Mikä on multiplekseri?

Multiplekseri, jota joskus kutsutaan multipleksoriksi tai yksinkertaisesti muxiksi, on elektroninen laite, joka valitsee useista tulosignaaleista ja lähettää yhden tai useamman lähtösignaalin. Yksinkertaisimmassa muodossaan multiplekserissä on kaksi signaalituloa, yksi ohjaustulo ja yksi lähtö. Yksi esimerkki analogisesta multiplekseristä on kotistereoyksikön lähdesäädin, jonka avulla käyttäjä voi valita esimerkiksi CD -soittimen, digitaalisen monipuolisen levyn (DVD) soittimen ja kaapelitelevisioyhteyden äänen.

Multipleksereitä käytetään myös digitaalisten puolijohteiden, kuten keskusyksiköiden (CPU) ja grafiikkaohjainten, rakentamiseen. Näissä sovelluksissa tulojen määrä on yleensä kahden kerrannainen, lähtöjen määrä on joko yksi tai suhteellisen pieni kahden kerrannainen, ja ohjaussignaalien määrä liittyy tulojen ja lähtöjen yhteenlaskettuun määrään. Esimerkiksi kahden tulon, yhden lähdön multiplekseri vaatii vain yhden ohjaussignaalin tulon valitsemiseksi, ja 16-sisääntulon, neljän lähdön multiplekseri vaatii neljä ohjaussignaalia tulon valitsemiseksi ja kaksi lähdön valitsemiseksi.

Viestinnässä käytetään myös multiplekserityyppejä. Puhelinverkko on esimerkki erittäin suuresta virtuaalisesta multiplekseristä, joka on rakennettu monista pienemmistä, erillisistä. Sen sijaan, että jokaisella puhelimella olisi suora yhteys jokaiseen muuhun puhelimeen – mikä olisi fyysisesti mahdotonta – verkko muksaa yksittäiset puhelinlinjat pieneen määrään johtoja puheluita soitettaessa. Vastaanottopäässä demultiplekseri eli demux valitsee oikean määränpään monista mahdollisista kohteista soveltamalla samaa periaatetta päinvastoin.

On olemassa monimutkaisempia multiplekserimuotoja. Esimerkiksi aikajakoisilla multipleksereillä on samat tulo-/lähtöominaisuudet kuin muillakin multipleksereillä, mutta ohjaussignaalien sijasta ne vuorottelevat kaikkien mahdollisten tulojen välillä tarkin aikavälein. Tällä tavalla vuorotellen monet tulot voivat jakaa yhden lähdön. Tätä tekniikkaa käytetään yleisesti kaukopuhelinlinjoilla, jolloin monet yksittäiset puhelut voidaan yhdistää toisiinsa vaikuttamatta yksittäisen puhelun nopeuteen tai laatuun. Aikajakoiset multiplekserit on yleensä rakennettu puolijohdelaitteiksi tai siruiksi, mutta ne voidaan rakentaa myös optisina laitteina kuituoptisovelluksiin.

Vielä monimutkaisempia ovat koodijakoiset multiplekserit. Käyttäen matemaattisia tekniikoita, jotka on kehitetty toisen maailmansodan aikana salaustarkoituksiin, he ovat sittemmin löytäneet sovelluksen nykyaikaisissa koodijakoisissa monipääsyverkoissa (CDMA). Nämä puolijohdelaitteet toimivat määrittämällä kullekin tulolle yksilöllinen monimutkainen matemaattinen koodi. Jokainen tulo käyttää koodiaan vastaanottamaansa signaaliin, ja kaikki signaalit lähetetään samanaikaisesti lähtöön. Vastaanottopäässä demux suorittaa käänteisen matemaattisen operaation alkuperäisten signaalien poimimiseksi.