多路复用技术
课程教学设计
课程名称：计算机网络基础教师姓名：授课时数： 2 累计课时： 20
时分多路复用技术
E1时分复用设备在组网中的应用 摘要：文章主要对时分多路复用器、交叉连接复用设备组成及功能做简单介绍，并对时分多路复用器及交叉连接复用设备在组网中的典型应用举例说明。 关键词：时分多路复用技术时分多路复用器交叉连接复用设备路由器时隙 一、E1信道时分多路复用技术 在我国,不论是准同步数字体系（PDH）还是同步数字体系（SDH），都是以2.048Mb/s（E1）为基础群，随着我国国家信息基础设施建设的发展，我国已经拥有了丰富的E1信道资源。随着各种通信业务的迅猛发展，对传输不同速率特别是高速数据的需求日益增多；同时，不同的网络用户又需要在同一条广域网络链路上同时传输数据、会议电视、语音、传真等业务。这些需求要求我们考虑一下因素：（1）具有节约现有通信资源的意识，提高E1信道的利用率；（2）采用先进的网络技术，使集数据、会议电视、语音、传真和远程局域网通信于一体的集成业务数据网，在相对廉价的广域网数据链路上实现；（3）在PCM传输电路上方便、经济地实现N×64kbps如768kbps、384kbps或128、64kbps等高速数据的传输；（4）在现有网络建设基础上，发展低速数据用户（多个低速数据用户共用一个64kbps时隙）时，使用高性能/价格比的专用设备，将节约大量资金。多业务时分多路复用技术（TDM）是您解决这类应用的解决方案。 在E1信道中，8bit组成一个时隙（TS），由32个时隙组成了一个帧（F）,16个帧组成一个复帧（MF）。在一个帧中，TS0主要用于传送帧定位信号（FAS）、CRC-4（循环冗余校验）和对端告警指示，TS16主要传送随路信令（CAS）、复帧定位信号和复帧对端告警指示，TS1至TS15和TS17至TS31共30个时隙传送话音或数据等信息。我们称TS1至TS15和TS17至TS31为“净荷”，TS0和TS16为“开销”。如果采用带外公共信道信令（CCS），TS16就失去了传送信令的用途，该时隙也可用来传送信息信号，这时帧结构的净荷为TS1至TS31，开销只有TS0了。 数据复用技术可分为三种：（1）N×64kbps高速数据的复用，对于常用的N×64kbps（CAS 时N=1至30；CCS时N=1至31），如64、128、192、256、384、512、768、1024kbps等的高速数据，可以使其占用E1电路中的N个时隙，很方便地复用到E1线路上去。（2）低速同步数据的复用，对于19.2kbps、9.6kbps、4.8kbps和2.4kbps同步数据，广泛采用 ITU X.50建议将它们复用到64kbps时隙上。为了与PCM时隙一致，采用（6+2）的包封格式，每一包封中含有1个帧比特、6个数据比特和1个状态比特，总共8比特（见图一）。可见，在这
计算机网络 多路复用技术
计算机网络 多路复用技术 在计算机网络或数据通信系统中，传输介质的传输能力往往会超过传输单一信号的要求。为了提高通信线路的利用率，实现在一条通信线路上同时发送多个信号，使得一条通信线路可以由多个数据终端设备同时使用而互不影响，这就是多路复用技术。 常见的多路复用技术主要由两大类：一种是将带宽较大的信道分割成为多个子信道，即频分多路复用技术；另一种是将多个带宽较窄的信道组合成一个频率较大的信道，即时分多路复用技术。 1．频分多路复用技术 频分多路复用技术（Frequency Division Multiplexing ，FDM ）是一种在信道上同时发送多个模拟信号的方法。它将传输频带划分为若干个较窄的频带，每个频带构成一个子信道，每个子信道都有各自的载波信号，而且其载波信号的频率是唯一的。一个具有一定带宽的通信线路可以划分为若干个频率范围，互相之间没有重叠，且在每个频率范围的中心频率之间保留一段距离。这样，一条通信线路被划分成多个带宽较小的信道，每个信道能够为一对通信终端提供服务。 频分多路复用技术是在20世纪30年代由电话公司开发的，用来在一条电话线上传输多个语音信号。它可以用于语音、视频或数据信号，但是最常见的应用是无线电广播传输和有线电视。例如电话线的带宽达250kHz ，而音频信号的有效范围为300Hz~3400Hz ，4000Hz 的带宽就足够用来传输音频信号。为了使各信道之间保留一定的距离减少相互干扰，60kHz~108kHz 的带宽可以划分为12条载波电话的信道（此为CCITT 标准），每对电话用户都可以使用其中的一条信道进行通信。如图3-17所示，为6路频分多路复用的示意图。 D E F ’’’’’’ 图3-17 6路频分多路复用示意图 2．时分多路复 用技术 时分多路复用技术（Time Division Multiplexing ，TDM ）是一种多路传输数字信号的方法，它已经在现代数据网络中替代了频分多路复用技术。在通信序列中，时分多路复用技术将为在网络上交换信号的每一个设备分配一段时间或时间片。在这个时间片中，信道只能传输来自该交换信号设备的数据。 例如，在多台计算机连接在同一条公共传输通道上，多路复用器在通道信道中将会按一定的次序轮流为每台计算机分配一个时间片，当轮到某台计算机时，这台计算机与通信通道接通，进行数据交换。而其他计算机与通信通道的联系均被切断，待分配时间片用完后，则 提 示 由于频分多路复用技术是多路传输的一种较早、效率较低的形式。因此，该技术 在现代数据网络中的使用是有限的。
现代通信技术复习题及答案
2 什么就是数字信号？什么就是模拟信号？为什么说PAM信号不就是数字信号？ 信号幅度在某一范围内可以连续取值得信号，称为模拟信号；而信号幅度仅能够取有限个离散值得信号称为数字信号。 PAM信号就是将模拟信号取样后产生得信号，它虽然在时间上就是离散得，但幅值上仍然就是连续得，因此仍然就是模拟信号。 7 通信系统一般模型 在通信系统中，发送消息得一端称为信源，接收消息得一端称为信宿。连通信源与信宿之间得路径称为信道。信源发出得消息首先要经发送设备进行变换，成为适合于信道传输得信号形式，再经信道一定距离传输后由接收设备做出反变换恢复出原始得消息，最后被信宿接收。而消息在整个传送过程中得任何一点都有可能受到噪声得干扰。据此，我们可以得到图所示得通信系统一般模型。 8 衡量通信系统得主要性能指标有哪些？ 一个通信系统通常由两个指标来衡量，即系统得有效性与可靠性。有效性指得就是单位时间内系统能够传输消息量得多少，以系统得信道带宽(Hz)或传输速率(bit/s)为衡量单位。在相同条件下，带宽或传输速率越高越好。可靠性指得就是消息传输得准确程度，以不出差错或差错越少越好。 有效性与可靠性经常就是相互抵触得，即可靠性得提高有赖于有效性得降低，反之亦然。 10 关于信息量得计算题 11 从不同角度观察，通信传输有哪几种方式？ （1）单工与双工通信方式（2）串行与并行通信方式（3）同步与异步通信方式 12 信号带宽与信道带宽得匹配主要考虑什么因素？如果二者不匹配会产生什么影响？ 二者匹配最主要考虑得就是频带匹配。如果被传输信号得频率范围与信道频带相匹配，对信号得传输不会有什么影响；如果信号得有效带宽大于信道带宽，就会导致信号得部分成分被过滤掉而产生信号失真。 实际当中可能出现下列几种情况： （1）如果信号与信道带宽相同且频率范围一致，信号能不致损失地通过信道； （2）如果信号与信道带宽相同但频率范围不一致，该信号得部分频率分量肯定不能通过信道。此时，需要进行频率调制把信号得频带通过频率变换适应信道得频带； （3）如果信号带宽小于信道带宽，但信号得所有频率分量包含在信道得通带范围内，信号可以无损失地通过信道； （4）如果信号带宽大于信道带宽，但包含信号大部分能量得主要频率分量包含在信道得通带范围内，通过信道得信号会损失部分频率成分，但仍可能完成传输； （5）如果信号带宽大于信道带宽，且包含信号相当多能量得频率分量不在信道得通带范围内，这些信号频率成分将被滤除，信号严重畸变失真。 13 通信系统传输媒介有哪些？简述常见得几种传输媒介得结构及其特点。 通信系统传输媒介可以就是有线传输媒介，如同轴电缆、双绞线与光缆等；也可以就是无线传输媒介，如各波段得无线电波。 同轴电缆由一根实心得铜质线作为内导体、一个铜质丝网作为外导体，外导体以内导
计算机网络技术基础3.3多路复用技术
1、知识巩固 （1）数据传输技术有哪些？ （2）数据编码技术？ 2、自学内容检查 （1）多路复用技术有哪些？ 时分多路复用、码分多路复用、波分、频分 （2）宽带接入技术有哪些？ xDSL、HFC、WLAN、FTTx+PON等 3、学生知识讲解 （1）学生讲解多路复用技术的特点及应用 学生一：频分多路复用特点及应用场景 学生二：时分多路复用技术特点及应用 学生三：波分多路复用技术特点及应用场景 学生四：码分多路复用技术特点及应用场景 （2）教师归纳总结 →问题1：频分多路复用特点及应用？（应用：电话） →问题2：时分多路复用特点及应用？（应用：集线器） →问题3：波分多路复用特点及应用？（应用：集线器） →问题4：码分多路复用技术特点及应用？ （3）学生讲解宽带接入技术 4、教师难点讲解 （1）多路复用技术的特点及应用
频分多路复用技术：在一个传输介质上使用多个不同频率的模拟载波信号进行多路传输，每一个载波信号形成一个信道的技术。 波分多路复用技术：指在一根光纤上能同时传送多个波长不同的光波信号的 复用技术。 （2）ADSL ADSL 的全称是非对称数字用户线路（Asymmetrical Digital Subscriber Loop ），ADSL 技术是运行在原有普通电话线上的一种新的高速宽带技术，它利用现有的一对电话铜线为用户提供上、下行非对称的传输速率（带宽）。因为上行（从用户到电信服务提供商方向，如上传动作）和下行（从电信服务提供商到用户的方向，如下载动作）带宽不对称（即上行和下行的速率不相同）因此称为非对称数字用户线路。 （3）HFC 分离器 电话 分离器 Internet 电话网 波长λ2 波长λ1 波长λ2
多路复用技术
频分多路复用是将传输介质的可用带宽分割成一个个“频段”，以便每个输入装置都分配到一个“频段”。传输介质容许传输的最大带宽构成一个信道，因此每个“频段”就是一个子信道。 频分多路复用的特点是：每个用户终端的数据通过专门分配给它的予信道传输，在用户没有数据传输时，别的用户也不能使用。频分多路复用适合于模拟信号的频分传输，主要用于电话和电缆电视(CATV)系统，在数据通信系统中应和调制解调技术结合使用。 时分多路复用的原理为了提高信道利用率，信号在传输过程中一般采用多路复用的传输方式，即多路信号在同一条信道上传输。所谓时分多路复用，就是利用多路信号（数字信号）在信道上占有不同的时间间隔来进行通信。目前应用较多的是频分多路复用和时分多路复用，前者适用于时间连续信号的传输；后者适用于时间离散信号的传输。 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）。指的是将用户的数据划分为一个个数据单元，不同用户的数据单元仍按照时分的方式来共享信道；但是不再使用物理特性来标识不同用户，而是使用数据单元中的若干比特，也就是使用逻辑的方式来标识用户。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。 码分多址通信原理： 码分多址（CDMA，Code－DivisionMultiple Access）通信系统中，不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分，而是用各自不同的编码序列来区分，或者说，靠信号的不同波形来区分。如果从频域或时域来观察，多个CDMA信号是互相重叠的。接收机用相关器可以在多个CDMA信号中选出其中使用预定码型的信号。其它使用不同码型的信号因为和接收机本地产生的码型不同而不能被解调。它们的存在类似于在信道中引入了噪声和干扰，通常称之为多址干扰。 1．系统容量大：据研究表明，理论上CDMA移动网的系统容量比模拟网大20倍，比GSM约大5倍。 2．系统容量的灵活配置：在CDMA系统中，用户数的增加相当于背景噪声的增加，造成话音质量的下降。但对用户数并无限制，操作者可在容量和话音质量之间折衷考虑。另外，多小区之间可根据话务量和干扰情况自动均衡。 3．语音质量高：CDMA系统性能质量更佳指的是CDMA系统具有较高的话音质量，声码器可以动态地调整数据传输速率，并根据适当的门限值选择不同的电平级发射。另外，软切换技术克服了硬切换容易掉话的缺点。
现代通信技术复习习题及答案
欢迎共阅2什么是数字信号？什么是模拟信号？为什么说PAM信号不是数字信号？ 信号幅度在某一范围内可以连续取值的信号，称为模拟信号；而信号幅度仅能够取有限个离散值的信号称为数字信号。 PAM信号是将模拟信号取样后产生的信号，它虽然在时间上是离散的，但幅值上仍然是连续的，因此仍然是模拟信号。 再 （4）如果信号带宽大于信道带宽，但包含信号大部分能量的主要频率分量包含在信道的通带范围内，通过信道的信号会损失部分频率成分，但仍可能完成传输； （5）如果信号带宽大于信道带宽，且包含信号相当多能量的频率分量不在信道的通带范围内，这些信号频率成分将被滤除，信号严重畸变失真。 13通信系统传输媒介有哪些？简述常见的几种传输媒介的结构及其特点。 通信系统传输媒介可以是有线传输媒介，如同轴电缆、双绞线和光缆等；也可以是无线传输媒介，如各波段的无线电波。 同轴电缆由一根实心的铜质线作为内导体、一个铜质丝网作为外导体，外导体以内导体为同心轴，所以称为同轴电缆。同轴电缆特点是抗干扰性很强，但传输衰耗较大，适用于有线电视入户敷设。
双绞线常用于局域网或短距离的电话用户接入。双绞线是把两根直径约0.5~1mm，外包绝缘材料的铜芯线扭绞成有一定规则的螺旋形状。与同轴电缆相比，双绞线抗干扰性差一些，但制造成本低，是一种廉价的有线传输媒介。把若干对双绞线集成一束，并用较结实的外绝缘皮包住，就组成了双绞线电缆。 光缆是由若干根光纤集成在一起制成的宽带通信传输媒介，是目前长途干线通信和部分城域网的主要通信线路。其特点是宽带、大容量、衰耗小、传输距离远。 无线通信以大气空间作为传输媒介，无线频率范围可从3KHz~300GHz，各频段具有不同的传播特性、途径和规律，因而有不同用途，已获得广泛应用。无线通信媒介的特点是由于地理环境和可能遇到障碍物等因素，会产生不同程度的反射、折射、绕射和散射现象。除了有传输损耗之外还存在着多径效应和衰落现象。 15多路复用的目的是什么？常用的多路复用技术有哪些？ 16 17 19简述 ω1 可得如cosω1 cosω2 cosω1 在抽样判决中判决比较两个低通滤波输出电平的大小，上大判为1，下大判为0。 20、2DPSK相对2PSK有什么优点？ 21、什么是码间干扰？为什么会产生码间干扰？
现代通信技术复习题及答案
2 什么是数字信号？什么是模拟信号？为什么说PAM信号不是数字信号？ 信号幅度在某一范围内可以连续取值的信号，称为模拟信号；而信号幅度仅能够取有限个离散值的信号称为数字信号。 PAM信号是将模拟信号取样后产生的信号，它虽然在时间上是离散的，但幅值上仍然是连续的，因此仍然是模拟信号。 7 画出并解释通信系统的一般模型 通信系统一般模型 在通信系统中，发送消息的一端称为信源，接收消息的一端称为信宿。连通信源和信宿之间的路径称为信道。信源发出的消息首先要经发送设备进行变换，成为适合于信道传输的信号形式，再经信道一定距离传输后由接收设备做出反变换恢复出原始的消息，最后被信宿接收。而消息在整个传送过程中的任何一点都有可能受到噪声的干扰。据此，我们可以得到图所示的通信系统一般模型。 8 衡量通信系统的主要性能指标有哪些？ 一个通信系统通常由两个指标来衡量，即系统的有效性和可靠性。有效性指的是单位时间内系统能够传输消息量的多少，以系统的信道带宽(Hz)或传输速率(bit/s)为衡量单位。在相同条件下，带宽或传输速率越高越好。可靠性指的是消息传输的准确程度，以不出差错或差错越少越好。 有效性和可靠性经常是相互抵触的，即可靠性的提高有赖于有效性的降低，反之亦然。 10 关于信息量的计算题 11 从不同角度观察，通信传输有哪几种方式？ （1）单工与双工通信方式（2）串行与并行通信方式（3）同步与异步通信方式 12 信号带宽与信道带宽的匹配主要考虑什么因素？如果二者不匹配会产生什么影响？ 二者匹配最主要考虑的是频带匹配。如果被传输信号的频率范围与信道频带相匹配，对信号的传输不会有什么影响；如果信号的有效带宽大于信道带宽，就会导致信号的部分成分被过滤掉而产生信号失真。 实际当中可能出现下列几种情况： （1）如果信号与信道带宽相同且频率范围一致，信号能不致损失地通过信道； （2）如果信号与信道带宽相同但频率范围不一致，该信号的部分频率分量肯定不能通过信道。此时，需要进行频率调制把信号的频带通过频率变换适应信道的频带； （3）如果信号带宽小于信道带宽，但信号的所有频率分量包含在信道的通带范围内，信号可以无损失地通过信道； （4）如果信号带宽大于信道带宽，但包含信号大部分能量的主要频率分量包含在信道的通带范围内，通过信道的信号会损失部分频率成分，但仍可能完成传输； （5）如果信号带宽大于信道带宽，且包含信号相当多能量的频率分量不在信道的通带范围内，这些信号频率成分将被滤除，信号严重畸变失真。 13 通信系统传输媒介有哪些？简述常见的几种传输媒介的结构及其特点。
多路复用技术的综述
多路复用技术的综述 现代社会科学技术飞速发展，各种技术之间相互依赖、相互促进。计算机和集成电路的出现为整个科技的发展提供了强有力的推进器，而大量计算机之间的交流需要依靠网络的连接，因此网络间的通信传输就显得尤为重要。 计算机网络是地理上分散的多台独立自主的的计算机遵循约定的通信协议，通过软、硬件互连以实现交互通信、资源共享、信息交换、协同工作以及在线处理等功能的系统。网络间传递的信息主要是依靠数据的传输和交换，随着全球网络技术的应用和推广，不同实体之间的数据传输就显得尤为重要。为了更为有效地利用传输系统，人们希望通过同时携带多个信号来高效率地使用传输介质，这就是多路复用技术。配置多路复用线路有许多种不同方法，多路复用器的类型也各异，常用的有频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）、波分多路复用（WDM）、码分多路复用（CDM）等。本文就是就多路复用技术的主要分类、方法以及应用领域等做一简单介绍。 首先来说说为什么要采用多路复用技术。一是通信工程中用于通信线路架设的费用相当高，需要充分利用通信线路的容量；而是网络中传输介质的传输容量都会超过单一信道传输的通信量。为了充分利用传输介质的带宽，需要在一条物理线路上建立多条通信信道。 另外，多路复用最常用的两个设备是：一、多路复用器，在发送端根据约定规则把多个低带宽信号复合成一个高带宽信号；二、多路分配器，根据约定规则再把高带宽信号分解为多个低带宽信号。这两种设备统称为多路器（MUX）。 下面我们再对常用的类型及其原理做一个总结描述。 一、频分多路复用（FDM） 一般的通信系统的信道所能提供的带宽往往要比传送一路信号所需的带宽宽得多。因此，如果一条信道只传输一路信号是非常浪费的。为了充分利用信道的带宽，提出了信道的频分复用。频分复用就是在发送端利用不同频率的载波将多路信号的频谱调制到不同的频段，以实现多路复用。频分复用的多路信号在频率上不会重叠，合并在一起通过一条信道传输，到达接收端后可以通过中心频率不同的带通滤波器彼此分离开来。它的基本原理是在一条通信线路上设置多个信道，每路信道的信号以不同的载波频率进行调制，各路信道的载波频率互不重叠，这样一条通信线路就可以同时传输多路信号。频分复用(FDM) 频分复用按频谱划分信道，多路基带信号被调制在不同的频谱上。因此它们在频谱上不会重叠，即在频率上正交，但在时间上是重叠的，可以同时在一个信道内传输。在频分复用系统中，发送端的各路信号m1(t)，m2(t)，…,mn(t)经各自的低通滤波器分别对各路载波f1(t)，f2(t)，…，fn(t)进行调制,再由各路带通滤波器滤出相应的边带（载波电话通常采用单边带调制），相加后便形成频分多路信号。在接收端，各路的带通滤波器将各路信号分开，并分别与各路的载波f1(t)，f2(t)，…，fn(t)相乘，实现相干解调,便可恢复各路信号,实现频分多路通信。为了构造大容量的频分复用设备，现代大容量载波系列的频谱是按模块结构由各种基础群组合而成。根据国际电报电话咨询委员会(CCITT)建议,基础群分为前群、基群、超群和主群。①前群，又称3路群。它由3个话路经变频后组成。各话路变频的载频分别为12，16，20千赫。取上边带，得到频谱为12～24千赫的前群信号。②基群,又称12路群。它由4个前群经变频后组成。各前群变频的载频分别为84，96，108，120千赫。取下边带，得到频谱为60～108千赫的基群信号。基群也可由12个话路经一次变频后组成。③超群,又称60路群。它由5个基群经变频后组成。各基群变频的载频分别为420，468，516，564，612千赫。取下边带,得到频谱为312～552千赫的超群信号。④主群，又称300路群。它由5个超群经变频后组成。各超群变频的载频分别为1364,1612,1860，2108，2356千赫。取下边带,得到频谱为812～2044千赫的主群信号。3个主群可组成900路的超主群。4个超主群可组成3600路的巨群。
计算机网络 习题5(答案)
（1）多路复用技术能够提高传输系统利用率；不属于常用的多路复用技术有_(1)_。 A．FDM和TDM B．FDM和AFM C．TDM和WDM D．FDM和WDM （2）实现一条物理信道传输多个数字信号，这是_(2)_。 A．同步TDM B．TDM C．异步TDM D．FDM （3）将一条物理信道分成若干时间片，轮换的给多个信号使用，将物理信道的总频带宽分割成若干个子信道，每个信道传输一路信号，这是_(3)_。 A．同步时分多路复用B．统计时分多路复用 C．异步时分多路复用D．频分多路复用 （4）在光纤中采用的多路复用技术是_(4)__。 A．TDM B．FDM C．WDM D．CDMA （5）多路复用技术一般不用于_(5)_中。 A．交换结点间通信B．卫星通信 C．电话网内通信D．局域网内通信 （6）光纤分为单模光纤和多模光纤，这两种光纤的区别是（6）。 A．单模光纤的数据速率比多模光纤低B．多模光纤比单模光纤传输距离更远 C．单模光纤比多模光纤的价格更便宜D．多模光纤比单模光纤的纤芯直径粗 （7）数据在传输前必须转换为 (7)_。 A..周期信号 B.电磁信号 C. 非周期信号 D. 低频电磁波（8）ASK、PSK、FSK、QAM是 (8) 调制的例子。 A．数数 B．数模 C．模摸 D．模数 （9）FDM和WDM用于组合_(9)_信号。 A．模拟B．数字C．模拟或数字D．周期信号（10）（10）涉及到光束构成的信号。 A．FDM B．TDM C．WDM D．都不对（11）DMT是一种调制技术，它将（18）技术结合在一起。 A．FDM，TDM B．QDM，QAM C．FDM，QAM D．PSK，FSK （12）传统有线电视网络传输（19）信号。 A．上行B．下行C．上行和下行D．都不对
浅析通信系统中的多路复用技术
浅析通信系统中的多路复用技术 摘要：多路复用是许多通信系统中的一个很重要的部分。而多路复用技术又包括频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多址和空分多址。本文主要就其中的时分多路复用进行简要探讨。 关键词：多路复用技术；时分多路复用。 多路复用实现了两个功能：它允许发射机和接收机之间的现有信道或链路用于同时传递多条消息(增加了容量)；它还允许将相关信号聚集到一个整体中，然后由系统作为一个信号加以处理。 多路复用确保了两个信号不会同时占用相同的空间、频率和时间。它的实现方法是：增加新的物理链路(空分)、多个信号共享整个带宽的频谱(频分)、或者使每个用户都有机会依次访问链路(时分)。每种技术都在安装、成本、可靠性、检查维修的容易程度以及可达到的性能级别等方面具有优点和缺点。虽然多路复用可以用于模拟和数字信号，但是时分多路复用适合于数字信号，并且这些数字信号充分利用了数字电路。 1.多路复用简介 电子信号在特定的空间区域、规定的频带以及在已知的时间段内通过通信信道或链路。 当这三个元素(空间、频率和时间)对于两个或者多个信号都相同
时，就会产生干扰和冲突。多路复用(复用)是允许多个信号在信道中共存的一种技术，它开发了共享空间、频率或者时间的机制。使用多路复用技术，许多信号可以共享现有的信道，并更充分地利用信道容量（解多路复用是相反的操作)。 使用多路复用技术有多种原因。通信系统可能会有多个新的单独用户需要在与第一个用户相同的两个端点之间发送消息，并且在它们之间安装另一条物理电线或者建立新的发射机和接收机对通常都是不现实的。这种情况的一个好的示例是电话中心局之间的主干信道，它携带有几十路通话。使用多路复用的另一个原因是它允许将几个不同的信号聚集在一个群中，这样就可以在整个系统中从那个端点开始，作为单个整体来处理它们。 有三种方法可以增加从发送端点传递到接收端点的信息量，或者信号数。按它们发展的历史顺序，它们分别是： (1)空分多路复用（SDM）：通过在现有电线的旁边安装新的电线，建立多个物理通道。 (2)频分多路复用（FDM）：每个用户信号调制整个可用带宽中的不同的载波频率。 (3)时分多路复用（TDM）：为每个信号分配一个“时间间隔”或者“时间片”，并且每个信有机会(按顺序)使用信道链路和频率。 在这三类多路复用技术中，没有一种技术天生就比其他两种技术好。针对一个应用的最佳选择取决于许多因素：可用带宽、距离、信号数和信号类型、成本和复杂度以及可靠性。实际上，许多应用会在
网络基础 多路复用技术
网络基础多路复用技术 在计算机网络或数据通信系统中，传输介质的带宽或容量往往会超过传输单一信号的要求，为了提高传输线路的利用率，实现在一个通信信道上同时发送多个信号，这时就需要多路复用技术。 多路复用技术就是把许多信号在单一的传输线路上用单一的传输设备进行传输的技术，采用多路复用技术把多个信号组合在同一条物理线缆上传输，在远距离传输时可以大大节省线缆的安装和维护费用。 常用的多路复用技术主要有两大类：一种是将带宽较大的信道分割成多个子信道，即频分多路复用；另一种是将多个带宽较窄的信道组合成一个频率较在大的信道，即时分多路复用。 1．频分多路复用技术 频分多路复用技术（Frequency Division Multiplexing，FDM）是一种在信道上同时发送多个模拟信号的方法。它将传输频带划分为若干个较窄的频带，每个频带构成一个子信道，每个子信道都有各自的载波信号，而且其载波信号的频率是唯一的。一个具有一定带宽的通信线路可以划分为若干个频率范围，互相之间没有重叠，且在每个频率范围的中心频率之间保留一段距离。这样，一条通信线路被划分成多个带宽较小的信道，每个信道能够为一对通信终端提供服务。 频分多路复用技术是在20世纪30年代由电话公司开发的，用来在一条电话线上传输多个语音信号。它可以用于语音、视频或数据信号，但是最常见的应用是无线电广播传输和有线电视。例如电话线的带宽达250kHz，而音频信号的有效范围为300Hz~3400Hz，4000Hz 的带宽就足够用来传输音频信号。为了使各信道之间保留一定的距离减少相互干扰，60kHz~108kHz的带宽可以划分为12条载波电话的信道（此为CCITT标准），每对电话用户都可以使用其中的一条信道进行通信。如图3-10所示，为6路频分多路复用的示意图。 D E F ’’’’’’ 图3-10 6路频分多路复用示意图 2．时分多路复用技术 时分多路复用（Time division Multiplexing，TDM）是一种多路传输数字信号的方法，它已经在现代数据网络上替代了频分多路复用技术。在通信序列中，时分多路复用向在网络上交换信号的每一个设备分配一段时间或时间片。在这个时间片中，信道只传输来自那个节点的数据。 例如，在多台计算机连接在同一条公共传输通道上，多路复用器在通道信道中将会按一定的次序轮流为每台计算机分配一个时间片，当轮到某台计算机时，这台计算机与通信通道接通，进行数据交换。而其他计算机与通信通道的联系均被切断，待分配时间片用完后，则通过时分多路转换开关把通道连接到下一台要连接的计算机上。在时分多路复用中，时间片是为它们特定的节点保留的，而不管该节点是否有数据要传输，如果一个节点没有要发送的
时分多路复用与复接技术
第三章时分多路复用与复接技术 1 时分多路复用 为了提高信道利用率，使多个信号沿同一信道传输而互相不干扰，称多路复用。目前采用较多的是频分多路复用和时分多路复用。频分多路复用用于模拟通信，例如载波通信，时分多路复用用于数字通信，例如PCM通信。 时分多路复用通信，是各路信号在同一信道上占有不同时间间隙进行通信。由前述的抽样理论可知，抽样的一个重要作用，是将时间上连续的信号变成时间上离散的信号，其在信道上占用时间的有限性，为多路信号沿同一信道传输提供了条件。具体说，就是把时间分成一些均匀的时间间隙，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隙，以达到互相分开，互不干扰的目的。图3－1为时分多路复用示意图，各路信号经低通滤波器将频带限制在3400Hz以下， 然后加到快速电子旋转开关(称分配器)开关不断重复地作匀速旋转，每旋转一周的时间等于一个抽样周期T，这样就做到对每一路信号每隔周期T时间抽样一次。由此可见，发端分配器不仅起到抽样的作用，同时还起到复用合路的作用。合路后的抽样信号送到 PCM编码器进行量化和编码，然后将数字信码送往信道。在收端将这些从发送端送来的各路信码依次解码，还原后的PAM信号，由收端分配器旋转开关K2依次接通每一路信号，再经低通平滑，重建成话音信号。由此可见收端的分配器起到时分复用的分路作用，所以收端分配器又叫分路门。 当采用单片集成PCM编解码器时，其时分复用方式是先将各路信号分别抽样、编码、再经时分复用分配器合路后送入信道，接收端先分路，然后各路分别解码和重建信号。 要注意的是：为保证正常通信，收、发端旋转开关必须同频同相。 同频是指的旋转速度要完全相同，同相指的是发端旋转开关连接第一路信号时，收端旋转开关K2也必须连接第一路，否则收端将收不到本路信号，