Multiplexität

Multiplexität bezeichnet die Eigenschaft von Systemen, mehrere gleichzeitige Dimensionen, Ebenen oder Beziehungsarten zu besitzen. In der Netzwerktheorie beschreibt sie Netzwerke, in denen Knoten durch verschiedene Arten von Verbindungen miteinander verknüpft sind, zum Beispiel durch Freundschaften, Arbeitsbeziehungen oder familiäre Bindungen. Die verschiedenen Beziehungsarten bilden dadurch unterschiedliche Schichten des Netzwerks.

Anwendungsfelder reichen von Verkehrssystemen über soziale und organisatorische Strukturen bis hin zur Kommunikation. In Verkehrsnetzen verbinden etwa Straßen-, Schienen- und Flugverkehre dieselben Knoten (Orte) über verschiedene Transportmittel. In Organisationen können Informationen, Entscheidungswege und Ressourcenfluss auf mehreren Ebenen zugleich wirken. In der digitalen Kommunikation existieren oft mehrere Kanäle, über die Menschen miteinander interagieren.

Zur Modellierung werden mehrschichtige oder multilayer Netzwerke verwendet. Diese bestehen aus mehreren Schichten, die jeweils eine Beziehungskategorie repräsentieren. Knoten erscheinen in allen relevanten Schichten; Analysen berücksicht sowohl intra-Schichten-Richtungen als auch Inter-Schichten-Verbindungen. Mathematisch werden oft Adjazenzmatrizen pro Schicht oder Tensoren genutzt, um die Struktur zu beschreiben. Kennzahlen der Multiplexität messen zum Beispiel die Überlappung von Verbindungen zwischen Schichten oder die Verbreitung von Knoten über mehrere Schichten hinweg.

Bedeutung: Multiplexität ermöglicht eine realistischere Abbildung komplexer Systeme und beeinflusst Dynamik, Diffusion von Informationen oder die Stabilität von Netzen. Herausforderungen sind erhöhter Datenbedarf, Vergleichbarkeit zwischen Schichten und erhöhter Rechenaufwand bei Analysen.

Siehe auch: Multi-Layer-Netzwerk, Multilayer-Netzwerk, Netzwerktheorie.

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