Пример сети с шлюзом между сотовой сетью и Ethernet

Шлюз может быть выполнен программно или аппаратно, а также возможна гибридная реализация. Выбор между этими вариантами обусловлен необходимыми задачами и масштабами соединяемых сетей. Часто шлюз, особенно затрагивающий только верхние уровни модели OSI, выполняется в виде программного обеспечения, устанавливаемого на роутер. Однако для крупных сетей, использующих различные среды передачи и передающие большой объем данных обычно применяется отдельное устройство.

Часто используется еще одно название медиа шлюз (Media Gateway, MGW). Фактически это тот же шлюз, однако, этот термин обычно используется при описании устройств обеспечивающих конвертацию сигнализации между различными сетями. Например, MGW применяется в NGN (Next Generation Network), а также в сетях сотовой связи третьего поколения UMTS.

Мультиплексор (Multiplexer)

Мультиплексор (Multiplexer, MUX) – это сетевое устройство, предназначенное для передачи по одной высокоскоростной линии связи нескольких менее скоростных потоков (трибутарных). Основной причиной мультиплексирования сигналов является высокая стоимость каналов связи и их обслуживания, а существующие системы связи часто не полностью задействуют передающую среду. Установка мультиплексора – это, как правило, гораздо дешевле и занимает меньше времени, чем организация новых каналов связи. Это касается как проводных, так и беспроводных каналов передачи информации.

Мультиплексоры главным образом отличаются по способу уплотнения каналов в один поток. Это может быть частотное/спектральное (FDMA), временное (TDMA), кодовое (CDMA) или пространственное (SDMA) мультиплексирование. В проводных каналах связи обычно применяются первые два способа, а в беспроводных все 4 способа мультиплексирования. Рассмотрим только первые два из них, т.к. термин мультиплексор обычно применяется именно в отношении проводных линий связи.

При частотном мультиплексировании в общем канале связи для каждого входящего потока выделяется отдельный частотный диапазон. Задача мультиплексора в данном случае заключается в переносе спектра каждого входящего канала в другой частотный интервал, не пересекающийся с другими каналами. Для того чтобы мультиплексированные каналы не мешали друг другу даже в случае выхода спектра сигнала за отведенные ему рамки, между частотными диапазонами оставляются защитные интервалы. Частотное мультиплексирование широко применяется как в электрических линях связи, так и в оптических, как для аналоговых, так и для цифровых сигналов. В ВОЛС частотное мультиплексирования часто называют спектральным и используется в технологии WDM/DWDM.

В случае временного мультиплексирования для передачи каждого входящего сигнала в общем высокоскоростном потоке отводится небольшой промежуток времени (таймслот), который периодически повторяется каждый временной фрэйм. Задача мультиплексора заключается в том, чтобы циклически давать доступ входящим потокам на небольшой промежуток времени к общей среде передачи. Для того чтобы последовательные сигналы не накладывались друг на друга между ними обычно оставляются небольшие защитные интервалы. Временное мультиплексирование обычно используется для цифровых каналов связи.

Из указанных выше технологий мультиплексирования трудно выделить наиболее эффективный. В каждом конкретном случае выбор должен производиться индивидуально. В современных системах связи часто применяются оба метода для максимально отдачи от имеющегося канала связи.

Мультиплексоры бывают терминальные и ввода/вывода. Терминальные мультиплексоры располагаются на концах линии связи. Мультиплексоры ввода/вывода устанавливаются в разрыв линии связи для вывода нескольких каналов из общего потока. Они позволяют избежать установки, обычно более дорогих терминальных мультиплексоров.