第十三讲 信道复用技术
通信PPT课件第六章 信道复用和多址方式
108 kHz 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
60 kHz
1个基群包含 12个话路
各基群的载频值
612 kHz 564 516 468 420
552 kHz 5
504 4
456 3
408 2
360 1
312
1个超群包含 5个基群
4
6.1.2波分复用
❖ 波分复用（WDM）:光纤通信中利用同一根光纤同时传输波长具有适当间 隔的多个不同光源的光信号。从本质上说，波分复用与频分复用是相同的。 原理如图。
上携带，因此只要幅度信息没有损失，脉冲形状的失真无关紧 要。根据采样定理，传输带宽必须满足
W NWm
❖ PCM带宽：每个抽样用n个脉冲组成的代码表示，因此为
W NnWm
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14
6.2.2统计时分复用
❖ 统计时分多路复用（ATDM）也叫异步时分多路复用 ❖ 通过动态地分配时隙来进行数据传输的,数据源通过地址码识别。 ❖ 统计复用器具有低速数据输入线和高速复用数据输出线，每一输入线都有缓
交频分复用（OFDM）。
2021
❖ OFDM与使用了全部带宽单载波系统相比，每个子信道的码元速率降到 原来的1/K，但二者数据传输速率是一样的。
❖ OFDM系统的码元时间为T=KTs，Ts-单载波系统的码元时间。选择适当 的K，可使得码间干扰足够小。
❖ 由于子信道达到了较高的信噪比，调制后可以传输更多的信息。
❖ 复用技术和多址技术都是现代通信系统中的重要技术。
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1
6.1 频分多路复用
❖ 6.1.1频分复用 ❖ 频分复用:用不同频率传送不同的消息，实现多路通信。例子:无线电广
频分复用的原理和优缺点
畅通无阻！频分复用的原理和优缺点
随着移动通信技术的不断发展，对信号传输效率和带宽的需求越
来越高。
频分复用技术应运而生，成为现代通信网络中不可或缺的一环。
本文将从原理和优缺点两个方面来详细介绍频分复用技术。
一、原理
频分复用技术是将一个频段分成若干个较窄的子频段，每个子频
段只用于传输一路信号。
每个子频段都可以独立传输一个通信信道，
这样可以在同一个频段上实现多个信道之间的并行传输。
例如：一个频段大小为10MHz，它被分成5个大小为2MHz的子频段。
每个子频段可以独立传输一个通信信道，这样就可以在同一个频
段上同时传输5条不同的通信信道。
这样，每条信道就不会相互干扰，相互之间独立运行。
这种方法可以迅速提高信道的数量，从而提高整
个系统的信道带宽和通信吞吐量。
二、优缺点
频分复用技术的优点在于：
1.可以提高信道的数量和带宽，增加数据传输速率。
2.不同的频道之间互相独立，互不干扰，提高了通信质量和稳定性。
3.可以充分利用现有频谱资源，减少频谱的浪费。
缺点在于：
1.频分复用技术需要具备高计算能力，需要运用复杂的算法实现对信号的分割和传输控制。
2.由于各信道之间采用的是分时复用方式，传输速率较低，对实时性要求高的场景不太适用。
结语：
总的来说，频分复用技术是一种非常优秀的信号传输技术，它可以大大提高通信质量和效率，但它也有一些缺点需要克服。
我们相信在未来的通信技术中，频分复用技术将会发挥越来越重要的作用，为人们的通信带来畅通无阻的体验。
通信中的信道选择技术分析
通信中的信道选择技术分析信道选择技术是一种通过选择合适的信道来实现无线通信系统的技术。
在无线通信中，不同的应用有不同的信号要求，因此需要选择适当的信道来保证通信质量。
本文将对几种常见的信道选择技术进行分析。
1.频率复用技术频率复用技术是一种将频谱分割成多个频带，然后将这些频带分配给不同的用户或服务的技术。
其中最常见的是时分复用和频分复用。
时分复用是指将时间分割成小的时隙，然后将这些时隙分配给不同的用户，每个用户在自己的时隙中传输数据。
频分复用则是将频谱分割成不同的频带，然后将这些频带分配给不同的用户，每个用户在自己的频带中传输数据。
频率复用技术可以实现多用户同时传输数据，提高了通信系统的容量。
2.功率控制技术功率控制技术是一种通过调整发送信号的功率来优化信道选择的技术。
当信号传输距离较远时，信号的功率会衰减，导致信号质量下降。
而当信号传输距离较近时，信号的功率可能过大，造成信号的干扰。
通过使用功率控制技术，可以根据信号的传输距离动态调整信号的功率，从而提高通信质量。
3.自适应调制技术自适应调制技术是一种根据信道条件和传输要求自动选择合适的调制方式的技术。
在不同的信道条件下，传输信号的抗干扰能力和传输速率会不同。
自适应调制技术可以根据实时的信道条件和传输要求，选择合适的调制方式，从而最大化传输速率和保证通信质量。
4.自动重传请求技术自动重传请求技术是一种在信道出现错误时自动请求重传数据的技术。
在无线通信中，信道的质量容易受到干扰和衰减的影响，从而导致数据的传输错误。
通过使用自动重传请求技术，可以在接收端检测到传输错误后，自动请求发送端重新传输数据，从而提高数据的传输可靠性。
5.频谱感知技术频谱感知技术是一种通过感知当前信道的使用情况和空闲频段的技术。
在无线通信中，频谱资源是有限的，而且会被不同的用户和应用占用。
通过使用频谱感知技术，可以检测到当前信道的使用情况和空闲频段，从而选择可用的信道和频段进行通信，提高通信质量和系统容量。
多路复用技术完整ppt课件
传输时延与抖动
传输时延
指信号从发送端传输到接收端所需的 时间，通常以毫秒（ms）为单位。传 输时延与信号传播速度、传输距离和 信道带宽等因素有关。
抖动
指信号在传输过程中产生的时间不确 定性，通常以微秒（μs）为单位。抖 动会导致信号在接收端产生时间上的 偏移，影响通信系统的性能。
04
多路复用技术应用实例
看。
数字电视多路复用
数字电视采用时分多路复用技术 ，将音频、视频、数据等多种信 息复用到同一数字信号中进行传 输，提高信号传输效率和节目质
量。
05
多路复用技术性能评估与 优化
性能评估指标及方法
吞吐量
衡量系统处理能力的关 键指标，表示单位时间 内成功传输的数据量。
时延
数据从发送端到接收端 所需的时间，反映系统
多路复用技术完整 ppt课件
演讲人： 日期：
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目录
• 多路复用技术概述 • 多路复用技术分类 • 多路复用技术关键参数 • 多路复用技术应用实例 • 多路复用技术性能评估与优化 • 多路复用技术发展趋势与挑战
01
多路复用技术概述
定义与基本原理
定义
多路复用技术是一种将多个信号 组合在一条物理信道上进行传输 的技术，接收端再将复合信号分 离出来。
缺点
设备生产比较复杂，会因滤波器件特 性不够理想和信道内存在非线性而产 生路间干扰。
信道复用率高，允许复用的路数多， 同时它的分频方便。
时分多路复用
原理
将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流地分配给多个信号使用。每一时间片由复用 的一个信号占用，而不像FDM那样，同一时间同时发送多路信号。
优点
传输的是数字信号，差错可控；安全性高。
通信原理时分复用
显然，邻路间隔防护带fg越大，在邻路信号干扰相同的条件下，对边带 滤波器 SBF 的技术指标要求就允许放宽一些，但是频带要增宽，信道复 用率将下降，按CCITT标准，选防护间隔为900Hz，这样可使邻路干扰电 平低于－40dB以下 经过边带调制后的各路信号，在频率位臵上就被分开了，可以通过相加 器将它门合并成适合信道内传输的复用信号，其频谱结构如下所示：
实际上这是一个频分复用系统，f1i是为频分设臵的第一次调制的载
波频率，而f2则是第二次调制的载频。图中，对每一路来说，第一次采用 SSB调制方式，第二次也采用SSB,记为SSB/SSB.在实际的通信系统中，常
见的多级调制方式还有SSB/FM，FM/FM等。
第一路 SSB 调制器 f11
带通
第i路 f1i
在时分多路复用中，如果各路消息在每帧中所占时隙的位 臵是预先指定的（且固定不变），则称为同步时分多路复用 （STDM）.这种方式中，不传输消息的时隙出现空闲. 统计时分多路复用（ATDM） 为了提高信道利用率，通过动态的分配时隙来进行数据传 输方式－－称为统计时分多路复用（ATDM）（也叫异步时分 多路复用或智能时分多路复用） 实际的TDM系统为了提高信道利用率，通常先把一定路数 的信息复合成一个标准的数据流－－称为基群。 然后再把基群数据流采用同步或准同步数字复接技术，汇 合成更高速的数据信号
8.2.2 数字复接技术
概述：
数字通信网中，把若干低速数字信号合并成一个高速数字信号 进行传输的技术叫做数字复接.
数字复接系统包括 数字复接器 和 数字分配器，框图如下：
外时钟
定时 码速 调整 同步 定时
复接
支路
合路
2019年第六章信道复用和多址方式.ppt
2、PCM复用与数字复接
扩大数字通信系统的容量，一种方法是采用 基群编码方法， 另一种方法是将几个（例如4个）经PCM复用 后的信号（例如PCM30/32系统）再进行时分复 用，形成更多路的数字通信，经复用后的数码率 提高了但对每一路话音的抽样值编码速度并没有 提高，实现更容易，目前广泛采用这一方法来提 高通信容量。数字复用是采用数字复接的方法来 实现的。
复用方式
主要的复用方式 ： 1. 频分复用（FDM） 2. 时分复用（TDM） 3. 码分复用（CDM） 4. 波分复用（WDM）
多址方式
利用信号特征上的差异（工作频率、出现 时间、特定波形等）来区分这些信号的，它要 求各信号的特征彼此独立或正交。 依据信号在频域、时域波形以及空域的特征， 多址方式基本可分为： 频分多址（FDMA）、 时分多址（TDMA）、 码分多址（CDMA） 和空分多址（SDMA）。
两基带信号时分复用原理
f1
如图6-4所示
给出了对两个PAM信号进行时分复用的原理图。 对m1(t)和m2(t)按相同的时间周期进行采样，只要 采样脉冲宽度足够窄，在两个采样值之间就会留有一 定的时间空隙。如果另外一路信号的采样时刻在时间 空隙，则两路信号的采样值在时间上将不发生重叠， 从而实现时分复用。
6.2.3 PCM复用与数字复接 1、数字复接的基本概念
数字复接也就是数字信号的时分复用，参与 复接的信号称为支路信号，而复接以后的信号 称为合路信号或群路信号。把群路信号分离成 各个支路信号的过程称为数字分接。数字复接 系统由数字复接器和数字分接器组成。
数字复接系统图
数字复接器
数字复接器是把两个或两个以上的低次群按 时分复用方式合并成一个单一的高次群数字信号 的设备，它由定时、码速调整和复接单元组成。 定时单元提供的时间信号是整个设备唯一的基准 时间信号。复接器的时钟信号可以内部产生，也 可由外部提供。
频分复用原理和优缺点
频分复用原理和优缺点频分复用是一种将多个信号在频域上进行分离和合成的技术，它可以使多个信号共享同一信道，从而提高信道利用率。
频分复用的优点是可以提高信道利用率，减少信道的占用，同时可以保证多个信号在同一信道上传输，从而降低了通信成本。
不过频分复用也存在一些缺点，比如信号的带宽比较窄，容易受到干扰和衰减，同时需要进行精密的频率调整和同步，增加了系统的复杂度和成本。
频分复用技术是基于信号在频域上的特性来实现的，将多个信号的频率范围划分为不同的子带，每个子带都可以用来传输一个信号。
在发送端，多个信号经过频率调制后叠加在一起，形成一个复合信号，然后通过信道传输到接收端。
在接收端，经过分频器将复合信号分解成多个子带，然后进行解调，得到原始信号。
频分复用的优点是可以提高信道利用率，减少信道的占用。
在传统的时分复用和码分复用技术中，每个信号都需要占用一个独立的信道，而频分复用可以将多个信号共享同一信道，从而提高信道利用率。
这对于资源有限的通信系统尤为重要，可以在保证通信质量的前提下，实现更多的通信连接。
同时，频分复用也可以降低通信成本，因为同一信道可以传输多个信号，从而减少了信道的占用，降低了通信的费用。
不过频分复用也存在一些缺点，比如信号的带宽比较窄，容易受到干扰和衰减。
在频分复用中，每个信号都需要占用一个子带，因此每个子带的带宽比较窄，一旦受到干扰或衰减，就容易导致信号的失真和损失。
这对于高速数据传输来说尤为重要，因为高速数据需要更宽的带宽来传输，而频分复用的带宽受限，容易导致传输速率的下降。
频分复用还需要进行精密的频率调整和同步，增加了系统的复杂度和成本。
在频分复用中，每个信号都需要在不同的频率子带中传输，因此需要进行精确的频率调制和同步，以避免信号重叠和干扰。
这需要更高的技术要求和更复杂的系统设计，增加了系统的成本和复杂度。
频分复用技术有其优点和缺点。
频分复用可以提高信道利用率，减少通信成本，但同时也存在信号带宽窄、容易受干扰和衰减、系统复杂度高等缺点。
第十三章WDM网络
13.1.5．DWDM的优越性
(1) 可以充分利用光纤的巨大带宽潜力， 使一根光纤上的传输容量比单波长传输 增加几十至上万倍。 (2) N个波长复用以后在一根光纤中传输， 在大容量长途传输时可以节约大量的光 纤。
第十三章WDM网络
(3) 波分复用通道对传输信号是完全透 明的，即对传输码率、数据格式及调制 方式均具有透明性，可同时提供多种协 议的业务，不受限制地提供端到端业务。
DWDM (Dense WDM ）主要用于长距离传输系统
•第十三章WDM网络
简单WDM：
主要用于采用单纤双向传输方式的光纤接入网中（如 PON），在上下行方向采用不同的波长，1310nm为 上行波长（用户到中心局）；1550nm为下行波长 (用户到中心局)。
采用熔融光纤波分复用器实现波长的复用/解复用
（2）光放大器（OLA） 每个传输方向的OLA先取出光监控信道（OSC）并进行处理，再
将主信道进行放大，然后将主信道与OSC合路并送入光纤。如图137所示。
图13-7 OLA信号流向图
第十三章WDM网络
（3）光分插复用器（OADM） OADM设备接收线路的光信号后，先提取监控信道，再
用WPA将主光通道预放大，通过MR2单元把含有16或32路 STM-16的光信号按波长取下一定数量后送出设备，要插入 的波长经MR2单元直接插入主信道，再经功率放大后插入本 地光监控信道，向远端传输。以MR2为例，其信号流向如图 13-8所示。
另外还有基于环网的保护。
第十三章WDM网络
13.3 波长计划
分类
简单WDM（简称WDM）：1310nm/1550nm，用于PON接入网络 CWDM（Coarse WDM）：
传统的CWDM: 850nm窗口，主要用于多模光纤的接入网中 WWDM (Wide WDM): 10GE WAN 城域CWDM:主要用于城域网
频分多路复用与时分多路复用名词解释
频分多路复用与时分多路复用名词解释频分多路复用与时分多路复用是现代通信系统中常用的两种复用技术。
在通信系统中，复用可以将多个信号或数据流合并到一个信道传输，从而提高信道利用率，节省通信线路资源。
下面我们将进一步解释这两种技术的概念及其应用，帮助读者更好地了解和应用它们。
一、频分多路复用频分多路复用，英文名称为Frequency Division Multiplexing （FDM），是将多个信号按照其不同的频率分配到不同的带宽上。
它利用一定的技术手段，把成百上千的信号资源，通过一根线路传输到另一端，而不会相互干扰。
简单说，就是把许多信号“塞”到一根信道中，通过“占有各自位置”的方式避免互相干扰。
例如，我们熟知的广播电台（FM、AM），就是利用频率多路复用的技术，把不同频率的电台节目“塞”到同一根电波中，再通过收音机的选择电台，就能听到不同的电台节目。
频分多路复用技术的优点在于，它可以同时传输多个信号，同时在不同的频带上传输，从而可以使得信道的利用率大大提高。
另外，这种技术可以在一个信道带宽内传输多个信号，节约了通信线路资源。
但是，它也有一个缺点，就是当信道的带宽不变的时候，多路复用的信号过多，就会造成个别信号的质量下降。
二、时分多路复用时分多路复用，英文名称为Time Division Multiplexing （TDM），是将多个信号按照时间先后顺序排列，并且在不同的时间片内进行传输。
即在一个时段内，通过不停地轮流发送各路信号，每个信号在同一时间片内占用不同位置，但只有其中的一个信号才被传输，其他信号在等待其轮到它们之后被传输。
例如，我们通常使用的电话系统，就是利用时分多路复用技术，让多个用户共享一条电话线路的通话质量。
简单说，就是通过不断变换信道的暂时占用，实现一个信道对多路信号同时传输的功能。
时分多路复用技术的优点在于，它可以让信道对多个信号进行相对合理的时序分配，准确地控制各个信号源的带宽需求，提高网络传输效率。
第讲信道复用与数字传输技术-资料
用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。 频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源（请注意，这 里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）。 频率 频率 5 频率 4 频率 3 频率 2 频率 1
由于引入（incoming）信号并不在光层终止，接口的速率和格式就可 以保持独立，这样就允许服务供应商把DWDM技术和网络中现有的设 备集成起来，同时又获得了现有铺设光缆中没有得以利用的大量带宽.
波分复用 WDM
波分复用就是光的频分复用。这是FDM在光纤信道的一个变例。是指 在一根光纤上不只是传送一个载波，而是同时传送多个波长不同的光 载波。则原来在一根光纤上只能传送一个光载波的单一信道变为可传
是将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM 帧）。 每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号 的时隙。
– 每一个用户所占用的时隙是周期性地出现（其周期就是 TDM 帧 的长度）。
– TDM 信号也称为等时(isochronous)信号。
– 时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。
送多个不同波长光载波的信道，从而使得光纤的传输能力成倍增加。
光调制器
0
1550 nm
1
1551 nm
2
1552 nm
3
1553 nm 复
4
1554 nm 用
5
1555 nm 器
6
1556 nm
7
1557 nm
8 2.5 Gb/s 1310 nm
20 Gb/s EDFA