计算机通信第4讲_多路复用技术1.

Destination
一条高速传输介质
2021/4/12
2
总局
一条高速信道 （光纤）
总局
一条高速信道 （同轴电缆）
交换台1 (端局1)
交换台m (端局m)
多条低速信道 （双绞线）
用户1 用户2 用户n
每一部电话都有两根铜线直接连 到电话公司最近的端局（end office)(也叫本地中心局，local central office),这段距离通常为 1KM～10KM,在市区的距离比农 村短
2021/4/12
17
图4-5 复用过程
• 注意本图中水平坐标轴表示频率，而不是时间。 • 另外，调制后的复合信号带宽要大于每个输入信号带
宽的3倍，因为通道之间要有相应的保护频带。 • 保护频带的宽度是由CCITT的有关建议选定的。
客户电话和端局之间的双线连 接在电话行业中被称为本地回 路（ local loop)
2021/4/12
3
• 所谓多路复用技术：采用一条高速传输 介质（信道）来分时/分频率传送多路低 速信号从而有效地提高传输介质的利用 率。
• 采用多路复用技术原因：
– 数据传输率越高，传输系统的性能价格比越 高；
– 大多数通信设备要求达到的数据传输率并不 很高
2021/4/12
4
第4章 多路复用技术
• 4.1 多路复用的基本概念
• 4.2 频分多路复用(FDM)
• 4.2.1 FDM原理
• 4.2.2 FDM标准化 • 4.2.3 FDM 性能评价 • 4.2.4 FDM应用系统_电话系统 • 4.2.5 FDM应用系统_有线电视
• 4.3 波分多路复用
• 2.FDM对各路信号的要求：
只要各路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。
2021/4/12
11
频分多路复用（FDM）
• 3.实现各路信号频谱不重叠的方法：调 制
–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；
2021/4/12
14
4.2.1 FDM基本原理
• 发送端：
– 调制合成传输（复合信号）பைடு நூலகம்
图4-4 频分复用发送器
2021/4/12
15
FDM基本原理
• 接收端：
– 滤波(BPF)解调(Demodulator)
2021/4/12
图4-4 频分复用接收器
16
FDM处理过程
• FDM频分多路复用是一个模拟过程，多用于 模拟信号的传输。 FDM系统最常见的应用就 是电话系统。
• 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。
2021/4/12
图4-3
13
4.2 频分多路复用（FDM）
• 4.2.1 FDM基本原理 • 4.2.2 FDM标准化 • 4.2.3 FDM 性能评价 • 4.2.4 FDM应用系统_电话系统 • 4.2.5 FDM应用系统_有线电视
–要保证载波频率之间的间距要足够大，即 能够保证这些信号的带宽不会重叠
2021/4/12
12
• 下图给出了频分多路复用的一般情况。
• 在该图中，有4个信号源输入到一个多路复用器上， 复用器用不同的频率（f1，f2，f3，f4）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）。
7
多路复用技术理论依据
• 理论依据：信道多路复用的理论基础是
信号分割原理。 • 信号分割的依据在于信号之间的差别.这
种差别可以体现在频率、时间或波形等参 量上。
2021/4/12
8
多路复用分类
• 信道多路复用的理论基础是信号分割原理。信 号分割的依据在于信号之间的差别
– 按照频率参量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)
– 按照时间参量上的差别来分割信号的多路复 用称为时分多路复用(Time•Division Multiplex,TDM）
• 同步时分多路复用（同步）
• 统计时分多路复用（异步）
2021/4/12
9
多路复用分类
– 根据码型(波形)结构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•Multiplex Address,CDMA）
• 4.4 同步时分多路复用(TDM)
• 4.5 统计时分多路复用(STDM)
• 4.6 多路复用技术的比较
2021/4/12
5
4.1 多路复用技术基本概念
• 定义：将一些彼此无关的低速信号按照 一定的方法和规则合成一路复用信号， 并在一条公用（高速）信道上进行数据 传输，到达接收端再进行分离的一种技 术。
合成
多路信号
一路复用信号
Source
多路信号
一路接收信号
分解
Destination
2021/4/12
6
多路复用技术示意图
Path
图4-1多路复用技术示意图
通路：一条物理链路，可由多条通道组成。
通道：通路中用来完成一路信号传输的单位
信道（channel)：是指以传输媒介为基础的信号通道。
2021/4/12
• 下面我们以话音信号为例，说明FDM的复用 和解复用过程。
复用过程：图4-5说明了如何使用FDM将3个话 音通道复用在一起。每个话音信号的频率范围 都是很相近的。在复用器中，这些相似的信号
被调制到不同的载波频率（f1，f2，f3）上。然 后，将调制后的信号合成为一个复用信号并通
过宽频带的传输媒介传送出去。
– 此外，还有两种特殊的复用方式：空分多 路复用(Space Divisicn Multiplex,SDM), 波分多路复用(Wavelength Divisicn Multiplex, WDM)
2021/4/12
10
4.2 频分多路复用（FDM）
• 1.FDM对传输介质带宽要求：
FDM是根据频率参量的差别来分割信号的， 当传输介质的带宽大于所要传输的所有信号 的带宽总和时，就可采用FDM。
第4章 多路复用技术
• 实际通信系统中经常要在异地之间同时 传送多路信号，一般采用 :
– 近距离多路信号传输：采用多路低速传输 介质分别传输多路信号
– 远距离多路信号传输： 采用一条高速传输 介质传输多路信号
2021/4/12
多路复用技 术
1
Source
Destination
多条低速传输介质
Source