多重化【multiplexing】 muxing / マルチプレキシング / マルチプレクシング

概要

多重化（multiplexing）とは、信号やデータの伝送路を、複数の信号やデータの流れで共有すること。逆に、多重化された信号などを個々に分離して取り出すことを「多重分離」(demultiplexing)という。

通信事業者の広域回線網や企業などの組織内のコンピュータネットワークなどでは、末端のアクセス回線は多数の低速回線、中心部分の基幹回線や拠点間接続網は少数の高速回線という構成になっていることが多い。

末端からの多数の通信の流れを通信拠点で束ねて大容量の回線でまとめて送り、相手先近くの拠点で分離してそれぞれの宛先まで届けるという制御が行われる。個々の信号やデータの流れを専用の機器などで束ねる操作を多重化、バラして一本ずつを取り出す操作を多重分離という。

また、一対の機器が単一の伝送路で接続されている際、双方向に通信するために、互いに逆方向の通信を一つに束ねる手法としても多重化が用いられる。

多重化を行うための機器や装置、素子、機構などのことを「マルチプレクサ」（multiplexer/mux）、多重分離を行うものを「デマルチプレクサ」（demultiplexer/demux）という。

多重化方式

多重化は伝送路を物理的な特性によって論理的な小さな伝送単位に分割し、それぞれを信号やデータの流れに割り当てることによって行われる。主な方式として、搬送波の周波数帯を分割して割り当てる「周波数分割多重」（FDM：Frequency Division Multiplexing）、通信時間を細かく分割する「時分割多重」（TDM：Time Division Multiplexing）などがある。

空間的に伝送路を分ける「空間分割多重」（Spatial Division Multiplexing）が行われる場合もある。これは有線通信の場合は単純に複数の通信線やケーブルを使い分けることを指すが、無線通信では複数のアンテナの指向性や位相のずれを利用して、各アンテナがそれぞれ異なる方向にある機器とのみ通信する手法を指す。

物理的な分割に依らない手法として無線通信で行われる「符号分割多重」（Code Division Multiplexing）がある。これは複数の主体が同じ周波数帯で同時刻に通信するが、通信主体ごとに割り当てられた互いに異なる符号と一定の演算を行うことで自分宛ての信号列だけを取り出すことができる。