تسهیم کردن (Multiplexing) در شبکه به چه معنی است

این مطلب بخشی از سری آموزش‌های نتورک پلاس است که پیشتر در سایت شبکه منتشر شده است.
برای مشاهده فهرست و خرید کتاب +Network راهنمای شبکه‌ها اینجا کلیک کنید. 

Multiplexing

دوپلکس اجازه می‌دهد تا یک سیگنال در یک لحظه در هر دو جهت یک کابل حرکت کند. برای نیل به این هدف می‌توان از جفت سیم‌های به هم تابیده شده درون یک کابل استفاده کرد، جایی که یک سیم برای ارسال و دیگری برای دریافت استفاده می‌شود. البته این امکان نیز وجود دارد که دو یا چند سیگنال روی سیم یکسانی انتقال پیدا کنند. یک شکل انتقال که اجازه می‌دهد سیگنال‌های چندگانه به‌طور همزمان روی یک رسانه انتقال پیدا کنند تحت عنوان تسهیم کردن که برخی منابع به آن هم‌تافتن نیز می‌گویند شناخته می‌شود. در لغت تسهیم کردن (Multiplexing) به معنای سهم‌بندی کردن است. تکنیک تسهیم‌بندی (تسهیم‌سازی) به شبکه‌ها اجازه می‌دهد تا داده‌های بیشتری را روی پهنای تعیین شده ارسال کنند. برای حمل سیگنال‌های چندگانه، کانال رسانه به‌طور منطقی به چندین کانال کوچک‌تر یا زیر کانال تقسیم می‌شود. تسهیم کردن در اشکال مختلفی در دسترس است. در نتیجه کارشناسان شبکه بسته به شرایط موجود همچون تجیهزات دریافت و ارسال کننده داده‌ها، نوع رسانه انتقال و.... باید گزینه مطلوب را انتخاب کنند. برای هر یک از تکنیک‌های تسهیم‌ کردن، دستگا‌هی وجود دارد که می‌تواند سیگنال‌های مختلف روی یک کانال را ترکیب کند. یک تسهیم‌گر (multiplexer) که به آن mux گفته می‌شود، در انتهای یک کانال برای ترکیب سیگنال‌ها نیاز است. در سمت دریافت‌کننده یا همان نقطه انتهایی، یک تسهیم‌کننده که به آن demultiplexer (demux) می‌گویند سیگنال‌های ترکیبی را جدا می‌کند. تکنیک تسهیم‌سازی به روش‌های مختلف پیاده‌سازی و کنترل می‌شود که سه نوع رایجی که روی خطوط مسی از آن‌ها استفاده می‌شود به شرح زیر هستند:

•  TDM (تسهیم‌سازی با تقسیم زمانی) - یک کانال را در فواصل زمانی یا شیار‌های زمانی مختلف تقسیم می‌کند. شیار زمانی فارغ از این مسئله که آیا یک گره داده‌هایی برای انتقال دارد یا خیر، برای گره‌های تعیین شده رزرو می‌شود. این تکنیک می‌تواند ناکارآمد باشد، زیرا برخی از گره‌ها در شبکه به ندرت داده‌هایی برای ارسال دارند.
•  STDM (تسهیم‌سازی با تقسیم زمان آماری) – شیار زمانی را به گره‌ها (مشابه با تسهیم‌سازی با تقسیم زمانی) اختصاص می‌دهد، اما این شیار‌ها با توجه به اولویت و نیازها تنظیم شده و تخصیص داده می‌شوند. در این روش از همه شیار‌ها صرفنظر از این‌که برخی از آن‌ها ممکن است به کار گرفته نشده باشند، استفاده شده و به این شکل پهنای باند موجود در شبکه به حداکثر می‌رسد.
•  تسهیم‌سازی با تقسیم بسامد (FDM (Multiplexing Division Frequency - فرکانس‌های مختلفی را برای ایجاد باندهای فرکانس چندگانه اختصاص می‌دهد که هر کدام توسط یک زیر کانال استفاده می‌شود، به‌طوری که سیگنال‌های متعدد می‌توانند در یک خط همزمان انتقال پیدا کنند. در این تکنیک سیگنال‌ها به فرکانس‌های مختلف تعدیل می‌شوند و سپس به یکدیگر متصل می‌شوند تا به‌طور همزمان در یک کانال حرکت کنند و در انتهای دیگر تفکیک شوند. اپراتورهای تلفن همراه FDM را برای تمام خطوط تلفن استفاده می‌کنند، هرچند هنوز هم از تکنیک تسهیم کردن سیگنال‌ها در خطوط تلفن‌های خانگی نیز استفاده می‌شود.

دقت کنید که تسهیم‌سازی محدود به کابل‌های مسی نمی‌شود، این تکنیک روی کابل‌های فیبر‌نوری نیز قابل استفاده است که سه روش زیر متداول‌تر از سایر روش‌ها است:

•  WDM (تسهیم‌سازی با تقسیم طول موج) - هر کابل فیبر نوری برای انتقال سیگنال‌های نوری به‌طور همزمان با تقسیم پرتو نور به طول موج‌های مختلف یا رنگ‌ها روی یک فیبر تکی کار می‌کند.. این فناوری شبیه به یک منشور کار کرده که نور سفید را به رنگ‌های مختلف تقسیم می‌کند. WDM اصلی تنها دو طول موج یا کانال در هر رشته فیبر ارائه می‌کند.
•  DWDM (تسهیم‌سازی با تقسیم طول موج متراکم) – در این مدل تعداد کانال‌های ارائه شده توسط تسهیم‌سازی با تقسیم طول موج  (WDM) معمولی از 80 به 320 کانال افزایش پیدا می‌کند. WDM متراکم می‌تواند در مسیر تقویت شود و معمولا در لینک‌های پهنای باند بالا یا لینک‌های WAN از قبیل برقراری ارتباط میان یک ISP بزرگ و حتا بزرگ‌تر از آن NSP (ارائه دهنده خدمات شبکه) استفاده ‌شود.
• CWDM (تسهیم‌سازی با تقسیم طول موج غیرمتراکم) – در این مدل با عریض‌تر کردن فاصله باند فرکانس‌ها برای تجهیزات فرستنده ارزان‌ قیمت امکان کاهش هزینه‌ها وجود دارد. تسهیم‌کنندگان WDM غیرمتراکم معمولا 4، 8، 16 یا 18 کانال در فیبر را پشتیبانی می‌کنند. فاصله موثر تسهیم‌سازی با تقسیم طول موج غیر متراکم محدود است، زیرا سیگنال تقویت نمی‌شود. مدل CWDM می‌تواند تا 16 طول موج با فاصله کانال 20 نانومتر را در محدوده طیف 1270 تا 1610 نانومتر انتقال دهد. شکل زیر تجهیزات CWDM در کلاس‌ها 4، 8،16 و 18 کاناله را نشان می‌دهد.