

При соединении нескольких каналов информации в 1 приемопередатчике параллельный мультиплекс обычно в качестве несущих частот использует гармоники одной частоты.

Параллельный мультиплекс разделяет сигналы:

1. по диапазону амплитуд.
2. амплитудно-полярной модуляцией: в разной полярности разные амплитуды несущей частоты. Использовали: стереофоническое аналоговое радиовещание в ряде стран.
3. многочастотной модуляцией. Используют: радиоуправление моделями, телеметрия. Сигнал высокой частоты иногда используют как несущую сигнала низкой частоты.
4. многочастотно-полярной модуляцией: несущие частоты больше частоты полярности, в разной полярности разная несущая частота. Последовательность несущих частот может меняться. Число несущих частот неограничено.
5. частотно-полярной модуляцией: несущая частота больше частоты полярности.
6. многочастотной фазовой модуляцией. Используют: радиоуправление моделями, телеметрия.
7. фазо-полярной модуляцией: несущая частота больше частоты полярности.
8. по скорости роста амплитуды.
9. суммарный сигнал + урезанный разностный сигнал на повышенной частоте, отделяемой фильтром от суммарного + восстановление разностного сигнала его биениями с эталонной частотой. Использовали: квадрофоническая запись грампластинок.

Параллельный мультиплекс в разы (пропорционально количеству каналов) быстрее последовательного мультиплекса. В параллельном мультиплексе проще обработка каналов, нет проблем с коммутацией каналов.

Последовательный мультиплекс

Последовательный мультиплекс разделяет сигналы:

1. по времени методом сканирования коммутатором ячеек табличного датчика с внесением в выходной сигнал кадрового импульса или кода конца цикла сканирования.
2. по времени импульсно-кодовой модуляцией. Используют: Интернет, телеметрия. Число каналов неограничено.

Сверхбыстрый мультиплекс

В сверхбыстром мультиплексе каждый потребитель мультиплекса самостоятельно (децентрализованная система управления) обрабатывает стандартными алгоритмами весь поток информации, чтоб не тратить время на поиск и декодирование обработанной информации от других потребителей.

Применение

У инженеров сегодня модно использовать последовательный мультиплекс, т.к. наносекундное (как у параллельного мультиплекса) быстродействие требуется редко.

Внедрение в схемотехнику микропроцессора параллельного мультиплекса для быстродействия компьютера привело к появлению многоядерных микропроцессоров. Планируется разработка микропроцессоров с тысячами ядер (параллельная обработка информации софтом с параллельной обработкой информации) для задач искусственного интеллекта, для сверхбыстродействующих (корабельные и авиационные противоракетные системы, пушечные противоракетные системы, танковые противоснарядные системы...) роботов, для криптографии, для прогноза погоды, для разработки и доводки ядерного оружия, для симуляции ядерных испытаний. Но компьютерная шина к потребителям осталась последовательным мультиплексом, что по некоторым задачам, например обработка игрового видео высокой четкости, уменьшает быстродействие компьютера.