Imagina que tuvieras que enviar cartas diferentes a varios amigos, pero todas al mismo tiempo. Enviar cada carta individualmente, obviamente, acabaría requiriendo mucho esfuerzo y tiempo. Entonces, en lugar…
¿Qué tal si pones todas estas cartas en un sobre grande y envías solo un sobre? Cuando el sobre grande llega al otro extremo, las cartas individuales se sacan, se clasifican y se entregan a sus amigos individuales una por una. La multiplexación en comunicaciones de datos y redes funciona de manera similar, combinando múltiples flujos de datos o señales en una sola señal a través de un medio compartido.
Esto no sólo aumenta significativamente la cantidad de datos que se pueden enviar a través de una red, sino que también permite un uso más eficiente de los recursos. Este artículo completo profundiza en las complejidades de la multiplexación y cómo optimiza conectividad y rendimiento de la red.
¿Qué es la multiplexación?
Por lo general, verá que el término multiplexación se utiliza casualmente cuando se habla de 3G, 4G y Redes 5Gpero ¿qué es exactamente? La multiplexación o “muxing” es el proceso de compartir un ancho de banda o un medio. Combina múltiples señales de múltiples fuentes, transmitiéndolas a través de una única línea física/de comunicación.
En pocas palabras, significa múltiples fuentes pero un solo enlace. En el ámbito de las redes, es un método para enviar múltiples flujos de información o señales en forma de una señal única y compleja al mismo tiempo a través de un enlace de comunicaciones. Cuando llega a su destino, se produce la demultiplexación o “demuxing”, recuperando las señales discretas y enviándolas a líneas individuales.
A nivel macro, las redes más grandes utilizan la multiplexación para consolidar múltiples señales, tanto analógicas como digitales, en una única señal compuesta. Después de transportarla a su destino a través de un medio común, como una onda de radio o un cable de fibra óptica, la señal se «desmultiplexa», restaurando las señales individuales y dejándolas disponibles para su procesamiento.
¿Para qué se utiliza la multiplexación?
La multiplexación se introdujo por primera vez en la década de 1870 para respaldar la telegrafía digital, pero desde entonces ha evolucionado hasta convertirse en un pilar de las telecomunicaciones, como el teléfono, la televisión y la radio. Además, también se emplea en redes informáticas para transmitir múltiples señales a través de una WAN (red de área amplia).
En general, las empresas implementan la multiplexación en redes por dos razones principales:
· Utilizar mejor los recursos de red caros/escasos. Por ejemplo, la multiplexación podría transmitir múltiples señales a través de fibras o cables que se extienden entre las principales áreas metropolitanas o a través de enlaces ascendentes satelitales.
· Para permitir que los dispositivos de red se comuniquen entre sí sin requerir una conexión dedicada entre cada par de dispositivos.
¿Cuáles son los tipos de multiplexación?
La elección del multiplexado que elija una empresa depende principalmente de dos cosas. Uno es el tipo de señales que se transmiten: digitales frente a analógicas; el otro es el medio que se emplea para transportar esas transmisiones, como enlaces de microondas, cables de fibra óptica o cables coaxiales.
A continuación se ofrece un resumen de las técnicas de multiplexación más comunes:
· FDM (Multiplexación por división de frecuencia): En FDM, el ancho de banda del enlace de comunicaciones se divide en subcanales con diferentes anchos de frecuencia, y cada enlace transporta una señal en paralelo. La televisión por cable analógica utiliza FDM a través de cables coaxiales, e incluso las transmisiones de radio analógicas suelen utilizar FDM para multiplexar señales a través de ondas de radio.
· TDM (Multiplexación por división de tiempo): TDM transmite múltiples señales digitales a través del mismo canal en intervalos de tiempo alternos. A diferencia de FDM y el siguiente WDM, TDM opera en el nivel temporal, es decir, la longitud de onda o la frecuencia. A pesar de que TDM tiene sus raíces en la telegrafía, ahora se usa comúnmente para transmitir múltiples conversaciones a través de un medio común en telefonía digital.
· Multiplexación por división de longitud de onda (WDM): WDM consolida múltiples canales de comunicación y luego los transmite en ondas de luz con diferentes longitudes de onda. Si bien es conceptualmente similar a FDM, WDM es específico para longitudes de onda, a diferencia de FDM que se describe en términos de frecuencias. Los sistemas de telecomunicaciones y las redes informáticas que emplean sistemas láser para enviar señales luminosas a través de cables de fibra óptica suelen utilizar el enfoque WDM.
· CDM (Multiplexación por división de código): CDM asigna un “código de ensanchamiento” (una secuencia de bits) a cada señal para distinguirlas. Luego, esto se combina con la señal original para producir un nuevo flujo de datos codificados que se transmite a través de un medio compartido. En el destino, el código se demultiplex restando el código de difusión y recuperando las señales originales mediante un proceso llamado «dispreading».
· SDM (Multiplexación por división espacial): Múltiples conductores, como cables eléctricos o cables ópticos, separan espacialmente las rutas de señal. A pesar de estar físicamente separados, están agrupados en un único medio de transporte, y cada conductor maneja un canal de transmisión específico. Además, los conductores individuales se pueden multiplexar aún más empleando TDM, FDM u otras técnicas. SDM se utiliza más comúnmente en sistemas de cables submarinos para ayudar a aumentar la capacidad.
· PDM (Multiplexación por división de polarización): PDM polariza las señales electromagnéticas entrantes en canales ortogonales y las transmite a través de un medio común. Se emplea más comúnmente en comunicaciones de fibra óptica, así como en transmisiones de radio y microondas.
En general, la multiplexación es una tecnología clave de comunicación de datos que ayuda enormemente a aprovechar al máximo el ancho de banda disponible. Esto no sólo permite un uso más eficiente de los recursos, sino que también reduce en gran medida los costos de transmisión de datos y aumenta la velocidad de transmisión de datos.
