多路復(fù)用技術(shù)課件

多路復(fù)用技術(shù)DEMUX復(fù)用器解復(fù)用器共享信道MUX復(fù)用——多個信息源共享一個公共信道

為何要復(fù)用？線路成本多路復(fù)用技術(shù)DEMUX復(fù)用器解復(fù)用器共享信道MU1多路復(fù)用技術(shù)

多路復(fù)用技術(shù)就是將多路信號組合在一條物理信道上進行傳輸，到接收端再用專門的設(shè)備將各路信號分離開來。這樣使一條物理信道資源被多路信號共享。多路復(fù)用技術(shù)包括:

頻分多路復(fù)用(FDM)時分多路復(fù)用(TDM)波分多路復(fù)用(WDM)碼分多址(CDMA)多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)就是將多路信號組合在一條物理2多路復(fù)用技術(shù)

頻分多路復(fù)用(FDM)

時分多路復(fù)用(TDM)

波分多路復(fù)用(WDM)

碼分多址(CDMA)多路復(fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用(FDM)3頻分多路復(fù)用(FDM)

頻分多路復(fù)用FDM

（FrequencyDivisionMultiplexing）當(dāng)傳輸介質(zhì)的可用帶寬超過各路給定信號所需帶寬的總和時，可以把多個信號調(diào)制在不同的載波頻率上，從而在同一介質(zhì)上實現(xiàn)同時傳送多路信號，這就是頻分多路復(fù)用。頻分多路復(fù)用(FDM)頻分多路復(fù)用FDM4頻分多路復(fù)用

(續(xù))頻分多路復(fù)用(續(xù))5頻分多路復(fù)用帶寬分配例fA頻分多路復(fù)用帶寬分配例fA6FDM多路復(fù)用過程例FDM多適用于模擬信號傳輸

FDM多路復(fù)用過程例FDM多適用于模擬信號傳輸7FDM

解多路復(fù)用過程例FDM解多路復(fù)用過程例8FDM中的移頻與疊加（頻譜）FDM中的移頻與疊加（頻譜）9FDM多路復(fù)用與解復(fù)用全過程例FDM多路復(fù)用與解復(fù)用全過程例10FDM分層多路復(fù)用群超群主群巨群FDM分層多路復(fù)用群超群主群巨群11多路復(fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用(FDM)

時分多路復(fù)用(TDM)

波分多路復(fù)用(WDM)

碼分多址(CDMA)多路復(fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用(FDM)12時分多路復(fù)用(TDM)

時分多路復(fù)用TDM（TimeDivisionMultiplexing）：當(dāng)傳輸介質(zhì)所能達到的數(shù)據(jù)傳輸速率超過各路信號的數(shù)據(jù)傳輸速率的總和時，可以將物理信道按時間分成若干時間片輪換地分配給多路信號使用，每一路信號在自己的時間片內(nèi)獨占信道傳輸，這就是時分多路復(fù)用。時分多路復(fù)用可分為同步TDM和異步TDM。時分多路復(fù)用(TDM)時分多路復(fù)用TDM13時分多路復(fù)用(續(xù))

時分多路復(fù)用TDM多用來傳輸數(shù)字信號，但并不局限于傳輸數(shù)字信號，有時也可以用來分時傳輸模擬信號。另外，對于模擬信號，有時可把TDM和FDM結(jié)合起來一起使用，比如第二代移動電話的GSM標(biāo)準(zhǔn)中，將一個傳輸系統(tǒng)的可用頻帶頻分成許多子信道，每個子信道再利用時分多路復(fù)用來細分。時分多路復(fù)用(續(xù))時分多路復(fù)用TDM多14時分多路復(fù)用(續(xù))TDM多適用于數(shù)字信號傳輸時分多路復(fù)用(續(xù))TDM多適用于數(shù)字信號傳輸15時分多路復(fù)用(續(xù))時分多路復(fù)用(續(xù))16統(tǒng)計(異步)TDM——STDMTDM的缺點：某用戶無數(shù)據(jù)發(fā)送，其他用戶也不能占用該通道，將會造成帶寬浪費。改進：使用統(tǒng)計時分多路復(fù)用（STDM），用戶不固定占用某個通道，有空時間片就將數(shù)據(jù)放入。統(tǒng)計TDM各數(shù)據(jù)之前要附有該路地址，以便接收方能分出各路信號統(tǒng)計(異步)TDM——STDMTDM的缺點：某用戶無數(shù)據(jù)17TDM

和

STDM

的比較ABCD待發(fā)數(shù)據(jù)t1t2t3A1B1C1D1C2D2A2B2周期1周期2同步TDM帶寬浪費A1B1C2B2周期1周期2可用帶寬統(tǒng)計TDM(數(shù)據(jù)之前附有該路地址)TDM和STDM的比較ABCD待發(fā)數(shù)據(jù)t1t218時分多路復(fù)用(續(xù))

T1信道廣泛用于北美和日本的電話系統(tǒng)中。每秒8000次采樣(幀)，一共24路信號，每路信號8位(含1比特控制),每幀還有1同步比特。

數(shù)據(jù)傳輸率：193*8000=1.544Mbps時分多路復(fù)用(續(xù))T1信道19T1信道復(fù)用24路電話T1信道復(fù)用24路電話20T1信道傳輸速率1.544MbpsT1信道傳輸速率1.544Mbps21TDM分層多路復(fù)用(T1,T2,T3,T4)T1T2T3T4TDM分層多路復(fù)用(T1,T2,T3,T4)T1T2T322時分多路復(fù)用(續(xù))

E1信道

用于北美和日本以外地區(qū)，包括中國。每秒8000次采樣(幀)，一共32路信號(其中2路作信令同步)，每路信號8位,每幀還有1同步比特。速率為：8*32*8000=2.048Mbps0121631125ms=32時隙=2.048Mbps幀同步信令信道30路話音數(shù)據(jù)信道+2路控制信道時分多路復(fù)用(續(xù))E1信道0121631125ms23E1的時分復(fù)用幀2.048Mb/s傳輸線路CH0CH16CH17CH15CH15CH16CH17CH31CH31CH0CH1CH1…………時分復(fù)用幀T

CH0

CH1

CH2…

CH15

CH16

CH17

CH30CH31…8bitt時分復(fù)用幀時分復(fù)用幀T=125μs15個話路15個話路E1的時分復(fù)用幀2.048Mb/s傳輸線路CH0CH1624

多路復(fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用(FDM)

時分多路復(fù)用(TDM)

波分多路復(fù)用(WDM)

碼分多址(CDMA)多路復(fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用(FDM)25波分多路復(fù)用(WDM)

目前一根單模光纖的傳輸速率可達到2.5Gb/s，如能采用色散補償技術(shù)解決光纖傳輸中的色散問題(指光脈沖中由于不同頻率分量傳輸速率不同導(dǎo)致信號失真產(chǎn)生誤碼的現(xiàn)象)，則一根單模光纖的傳輸速率可達到10Gb/s，這已是當(dāng)前單個光載波信號傳輸?shù)臉O限值。波分多路復(fù)用(WDM)目前一根單模光纖的傳輸速率可26波分多路復(fù)用(續(xù))波分多路復(fù)用（WavelengthDivisionMultiplexing，WDM）是光的頻分復(fù)用。不同的信源使用不同波長的光波來傳輸數(shù)據(jù)，各路光波經(jīng)過一個棱鏡（或衍射光柵）合成一個光束在光纖干道上傳輸，在接收端利用相同的設(shè)備將各路光波分開。這樣復(fù)用后，可以使光纖的傳輸能力成幾倍幾十倍的提高。波分多路復(fù)用(續(xù))波分多路復(fù)用（WavelengthDi27波分多路復(fù)用(續(xù))密集波分復(fù)用DensityWaveDivisionMultiplexing，DWDM：

在1.55微米波長區(qū)同時用4、8、16或n個波長，在一對光纖（少數(shù)系統(tǒng)采用單光纖）構(gòu)成的光通信系統(tǒng)。由DWDM光纖系統(tǒng)組成的光纖網(wǎng)可迅速增加網(wǎng)絡(luò)容量，還具有透明性，可傳送語音、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體信息。由于多個光信道共用光放大器而顯著降低了網(wǎng)絡(luò)成本。在用DWDM系統(tǒng)構(gòu)成的光網(wǎng)絡(luò)中，可采用光線路保護技術(shù)，以提高可靠性與可用性。波分多路復(fù)用(續(xù))密集波分復(fù)用28DWDM

傳輸（常用在干線上傳輸）1550nm01551nm11552nm21553nm31554nm41555nm51556nm61557nm701550nm11551nm21552nm31553nm41554nm51555nm61556nm71557nm8

2.5Gb/s1310nm20Gb/s復(fù)用器分用器EDFA120kmDWDM傳輸（常用在干線上傳輸）1550nm29DWDM

傳輸（續(xù)）前圖中，8路2.5Gb/s的光載波(波長1310nm)，經(jīng)光的調(diào)制后，分別將波長變換到1550－1557nm，經(jīng)光復(fù)用器后在一根光纖中傳輸，傳輸總速率可達20Gb/s，經(jīng)一段距離傳輸后光信號衰減，使用摻鉺光纖放大器EDFA放大(這種光放大器不需光電轉(zhuǎn)換，能直接對光信號放大)，兩放大器間距120km，復(fù)用器分用器間無光電轉(zhuǎn)換距離可600km。若光纜中有幾十根這樣的光纖，總數(shù)據(jù)率可達Tb/s級。DWDM傳輸（續(xù)）前圖中，8路30多路復(fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用(FDM)

時分多路復(fù)用(TDM)

波分多路復(fù)用(WDM)

碼分多址(CDMA)多路復(fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用(FDM)31碼分多址(CDMA)

每個比特時間分成m個碼片，每個站分配一個唯

一的m比特碼片序列。當(dāng)某個站欲發(fā)送

“1”

時，

它就在信道中發(fā)送它的碼片序列，當(dāng)欲發(fā)送“0”

時，就發(fā)送它的碼片序列的反碼。

滿足條件：不同的碼片序列之間是相互正交的。由于原始數(shù)字信號的頻率被擴展，這種通信方式又叫做擴頻通信。碼分多址(CDMA)每個比特時間分成m個碼片，每個站分配32碼片序列每個站被指派一個唯一的m位碼片序列。如發(fā)送比特1，則發(fā)送自己的m

位碼片序列如發(fā)送比特0，則發(fā)送該碼片序列的二進制反碼例如，S站的8位碼片序列是00011011。發(fā)送比特1時，就發(fā)送序列00011011發(fā)送比特0時，就發(fā)送序列11100100為數(shù)學(xué)運算方便，將S站的碼片序列表示成

(–1–1–1+1+1–1+1+1)碼片序列每個站被指派一個唯一的m位碼片序列。33設(shè)向量S表示站S的碼片向量，T表示站T的碼片向量。兩個不同站的碼片序列正交，必須向量

S和T的歸 一化內(nèi)積(innerproduct)為0：例如：設(shè)S＝(–1–1–1+1+1–1+1+1),T=