TimeDivisionMultiplexing時(shí)分復(fù)用TDM技術(shù)

1、 1 / 6 Time Division Multiplexing時(shí)分復(fù)用TDM技術(shù) 一、什么是T D M？ 時(shí)分復(fù)用技術(shù)把公共信道按時(shí)間分配給用戶使用，是一種按時(shí)間區(qū)分信號(hào)的方法。時(shí)分復(fù)用時(shí)先將多個(gè)用戶設(shè)備通過時(shí)分多路復(fù)用器連接到一個(gè)公共信道上，時(shí)分多路復(fù)用器給各個(gè)設(shè)備分配一段使用公共信道的時(shí)間，這段時(shí)間也稱為時(shí)隙（Time Slot）。當(dāng)輪到某個(gè)設(shè)備工作時(shí)，該設(shè)備就同公共信道接通，而其它設(shè)備就同公共信道暫時(shí)斷開。設(shè)備使用時(shí)間過后，時(shí)分多路復(fù)用器將信道使用權(quán)交給下一個(gè)設(shè)備，依此類推一直輪流到最后一個(gè)設(shè)備，然后再重新開始。這樣既保證了各路信號(hào)的傳輸，又能讓它們互不干擾。使用時(shí)分復(fù)用信道的設(shè)備一

2、般是低速設(shè)備，時(shí)分復(fù)用器將不間斷的低速率數(shù)據(jù)在時(shí)間上壓縮后變成間斷的高速率數(shù)據(jù)，從而達(dá)到低速設(shè)備復(fù)用高速信道的目的。 二、T D M 應(yīng)用 主要應(yīng)用于數(shù)字通信系統(tǒng)，在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸某路模擬信號(hào)的采樣數(shù)據(jù)時(shí)，采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)解決了由于采樣信號(hào)在信道上占用時(shí)間的有限性（傳輸一個(gè)采樣信號(hào)的時(shí)間僅占采樣間隔的一部分）引起的信道與設(shè)備利用率低的問題。另外，時(shí)分復(fù)用技術(shù)也可以用在頻分制下的某個(gè)子通道上。 三、T D M 分類 1、同步時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)（STDM，Synchronization Time-Division Multiplexing）用固定的時(shí)間片（Time Slot）分配方法，即將公共信

3、道的傳輸時(shí)間按特定長(zhǎng)度連續(xù)地劃分成幀，再將幀劃分成幾個(gè)固定長(zhǎng)度的時(shí)間片，然后把時(shí)間片以固定的方式分配給各個(gè)數(shù)據(jù)終端（每一路信號(hào)具有相同大小的時(shí)間片），通過時(shí)間片交織形成多路復(fù)用信號(hào)，從而把各低速數(shù)據(jù)終端信號(hào)復(fù)用成較高速率的數(shù)據(jù)信號(hào)。 特點(diǎn)： STDM的公共信道的速率必須是每一個(gè)子信道速率的總和，即每個(gè)用戶的位周期必須是公共信道的位周期的N倍，N是用戶數(shù)。 2 / 6 優(yōu)點(diǎn)： 時(shí)隙分配固定，便于調(diào)節(jié)控制，適于數(shù)字信息的傳輸 缺點(diǎn)： 信道與設(shè)備利用率低（某路信號(hào)沒有足夠多的數(shù)據(jù)，它所對(duì)應(yīng)的信道會(huì)出現(xiàn)空閑，而其他有大量數(shù)據(jù)要發(fā)送的繁忙的信道無法占用這個(gè)空閑的信道，由于沒有足夠多的時(shí)間片可利用而拖很長(zhǎng)

4、一段的時(shí)間） 應(yīng)用： DDN網(wǎng) DDN網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)通信技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、光纖通信技術(shù)、數(shù)字交叉連接技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起。通過發(fā)展，DDN應(yīng)用范圍從單純提供端到端的數(shù)據(jù)通信擴(kuò)大到能提供和支持多種通信業(yè)務(wù)，成為具有眾多功能和應(yīng)用的傳輸網(wǎng)絡(luò)。我們要順應(yīng)發(fā)展潮流，積極追蹤新技術(shù)的發(fā)展，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)服務(wù)對(duì)象，搞好網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)管理，最大限度地發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)DIGITAL DATA NETWORK數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)。它是利用數(shù)字信道提供永久性連接電路，用來傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)。它是利用數(shù)字信道提供永久性連接電路，用來傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)?？商峁┧俾蕿镹*64KBPS（N= 1、2、3?.31）和N*

5、2MBPS的國際、國內(nèi)高速數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)。可提供的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接口： V. 35、RS 232、RS 449、RS 530、X. 21、G. 3 / 6 703、X.50等。 DDN專線接入向用戶提供的是永久性的數(shù)字連接，沿途不進(jìn)行復(fù)雜的軟件處理，因此延時(shí)較短，避免了傳統(tǒng)的分組網(wǎng)中傳輸協(xié)議復(fù)雜、傳輸時(shí)延長(zhǎng)且不固定的缺點(diǎn)；DDN專線接入采用交叉連接裝置，可根據(jù)用戶需要，在約定的時(shí)間內(nèi)接通所需帶寬的線路，信道容量的分配和接續(xù)均在計(jì)算機(jī)控制下進(jìn)行，具有極大的靈活性和可靠性，使用戶可以開通各種信息業(yè)務(wù)，傳輸任何合適的信息，因此，DDN專線接入在多種接入方式中深受用戶的青睞。 它的主要作用是向用戶提供永久性和

6、半永久性連接的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸信道，既可用于計(jì)算機(jī)之間的通信，也可用于傳送數(shù)字化傳真，數(shù)字話音，數(shù)字圖像信號(hào)或其它數(shù)字化信號(hào)。 2、異步時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)（ATDM，Asynchronism Time-Division Multiplexing）是對(duì)異步時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)的改進(jìn)，通過集中器（STDM下的MUX）為各個(gè)數(shù)據(jù)終端或線路動(dòng)態(tài)分配時(shí)間片（大量數(shù)據(jù)要發(fā)送的數(shù)據(jù)終端占有較多的時(shí)間片，數(shù)據(jù)量小的數(shù)據(jù)終端少占用時(shí)間片，沒有數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)終端不分配時(shí)間片）。這時(shí)，為了區(qū)分哪一個(gè)時(shí)間片是哪一個(gè)數(shù)據(jù)終端或線路的，必須在時(shí)間片的數(shù)據(jù)前加上該數(shù)據(jù)終端或線路的標(biāo)識(shí)（源線路號(hào)地址）。由于一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)并不按照固定的時(shí)間

7、間隔發(fā)送，所以稱為“異步”。 特點(diǎn)： 把時(shí)間片動(dòng)態(tài)地分配給各個(gè)終端，即當(dāng)終端的數(shù)據(jù)要傳送時(shí)，才會(huì)分配到時(shí)間片，因此每個(gè)用戶的數(shù)據(jù)傳輸速率可以高于平均傳輸速率，最高可以達(dá)到線路總的傳輸能力。例如；線路傳輸速率為9600bit/s，4個(gè)用戶的平均速率為2400bit/s，當(dāng)用同步時(shí)分復(fù)用時(shí)，每個(gè)用戶的最高速率為2400bit/s，而在統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用方式下，每個(gè)用戶最高速率可達(dá)9600bit/s。 優(yōu)： 提高信道和設(shè)備利用率 缺： 4 / 6 技術(shù)復(fù)雜（需使用保存輸入排隊(duì)信息的緩沖數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和比較復(fù)雜的尋址、控制技術(shù)。）應(yīng)用： 高速遠(yuǎn)程通信過程中，主要應(yīng)用場(chǎng)合有數(shù)字電視節(jié)目復(fù)用器和分組交換網(wǎng)等數(shù)字電視

8、節(jié)目復(fù)用器主要完成對(duì)MPEG-2傳輸流(TS)的再復(fù)用功能，形成多節(jié)目傳送流(MPTS)，用于數(shù)字電視節(jié)目的傳輸任務(wù)。所謂統(tǒng)計(jì)復(fù)用是指被復(fù)用的各個(gè)節(jié)目傳送的碼率不是恒定的，各個(gè)節(jié)目之間實(shí)行按圖像復(fù)雜程度分配碼率的原則。因?yàn)槊總€(gè)頻道(標(biāo)準(zhǔn)或增補(bǔ))能傳多個(gè)節(jié)目，各個(gè)節(jié)目在同一時(shí)刻圖像復(fù)雜程度不一樣(一樣的概率很小)，所以我們可以在同一頻道內(nèi)各個(gè)節(jié)目之間按圖像復(fù)雜程度分配碼率，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)復(fù)用。 實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)復(fù)用的xx： 一是如何對(duì)圖像序列隨時(shí)進(jìn)行復(fù)雜程度評(píng)估，有主觀評(píng)估和客觀評(píng)估兩種方法；二是如何適時(shí)地進(jìn)行視頻業(yè)務(wù)的帶寬動(dòng)態(tài)分配。使用統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)可以提高壓縮效率，改進(jìn)圖像質(zhì)量，便于在1個(gè)頻道中傳輸多套節(jié)目

9、，節(jié)約傳輸成本。 分組交換網(wǎng)是繼電路交換網(wǎng)和報(bào)文交換網(wǎng)之后的一種新型交換網(wǎng)絡(luò)，它主要用于數(shù)據(jù)通信，如X.25，幀中繼，DPT，SDH，GE和ATM都是分組交換的例子。分組交換是一種存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的交換方式，它將用戶的報(bào)文劃分成一定長(zhǎng)度的分組(可以定長(zhǎng)和不定長(zhǎng))，以分組為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。因此，它比電路交換的利用率高，比報(bào)文交換的時(shí)延小，具有實(shí)時(shí)通信的能力。分組交換利用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用原理，將1條數(shù)據(jù)鏈路復(fù)用成多個(gè)邏輯信道，最終構(gòu)成1條主叫、被叫用戶之間的信息傳送通路，稱之為虛電路(即VC，兩個(gè)用戶終端設(shè)備在開始互相發(fā)送和接收數(shù)據(jù)之前需要通過網(wǎng)絡(luò)建立邏輯上的連接)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分組傳送。分組交換網(wǎng)中有的支持統(tǒng)計(jì)復(fù)用

10、，有的不支持統(tǒng)計(jì)復(fù)用，例如SDH就不支持統(tǒng)計(jì)復(fù)用，其帶寬是固定不變的，支持統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)的主要有幀中繼、ATM和IP 3、光時(shí)分復(fù)用技術(shù)(OTDM，optical time-division multiplexing) OTDM原理就是將多個(gè)高速調(diào)制光信號(hào)轉(zhuǎn)換為等速率光信號(hào)，然后放在光發(fā)射器里利用超窄光脈沖進(jìn)行時(shí)域復(fù)用，將其調(diào)制為更高速率的光信號(hào)然后再 5 / 6 放到光纖里進(jìn)行傳輸。經(jīng)此整合，限制傳輸速率容量的電子瓶頸就得到了有效的解決。 特點(diǎn): 可簡(jiǎn)單地接入極高的線路速率（高達(dá)幾百Gbit/s）；·支路數(shù)據(jù)可具有任意速率等級(jí)，和現(xiàn)在的技術(shù)（如SDH）兼容；由于是單波長(zhǎng)傳輸，大大簡(jiǎn)化

11、了放大器級(jí)聯(lián)管理和色散管理；網(wǎng)絡(luò)的總速率雖然很高，但在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，電子器件只需以本地的低數(shù)據(jù)速率工作；OTDM和WDM的結(jié)合可支撐未來超高速光通信網(wǎng)的實(shí)現(xiàn) 優(yōu)點(diǎn): OTDM之所以引起人們的關(guān)注，主要有兩個(gè)原因： OTDM可克服WDM的一些缺點(diǎn)，如由放大器級(jí)聯(lián)導(dǎo)致的譜不均勻性，非理想的濾波器和波長(zhǎng)變換所引起的串話，光纖非線性的限制，苛刻要求的波長(zhǎng)穩(wěn)定性裝置及昂貴的可調(diào)濾波器；OTDM技術(shù)被認(rèn)為是長(zhǎng)遠(yuǎn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。為了滿足人們對(duì)信息的大量需求，將來的網(wǎng)絡(luò)必將是采用全光交換和全光路由的全光網(wǎng)絡(luò) 缺點(diǎn): OTDM光通信系統(tǒng)的試驗(yàn)線路雖然很多，也備受關(guān)注，但是一直未有商用系統(tǒng)投入使用，既有本身的技術(shù)問題，也

12、有商業(yè)運(yùn)作問題，但關(guān)鍵還是本身技術(shù)問題。OTDM還只停留于實(shí)驗(yàn)階段，離大規(guī)模的實(shí)踐商用還有不少的需要解決的問題，還不可能在近來成為光傳輸技術(shù)主流 應(yīng)用： WDM/OTDM混合光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用 利用WDM和OTDM技術(shù)組合構(gòu)成的混合系統(tǒng)可以互取技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有光纖帶寬資源利用率高、系統(tǒng)傳輸容量大、構(gòu)建技術(shù)簡(jiǎn)單、性能價(jià)格比合理等優(yōu)勢(shì)，是解決干線高速大容量傳輸?shù)亩嘤脩敉ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的最佳方式。 6 / 6 為了能在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上增加通信容量，一種方案是采用已投入商用的波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)。WDM系統(tǒng)可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量擴(kuò)大幾倍至幾十倍。在長(zhǎng)途網(wǎng)中，可以根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)量的需要逐步增加波長(zhǎng)來實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容，十分靈活。另一種方案是光時(shí)分復(fù)用（OTDM）系統(tǒng)。與WDM系統(tǒng)相比，OTDM系統(tǒng)只需單個(gè)光源，光放大時(shí)不受放大器增益帶寬的限制，傳輸過程中也不存在四波混頻等非線性參量過程引起的串?dāng)_，且具有便于用戶接入、易于與現(xiàn)行的SDH及ATM兼容等優(yōu)點(diǎn)?？梢灶A(yù)見在未來的Tb/s級(jí)通信系統(tǒng)中，混合光網(wǎng)絡(luò)將成為重要的通信手段。 利用WDM和OTDM