多路复用技术
多路复用的基本原理
多路复用的基本原理多路复用是计算机网络中的一种通讯技术，它是指在同一个物理通讯通道（例如一条网络电缆或光纤），在同一时间内，同时传输多个独立的信号，实现多个通讯线路共享一个物理通讯通道的方法。
多路复用使得网络使用率大大提高，提高了网络的可靠性和性能。
本文将从多路复用的基本原理入手，详细阐述多路复用的原理、分类、实现、优缺点以及应用场景。
一、多路复用的原理在计算机网络中，假设有多个用户A、B、C、D，需要同时与网络服务器通信，而服务器只有一条物理链路，如果每个用户都从服务器上获取一条物理链路，那么服务器的物理链路就会被占用。
于是，多路复用技术就有了应用的基础。
多路复用的原理是将多个用户的数据流复用在同一物理通讯线路上，形成一个混合流向目标地址传输。
在服务器端，对来自每个用户的数据进行分类处理，将它们区分开来，并打上标记码，发送到混合流中。
在客户端接收到混合流后，对它进行解复用，将其区分开来，并根据标记码将数据还原到原来的各自的用户数据流。
如下图所示：二、多路复用的分类多路复用根据传输数据的特点和处理方法，可以分为如下两种类型：1、频分多路复用（FDM）频分多路复用是将信号在频域上分成不同的频带，不同频带内的信号被分别转换成数字信号，再将数字信号按不同频率排列，通过调制传输到接收端，接收端采用解调的方法将各个频率上的数据恢复为原数据，实现多路复用。
在频分多路复用中，各个用户占用频带的带宽是相等的，但也有可能因为传输距离和信号衰减等原因导致传输质量的不均衡。
常用于有线电视信号传输。
2、时分多路复用（TDM）时分多路复用是将信号在时间域上分隔开，按不同时间段分配给不同通道，从而实现多路复用。
时分多路复用中，各个用户占用时间段的时间是相等的，但数据量不一定相等，需要在传输过程中进行适当的压缩和解压缩。
常用于数字电话、网路等数据传输。
三、多路复用的实现多路复用的实现需要网络的发送方和接收方都支持多路复用协议。
多路复用解释
多路复用（Multiplexing）是指在计算机网络通信中，利用一个物理通道传输多个数据流的技术。
它通过将多个数据流分解成小块，并交替地在通信链路上传输，实现了在一条物理通道上同时传输多个数据流的目的。
多路复用的使用可以提高带宽利用率和传输效率，降低通信成本，并且能够满足多用户同时访问的需求。
在传统的通信方式中，每个数据流都需要独占一个物理通道才能进行传输。
然而，随着网络应用的不断发展，用户对于网络带宽的需求逐渐增加，传统的通信方式已经无法满足多用户同时访问的需求。
此时，多路复用技术应运而生，它可以复用已有的通信资源，将多个数据流同时传输，提高通信效率。
在多路复用的实现过程中，通常使用了两种主要的技术：时分复用（TDM）和分组复用（FDM）。
时分复用是指将时间划分为若干个时隙，每个时隙用于传输不同的数据流。
发送端将要发送的数据流按照一定的顺序放置在不同的时隙里，接收端则按照相同的顺序将相应的时隙中的数据恢复出来。
时分复用的优点是实现简单，对于时延敏感性较低的应用比较适用。
但是，时分复用的缺点是无法随着数据流量的变化灵活调整带宽分配，因此在网络负载较大时容易出现拥塞。
分组复用是指将每个数据流分成小的数据包，然后交替地传输这些数据包。
发送端将不同数据流的数据包按照一定的规则混合在一起发送，接收端则根据数据包的标识将它们恢复出来。
分组复用的优点是带宽分配灵活，能够根据网络负载情况动态调整带宽分配，提高网络的利用率。
但是，分组复用的缺点是在传输过程中会增加一定的延迟，并且对数据包的排序和恢复需要一定的处理时间。
多路复用广泛应用于各种计算机网络中，例如电话网络、数据通信网络等。
在电话网络中，多路复用可以实现多个电话用户共享一条物理线路进行通话，从而减少了线路的占用。
在数据通信网络中，多路复用可以将多个应用程序的数据流同时传输，提高网络的带宽利用率，并且能够满足多用户同时访问的需求。
总而言之，多路复用是一种有效的网络通信技术，通过复用已有的通信资源，可以在一条物理通道上同时传输多个数据流，提高带宽利用率和传输效率，降低通信成本，并且能够满足多用户同时访问的需求。
6.8 多路复用技术
多路复用分类
按照频率的差别来分割信号的多路复用称为频分
多路复用(Frequency-Division Multiplex,FDM) 按照时间上的差别来分割信号的多路复用称为时 分多路复用(Time•ivision Multiplex,TDM） D 同步时分多路复用（同步） 统计时分多路复用（异步） 根据码字的不同来实现信号分割的多路复用称为 码分多路复用或码分多址(Code Division•ultiplex Address,CDMA） M
4.复用过程
①TDM:时间片固定(包括个数，与数据源的
对应） ，帧长度固定。 ②STDM: 帧长度可以是固定的也可以是不 固定的。
作 业
׀A׀ 例6.1 五个信源通过同步TDM复用在一起。 每个信源每秒产生 100个字符，每个字符为8 位。假设采用字符交错技术而且每帧需要一 个比特同步。帧速率是多少？复用线路上的 比特率是多少？并求出该系统的传输效率。
步比特，以便于解复用器识别后同步，从而精确地分离 各时间片。比特模式：101010…
一旦建立帧同步，接收器会继续监视帧定位比特， 如果监视中断，接收器必需再次进入同步模式的搜索。
（4）比特填充：同步不同传输速率的数据源，使得
不同数据源间速率匹配（近似呈整数倍关系），主要是 通过复用器在设备的数据流中插入附加的比特。
按照频率的差别来分割信号的多路复用称为频分多路复用frequencydivisionmultiplexfdm按照时间上的差别来分割信号的多路复用称为时分多路复用time?divisionmultiplextdm同步时分多路复用同步统计时分多路复用异步根据码字的不同来实现信号分割的多路复用称为码分多路复用或码分多址codedivision?multiplexaddresscdmafdmfdm是根据频率参量的差别来分割信号的
多路复用技术
时分多路复用 (续)
时分多路复用TDM多用来传输数字信号，但 并不局限于传输数字信号，有时也可以用来分时 传输模拟信号。
另外，对于模拟信号，有时可把TDM和FDM 结合起来一起使用，比如第二代移动电话的GSM 标准中，将一个传输系统的可用频带频分成许多 子信道，每个子信道再利用时分多路复用来细分。
8 * 32 * 8000 = 2.048 Mbps
125 s = 32 时隙 = 2.048 Mbps
012
16
31
帧同步
信令信道
30 路话音数据信道 + 2 路控制信道
E1 的时分复用帧
…… ……
CH0 CH1 CH15 CH16 CH17
CH31
2.048 Mb/s 传输线路
CH0 CH1 CH15 CH16 CH17
目前一根单模光纤的传输速率可达到 2.5Gb/s， 如能采用色散补偿技术解决光纤传输中的色散问题 (指光脉冲中由于不同频率分量传输速率不同导致信 号失真产生误码的现象)，则一根单模光纤的传输速 率可达到10Gb/s，这已是当前单个光载波信号传输 的极限值。
波分多路复用 (续)
波分多路复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM） 是光的频分复用。不同的信源使用不同波长的光波来传输 数据，各路光波经过一个棱镜（或衍射光栅）合成一个光 束在光纤干道上传输，在接收端利用相同的设备将各路光 波分开。这样复用后，可以使光纤的传输能力成几倍几十 倍的提高。
分 1553 nm
3
用 1554 nm
4
器 1555 nm
DWDM 传输（常用在干线上传输）
0
多路复用技术
信号复合
¶ Â à · ´ Ó · Ã Æ ÷ ß Ë · Ù Í ¨Ð Å Ï ß Â ·
信号分离
¶ Â à · ´ Ó · Ã Æ ÷
多路复用技术的分类：
◇ 频分多路复用FDMA ◇ 时分多路复用TDMA ◇ 波分多路复用WDMA
◇ 码分多路复用CDMA
1 频分多路复用（FDMA）
定义：是将具有一定带宽的信道分割成若干个有较小频带的子信 道，每个子信道传输一路信号，即供一个用户使用，这就是频分 多路复用。 特点： （1）在一条通信线路上设计有多路通信信道;
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填空题
1、数据交换方式基本上分为三种 电路交换 、报文交 换和分组交换 。 2、分组交换有两种方式：数据报方式和虚电路方式。 3、用电路交换技术完成的数据传输要经历电路建立 阶段 、 数据传输阶段和拆除电路连接阶段 。 4、在计算机的通信子网中，其操作方式有两种，它 们是面向连接的电路交换方式和虚电路方式和无连接 的报文交换方式和数据报交换方式。 5、在数据报服务方式中，网络节点要为每个数据报/ 分组选择路由，在虚电路服务方式中，网络节点只在 连接建立时选择路由。
异步时分复用技术又被称为统计时分复用或智能时分复 用（ITDM）技术，它能动态地按需分配时隙，时间片位 置与信号源没有固定的对应关系
时分多路复用常用于传输数字信号。 但是也不局限于传输数字信号，模拟信号也 可 以同时交叉传输。另外，对于模拟信号， 时分多路复用和频分多路复用结合起来使用 也是可能的。一个传输系统可以频分许多条 通道，每条通道再用时分多路复用来细分。
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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
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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。
多路复用技术名词解释
多路复用技术名词解释
嘿，你知道多路复用技术不？这可真是个超级厉害的玩意儿啊！就好比是一条宽阔的大道，能同时让好多辆车在上面欢快地奔跑。
比如说，在通信领域里，多路复用技术就像是一个神奇的指挥家。
它能把好多条信息通道整合在一起，让它们有序地传输，一点都不混乱。
想象一下，就好像是一群人在同时说话，但你却能清楚地分辨出每个人说的内容，这多牛啊！
时分复用，这可是多路复用技术里的明星呢！它就像给信息安排了一个个专属的时间段，在这个时间段里，这条信息就能尽情地展现自己。
这不就跟我们上课有不同的课时一样嘛，每节课都有特定的内容在那个时间段里进行。
还有频分复用呢，它就如同给不同的信息划分了不同的频率区域。
就像广播电台，每个电台都有自己特定的频率，我们想听哪个台，就调到对应的频率就行啦。
多路复用技术的应用那可太广泛啦！从我们日常用的手机通信，到广播电视信号的传输，到处都有它的身影。
没有它，我们的通信世界得变得多么混乱和低效呀！
在这个信息爆炸的时代，多路复用技术简直就是拯救世界的英雄！它让信息能够高效、有序地传输，让我们能顺畅地交流和获取各种信
息。
它就像是通信领域的魔法，把不可能变成了可能。
所以说，多路复用技术真的是超级重要啊，你说是不是呢？！。
多路复用技术
多路复用技术定义：多路复用技术是把多个低信道组合成一个高速信道的技术，它可以有效的提高数据链路的利用率，从而使得一条高速的主干链路同时为多条低速的接入链路提供服务，也就是使得网络干线可以同时运载大量的语音和数据传输。
原因：通信线路的架设费用较高，需要尽可能地充分使用每个信道的容量，尽可能不重复建设通信线路；一个物理信道（传输介质）所具有的通信容量往往大于单个通信过程所需要的容量要求，如果一个物理信道仅仅为一个通信过程服务，必然会造成信道容量资源的浪费。
基本原理：把一个物理信道按一定的机制划分为多个互不干扰互不影响的逻辑信道，每个逻辑信道各自为一个通信过程服务，每个逻辑信道均占用物理信道的一部分通信容量。
技术关键：发送端如何把多个不同通信过程的数据（信号）合成在一起送到信道上一并传输，接收端如何把从信道上收到的复合信号中分离出属于不同通信过程的信号（数据）核心设备：多路复用器（Multiplexer）：在发送端根据某种约定的规则把多个低速（低带宽）的信号合成一个高速（高带宽）的信号；多路分配器（Demultiplexer）：在接收端根据同一规划把高速信号分解成多个低速信号。
多路复用器和多路分配器统称为多路器（MUX）：在半双工和全双工通信系统中，参与多路复用的通信设备通过一定的接口连接到多路器上，利用多路器中的复用器和分配器实现数据的发送和接收。
如图一所示图一信道复用技术的类型：如图二所示图二FDM技术全称：频分多路复用技术（Frequency Division Multiplexing technology）适用领域：广播电视系统、有线电视系统、载波电话通信系统等；优点：1. 容易实现，技术成熟。
2. 信道复用率高，分路方便，因此频分多路复用是模拟通信中常采用的一种复用方式，特别是在有线和微波通信系统中应用十分广泛。
缺点：1.保护频带占用了一定的信道带宽，从而降低了FDM 的效率；2.信道的非线性失真改变了它的实际频率特性，易造成串音和互调噪声干扰；3.所需设备随输入路数增加而增多，不易小型化；4.FDM 不提供差错控制技术，不便于性能监测。
多路复用技术_计算机网络技术_
多路复用技术_计算机网络技术_多路复用技术——计算机网络技术的关键支撑在当今数字化的时代，计算机网络已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
无论是浏览网页、观看视频、进行在线游戏，还是企业的远程办公和数据传输，都离不开高效稳定的网络支持。
而在计算机网络技术中，多路复用技术扮演着至关重要的角色，它就像是一位高效的调度员，能够充分利用有限的网络资源，实现数据的快速、准确传输。
那么，什么是多路复用技术呢？简单来说，多路复用技术是一种将多个信号或数据流合并到一个单一的通信信道上进行传输，然后在接收端再将它们分离出来的技术。
想象一下，有许多辆车（信号或数据流）都想要通过一条狭窄的道路（通信信道），如果没有合理的调度，必然会导致交通拥堵。
而多路复用技术就是那个聪明的交通警察，它能安排好这些车辆的通行顺序，使得道路资源得到充分利用，交通得以顺畅进行。
多路复用技术主要有以下几种常见的类型：时分多路复用（TDM）、频分多路复用（FDM）、波分多路复用（WDM）和码分多址（CDMA）。
时分多路复用是按照时间片来分配信道资源的。
就好比把一天的时间分成很多个小时段，每个小时段分配给不同的任务。
在 TDM 中，将通信信道的传输时间划分成若干个固定长度的时隙，每个时隙分配给一个信号源。
例如，在一个电话通信系统中，如果有 8 个用户需要通话，那么系统会将每个用户的通话时间分成 8 个等长的时隙，每个用户在自己的时隙内进行通话，轮流使用信道，从而实现多个用户共享同一信道的目的。
频分多路复用则是根据频率来划分信道资源的。
我们可以把它想象成一个广播电台，不同的电台使用不同的频率进行广播，听众可以通过调谐到不同的频率来收听自己喜欢的节目。
在 FDM 中，通信信道的带宽被分成若干个相互不重叠的频段，每个频段分配给一个信号源。
每个信号源使用自己分配到的频段进行传输，从而在同一信道上实现多个信号的同时传输。
波分多路复用是在光纤通信中常用的技术。
多路复用技术
计算机网络通信原理——多路复用技术
1
多路复用的概念
• 多路复用技术是将多个信源的彼此无关的信号，组合在一 多路复用技术是将多个信源的彼此无关的信号， 是将多个信源的彼此无关的信号 条物理信道上进行传送的技术。 条物理信道上进行传送的技术。 • 多路复用的目的是充分利用昂贵的通信线路，尽可能地容 多路复用的目的是充分利用昂贵的通信线路， 纳较多的用户传输较多的信息。 纳较多的用户传输较多的信息。 • 常用的多路复用技术有：频分多路复用( FDM， 常用的多路复用技术有：频分多路复用( FDM， Frequency Division Multiplexing）、时分多路复用 Multiplexing）、 ）、时分多路复用 TDM， Multiplexing）、 ）、波分多路复用 （TDM，Time Division Multiplexing）、波分多路复用 WDM， Multiplexing） （WDM，Wavelength Division Multiplexing）和码分 多址（CDMA， Access） 多址（CDMA，Code Division Multiple Access）
CH1 CH2 LPF1 LPF2 调制器1 调制器 调制器2 调制器 …… CHn LPFn 调制器n 调制器 BPF1 BPF1 BPF1 相 加 器 信 道 BPFn BPF1 BPF2 解调器1 解调器 解调器2 解调器 …… 解调器n 解调器 LPFn
5
LPF1 LPF2
计算机网络通信原理——多路复用技术
注意
• 频分复用是利用各路信号在频率域不相互重叠来区分的。 若 频分复用是利用各路信号在频率域不相互重叠来区分的。 相邻信号之间产生相互干扰，将会使输出信号产生失真。 相邻信号之间产生相互干扰，将会使输出信号产生失真。 • 为了防止相邻信号之间产生相互干扰，应合理选择载波频率 为了防止相邻信号之间产生相互干扰， f1, f2, …, fn，并使各路已调信号频谱之间留有一定的保护带。 并使各路已调信号频谱之间留有一定的保护带。
多路复用技术
……
F15
F0
复帧周期 2ms
TS0 TS1
……
TS15 TS16 TS17
……
TS31 8bit
t
路时隙3· 9 s
帧周期 125s (256bit)
PCM-30/32制式 每路码速率：64kbit/s 基群码速率：2048kbit/s
PCM-30/32路 数字复接结构
1.2 通信复用技术 PCM-30/32路 数字复接
a
1
保留给国际用
奇帧
1 1 A 1 1 1 1
b
c
d
a
b
c d
F1 帧
复帧
话路1信令 话路16信令
……
保留给国内用 帧失步对告 同步：A=0 a b c d a b c d F15 帧 失步：A=1 奇帧监视码 话路15信令 话路30信令
PCM-30/32路 数字复接结构
1.2 通信复用技术
F14 F15 F0 F1 F2
1.2 通信复用技术
功率 时间
FDM
功 率 时间 功率 时间
TDM
CDM
1.2 通信复用技术
电视信号 载波300路 电话120路 载波60路 可视电话 电话30路 载波12路
彩色电视编码器
1
主群编码器
PCM 120路 超群编码器 可视电话编码器 PCM 30路 基群编码器
3 1 2 1 2 3 4
复用 方式
时分复用 占用不同的时间间隔。具体说，就是把时间分成
(TDM) 均匀的时间间隔(称为时隙)，每路信号分配在不 同的时间间隔内传送。
时分多路复用：各路信号同时在同一信道传输时
码分复用 码分多路复用(码分多址 ) ：起源于扩频通信原
多路复用技术3篇
多路复用技术多路复用技术是指在一条物理通信线路上同时传输多个独立的信号，从而提高通信效率的技术。
这种技术可以让多个数据源通过共享带宽的方式同时传输数据，从而减少了网络传输的拥塞，提高了数据传输的效率和带宽利用率。
本文将从多路复用技术的基本原理、分类和应用场景三个方面进行阐述。
一、多路复用技术的基本原理多路复用技术是一种基于带宽共享的技术，它的基本原理是通过将多个通信信号复用到同一物理通信线路上，相互不干扰地共享带宽，并在接收端将这些信号再次分离。
多路复用技术根据信号的特征和传输方式不同，可以分为时分复用、频分复用、波分复用和码分复用等多种类型。
下面我们将分别介绍这些类型的多路复用技术。
1、时分复用时分复用技术（Time Division Multiplexing，TDM）是将一条通信线路分割成若干个时隙，每个时隙只允许发送一个信号，不同的信号依次占用不同的时隙。
在接收端，将这些信号按照时序要求进行分离，从而实现了多路数据传输的目的。
时分复用技术在数字通信系统中广泛应用，它可以将多条低速率的信号通过复用技术合并成为一条高速率的信号进行传输，从而有效地提高了信道带宽的利用率。
2、频分复用频分复用技术（Frequency Division Multiplexing，FDM）是将一条通信线路分割成若干个频段，每个频段只允许发送一个信号，不同的信号依次占用不同的频段。
在接收端，将这些信号进行频率分离，从而实现了多路数据传输的目的。
频率复用技术在模拟通信系统中应用比较广泛，它可以将多个低速率的模拟信号通过复用技术合并成为一个高速率的信号进行传输，从而提高了信道带宽的利用效率。
3、波分复用波分复用技术（Wavelength Division Multiplexing, WDM）是应用于光纤通信系统中的一种复用技术。
它是将光纤通信线路分割成若干个波长，每个波长可以传输不同的信号，从而实现了多路数据传输的目的。
波分复用技术可以同时传输多路数据，具有带宽高、传输距离远、抗干扰能力强等优点，因此在光纤通信系统中得到了广泛应用。
信号的多路复用技术与应用
信号的多路复用技术与应用信号的多路复用技术是指在通信过程中，将多个信号通过一条物理通道传输的技术。
通过合理的信号分配和调度，多路复用技术可以提高通信系统的利用率，实现多个信号同时传输，有效解决通信资源的限制问题。
本文将介绍信号的多路复用技术及其应用。
一、时分复用技术时分复用技术是一种将时间分割成多个时隙，不同信号在不同时隙中进行传输的技术。
在发送端，各个信号按照一定的时序顺序排列，并在各自的时隙中进行传输。
在接收端，根据时隙信息将各个信号进行解复用，恢复出原始信号。
时分复用技术广泛应用于电话通信系统。
传统的电话通信系统中，每条电话线路只能传输一个语音信号。
而引入时分复用技术后，多个电话信号可以通过一条线路同时传输，提高了通信线路的利用率。
此外，时分复用技术还可以应用于无线通信系统中，实现多个手机用户同时进行通信，提高了无线频谱资源的利用效率。
二、频分复用技术频分复用技术是一种将频率划分成多个频带，各个信号在不同频带中进行传输的技术。
在发送端，各个信号经过频谱的划分，分别分配给对应的频带进行传输。
在接收端，通过频带信息将各个信号进行解复用，恢复出原始信号。
频分复用技术常见于无线通信系统中，如移动通信、电视广播等。
在移动通信中，频分复用技术实现了多个手机用户在不同频段上的同时通信，避免了频率争用的问题。
在电视广播中，不同频道的电视节目可以通过频分复用技术进行同时传输，提供了更多的节目选择和观看体验。
三、码分复用技术码分复用技术是一种将多个信号进行编码后在同一频带上传输的技术。
在发送端，各个信号通过独特的编码方式转换为数字码序列，并在同一频带上进行传输。
在接收端，根据编码信息对码序列进行解码，还原出原始信号。
码分复用技术常应用于无线通信系统中，如CDMA（Code Division Multiple Access）系统。
CDMA系统将每个用户的信号进行独特的扩频码编码，使得各个用户的信号可以在同一频带上同时传输。
多路复用技术
• 1 数据交换技术的分类？ • 2 存储转发按传输信息的大小，可以分为哪几种方式？ • 3 在数据交换技术中，哪些交换技术需先建立连接才能
传输数据？
学习目标
• 1 掌握多路复用技术的概念。 • 2 理解三种多路复用的原理与特点。
课前预习
• 1 什么是多路复用技术？ • 2 常用的多路复用技术有哪几种？
• A 多路分解技术 • B 多路复用 • C 并行通信 • D 同步传输
随堂练习
• 2 在下列多路复用技术中，（）具有动态分配时隙的功 能。
• A 同步时分多路复用 • B 统计时分多路复用 • C 频分多路复用 • D 波分多路复用
随堂练习
• 3 最常用的两种多路复用技术为
和
，
其中，前者是同一时间同时传送多路信号，后者是将一
【16】：梦想操不死你，它就会成全你。 --薛昂浩宇 【57】：如果你不愿意拥有一只股票十年，那就不要考虑拥有它十分钟。 --巴菲特 【9】：永远不要跟别人比幸运，我从来没想过我比别人幸运，我也许比他们更有毅力，在最困难的时候，他们熬不住了，我可以多熬一秒钟、两秒钟。 --马云 【10】：如果当初我勇敢，结局是不是不一样。如果当时你坚持，回忆会不会不这样。 --舒仪 《曾有一个人爱我如生命》 【40】：每一个约定都似一朵花开／ 坚定过，执着过，绚丽过…… 求长寿莫生气人之所以会生病,最原始的一种根源就是生气,我国古籍《黄帝内经·素问》中指出“百病生于气”,旨在说明各种疾病的发生与气的运动变化的密切关系,这也成为历代医家治病调气的理论 渊源。
条物理信道按时间分成若干个时间片轮流分配给多个信
号使用。
时分多路复用
频分多路复用
随堂练习
• 4 在单一物理信道上，复用有多种方式，在（）中，所 有用户轮流的瞬时占用整个频带。
多路复用技术
1、什么是多路复用技术？
答：多路复用技术是把多个低信道组合成一个高速信道的技术,它可以有效的提高数据链路的利用率,从而使得一条高速的主干链路同时为多条低速的接入链路提供服务,也就是使得网络干线可以同时运载大量的语音和数据传输。
2、为什么要用多路复用技术？
答：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；二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。
5第五章 多路复用技术
复用技术是每一数据源，同时使用通信媒介，但它们工作于媒介的
不同频带。因此，TDM只用于数字传输，FDM用于模拟传输。
共39页
精选完整ppt课件
10
1．TDM的时隙和帧
在一个循环中，每一个数据源的工作时间称为时隙(time slot，也称为时间槽、时间片)，一个循环周期就是一个TDM帧。
假如在每个TDM帧中，每一个数据源在帧中位置和时隙都是预 先确定，这种时分多路复用就是同步时分多路复用，即TDM。
些要求。
三、速率适配
在通信网中，数字复接器将两个或两个以上的支路(低次
群)信号按时分复用方式合并成一个单一的高次群信号。被复
接的各支路信号彼此之间必须同步，并且与复接器的定时信号
同步。系统同步的方法有3种：同步复接、准同步复接和异步
复接。
同步复接是用一个高稳定的主时钟来控制被复接的几个低
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二、帧同步
在TDM中，对TDM帧和帧中的时隙做标识是必不可少的。 帧同步就是对帧进行定界，对比特流进行成帧(framing)处理。 为了获得帧同步，在传输中必定要增加开销。
1．帧同步码(附加信道帧同步)
帧同步码的方法就是在TDM帧中，多增加一个时隙，该时隙 专门用来传送一个特殊的标识字符(帧同步码)，TDM接收方通过 识别帧同步码，获得帧同步。由于一个时隙对应一个信道，传送 帧同步码的时隙就相当于多了一个附加信道。因此，这种方法也 称为附加信道帧同步法。
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3
1．频率搬移
g(t)x(t)co2sfCt G(f)1 2[X(ffc)X(ffc)]
2．保护 低 频 通 带 滤 波 1 2X 器(ffc) 或 1 2X(ffc)
广播电视传输中的多路复用与解复用
广播电视传输中的多路复用与解复用在广播电视传输领域，为了满足不同类型的节目信号传输需求，提高频谱利用率以及降低传输成本，多路复用与解复用技术被广泛应用。
本文将介绍广播电视传输中多路复用与解复用的原理、应用以及未来发展趋势。
一、多路复用的原理和作用多路复用是指将多个独立的信号通过一条传输介质进行同时传输的技术。
它可以将多个信号合并在一起，形成一个复合信号在传输介质上进行传输。
多路复用的原理主要包括时分复用（TDM）、频分复用（FDM）和码分复用（CDM）。
1. 时分复用（TDM）时分复用是通过将时间分割成若干个时隙，在每个时隙内传输不同信号来实现多路复用。
多个信号依次占用时隙，并在接收端以相同的时间间隔恢复原来的信号。
时分复用广泛应用于数字传输系统，如数字电话网。
2. 频分复用（FDM）频分复用是将不同频率范围的信号分配到不同的频带上，通过频带的并行传输实现多路复用。
每个信号占据一个独立的频带，它们在频带上同时传输而相互不干扰。
频分复用在广播电视领域有着广泛的应用。
3. 码分复用（CDM）码分复用是通过将多个信号进行扩频处理，然后叠加在一起进行传输。
接收端通过解码恢复原始信号。
码分复用技术在无线通信系统中应用广泛，特别是在CDMA系统中。
综上所述，多路复用技术可以提高传输效率，实现多个信号在同一个传输介质上并行传输，从而节约了传输资源，降低了传输成本。
二、广播电视中的多路复用应用1. 电视广播中的多路复用电视广播领域使用的多路复用技术主要是频分复用。
在有限的频谱资源下，通过将不同的电视频道调制到不同的频率上，实现了电视信号的多路复用。
通过电视机的解调，观众可以选择不同的频道进行观看。
这种技术使得广播电视可以提供多样化的电视频道，满足观众的不同需求。
2. 广播电台中的多路复用广播电台中的多路复用主要用到了时分复用技术。
广播电台可以将不同的广播节目分配到不同的时隙中，通过多路复用技术实现同时传输。
无论是AM广播还是FM广播，都可以利用时分复用技术提供多个广播节目，给听众提供更多的选择。
多路复用技术的作用
多路复用技术的作用多路复用技术（Multiplexing）是一种在计算机网络中用于提高网络传输效率的技术。
它的作用是将多个数据流同时传输在同一条通信线路上，实现同时传输多个数据流的效果，从而提高了数据传输的效率和带宽利用率。
在传统的通信方式中，每个数据流都需要独占一条通信线路才能进行传输。
这样就导致了通信线路资源的浪费，无法充分利用通信线路的带宽。
而多路复用技术的出现，解决了这个问题。
它可以将多个数据流同时传输在同一条通信线路上，充分利用通信线路的带宽，提高了传输效率。
多路复用技术可以应用在各种不同的通信协议中，包括传统的电路交换网络和现代的分组交换网络。
在电路交换网络中，多路复用技术可以将多个电话信号同时传输在同一条电话线路上，提高了通信线路的利用率。
在分组交换网络中，多路复用技术可以将多个数据包同时传输在同一条通信线路上，提高了网络的传输效率。
多路复用技术的实现方式有很多种，常见的有频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）和分组多路复用（PDM）等。
频分多路复用是将不同频率的信号分配到不同的通信线路上进行传输，每个信号占用一定的带宽。
时分多路复用是将不同的数据流按照时间片的方式依次发送，每个数据流占用一定的时间片。
分组多路复用是将不同的数据包按照一定的顺序进行打包，并在传输过程中进行标记和解包，实现数据流的复用。
多路复用技术的应用非常广泛。
在互联网中，多路复用技术被广泛应用于传输层的协议中，如传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。
通过多路复用技术，TCP和UDP可以同时传输多个数据流，提高了网络的传输效率。
在视频会议和实时流媒体等应用中，多路复用技术可以将音频和视频等多种媒体流同时传输在同一条通信线路上，实现多媒体数据的同步传输。
除了提高传输效率和带宽利用率，多路复用技术还具有其他的优点。
它可以降低通信线路的成本，减少通信线路的数量。
同时，多路复用技术还可以提高通信系统的可靠性和稳定性，减少通信故障的发生。
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• WDM流行的原因是一根光纤上的能量常常仅仅有几Hz，因为现在不 可能在光电介质间做更快的转换。而一根光纤的带宽大约是25000Hz， 所以可以将很多信道复用到长距离光纤上。当然，前提是，所有的输 入信道都应使用不同的波长。
第六章多路复用技术
• （2）交错 • 可以把同步时分复用器想象成高速旋转的开关，当开关转动
到某个设备时，该设备就有机会向公共通道传输规定大小的 数据。开关以固定的速率和固定的顺序在设备间移动，这个 过程称为交错。交错可以以比特进行、字符进行或码组进行。 • （3）帧比特定位 • 在同步时分复用技术中，每一帧内时间片的顺序是固定的。 复用器接收数据的信息就告诉解复用器如何对每个时间片进 行传输定向。因此，帧中可以不需要地址信息。在每一帧的 开始附加一个或多个同步比特，以便于解复用器根据复用信 息进行同步，从而正确的分离各时间片。
第六章多路复用技术
• 6.3时分多路复用（TDM） • 6.3.1时分多路复用概念 • 时分多路复用是以时间作为信号分隔的参量，即
信号在时间位置上分开，但它们所占用的频带是 重叠的。当传输介质所能达到的数据传输速率超 过了传输信号所需要的数据传输速率时，利用每 个信号在时间上的交叉，可以在一个传输通道上 传输多路信号，实现信号的时分多路复用。
第六章多路复用技术
• 图6.6 时分复用帧的传输
信号1 信号2 信号3 信号4
输入端
时分复用器
帧n 4321
...
帧2
...
4321
4路输入信号 每帧含有4个时间片
帧1 4321
图中可以看到4条输入线路通过同步时分复用器用到单条 通道上，所有的输入数据率相同，因此每帧的时间片数 等于输入线路的数目。
第六章多路复用技术
• 2. 基本概念 • （1）帧
• TDM在传送信号时，将通信时间分成一定长度的帧，每一 个帧又分为若干个时间片，每个时间片被分配来传输一条 特定输入线路的数据，如果所有设备以相同的速率发送数 据，每个设备就在每帧内获得一个时间片。一帧正是由时 间片的完整循环组成的。同步时分复用的每一个时间片是 预先分配给数据源的，而且是固定的。各个帧的某一时间 片组成了某个设备的传输通道。
第六章多路复用技术
• 6.3.2 TDM基本原理 • 1.基本原理
• 抽样定位为时分多路复用提供了理论依据，因为抽样定理 使得在时间上离散的抽样脉冲值代替基带信号成为可能。 抽样定理告诉我们，一个频带限制的时间连续信号，可以 用时间上离散的采样值来传输，采样值中包含由的全部信 息，当采样频率 fs 2 fH 时，可以从已采样的输出信号中用 一个带宽为 fH B fs fH 的理想低通滤波器不失真地恢复 出原始信号。
• 由于单路采样信号在时间上离散的相邻脉冲间有很大的空 隙，在空隙中就可以插入若干路其他采样信号，只要各路 采样信号在时间上不重叠并能区分开。因此，就可以在一 条信道中同时传递多个传输信号，达到了多路复用的目的。
• 时分复用原理图
第六章多路复用技术
图中输入信号连接到时分多路复用器，复用器按照一定的次序轮流给 每个信号分配一段使用公共信道的时间。当轮到某个信号使用信道时 ，该信号就与公共信道逻辑上连接起来，而其他信号与信道的逻辑关 系暂时被切断。待指定的信号占用信道的时间一到，则时分多路复用 器就将信道切换给下一个被指定的信号。依次类推，一直轮流到最后 一个信号然后重新开始。在接收端，时分多路复用器也是按照一定的 顺序轮流接通各路输出。
第六章多路复用技术
• 3.TDM数据复用方式 • （1）比特交错法 • 在每一个时间片内仅含有一个比特。复用器分别
依次取出各路输入信号的第一比特，第二比 特……直到填满整个帧。但当复用器在取出第二 路信号和第三路信号的第1位比特时，第一路信号 的第2位比特和第二路信号的第2位比特……已经 不断地传来。而这些数据等到最后一路信号的第1 位比特复用完毕后才能复接。因此，需要把这些 信号暂时存储在缓冲器中。 • 比特交错法的特点：复用所需缓冲存储器的容量 大，复用设备简单，是目前使用较多的交错技术。
• 多路复用技术被广泛使用的原因有两点： • （1）随着数据率的提高，传输系统的性能价格比越高。
（2）传统通信设备要求达到的数据传输效率较低。
• 图6.1不复用和复用
第六章多路复用技术
第六章多路复用技术
• 在复用系统中，多个设备共享一条链路。输入端，多个设备将它们的 传输信号输送到复用器，复用器将这些信号组合成一个单独的传输流 （多合一）。在接收端，传输流被解复用器接收，并分解成原来的几 个独立传输流（一分多），然后将它们传输到期望的接收设备。一般 的多路复用功能，包括复合、传输和分离3个过程。
第六章多路复用技术
• 6.2.2频分多路复用原理
• 频分多路复用技术是按照频率的不同来复用多路信号的方法。在频分 复用中，信道的带宽被分成若干个相互不重叠的频段，每路信号占用 其中一个频段，因而在接收端可以采用适当的带通滤波器将对路信号 分开，从而恢复所需要的信号。原理如下图所示。
第六章多路复用技术
• 多路复用的理论依据是信号分割原理。实现信号分割的依据是信号之 间的差别，这种差别可以体现在频率参量上，也可以体现在时间参量 上。因此，多路复用可以分为：频分多路复用（FDM）、时分多路复 用（TDM）、波分多路复用（WDM）和码分多址复用（CDMA）。 时分多路复用又可分为同步时分复用（通常称为时分复用）和异步时 分复用（通常也叫统计时分复用）。在频域内，只要各信号在频谱上 不重叠，即可以在同一信道中传输，最后用滤波器将其分开，实现频 分多路复用。同理，只要各路信号在时间上不重叠，就可以在同一信 道内传输信号，实现时分多路复用。而波分多路复用则把不同波长的 信号复合在一起进行传送。
第六章多路复用技术
• 频分多复用（FDM）
…
解复用器
…
信号1 信号2 信号n
输入端
频分复用器
通道1 保护频带
通道2
通道n
信号1 信号2 信号n
输出端
上图为频分多路复用的一般情况。多个信号源输入到一个多路复 用器上，复用器用不同的频率调制每一个信号。每个调制后的信 号都需要一个以它的载波频率为中心的带宽，称之为通道（信道 ）。为了防止信号间的相互干扰，在每一条通道间使用保护频带 进行隔离。保护频带是一些无用的频谱区。
第六章多路复用技术
• 6.2.3 FMD性能评价 • 1.优点 • 频分多路复用优点是复用路数多，分路方便，多路信号可
同时在信道中传输，充分利用了传输带宽，提高了系统效 率。技术成熟，实现相对容易。频分多路复用常用于模拟 通信系统中，特别是在有线和微波通信系统中应用非常广 泛。 • 2.缺点 • 频分多路复用缺点是设备庞大、复杂，不易小型化；各路 间不可避免会出现干扰；本身不提供差错控制功能，不易 对性能进行监测。在实际的应用系统中，正逐渐被时分多 路复用技术所取代。
第六章多路复用技术
• 6.4.2 STDM基本原理 • 在统计时分复用系统中，复用器一侧连接低速输入线路，
每一条低速线路都有一个与之相联系的缓冲区，另一侧连 接高速复用线路。复用器扫描各个输入信号，输入设备有 数据传送就分配时间片，没有数据传送则继续扫描下一条 线路而不分配时间片。循环往复直到扫描完所有的输入线 路。将输入数据组成STDM帧，由于每条输入线路并非一 直有数据输入，STDM帧的时隙数，通常总小于各条低速 线路的总和，复用线路的数据传输速率也可能低于各输入 线路的数据速率之和。也就是说，在相同的链路上， STDM技术比TDM技术支持的输入设备要多。
第六章多路复用技术
• 6.2.5波分多路复用（WDM）
• 波分多路复用（WDM）实际上是频分多路复用的一个变种，本质上 是光频上的频分复用技术。它除了复用和解复用以及采用光纤作为传 输介质之外，在概念上与频分多路复用FDM相同，但它比FDM更有 效。在WDM中，两根光纤连到一个棱柱或光栅上，每根的能量处于 不同的波段。两束光信号通过棱柱或光栅，合成到一根共享的光纤上， 传送到远方的目的地，然后再将它们分解。
第六章多路复用技术
• 6.2频分多路复用（FDM）
• 6.2.1频分多路复用概念
• 频分多路复用是按照频率参量的差别来分割信号的。当传 输介质的带宽大于要传输的所有信号的带宽之和时，就可 以使用FDM技术。在FDM中，将每个信号调制到不同的 载波频率上，调制后的信号被组合成可以通过媒介传输的 复合信号。同时要保证载波频率之间的间距足够大，即保 证这些信号的带宽不会重叠，就可以实现在同一媒体上传 送多路信号。
第六章多路复用技术
• 6.4统计时分复用（STDM） • 6.4.1 统计时分复用概念
• 在同步时分多路复用系统的每一帧中，以固定分配时间片 的方式，给每一个输入设备分配一个固定的时隙，输入数 据复用以后在单一的公共信道上传输，复用信道的传输速 率等于各低速通路的速率之和。这样，无论用户有没有要 发送的信息，都要分配给它一个固定的时隙。也就是说， 如果某设备没有运行，其所分配的时隙处于空闲状态，也 不能为其他设备所利用，白白浪费系统资源。为了提高时 隙的利用率，采用按需分配时隙技术，即动态地分配所需 要时隙，以避免每帧中出现空闲时隙的现象。此时，复用 器传输的数据都来自正是工作的设备。与预分配方式相反， 每一个时间片都可以被所连接的任何一个有数据发送的输 入线路所使用。这种动态分配时隙的工作方式称为统计时 分多路复用（STDM）、异步TDM、智能TDM。
第六章多路复用技术
• 6.3.3 TDM工作特点 • 1.通信双方是按照预先指定的时间片进行数据传
输的，而且这种时间关系是固定不变的。 • 2.就某一瞬时来看公用信道上传送的仅是某一对