Multiplexingverfahren

Multiplexingverfahren sind Verfahren zur gleichzeitigen Übertragung mehrerer Signale über ein gemeinsames Übertragungsmedium, um Kapazität und Ressourcennutzung zu erhöhen. Sie trennen die Signale räumlich, zeitlich, frequenz- oder codemäßig, sodass mehrere Kanäle parallel genutzt werden können. Wichtige Kategorien sind Zeitmultiplexing, Frequenzmultiplexing, Wellenlängenmultiplexing, Code-Division-Multiplexing sowie räumliches Multiplexing.

Beim Zeitmultiplexing werden Signale in zeitlich abgegrenzten Slots nacheinander über denselben Kanal übertragen. Jedes Signal besitzt einen festen Zeitabschnitt, wodurch mehrere Signale sequentiell denselben Kanal nutzen. Varianten umfassen synchrones und asynchrones Multiplexing sowie statistisches Multiplexing, das auf Auslastung reagiert. Typische Anwendungen finden sich in digitalen Sprach- und Datennetzen.

Beim Frequenzmultiplexing werden Signale in unterschiedliche Frequenzbänder eines Übertragungs mediums gelegt. Dadurch teilen sich mehrere Signale denselben Träger, ohne sich gegenseitig zu stören. FDM wird in analogen und digitalen Netzwerken eingesetzt, etwa in der Kabel- und Rundfunktechnik sowie in gewissen Datentransportverfahren.

Beim Wellenlängenmultiplexing (WDM) werden in Glasfasern unterschiedliche Lichtwellenlängen gleichzeitig übertragen. CWDM (coarse) und DWDM (dense) ermöglichen sehr hohe Transportkapazitäten und finden breite Anwendung in Backbones und Rechenzentren.

Beim Code-Division-Multiplexing (CDM/CDMA) wird jedes Signal mit einem eindeutigen Code überlagert, sodass sich Signale im gleichen Frequenzband unterscheiden lassen. CDMA bietet Robustheit gegen Störungen und flexible Ressourcenallokation, ist aber komplex in Codierung, Synchronisation und Demodulation.

Räumliches Multiplexing (SDM) nutzt mehrere räumliche Pfade, etwa in Multi-Core- oder Multi-Mode-Fasern, um die Kapazität weiter zu erhöhen. In der Praxis werden oft mehrere Multiplexingverfahren kombiniert, um höchste Übertragungskapazität und Flexibilität zu erreichen, wobei Synchronisationsaufwand, Crosstalk und Kosten zu beachten sind.