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CH8. Multiplexing

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    valery
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Multiplexing: 여러 신호가 링크 하나를 나눠 쓸 수 있게 만드는 기술

링크는 비싸기 때문에, 회선 하나를 여러 신호가 나눠 쓰면 비용 대비 효율이 올라간다

입력1 ─┐                                    ┌─ 출력1
입력2 ─┤                                    ├─ 출력2
  ⋮    ├─[ MUX ]══ 1 link, n channels ══[ DEMUX ]┤   ⋮
입력n ─┘                                    └─ 출력n
  • MUX (Multiplexer): 여러 입력을 하나로 묶어서 회선에 실음

  • DEMUX (Demultiplexer): 목적지에서 다시 n개로 분리

회선(링크)을 쪼개는 방식에 따라 FDM, TDM으로 나뉜다

1. FDM(Frequency Division Multiplexing) — 주파수로 분할

FDM
  • 회선의 주파수 대역을 여러 조각으로 나눠서 채널마다 다른 주파수 할당
  • 모든 채널이 동시에 흐름 (각자 다른 주파수니까 안 섞임)
  • 채널 사이엔 간섭 막는 guard band(빈 주파수 완충지대)를 둠

라디오에서 여러 방송국이 동시에 송출되는데 주파수가 달라서(89.1, 91.9...) 안 섞이는 거랑 같다

FDM 예시

FDM-example

2. TDM (Time Division Multiplexing) — 시간으로 분할

TDM
  • 시간을 잘게 쪼개서(time slot) 채널들이 번갈아가며 회선을 독점
  • 한 순간엔 한 채널만 쓰지만, 워낙 빨리 돌아가니 동시에 쓰는 것처럼 보임
  • 비유: 회의실 하나를 시간표 짜서 9시 A팀, 9시10분 B팀... 돌려쓰는 거

3. WDM(Wavelength Division Multiplexing) — FDM의 광섬유 버전

  • 서로 다른 파장(빛의 색) 여러 개를 광섬유 한 가닥에 실음
  • 원리는 FDM이랑 똑같다. (주파수 = 빛에선 파장). 그냥 매체가 광섬유, 신호가 빛일 뿐
  • 상용 160채널 × 10Gbps급. 1550nm 레이저 → MUX가 모음 → optical amplifier가 전 파장 한 번에 증폭 → DEMUX가 분리
WDM

4. Duplex 응용

양방향 통신 분리

주고받기(양방향)를 나누는 방법

  1. FDD (Frequency-Division Duplex): 보내는 방향/받는 방향을 다른 주파수로 분리
  2. TDD (Time-Division Duplex): 시간으로 분리 (보낼 때 / 받을 때 시간 나눔)
  • Tp 전파지연, Tb 버스트 전송시간, Tg 보호시간

5. Multiple Channel Access 응용

기지국 하나에 단말 여럿이 붙을 때 나누는 방법

  1. FDMA: 단말마다 다른 주파수 대역 할당 (FDM 방식 다중접속)
  2. TDMA: 단말마다 다른 time slot 할당 (TDM 방식 다중접속)