O que é um multiplexador (MUX) e quais são suas vantagens?

Jun 03, 2023

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Margaret Rouse é uma premiada escritora técnica e professora conhecida por sua capacidade de explicar assuntos técnicos complexos simplesmente para um público de negócios não técnico. Sobre…

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Um multiplexador (MUX) é um dispositivo de rede que permite que um ou mais sinais de entrada analógicos ou digitais viajem juntos pelo mesmo link de transmissão de comunicações. O objetivo da multiplexação é combinar e transmitir sinais em um único meio compartilhado para otimizar a eficiência e diminuir o custo total da comunicação.

Essencialmente, um MUX funciona como um comutador de entrada múltipla e saída única que permite vários sinais de entrada analógicos e digitais e são roteados por meio de uma única linha de saída. Na extremidade receptora, outro dispositivo chamado demultiplexador recupera os sinais individuais originais.

As técnicas de multiplexação tornaram-se ferramentas úteis de otimização de rede durante a era da Internet das Coisas, computação de ponta e 5G. É importante observar, no entanto, que a multiplexação em si é bastante antiga em termos de tecnologias pós-industriais. Em suas primeiras formas, a multiplexação pode ser rastreada até 1800 e quando foi usada pela primeira vez para otimizar os canais de comunicação legados, como o telégrafo e o rádio.

Hoje, as seguintes aplicações de comunicação seriam proibitivamente caras sem multiplexação: telecomunicações, satélites, telemetria e radiodifusão.

Tipos de tecnologias e processos de multiplexação incluem, mas não estão limitados a:

Hoje, multiplexação por divisão de frequência, multiplexação por divisão de tempo e multiplexação por divisão de comprimento de onda são os tipos de multiplexação mais associados às telecomunicações.

Para sinais analógicos em telecomunicações e processamento de sinal, um multiplexador por divisão de tempo pode selecionar várias amostras de sinais analógicos separados e combiná-los em um sinal analógico de banda larga modulado por amplitude de pulso (PAM). Quando há dois sinais de entrada e um sinal de saída, um MUX é chamado de multiplexador 2 para 1; com quatro sinais de entrada, é um multiplexador de 4 para 1 — e assim por diante.

Para sinais digitais em telecomunicações em uma rede de computadores ou com vídeo digital, vários fluxos de dados de taxa de bits variável de sinais de entrada (usando comunicação em modo de pacote) podem ser combinados ou multiplexados em um sinal de largura de banda constante. Com um método alternativo que utiliza um TDM, um número limitado de fluxos de dados de taxa de bits constante de sinais de entrada pode ser multiplexado em um fluxo de dados de taxa de bits mais alta.

Um multiplexador requer um desmultiplexador para completar o processo, para separar os sinais multiplexados pelo único meio ou dispositivo compartilhado. Freqüentemente, um multiplexador e um desmultiplexador são combinados em um único dispositivo (também chamado apenas de multiplexador) para permitir que o dispositivo processe os sinais de entrada e saída.

Como alternativa, a saída única de um multiplexador pode ser conectada à entrada única de um desmultiplexador em um único canal. Ambos os métodos são freqüentemente usados ​​como uma medida de economia de custos. Como a maioria dos sistemas de comunicação transmite em ambas as direções, um único dispositivo combinado ou dois dispositivos separados (como no último exemplo) serão necessários em ambas as extremidades da linha de transmissão.

Uma das novas aplicações mais fascinantes da multiplexação é para novos paradigmas de comunicação como 5G, em que diferentes capacidades de configuração e hardware fornecem diferentes tipos de transferência de sinal. Por exemplo, a multiplexação de forma de onda para 5G envolve projetos de conectividade parcial e total que usam submatrizes conectadas a cadeias de radiofrequência para otimizar esse tipo de transmissão de sinal múltiplo.

Especialistas descrevem o uso de tecnologias de pequenas células que oferecem taxas de banda larga e multigigabytes para suportar atividades intensivas de dados, como HDTV e jogos sem fio. A arquitetura digital de beamforming, observam eles, pode ser útil em transmissores de downlink e outros aspectos de aplicativos móveis.