Multiplexage

Le multiplexage (appelé parfois muxing en anglais) est un moyen d'envoyer simultanément plusieurs signaux ou flux d'informations sur une même liaison de communication, sous la forme d'un signal unique et complexe. Le récepteur récupère alors les signaux multiples séparément, processus appelé démultiplexage (ou demuxing).

Les réseaux font appel au multiplexage pour deux raisons :

1. permettre à n'importe quel équipement réseau de communiquer avec un autre, sans recourir à une connexion dédiée à la paire qu'ils constituent ; ce procédé requiert un support partagé ; 
2. rentabiliser au mieux des ressources rares ou coûteuses ; par exemple, pour envoyer un grand nombre de signaux sur chaque brin de câble ou de fibre optique reliant de grands réseaux métropolitains (MAN, Metropolitan Area Network), ou à l'échelle d'une liaison satellite montante.

En transmission radio analogique, les signaux sont généralement multiplexés au moyen d'un multiplexage en fréquence (FDM, Frequency-Division Multiplexing). Dans ce procédé, la bande passante d'une liaison de communication est divisée en sous-canaux établis sur des plages de fréquences distinctes, véhiculant chacune un signal distinct en parallèle. La télévision analogique câblée fonctionne de la même manière : l'émetteur envoie plusieurs canaux de contenus sur les mêmes brins de câble coaxial.

De même, sur certains réseaux optiques, les données destinées à différents canaux de communications sont envoyées via des ondes lumineuses de différentes longueurs ; une forme de multiplexage appelée multiplexage en longueur d'onde, ou WDM (Wavelength Division Multiplexing).

Ces techniques utilisent toutes fondamentalement le même concept. Le procédé FDM décrit des domaines qui portent traditionnellement sur les fréquences (tels que la radiodiffusion et la télédiffusion).  Le procédé WDM s'utilise dans des domaines qui portent traditionnellement sur les longueurs d'onde, notamment les télécommunications et les réseaux informatiques utilisant des systèmes au laser (qui génèrent les signaux envoyés sur des câbles à fibre optique). Les variantes de ce procédé sont le CWDM (Coarse WDM) et le DWDM (Dense WDM) qui, respectivement, placent en même temps sur le support un nombre relativement inférieur ou supérieur de canaux d'informations. D'autres variantes font appel à la polarisation de la lumière pour le multiplexage.

En transmission numérique, les signaux sont généralement multiplexés au moyen d'un procédé de multiplexage temporel, ou TDM (Time-Division Multiplexing), qui consiste à véhiculer plusieurs signaux sur un même canal selon une alternance de créneaux temporels, ou échantillons. Par exemple, les liaisons SONET, autrefois incontournables dans la connectivité d'Internet et des WAN d'entreprise, utilisent le procédé TDM.

Le multiplexage en code, ou CDM (Code Division Multiplexing), fait appel à des codes identificateurs pour distinguer un signal d'un autre sur un support partagé. Chaque signal se voit affecter une séquence de bits, appelée code d'étalement. Ce code est combiné au signal d'origine pour produire un nouveau flux de données codées. Un récepteur qui connaît le code est alors en mesure de récupérer le signal d'origine en soustrayant le code d'étalement (processus appelé désétalement). Le procédé CDM est très employé en diffusion radio/TV numérique, ainsi que sur les réseaux mobiles cellulaires 3G. Lorsque le procédé CDM autorise plusieurs signaux issus de plusieurs sources, il est appelé CDMA (Code-Division Multiple Access).