Multiplex (vermehren, vervielfachen) bezeichnet Methoden zur Signalübertragung. Es werden mehrere Signale zusammengefasst und simultan über ein Medium übertragen. Multiplexverfahren werden auch kombiniert, um einen größeren Nutzen zu bekommen. Die Bündelung erfolgt, nachdem die Nutzdaten auf ein Trägersignal moduliert wurden. Beim Empfänger müssen diese Signale demoduliert (demultiplexen) werden.
Das Multiplexverfahren wurde entwickelt, um eine optimale Ausnutzung der Leitungen und Frequenzen zu erreichen, die in der Elektronik und Kommunikationstechnik als Übertragungswege zur Verfügung stehen.
Analoge Multiplexer arbeiten bidirektional, sie können auch als Demultiplexer eingesetzt werden.
Ein Multiplexer verfügt über mehrere Eingänge und einem Ausgang. Über die (mehrere) Steuersignale wird festgelegt, welcher Eingang ausgewählt wurde. Aus der Wahrheitstabelle ist die Zuordnung der Steuersignal zu Ausganssignal ersichtlich.
Sie sind bidirektionale Schalter, die es ermöglichen, jeden analogen Eingang als Ausgang zu verwenden und umgekehrt. Die Schalter haben einen geringen EIN-Widerstand und geringe AUS-Leckströme. Darüber hinaus haben alle diese Geräte eine Aktivierungssteuerung, die, wenn sie hoch ist, alle Schalter in ihren AUS-Zustand deaktiviert.
Es gibt verschiedene Multiplexverfahren:
Raummultiplexverfahren
Frequenz- bzw. Wellenlängenmultiplexverfahren
Zeitmultiplexverfahren
Codemultiplexverfahren
Hier werden nur zwei Verfahren beschrieben:
Zeitmultiplexverfahren:
Mehrere Signale werden zeitversetzt übertragen. Sie sind zeitlich ineinander verschachtelt. Die Zeitfenster können synchronisiert und gleich lang oder asynchron und bedarfsabhängig sein.
Beim Zeitmultiplex (TDM) erfolgt die Datenübertragung der einzelnen Verbindungen in einem definierten Multiplexrahmen, in dem für jeden Übertragungskanal ein fester Zeitschlitz vorhanden ist. Die einzelnen Zeitschlitze werden nacheinander abgearbeitet. Ist eine Zeiteinheit abgelaufen, wird die Übertragung für den aktiven Kanal kurzfristig unterbrochen; die Übertragungsbandbreite steht dann dem nächsten Benutzer zur Verfügung. Es werden zwei Modis unterschieden: Synchrones Zeitmultiplex und asynchrones Zeitmultiplex.
Beim asynchronen Zeitmultiplex werden die zu übertragenden Datenströme in Informationseinheiten fester oder variabler Länge umgewandelt und asynchron übertragen. Die Zuordnung der Informationseinheiten erfolgt über Kanal-Identifikationsnummern, Channel Identifier, mit der jedes Datenpaket versehen wird. Asynchrones Zeitmultiplex wird daher auch gelegentlich als Adressen-Multiplex bezeichnet. Werden bei der Übertragung Datenpakete mit variabler Länge eingesetzt, spricht man von Datenpaketvermittlung, bei fester Datenpaketlänge hingegen von Zellen-Switching.
Codemultiplexverfahren:
Dieses Verfahren wird in der Funktechnik und in Datenbussen eingesetzt. Verschiedene Signalfolgen werden über eine Leitung oder eine Funkfrequenz übertragen und können anhand ihrer unterschiedlichen Codierung zugeordnet werden; im Empfänger wird nur das passend kodierte Signal erkannt und ausgewertet.
Für die Ausfilterung der Codesequenzen wird jedem Teilnehmer ein bestimmtes Codemuster zugewiesen. Mit diesem Muster können die unterschiedlich kodierten Signale auseinander gehalten und voneinander getrennt werden. Die Codes müssen unabhängig zueinander sein, damit sie sich nicht gegenseitig beeinträchtigen. Durch die Verwendung von Codesequenzen wird die zu übertragende Datenmenge vergrößert, da das Signal gespreizt wird.
Bei den Codemustern handelt es sich um Bitmuster. Es darf allerdings nicht jedes beliebige Bitmuster vergeben werden, da es sonst zu gegenseitigen Beeinflussungen der kodierten Signale kommen könnte. Die Codes müssen zueinander unabhängig sein, was als orthogonal bezeichnet wird.
