唐门怎么连招:多路复用技术的基本概念--重回少林寺

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多路复用技术的基本概念

huaisme 发表于 2006-04-03 18:17:17

 

1. 多路复用的概念

数据信息在网络通信线路中传输时,要占用通信信道。如何提高通信信道的利用率,尤其是在远程传输时提高通信信道的利用率是非常重要的。如果一条通信线路只能为一路信号所使用,那么这路信号要支付通信线路的全部费用,成本就比较高,其他用户也因为不能使用通信线路而不能得到服务。所以,在一条通信线路上如果能够同时传输若干路信号,则能降低成本,提高服务质量,增加经济收益。这种在一条物理通信线路上建立多条逻辑通信信道,同时传输若干路信号的技术就叫做多路复用技术。

多路复用技术可以分为频分多路复用、波分多路复用和时分多路复用。

2. 频分多路复用(FDM, Frequency-Division Multiplexing)

我们考虑一下中波无线电广播的例子,这是一条利用空间无线电波传输信号的物理通信线路。中波广播频率的带宽是从535 kHz到1605 kHz。这个通信信道上又按照不同的频率划分成为若干个子信道,每个子信道的带宽是9 kHz,每个子信道供给广播电台的一个频道使用。例如天津广播电台交通频道的中心频率是567 kHz,生活频道的中心频率是1386 kHz。各个广播电台在这些子信道上同时进行信号传输而互不干扰,这就是一个由频率进行划分的多路复用技术的具体例子。

频分多路复用技术就是如何实现载波频率的取得、信号对载波的调制、调制信号的接收、滤波和解调的技术。我们所用的收音机就是一个频分多路复用接收器,而广播电台则是频分多路复用发射器。

3. 波分多路复用(WDM, Wave-Division Multiplexing )

波分多路复用技术主要应用在光纤通道上。

波分多路复用实质上也是一种频分多路复用技术。由于在光纤通道上传输的是光波,光波在光纤上的传输速度是固定的,所以光波的波长和频率有固定的换算关系。由于光波的频率较高,使用频率来表示就不很方便,所以改用波长来进行表示。在一条光纤通道上,按照光波的波长不同划分成为若干个子信道,每个子信道传输一路信号就叫做波分多路复用技术。在实际使用中,不同波长的光由不同方向发射进入光纤之中,在接收端再根据不同波长的光的折射角度不同,再分解成为不同路的光信号由各个接收端分别接收。

4. 时分多路复用(TDM, Time-Division Multiplexing)

和频分多路复用技术和波分多路复用技术不同,时分多路复用技术不是将一个物理信道划分成为若干个子信道,而是不同的信号在不同的时间轮流使用这个物理信道。通信时把通信时间划分成为若干个时间片,每个时间片占用信道的时间都很短。这些时间片分配给各路信号,每一路信号使用一个时间片。在这个时间片内,该路信号占用信道的全部带宽。

(1)同步时分多路复用技术(STDM,Synchronization Time-Division Multiplexing)

这种技术按照信号的路数划分时间片,每一路信号具有相同大小的时间片。时间片轮流分配给每路信号,该路信号在时间片使用完毕以后要停止通信,并把物理信道让给下一路信号使用。当其他各路信号把分配到的时间片都使用完以后,该路信号再次取得时间片进行数据传输。这种方法叫做同步时分多路复用技术。

同步时分多路复用技术优点是控制简单,实现起来容易。缺点是如果某路信号没有足够多的数据,不能有效地使用它的时间片,则造成资源的浪费;而有大量数据要发送的信道又由于没有足够多的时间片可利用,所以要拖很长一段的时间,降低了设备的利用效率。

(2)异步时分多路复用技术(ATDM,Asynchronism Time-Division Multiplexing)

为了提高设备的利用效率,可以设想使有大量数据要发送的用户占有较多的时间片,数据量小的用户少占用时间片,没有数据的用户就不再分配时间片。这时,为了区分哪一个时间片是哪一个用户的,必须在时间片上加上用户的标识。由于一个用户的数据并不按照固定的时间间隔发送,所以称为“异步”。这种方法叫做异步时分多路复用技术,也叫做统计时分多路复用技术(STDM,Statistic Time-Division Multiplexing)。这种方法提高了设备利用率,但是技术复杂性也比较高,所以这种方法主要应用于高速远程通信过程中,例如,异步传输模式ATM。