为了提高信道利用率,使多路信号沿同一信道传输而互不干扰的技术。

宽带模拟 传输技术
Time
•多路复用 多路复用
•频分多路复用 频分多路复用 一般描述
m1(t) 子载波 fsc1 m2(t) 子载波 fsc2 ssc1(t)
发送器
ssc2(t)
∑
mc(t) Transmiter s(t)=FDM
fc
mN(t) 子载波 fscn
sscN(t)
•多路复用 多路复用
Statistical TDM sub frame
FCS
FLAG
Address
Data Data
(a) 每一帧只有一个源
AddressLength
AddressLength
Data
(b) 每一帧具有多个源
•多路复用 多路复用
•波分多路复用 波分多路复用
(Wavelength division multiplexing)
扫描操作 Buffer n
mN(t)
Buffer n
•多路复用 多路复用
•时分多路复用 时分多路复用 TDM的实质 的实质 利用了采样原理。 利用了采样原理。 m1(t) m2(t) n路时分复用系统的关键 路时分复用系统的关键 收发端旋转开关必须严格的同步， 收发端旋转开关必须严格的同步，即 同频同相，才能保证正常的通信。 同频同相，才能保证正常的通信。
•多路复用 多路复用
•多路复用 多路复用(multiplexing) 多路复用 实现多路复用的关键 把多路信号汇合到一 条信道上之后， 条信道上之后，在接 收端必须能正确地分 割出各种信号。 割出各种信号。 多路复用技术 分割信号的依据 信号之间的差别
频率上的不同 信号出现时间上的不同 信号码型结构上的不同
•多路复用 多路复用
•时分多路复用 时分多路复用 例3：高速数字线路的多路复用 ： 利用多路复用技术， 载体服 利用多路复用技术，T载体服 务允许小容量载体(比如 的 比如T1)的 务允许小容量载体 比如 位流进入容量更大的载体。 位流进入容量更大的载体。
40 51 62 73
1.544Mbps T1 6.312Mbps T2 44.736Mbps T3
1.232MHz 812-2044kHz (5*240+4*8) 2.52MHz 564-3084kHz 主群
主群
•多路复用 多路复用
•频分多路复用 频分多路复用
基群 12# 11# f12=108 f11=104
108 104 104 100
•CCITT的FDM层次结构 的 层次结构
超群
552
主群
•同步技术 同步技术 载波同步 接收端需要一个与发送 端载波同频同相的相干 载波参与解调工作。 载波参与解调工作。 位同步 接收端必须知道每一 位的起止时刻并正确 地识别出每一个位。 地识别出每一个位。 网同步 要求通信网内各交换 转接点的时钟频率和 相位统一协调。 相位统一协调。
帧同步 区分每个完整的信号 块或帧(报文 报文)的开始 块或帧 报文 的开始 和结束位。 和结束位。
低通滤波 低通滤波
m1(t) m2(t)
mn(t)
低通滤波
mn(t)
复用器输出线路容量 ＝ ∑复用器输入线路容量 复用器输入线路容量 总时间T划分的时间片数 = 复用器输入端的低速线路数 总时间 划分的时间片数N 划分的时间片数
•多路复用 多路复用
•时分多路复用 时分多路复用 例2. Bell系统的 载波能处理复用在一起的24条话路。 系统的T1载波能处理复用在一起的 条话路。 系统的 载波能处理复用在一起的 条话路 使用了PCM和TDM技术。 技术。 使用了 和 技术
频分多路复用在光纤信道的使用。 频分多路复用在光纤信道的使用。
能 量 光纤1频 光纤 频 能 量 光纤2频 光纤 频 能 量 光纤频
电子FDM 电子
光 的 。
/ 光 光纤
光纤4 光纤
光纤1 光纤
光纤3 光纤
光纤2 光纤
关于码分多路复用CDMA http://www.mc21st.com/techfield/systech/ss/s01.htm 扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度 远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立 的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息 数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及 恢复所传信息数据”。 信息论中关于信息容量的仙农(Shannon)公式为： C ＝ WLog2(1十S/N) 十
1001
Receiver
优点：成本低，长距离传输时比并行传输更可靠。 优点：成本低，长距离传输时比并行传输更可靠。 缺点：要解决同步问题， 缺点：要解决同步问题，速率低 同步 问题 接收方如何在到达的数据流中正确地 区分出发送端所发出的一个个代码。 区分出发送端所发出的一个个代码。
•同步技术 同步技术
2052
504 504 456 456 408 408 360 360
f5=552 f4=504
f5=2044
1804 1804
f4=1804
1556
∑
2# f2=68 f1=64
68 64 64 60
f3=456
∑
f3=1556
1556 1308 1308
∑
f2=408
f2=1308 f1=1060
•多路复用 多路复用
t0 t1 t2 t3 t4
A B
统计TDM与同步 与同步TDM比较 统计 与同步 比较
To remote computer
C D
First cycle Second cycle
同步TDM 同步 统计TDM 统计
A1 A1
B1 B1
C1
D1 B2
A2 C2
B2
C2
D2
额Байду номын сангаас的可用带宽
60 64 68
f(kHz) Lower sideband,Ssc3(t) (c)使用子载波 使用子载波64,68, 使用子载波 72的合成信号频谱 的合成信号频谱 f(kHz)
Lower sideband,Ssc1(t)
60
64
68
72
•多路复用 多路复用
•频分多路复用 频分多路复用 北美及国际FDM载波标准 载波标准 北美及国际 语音信道数 12 60 (5*12) 300 (5*60) 600 带宽 48kHz 240kHz (5*48) 频谱 60-108kHz 312-552kHz AT&T 基群 超群 CCITT 基群 超群
1060
1#
f1=360
312
1060 812
•多路复用 多路复用
•时分多路复用 时分多路复用
(Time Division Multiplexing)
以时间作为分割信号的依据。 以时间作为分割信号的依据。它利用每个信号在 时间上交叉， 时间上交叉，可在一个传输通路上传输多个数字 信号(或运载数字数据的模拟信号 或运载数字数据的模拟信号)。 信号 或运载数字数据的模拟信号 。 基带传 输技术
Time
•多路复用 多路复用
•时分多路复用 时分多路复用 发送器
N Frame 321 N
•同步 同步TDM的一般描述 同步 的一般描述
Frame 321
接收器 m1(t)
m1(t)
Buffer1
Buffer1
m2(t)
m2(t)
Buffer2
mc(t)
TDM帧 帧
mc(t)
Buffer2
mN(t)
First cycle
Second cycle
•多路复用 多路复用
统计TDM的关键 的关键 统计
统计TDM的帧 的帧 统计
FLAG AddressControl
每个时隙不但要传送数据， 每个时隙不但要传送数据 ， 同时 还要传送相应的地址信息， 还要传送相应的地址信息 ， 每个 时隙会有一定的开销。 时隙会有一定的开销。
•频分多路复用 频分多路复用
|Mc(f)|
组成信号的频谱
0
fsc1 Bsc1
fsc2 Bsc2 B
fscN BscN
F
•多路复用 多路复用
•频分多路复用 频分多路复用
m1(t)
接收器
带通滤波器,fsc1 带通滤波器
解调器, fsc1 解调器
带通滤波器,fsc2 带通滤波器
解调器, fsc2 解调器
T1 (1.544Mbps) T2 (6.312Mbps) T3 (44.736Mbps) T4 (274.176Mbps)
4:1
543210
7:1
6:1
274.176Mbps T4
•多路复用 多路复用
•统计时分多路复用 统计时分多路复用 动态地按照需要来分配时隙的多路复用方式。 动态地按照需要来分配时隙的多路复用方式。 工作原理 一边是一组I/O线路另一边是一条高速复用线路 一边是一组 线路另一边是一条高速复用线路; 线路另一边是一条高速复用线路 每条I/O线路有一缓冲区 线路有一缓冲区; 每条 线路有一缓冲区 对于n条 线路在 线路在TDM帧中只有 个时间槽可用 帧中只有k个时间槽可用 对于 条I/O线路在 帧中只有 个时间槽可用; 输入时多路复用器的功能是扫描输入缓冲区收集数据 直到一帧为满，就发送出去; 直到一帧为满，就发送出去 输出时，多路复用器接收一帧， 输出时，多路复用器接收一帧，将各时间槽的数据分 发到相应的输出缓冲区。 发到相应的输出缓冲区。 输出线路容量 ＜ ∑输入线路容量 输入线路容量 即低速线路数n ＞ 高速线路的时隙数k 即低速线路数 高速线路的时隙数
频分多路复用 时分多路复用(同步 时分多路复用 同步TDM) 同步 统计TDM(异步 异步TDM或智能 或智能TDM) 统计 异步 或智能
•多路复用 多路复用
•频分多路复用 频分多路复用
(Frequency Division Multiplexing)
每个数据信号被调制到具有不同频率的载波上， 每个数据信号被调制到具有不同频率的载波上， 所有的信号在一个信道上同时传送。 所有的信号在一个信道上同时传送。
Frame(193b) /125us 通道1 通道 通道2 通道 通道24 通道
控 制 位
数据位 控 数据位 控 制 制 位 位
数据位 控 制 位
•多路复用 多路复用
•时分多路复用 时分多路复用 按照奈氏定理，每秒 次对24路话音通 按照奈氏定理，每秒8000次对 路话音通 次对 道依次采样产生7个数据位和 个控制位。 个数据位和1个控制位 道依次采样产生 个数据位和 个控制位。 ∴每条信道获得 7×8000 ＝ 56000bps 数据位 × 1×8000 ＝ 8000bps 控制位 × 每次采样还有一附加位(用于帧同步 用于帧同步)。 每次采样还有一附加位 用于帧同步 。 ∴T1载波的总数据率 载波的总数据率 24×56000＋24×8000＋8000 =1.544Mbps × ＋ × ＋ 注意：当用于数据传输时， 注意：当用于数据传输时， 只有23个信道被用于数据 个信道被用于数据。 只有 个信道被用于数据。
•多路复用 多路复用
•多路复用 多路复用(multiplexing) 多路复用 为了提高信道利用率，使多路信号沿同一信道传 为了提高信道利用率， 输而互不干扰的技术。 输而互不干扰的技术。
n 输入
MUX
1 link, n channels
n 输出
为什么多路复用？ 为什么多路复用？ 路复用 数据速率越高传输设施的成本就越有效； 数据速率越高传输设施的成本就越有效； 大多数个人数据通信设备要求相对低的数据率； 大多数个人数据通信设备要求相对低的数据率；
Sender
Receiver
优点： 优点：传输速率高 缺点： 缺点：采用多条线路成本高
•同步技术 同步技术
•并行传输和串行传输 并行传输和串行传输 串行传输方式 构成数据代码的若干位串行排列成数据流， 构成数据代码的若干位串行排列成数据流，在一 条信道上传输。 条信道上传输。
Data line
Sender
•同步技术 同步技术
•并行传输和串行传输 并行传输和串行传输 并行传输方式 数据的每一位分别在不同的并行信道上同时传输。 数据的每一位分别在不同的并行信道上同时传输。 即一组二进制位同时在一根电缆的一束线路上并行传输。 即一组二进制位同时在一根电缆的一束线路上并行传输。
Data line
1 0 0 1
•同步技术 同步技术
•位同步 位同步 在接收端设法产生一个与发送端发送来的位速率相同且 在时间上对准最佳判决点的定时脉冲序列。 在时间上对准最佳判决点的定时脉冲序列。 外同步法 它要求在发送端发送数据的同时也发送位定时信息。 它要求在发送端发送数据的同时也发送位定时信息。 开辟专门的传输 位定时信息的信道 在发送的数据中叠加上 位定 时信息 。 使 得不 包 定时信 号的 含位 定时信号 的 位序 列 中也有定时信息的成份
m2(t)
s(t)
Receiver
带通滤波器,fscn 带通滤波器
解调器, fscn 解调器
mN(t)
|Mi(f)| 例1：在一个媒体上同时传送三路语音信号 ：
(a)Mi(f)的频谱 的频谱
0 300
3400 4000
f(Hz) Upper sideband
Lower sideband
(b)fsc1=64kHz的频 的频 谱