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

Aug 22, 2023

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Margaret Rouse é uma premiada redatora técnica e professora conhecida por sua capacidade de explicar assuntos técnicos complexos de forma simples para um público empresarial 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 switch de múltiplas entradas e saída única que permite múltiplos sinais de entrada analógicos e digitais e serem roteados através de uma única linha de saída. Na extremidade receptora, outro dispositivo denominado 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, da computação de ponta e do 5G. É importante notar, entretanto, que a multiplexação em si é bastante antiga em termos de tecnologias pós-industriais. Em suas primeiras formas, a multiplexação remonta a 1800 e quando foi usada pela primeira vez para otimizar 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.

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

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

Para sinais analógicos em telecomunicações e processamento de sinais, um multiplexador por divisão de tempo pode selecionar múltiplas 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 denominado multiplexador 2 para 1; com quatro sinais de entrada é um multiplexador 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 demultiplexador para completar o processo, para separar os sinais multiplexados transportados pelo único meio ou dispositivo compartilhado. Freqüentemente, um multiplexador e um demultiplexador são combinados em um único dispositivo (também chamado apenas de multiplexador) para permitir que o dispositivo processe sinais de entrada e saída.

Alternativamente, a saída única de um multiplexador pode ser conectada à entrada única de um demultiplexador em um único canal. Qualquer um dos métodos é frequentemente usado como medida de redução de custos. Como a maioria dos sistemas de comunicação transmite em ambas as direções, será necessário um único dispositivo combinado, ou dois dispositivos separados (como no último exemplo), em ambas as extremidades da linha de transmissão.

Uma das novas aplicações mais fascinantes da multiplexação são os novos paradigmas de comunicação como o 5G, nos quais diferentes capacidades de hardware e configuração fornecem diferentes tipos de transferência de sinal. Por exemplo, a multiplexação de formas 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 sinais múltiplos.

Especialistas descrevem o uso de tecnologias de pequenas células que oferecem taxas de banda larga e de vários gigabytes para suportar atividades com uso intensivo de dados, como HDTV e jogos sem fio. A arquitetura digital de formação de feixe, observam eles, pode ser útil em transmissores de downlink e outros aspectos de aplicações móveis.