第7課多路復(fù)用(1)

1、第第7課課 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù) 實(shí)際通信系統(tǒng)中經(jīng)常要在實(shí)際通信系統(tǒng)中經(jīng)常要在異地異地之間同時(shí)傳送之間同時(shí)傳送多路信號(hào)，可以采用兩種方法多路信號(hào)，可以采用兩種方法 : 近距離多路信號(hào)傳輸：采用多路低速傳輸介質(zhì)分近距離多路信號(hào)傳輸：采用多路低速傳輸介質(zhì)分別傳輸多路信號(hào)別傳輸多路信號(hào) 遠(yuǎn)距離多路信號(hào)傳輸：遠(yuǎn)距離多路信號(hào)傳輸： 采用一條高速傳輸介質(zhì)傳采用一條高速傳輸介質(zhì)傳輸多路信號(hào)輸多路信號(hào)多路復(fù)用技多路復(fù)用技術(shù)術(shù) 采用多路復(fù)用技術(shù)原因：采用多路復(fù)用技術(shù)原因： 隨著互聯(lián)網(wǎng)和通信系統(tǒng)的發(fā)展，數(shù)據(jù)電信應(yīng)用不斷增加，隨著互聯(lián)網(wǎng)和通信系統(tǒng)的發(fā)展，數(shù)據(jù)電信應(yīng)用不斷增加，數(shù)據(jù)流量也隨之加大。如果每需一條新的

2、信道就建立一數(shù)據(jù)流量也隨之加大。如果每需一條新的信道就建立一條單獨(dú)的線路來(lái)滿(mǎn)足需求的增長(zhǎng)，這種方法大大浪費(fèi)了條單獨(dú)的線路來(lái)滿(mǎn)足需求的增長(zhǎng)，這種方法大大浪費(fèi)了傳輸系統(tǒng)的效率和寶貴資源。目前所采用的一些傳輸介傳輸系統(tǒng)的效率和寶貴資源。目前所采用的一些傳輸介質(zhì)，諸如同軸電纜、光纖等，每一種媒介能提供的帶寬質(zhì)，諸如同軸電纜、光纖等，每一種媒介能提供的帶寬通常比傳送一路信號(hào)所需的帶寬寬得多通常比傳送一路信號(hào)所需的帶寬寬得多.為了使通信系統(tǒng)為了使通信系統(tǒng)能最大限度的使用其所有的系統(tǒng)設(shè)施，提高經(jīng)濟(jì)性、合能最大限度的使用其所有的系統(tǒng)設(shè)施，提高經(jīng)濟(jì)性、合理性，應(yīng)該通過(guò)安裝更高容量的傳輸介質(zhì)，并在其上采理性，應(yīng)該

3、通過(guò)安裝更高容量的傳輸介質(zhì)，并在其上采用復(fù)用技術(shù)以解決不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)流量的傳輸問(wèn)題。用復(fù)用技術(shù)以解決不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)流量的傳輸問(wèn)題。 例如，光纖能提供例如，光纖能提供10GHz以上的帶寬，如果用如此寬的以上的帶寬，如果用如此寬的信道傳送帶寬僅為信道傳送帶寬僅為3.1kHz的一個(gè)用戶(hù)的電話(huà)信號(hào)，簡(jiǎn)直的一個(gè)用戶(hù)的電話(huà)信號(hào)，簡(jiǎn)直浪費(fèi)驚人浪費(fèi)驚人7.1 多路復(fù)用技術(shù)基本概念多路復(fù)用技術(shù)基本概念 定義：定義：在通信系統(tǒng)中，為了擴(kuò)大傳輸容量和提在通信系統(tǒng)中，為了擴(kuò)大傳輸容量和提高傳輸速率，將一些彼此無(wú)關(guān)的低速信號(hào)按照高傳輸速率，將一些彼此無(wú)關(guān)的低速信號(hào)按照一定的方法和規(guī)則合成一路復(fù)用信號(hào)，并在一一定的方法和

4、規(guī)則合成一路復(fù)用信號(hào)，并在一條公用信道上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，到達(dá)接收端再進(jìn)條公用信道上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，到達(dá)接收端再進(jìn)行分離的一種技術(shù)。通過(guò)該技術(shù)從而有效地提行分離的一種技術(shù)。通過(guò)該技術(shù)從而有效地提高傳輸介質(zhì)的利用率高傳輸介質(zhì)的利用率 。多路信號(hào)多路信號(hào)一路復(fù)用信號(hào)一路復(fù)用信號(hào)一路接收信號(hào)一路接收信號(hào)多路信號(hào)多路信號(hào)合成合成分解分解圖圖7-1多路復(fù)用技術(shù)示意圖多路復(fù)用技術(shù)示意圖 通路：通路：一條物理鏈路，可由多條通道組成。一條物理鏈路，可由多條通道組成。通道：通道：通路中用來(lái)完成一路信號(hào)傳輸?shù)膯挝煌分杏脕?lái)完成一路信號(hào)傳輸?shù)膯挝粡?fù)用器上有復(fù)用器上有n個(gè)輸入信號(hào)，該復(fù)用器將這些信號(hào)流合成一個(gè)輸入信號(hào)，該復(fù)

5、用器將這些信號(hào)流合成一個(gè)單獨(dú)的傳輸流。在接收端，傳輸流被解復(fù)用器接收，并個(gè)單獨(dú)的傳輸流。在接收端，傳輸流被解復(fù)用器接收，并分解成原來(lái)的幾個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)流，最后將它們導(dǎo)向所期望的分解成原來(lái)的幾個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)流，最后將它們導(dǎo)向所期望的接收設(shè)備。接收設(shè)備。7.1 多路復(fù)用技術(shù)基本概念多路復(fù)用技術(shù)基本概念 多路復(fù)用技術(shù)的關(guān)鍵是要保證在同一信道中傳輸多多路復(fù)用技術(shù)的關(guān)鍵是要保證在同一信道中傳輸多路信號(hào)而互不干擾。路信號(hào)而互不干擾。 信道多路復(fù)用的理論基礎(chǔ)是信號(hào)分割原理。信號(hào)分信道多路復(fù)用的理論基礎(chǔ)是信號(hào)分割原理。信號(hào)分割的依據(jù)在于信號(hào)之間的差別。這種差別可以體現(xiàn)割的依據(jù)在于信號(hào)之間的差別。這種差別可以體現(xiàn)在在頻

6、率、時(shí)間頻率、時(shí)間或或波形波形等參量上。等參量上。 按照按照頻率頻率 頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用（FDM） 按照按照時(shí)間時(shí)間 時(shí)分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用（TDM） 按照按照碼型碼型 碼分多路復(fù)用碼分多路復(fù)用（CDMA，碼分多址），碼分多址） 按照按照波長(zhǎng)波長(zhǎng) 波分多路復(fù)用波分多路復(fù)用（WDM）手機(jī)光纖7.1 多路復(fù)用技術(shù)基本概念多路復(fù)用技術(shù)基本概念頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用 FDM 當(dāng)傳輸介質(zhì)的可用帶寬超過(guò)各路給定信號(hào)所需帶當(dāng)傳輸介質(zhì)的可用帶寬超過(guò)各路給定信號(hào)所需帶寬的總和時(shí)，可以把多個(gè)信號(hào)調(diào)制在不同的載波寬的總和時(shí)，可以把多個(gè)信號(hào)調(diào)制在不同的載波頻率上，從而在同一介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)同時(shí)傳送多路信頻率上，從

7、而在同一介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)同時(shí)傳送多路信號(hào)，這就是頻分多路復(fù)用。號(hào)，這就是頻分多路復(fù)用。 發(fā)送端（復(fù)用）：發(fā)送端（復(fù)用）：多路（以多路（以n路為例）信號(hào)先分別被不同路為例）信號(hào)先分別被不同頻率的載波（頻率的載波（f1，f2，f3，fn）進(jìn)行調(diào)制，接著將調(diào)制）進(jìn)行調(diào)制，接著將調(diào)制得到的信號(hào)疊加起來(lái)，由此而產(chǎn)生了復(fù)合信號(hào)。各載波頻得到的信號(hào)疊加起來(lái)，由此而產(chǎn)生了復(fù)合信號(hào)。各載波頻率之間的間距要足夠大（載波頻率之間的頻率差必須能夠率之間的間距要足夠大（載波頻率之間的頻率差必須能夠容納調(diào)制信號(hào)的帶寬），這樣才能保證調(diào)制后的信號(hào)帶寬容納調(diào)制信號(hào)的帶寬），這樣才能保證調(diào)制后的信號(hào)帶寬不會(huì)重疊，否則就不可能恢復(fù)原始

8、信號(hào)。不會(huì)重疊，否則就不可能恢復(fù)原始信號(hào)。 接收端（解復(fù)用）：接收端（解復(fù)用）：復(fù)合信號(hào)先通過(guò)帶通濾波器，通過(guò)過(guò)復(fù)合信號(hào)先通過(guò)帶通濾波器，通過(guò)過(guò)濾，被分成各路獨(dú)立信號(hào)，每個(gè)信號(hào)再被送往解調(diào)器將它濾，被分成各路獨(dú)立信號(hào)，每個(gè)信號(hào)再被送往解調(diào)器將它們與載波信號(hào)分離。最后將傳輸信號(hào)送給接收方處理。們與載波信號(hào)分離。最后將傳輸信號(hào)送給接收方處理。 7.2 頻分多路復(fù)用（頻分多路復(fù)用（FDM）7.2.1 FDM基本原理基本原理 發(fā)送端：發(fā)送端： 調(diào)制調(diào)制合成合成傳輸（復(fù)合信號(hào)）傳輸（復(fù)合信號(hào)）圖圖7-2 頻分復(fù)用發(fā)送器頻分復(fù)用發(fā)送器 接收端：接收端： 濾波濾波解調(diào)解調(diào)圖圖7-3 頻分復(fù)用接收器頻分復(fù)用接

9、收器 7.2.1 FDM基本原理基本原理 有線電視有線電視 同軸電纜作為傳輸媒介。一條同軸電纜可以同時(shí)承載同軸電纜作為傳輸媒介。一條同軸電纜可以同時(shí)承載多多個(gè)電視頻道。個(gè)電視頻道。 調(diào)頻廣播調(diào)頻廣播7.2.2 FDM應(yīng)用應(yīng)用 波分多路復(fù)用實(shí)際上是頻分多路復(fù)用的一個(gè)變種。用于具波分多路復(fù)用實(shí)際上是頻分多路復(fù)用的一個(gè)變種。用于具有高速數(shù)據(jù)傳輸能力的光纜。它除了復(fù)用和解復(fù)用之外，有高速數(shù)據(jù)傳輸能力的光纜。它除了復(fù)用和解復(fù)用之外，在概念上與頻分多路復(fù)用相同。在在概念上與頻分多路復(fù)用相同。在WDM中利用波分復(fù)用中利用波分復(fù)用設(shè)備（如衍射光柵）將不同信道的信號(hào)調(diào)制成不同波長(zhǎng)的設(shè)備（如衍射光柵）將不同信道的

10、信號(hào)調(diào)制成不同波長(zhǎng)的光，并復(fù)用到光纖信道上。在接收方，采用相同設(shè)備分離光，并復(fù)用到光纖信道上。在接收方，采用相同設(shè)備分離不同波長(zhǎng)的光。不同波長(zhǎng)的光。 由于光載波的頻率很高，因此習(xí)慣上用波長(zhǎng)而不用頻率來(lái)由于光載波的頻率很高，因此習(xí)慣上用波長(zhǎng)而不用頻率來(lái)表示光載波，這就有了波分復(fù)用這一名詞。表示光載波，這就有了波分復(fù)用這一名詞。 光纖的帶寬非常大：光纖的帶寬非常大：10GHz以上以上，光纖技術(shù)的應(yīng)用使得數(shù)光纖技術(shù)的應(yīng)用使得數(shù)據(jù)的傳輸速率空前提高。再采用復(fù)用技術(shù)，做到使用一根據(jù)的傳輸速率空前提高。再采用復(fù)用技術(shù)，做到使用一根光纖同時(shí)傳輸多個(gè)波長(zhǎng)的光載波信號(hào)，從而使光纖的傳輸光纖同時(shí)傳輸多個(gè)波長(zhǎng)的光載

11、波信號(hào)，從而使光纖的傳輸能力成倍地提高。能力成倍地提高。7.3 波分多路復(fù)用（波分多路復(fù)用（WDM）7.3 波分多路復(fù)用（波分多路復(fù)用（WDM） TDM：以時(shí)間作為分割信號(hào)的參量；即信號(hào)在以時(shí)間作為分割信號(hào)的參量；即信號(hào)在時(shí)間位置上分開(kāi)但它們能占用的頻帶是重疊的。時(shí)間位置上分開(kāi)但它們能占用的頻帶是重疊的。 TDM可以完全由數(shù)字線路實(shí)現(xiàn)，近幾年得到廣可以完全由數(shù)字線路實(shí)現(xiàn)，近幾年得到廣泛應(yīng)用。泛應(yīng)用。 時(shí)分復(fù)用又分為時(shí)分復(fù)用又分為同步時(shí)分復(fù)用同步時(shí)分復(fù)用和和異步時(shí)分復(fù)用異步時(shí)分復(fù)用（統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用（統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用STDM）。7.4 時(shí)分多路復(fù)用（時(shí)分多路復(fù)用（TDM） TDM理論基礎(chǔ)是基于抽樣定理。

12、因?yàn)槌闃佣ɡ硎估碚摶A(chǔ)是基于抽樣定理。因?yàn)槌闃佣ɡ硎沟脮r(shí)間上離散的抽樣脈沖值代替基帶信號(hào)成為可得時(shí)間上離散的抽樣脈沖值代替基帶信號(hào)成為可能。能。 抽樣定理抽樣定理：一個(gè)頻帶限制在（：一個(gè)頻帶限制在（0,fmax）內(nèi)的時(shí)間連）內(nèi)的時(shí)間連續(xù)信號(hào)續(xù)信號(hào)m(t),如果以不低于如果以不低于2fmax的速率進(jìn)行抽樣，的速率進(jìn)行抽樣，則則m(t)可由抽樣值完全確定。即：可由抽樣值完全確定。即： 若若fs=2fmax （ fs代表采樣頻率代表采樣頻率 fmax為最高頻率為最高頻率） 則理論上就有一種方法能用采樣后的離散信號(hào)則理論上就有一種方法能用采樣后的離散信號(hào)完全無(wú)失真地恢復(fù)原來(lái)的信號(hào)完全無(wú)失真地恢復(fù)原來(lái)的

13、信號(hào) 當(dāng)抽樣脈沖占據(jù)較短時(shí)間時(shí)，在抽樣脈沖之間就當(dāng)抽樣脈沖占據(jù)較短時(shí)間時(shí)，在抽樣脈沖之間就留出了空隙，利用這些空隙可以傳輸其他信號(hào)的留出了空隙，利用這些空隙可以傳輸其他信號(hào)的抽樣值。抽樣值。7.4.1 TDM基本原理基本原理圖圖7-5 同步時(shí)分多路復(fù)用同步時(shí)分多路復(fù)用7.4.2.1 同步同步TDM原理原理時(shí)分多路復(fù)用器43214321信號(hào)1信號(hào)2信號(hào)3信號(hào)4多路解復(fù)用器同步多路電子開(kāi)同步多路電子開(kāi)關(guān)關(guān)t1t2信號(hào)1信號(hào)2信號(hào)3信號(hào)4當(dāng)傳輸介質(zhì)所能達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到或超過(guò)了各路當(dāng)傳輸介質(zhì)所能達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到或超過(guò)了各路信號(hào)所需的數(shù)據(jù)傳輸速率之和時(shí)，就可以采用信號(hào)所需的數(shù)據(jù)傳輸速率之和時(shí)

14、，就可以采用TDM技術(shù)。技術(shù)。 圖中有圖中有4路信號(hào)連接到時(shí)分多路復(fù)用器，復(fù)用器路信號(hào)連接到時(shí)分多路復(fù)用器，復(fù)用器按照一定的次序輪流給每個(gè)信號(hào)分配一段使用公按照一定的次序輪流給每個(gè)信號(hào)分配一段使用公共信道的時(shí)間。當(dāng)輪到某個(gè)信號(hào)使用信道時(shí)，該共信道的時(shí)間。當(dāng)輪到某個(gè)信號(hào)使用信道時(shí)，該信號(hào)就與公共信道邏輯上連接起來(lái)，而其他信號(hào)信號(hào)就與公共信道邏輯上連接起來(lái)，而其他信號(hào)與信道的邏輯關(guān)系暫時(shí)被切斷。待指定的信號(hào)占與信道的邏輯關(guān)系暫時(shí)被切斷。待指定的信號(hào)占用信道的時(shí)間一到，則時(shí)分多路復(fù)用器就將信道用信道的時(shí)間一到，則時(shí)分多路復(fù)用器就將信道切換給下一個(gè)被指定的信號(hào)。依次類(lèi)推，一直輪切換給下一個(gè)被指定的信號(hào)

15、。依次類(lèi)推，一直輪流到最后一個(gè)信號(hào)然后又重新開(kāi)始。在接收端，流到最后一個(gè)信號(hào)然后又重新開(kāi)始。在接收端，時(shí)分多路解復(fù)用器也是按照一定的順序輪流接通時(shí)分多路解復(fù)用器也是按照一定的順序輪流接通各路輸出，并且與輸入端復(fù)用器保持同步的。各路輸出，并且與輸入端復(fù)用器保持同步的。7.4.2.1 同步同步TDM原理原理 工作特點(diǎn)：工作特點(diǎn)： 通信雙方是按照預(yù)先指定的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信雙方是按照預(yù)先指定的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩疫@種時(shí)間關(guān)系是固定不變的傳輸?shù)亩疫@種時(shí)間關(guān)系是固定不變的 某一時(shí)刻某一時(shí)刻而言，信道上僅傳送一對(duì)設(shè)備之間而言，信道上僅傳送一對(duì)設(shè)備之間的信號(hào)而不是多路復(fù)用信號(hào)的信號(hào)而不是多路復(fù)用信號(hào) 某一

16、時(shí)間段某一時(shí)間段而言，信道上傳送多路復(fù)用信號(hào)而言，信道上傳送多路復(fù)用信號(hào) 只要對(duì)時(shí)分多路復(fù)用器的掃描操作適當(dāng)，并只要對(duì)時(shí)分多路復(fù)用器的掃描操作適當(dāng)，并采用必要的緩沖措施，合理分配時(shí)間片，就能采用必要的緩沖措施，合理分配時(shí)間片，就能保證多路通信的正常進(jìn)行。保證多路通信的正常進(jìn)行。7.4.2.2 同步同步TDM工作特點(diǎn)工作特點(diǎn) （1 1）幀：）幀：同步同步TDMTDM傳送信號(hào)時(shí)，將通信時(shí)間分成一傳送信號(hào)時(shí)，將通信時(shí)間分成一定長(zhǎng)度的幀。每一幀又被分成若干時(shí)間片定長(zhǎng)度的幀。每一幀又被分成若干時(shí)間片( (時(shí)隙時(shí)隙) )。即一幀由若干個(gè)時(shí)間片組成。即一幀由若干個(gè)時(shí)間片組成。 幀中的每個(gè)時(shí)間片是預(yù)先分配給某

17、個(gè)數(shù)據(jù)源的，且這種幀中的每個(gè)時(shí)間片是預(yù)先分配給某個(gè)數(shù)據(jù)源的，且這種關(guān)系固定不變。不論有無(wú)數(shù)據(jù)需要發(fā)送，所有數(shù)據(jù)源的關(guān)系固定不變。不論有無(wú)數(shù)據(jù)需要發(fā)送，所有數(shù)據(jù)源的時(shí)間片都會(huì)被占有；時(shí)間片都會(huì)被占有； 在具有在具有n n路輸入系統(tǒng)中，路輸入系統(tǒng)中，每個(gè)幀至少含有每個(gè)幀至少含有n n個(gè)時(shí)間片個(gè)時(shí)間片。 稱(chēng)為同步，不是因?yàn)榉Q(chēng)為同步，不是因?yàn)槭褂昧送絺鬏?，使用了同步傳輸，而是因?yàn)槎且驗(yàn)闀r(shí)間片時(shí)間片是預(yù)先分配給數(shù)據(jù)源且固定不變的。是預(yù)先分配給數(shù)據(jù)源且固定不變的。 以下的討論假設(shè)各路信號(hào)的傳輸速率相同。以下的討論假設(shè)各路信號(hào)的傳輸速率相同。7.4.2.3 同步同步TDM相關(guān)概念相關(guān)概念圖圖7-6 同步

18、時(shí)分多路復(fù)用幀的傳輸同步時(shí)分多路復(fù)用幀的傳輸時(shí)分多路復(fù)用器1234123412344路輸入信號(hào)路輸入信號(hào)假設(shè)每幀含有假設(shè)每幀含有4個(gè)時(shí)間片個(gè)時(shí)間片幀幀n幀幀2幀幀1分配給某路信號(hào)的時(shí)間片在一幀中的位置是分配給某路信號(hào)的時(shí)間片在一幀中的位置是固定的（固定的（意味著多路開(kāi)關(guān)是單向掃描的意味著多路開(kāi)關(guān)是單向掃描的），信號(hào)1信號(hào)2信號(hào)3信號(hào)47.4.2.3 同步同步TDM相關(guān)概念相關(guān)概念S1S2S3S4時(shí)分多路復(fù)用器AC 幀幀1CA 幀幀2CA 幀幀3A 幀幀4A 幀5 同步同步TDM實(shí)例實(shí)例7.4.2.3 同步同步TDM相關(guān)概念相關(guān)概念A(yù)AAAACCC時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)示意圖 （2 2）交錯(cuò)：）交錯(cuò)：同步

19、時(shí)分多路復(fù)用器關(guān)鍵部件是高速同步時(shí)分多路復(fù)用器關(guān)鍵部件是高速的電子開(kāi)關(guān)；當(dāng)開(kāi)關(guān)移動(dòng)到某個(gè)設(shè)備前，該設(shè)備就的電子開(kāi)關(guān)；當(dāng)開(kāi)關(guān)移動(dòng)到某個(gè)設(shè)備前，該設(shè)備就有機(jī)會(huì)向公共通路傳輸有機(jī)會(huì)向公共通路傳輸規(guī)定大小規(guī)定大小的數(shù)據(jù)。的數(shù)據(jù)。開(kāi)關(guān)的這開(kāi)關(guān)的這種以固定的速率和固定的順序在設(shè)備間的移動(dòng)過(guò)程種以固定的速率和固定的順序在設(shè)備間的移動(dòng)過(guò)程就稱(chēng)作就稱(chēng)作交錯(cuò)交錯(cuò)； 交錯(cuò)可以按交錯(cuò)可以按 比特比特/ /字節(jié)字節(jié)/ /數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊 。7.4.2.3 同步同步TDM相關(guān)概念相關(guān)概念 根據(jù)每個(gè)時(shí)間片中存放的內(nèi)容不同，在時(shí)分多路根據(jù)每個(gè)時(shí)間片中存放的內(nèi)容不同，在時(shí)分多路復(fù)用器中，數(shù)據(jù)復(fù)用方式分為三種，即：復(fù)用器中，數(shù)據(jù)復(fù)用

20、方式分為三種，即：比特交錯(cuò)法比特交錯(cuò)法字符交錯(cuò)法字符交錯(cuò)法碼組交錯(cuò)法碼組交錯(cuò)法7.4.2.3 同步同步TDM相關(guān)概念相關(guān)概念 比特交錯(cuò)法比特交錯(cuò)法：比特交錯(cuò)技術(shù)的每個(gè)時(shí)間片僅含：比特交錯(cuò)技術(shù)的每個(gè)時(shí)間片僅含有某個(gè)信號(hào)源的一個(gè)比特。有某個(gè)信號(hào)源的一個(gè)比特。 傳輸特點(diǎn)：傳輸特點(diǎn)： 這種方式按照被復(fù)用的這種方式按照被復(fù)用的支路順序和各支路中支路順序和各支路中各自的比特順序各自的比特順序每次僅復(fù)用一個(gè)比特的數(shù)據(jù)。每次僅復(fù)用一個(gè)比特的數(shù)據(jù)。7.4.2.3 同步同步TDM相關(guān)概念相關(guān)概念時(shí)分多路復(fù)用器S1b11b12b13b144路輸入信號(hào)路輸入信號(hào)每幀含有每幀含有4個(gè)時(shí)間片個(gè)時(shí)間片幀幀2幀幀1S2S3S

21、4 b2 b1b21b22b23b24 圖圖7-7 比特交錯(cuò)法基本原理框圖比特交錯(cuò)法基本原理框圖當(dāng)復(fù)用器在取出第當(dāng)復(fù)用器在取出第2路信號(hào)、第路信號(hào)、第3路信號(hào)的第路信號(hào)的第1位比特時(shí)，第位比特時(shí)，第1路路信號(hào)的第信號(hào)的第2位比特、第位比特、第3位比特已經(jīng)不斷傳來(lái)，而這些數(shù)據(jù)要等位比特已經(jīng)不斷傳來(lái)，而這些數(shù)據(jù)要等到第到第4路信號(hào)的第路信號(hào)的第1位比特復(fù)用完畢后才能夠復(fù)接。所以需要將位比特復(fù)用完畢后才能夠復(fù)接。所以需要將這些信號(hào)暫時(shí)存儲(chǔ)在緩沖器中。這些信號(hào)暫時(shí)存儲(chǔ)在緩沖器中。7.4.2.3 同步同步TDM相關(guān)概念相關(guān)概念 字符交錯(cuò)法：字符交錯(cuò)法：以一個(gè)字符為單位進(jìn)行復(fù)用以一個(gè)字符為單位進(jìn)行復(fù)用。即

22、它即它的每個(gè)時(shí)間片包含某個(gè)信號(hào)源的一個(gè)字符數(shù)據(jù)。的每個(gè)時(shí)間片包含某個(gè)信號(hào)源的一個(gè)字符數(shù)據(jù)。 碼組交錯(cuò)法：碼組交錯(cuò)法：碼組交錯(cuò)技術(shù)按某一碼組交錯(cuò)技術(shù)按某一碼字碼字長(zhǎng)度（若長(zhǎng)度（若干比特）為單位進(jìn)行復(fù)用，即每個(gè)時(shí)間片包含某干比特）為單位進(jìn)行復(fù)用，即每個(gè)時(shí)間片包含某個(gè)信號(hào)源的一個(gè)碼字（可能是一個(gè)比特，一個(gè)字個(gè)信號(hào)源的一個(gè)碼字（可能是一個(gè)比特，一個(gè)字符或更多比特）符或更多比特） 7.4.2.3 同步同步TDM相關(guān)概念相關(guān)概念7.4.2.4 同步同步TDM-數(shù)據(jù)速率問(wèn)題數(shù)據(jù)速率問(wèn)題 問(wèn)題：前面都是假定各路信號(hào)的傳輸速率相同，問(wèn)題：前面都是假定各路信號(hào)的傳輸速率相同，當(dāng)速率不同時(shí)，怎樣進(jìn)行時(shí)分復(fù)用呢？當(dāng)速

23、率不同時(shí)，怎樣進(jìn)行時(shí)分復(fù)用呢？ 解決方法：多時(shí)隙分配、比特填充解決方法：多時(shí)隙分配、比特填充7.4.2.4 同步同步TDM-數(shù)據(jù)速率問(wèn)題數(shù)據(jù)速率問(wèn)題 多時(shí)隙分配多時(shí)隙分配 如果某路信號(hào)的傳輸速率是其他信號(hào)速率的如果某路信號(hào)的傳輸速率是其他信號(hào)速率的n倍時(shí)，若倍時(shí)，若在在1幀中為其它路信號(hào)分配幀中為其它路信號(hào)分配1個(gè)時(shí)隙，則為該路信號(hào)分個(gè)時(shí)隙，則為該路信號(hào)分配配n個(gè)時(shí)隙。其思路如圖：個(gè)時(shí)隙。其思路如圖：時(shí)分多路復(fù)用器假設(shè)信號(hào)假設(shè)信號(hào)1的傳輸速率是其他的傳輸速率是其他信號(hào)的信號(hào)的2倍倍幀幀n幀幀2幀幀1信號(hào)1信號(hào)2信號(hào)3信號(hào)41234112341123417.4.2.4 同步同步TDM-數(shù)據(jù)速率問(wèn)

24、題數(shù)據(jù)速率問(wèn)題 比特填充比特填充 如果某路信號(hào)的傳輸速率和其他信號(hào)不同，而且速率如果某路信號(hào)的傳輸速率和其他信號(hào)不同，而且速率并不是其他信號(hào)速率的整數(shù)倍，則可選取進(jìn)行比特填并不是其他信號(hào)速率的整數(shù)倍，則可選取進(jìn)行比特填充。其思路如圖：充。其思路如圖：時(shí)分多路復(fù)用器信號(hào)1(50kbps)信號(hào)2(50kbps)信號(hào)3(50kbps)信號(hào)4(46kbps)50kbps 同步同步TDMTDM缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：資源浪費(fèi)資源浪費(fèi) 原因：原因：幀中時(shí)間片與各路信號(hào)一一對(duì)應(yīng)，即使幀中時(shí)間片與各路信號(hào)一一對(duì)應(yīng)，即使某路當(dāng)前沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)也占用這個(gè)時(shí)間片，某路當(dāng)前沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)也占用這個(gè)時(shí)間片，因而浪費(fèi)資源。因而浪費(fèi)資

25、源。 為了提高時(shí)隙的利用率，可以采用為了提高時(shí)隙的利用率，可以采用按需分配按需分配時(shí)時(shí)隙的技術(shù)，以避免每幀中出現(xiàn)空閑時(shí)隙的現(xiàn)象隙的技術(shù)，以避免每幀中出現(xiàn)空閑時(shí)隙的現(xiàn)象。以這種動(dòng)態(tài)分配時(shí)隙方式工作的技術(shù)稱(chēng)為以這種動(dòng)態(tài)分配時(shí)隙方式工作的技術(shù)稱(chēng)為統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用或稱(chēng)異步或稱(chēng)異步TDMTDM。7.4.3 異步異步TDM 異步異步TDM系統(tǒng)復(fù)用器（解復(fù)用器）的一側(cè)與幾條低速線路系統(tǒng)復(fù)用器（解復(fù)用器）的一側(cè)與幾條低速線路相連，另一側(cè)是高速?gòu)?fù)用線路；每條低速線路都有一個(gè)與相連，另一側(cè)是高速?gòu)?fù)用線路；每條低速線路都有一個(gè)與之相聯(lián)系的緩沖區(qū)。之相聯(lián)系的緩沖區(qū)。 發(fā)送端：復(fù)用器首先掃描各條低速線路

26、（輸入緩沖區(qū)），發(fā)送端：復(fù)用器首先掃描各條低速線路（輸入緩沖區(qū)），將輸入數(shù)據(jù)組織成幀；由于每條線路并非一直有數(shù)據(jù)輸入，將輸入數(shù)據(jù)組織成幀；由于每條線路并非一直有數(shù)據(jù)輸入，因而幀中的時(shí)隙數(shù)因而幀中的時(shí)隙數(shù)k總小于線路數(shù)之和。收集數(shù)據(jù)直到一總小于線路數(shù)之和。收集數(shù)據(jù)直到一個(gè)幀被填滿(mǎn)。復(fù)用鏈路的數(shù)據(jù)傳輸率低于各輸入線路的數(shù)個(gè)幀被填滿(mǎn)。復(fù)用鏈路的數(shù)據(jù)傳輸率低于各輸入線路的數(shù)據(jù)速率之和。據(jù)速率之和。 異步異步TDM幀中的時(shí)隙數(shù)可以是固定的也可以是不固定的；幀中的時(shí)隙數(shù)可以是固定的也可以是不固定的； 接收端：解復(fù)用器根據(jù)異步接收端：解復(fù)用器根據(jù)異步TDM幀將時(shí)隙數(shù)據(jù)分發(fā)給合適幀將時(shí)隙數(shù)據(jù)分發(fā)給合適的輸出緩

27、沖區(qū)，直到輸出設(shè)備；的輸出緩沖區(qū)，直到輸出設(shè)備； 異步異步TDM幀的每個(gè)時(shí)隙存在額外的開(kāi)銷(xiāo)。每個(gè)時(shí)隙不僅包幀的每個(gè)時(shí)隙存在額外的開(kāi)銷(xiāo)。每個(gè)時(shí)隙不僅包含數(shù)據(jù)，還有地址信息。含數(shù)據(jù)，還有地址信息。7.4.3.1 異步異步TDM原理原理A2A4B3B4C1C3D2D3統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)時(shí)分時(shí)分多路多路復(fù)用復(fù)用器器C1A2D2B3C3D3A4B4幀幀1幀幀3幀幀2幀幀4SASBSCSD圖圖6-8 幀長(zhǎng)不固定異步幀長(zhǎng)不固定異步STDM7.4.3.2 異步異步TDM范例范例-幀長(zhǎng)不固定幀長(zhǎng)不固定時(shí)分多路復(fù)用器S1S2S3S4AACACACAS5AAAAACCC情況情況1：兩條輸入線路發(fā)送數(shù)據(jù)：兩條輸入線路發(fā)送數(shù)據(jù)7

28、.4.3.2 異步異步TDM范例范例-幀長(zhǎng)固定幀長(zhǎng)固定時(shí)分多路復(fù)用器S1S2S3S4E C AE C AE C AS5AAAAACCCC情況情況2：三條輸入線路發(fā)送數(shù)據(jù)：三條輸入線路發(fā)送數(shù)據(jù)EEEA C A7.4.3.2 異步異步TDM范例范例-幀長(zhǎng)固定幀長(zhǎng)固定時(shí)分多路復(fù)用器S1S2S3S4A E DC AED C AS5AAAAACCCC情況情況3：四條輸入線路發(fā)送數(shù)據(jù)：四條輸入線路發(fā)送數(shù)據(jù)EEEE D CDDDA C A7.4.3.2 異步異步TDM范例范例-幀長(zhǎng)固定幀長(zhǎng)固定時(shí)分多路復(fù)用器S1S2S3S4D C BA EDC B AS5AAAAACCCC情況情況4：五條輸入線路發(fā)送數(shù)據(jù)：五

29、條輸入線路發(fā)送數(shù)據(jù)EEEA C ADDDE D CB A EBBB7.4.3.2 異步異步TDM范例范例-幀長(zhǎng)固定幀長(zhǎng)固定7.5 多路復(fù)用技術(shù)比較多路復(fù)用技術(shù)比較 1.FDM與與TDM比較比較 FDM適合模擬通信技術(shù)，效率高，能夠充分利適合模擬通信技術(shù)，效率高，能夠充分利用傳輸媒介帶寬資源，用傳輸媒介帶寬資源，F(xiàn)DM中要用到不同的載中要用到不同的載波和不同的帶通濾波器，因而濾波設(shè)備相對(duì)復(fù)波和不同的帶通濾波器，因而濾波設(shè)備相對(duì)復(fù)雜。雜。 TDM設(shè)備簡(jiǎn)單，適合數(shù)字通信技術(shù)。設(shè)備簡(jiǎn)單，適合數(shù)字通信技術(shù)。 2.同步同步TDM與異步與異步TDM比較比較 時(shí)間片上：時(shí)間片上：N條輸入線路條輸入線路 同步同

30、步TDM: 幀內(nèi)時(shí)間片數(shù)為幀內(nèi)時(shí)間片數(shù)為M=N 異步異步TDM:幀內(nèi)時(shí)間片數(shù)幀內(nèi)時(shí)間片數(shù)M N 效率上：效率上： 同步同步TDM: 效率低效率低 異步異步TDM:效率高，但需用地址信息以便效率高，但需用地址信息以便解復(fù)用器確定數(shù)據(jù)流向，即控制規(guī)程較復(fù)雜解復(fù)用器確定數(shù)據(jù)流向，即控制規(guī)程較復(fù)雜7.5 多路復(fù)用技術(shù)比較多路復(fù)用技術(shù)比較 復(fù)用過(guò)程復(fù)用過(guò)程 同步同步TDM:時(shí)間片固定時(shí)間片固定(包括個(gè)數(shù)，與數(shù)包括個(gè)數(shù)，與數(shù)據(jù)源的對(duì)應(yīng)）據(jù)源的對(duì)應(yīng)） ，幀長(zhǎng)度固定。，幀長(zhǎng)度固定。 異步異步TDM: 幀長(zhǎng)度可以是固定的也可以幀長(zhǎng)度可以是固定的也可以是不固定的；時(shí)間片位置也可以是不固定是不固定的；時(shí)間片位置也可以是不固定的的7.5 多路復(fù)用技術(shù)比較多路復(fù)用