第3章数据通信技术基础(2)

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3.波分多路复用WDM
WDM主要用于全光纤网组成的通信系统。波分复用就是光的频 分复用。人们借用传统的载波电话的频分复用的概念，可以做 到使用一根光纤来同时传输多个频率很接近的光载波信号,提高 了光纤的传输能力。 最初，在一根光纤上只能复用两路光载波信号，随着技术的发 展，在一根光纤上复用的路数越来越多。现在已达到在一根光 纤上复用80路或更多路数的光载波信号，这种复用方式就是密 集波分复用DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)。
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时分多路复用
时分多路复用是将信道用于传输的时间划分为若干个时间片； 每个用户分得一个时间片； 在每个用户占有的时间片内，用户使用通信信道的全部带宽。

193± È Ì × Ö ¡ £ ¨125Î ¢ Ã ë £ ©
Å µ Ð À 1
Å µ Ð À 2
² í ¹ Ï ¹ â Ï Ë Ä ² µ ¨Æ × ¦ ¹ Ê Â ¨³ ² ¤ â Ï ¹ Ë 3 ¦ ¹ Ê Â
¹ Ï â Ë 3 Ä ² µ ¨Æ ×
¨³ ² ¤ ¹ Ï â Ë 4 Ä ² µ ¨Æ ×
² Ï ¹ í ¹ â Ï Ë â Õ ¹ ¤ â Õ ¹ ¤ â Ï ¹ Ë 4 ¦ ¹ Ê Â

要发送的数据 1 2 3 4 计算机 AAAA 只有最后一个帧的时隙才会有空闲 BB
A1 D4 A1 D4 B2 A1 D4 C3 B2 A1
接收到的数据 AAAA
BB
C
C
时间片1
复用器
DDD
时间片2
解复器
DDD 时间片n 计算机
1
2
4
5
....
m
1
2
5
7
....
m
......
1
2
3
4
.Fra Baidu bibliotek..
m
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....
....
n
计算机
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(2)异步时分复用
异步时分复用技术又被称为统计时分复用，它能动态地按需分配时隙，避 免每个时间段中出现空闲时隙。 ATDM就是只有当某一路用户有数据要发送时才把时隙分配给它。当用户 暂停发送数据时，则不给它分配时隙。电路的空闲时隙可用于其他用户的 数据传输 。 在所有的数据帧中，除最后一个帧外，其他所有帧均不会出现空闲的时隙， 从而提高了资源的利用率，也提高了传输速率。

光纤 1
棱镜/光栅 棱镜/光栅
光纤
共享光纤
3
光纤2
光纤4
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波分多路复用

目前单模光纤的数据传输速率最高可以达到20Gbps 。
¦ ¹ Ê Â
¹ Ï â Ë 1 Ä ² µ ¨Æ × â Ï ¹ Ë 1 ¨³ ² ¤ ¹ Ï â Ë 2 Ä ² µ ¨Æ × â Ï ¹ Ë 2 ¨³ ² ¤
计算机通信原理
第3章 数据通信技术的基础知识
主讲教师：刘兴顺
3.2.2 信道复用技术（多路复用）
信道复用的目的是让不同的计算机连接到相同的信道上，共享 信道资源。 四种信道复用方式：频分复用FDM、时分复用TDM、波分复用 WDM和码分复用。

一条传输线路 多路复用器 传输多路信号 多路复用器
68
72
µ Â Æ Ê (Hz) ¨ a£ £ ©
在一条通信线路设计多路通信信道; 每路信道的信号以不同的载波频率进行调制;
各个载波频率是不重叠的, 一条通信线路就 可以同时独立地传输多路信号。
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2.时分多路复用TDM

TDM又分为同步时分复用（Synchronous Time Division Multiplexing，STDM）和异步时分复用 （Asynchronous Time Division Multiplexing， ATDM）。

要发送的数据 AAAA 时隙浪费，信道资源利用率低 BB
A D A D BA DCB A
接收到的数据 AAAA
BB
C 一个周期的数据块（帧） DDD 计算机
1 2 时间片1 复用器 4 时间片2 在不同时刻，开关切换到 不同输入设备 n 1 3 .... n ......
C
时间片n DDD 解复器 1 2 3 4
¦ ¹ Ê Â
¨³ ² ¤
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4.码分多路复用
码分多路复用又称为码分多址CDMA (Coding Division Multiplexing Access)。 CDMA也是一种共享信道的方法，每个用户可在同一 时间使用同样的频带进行通信，但使用基于码型的分 割信道方法，即每个用户分配一个地址码，各个码型 互不重叠，通信各方之间不会相互干扰，且抗干扰能 力强。
f3
滤波
解调
调制
发送带宽
滤波
f3
解调
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Å µ Ð À 1 1
Å µ Ð À 2 1 60 Å µ Ð À 3 1
Å µ Ð À 1
Å µ Ð À 2
Å µ Ð À 3
64
68
72
µ Â Æ Ê (kHz) ¨ c£ £ ©
300
3100
60
64 µ Â Æ Ê (kHz) ¨ b£ £ ©
计算机
计算机
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1.频分多路复用FDM

FDM是把信道的可用频带分成多个互不交叠的频段（带） ，每 个信号占其中一个频段。接收时用适当的滤波器分离出不同信 号，分别进行解调接收。
调制
f1 f2 f3
多路复用器 +
滤波
f2 f1 f3
多路解复器
解调
调制
f1
f2
Å µ Ð À 3
Å µ Ð À 4
Å µ Ð À 24
1
0 7Î » Ê ý ¾ Ý Î » ¡ ¿ Ö ª Ê ¼ Î »
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每个用户占一个信道
£ Ñ Ð é Î »
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(1)同步时分复用STDM
STDM采用固定时间片分配方式，将传输信号的时间按特定长 度连续地划分成特定时间段（一个周期），再将每一时间段划 分成等长度的多个时隙，每个时隙以固定的方式分配给各路数 字信号，各路数字信号在每一时间段都顺序分配到一个时隙。 由于在同步时分复用方式中，时隙预先分配且固定不变，无论 时隙拥有者是否传输数据都占有一定时隙，形成了时隙浪费， 其时隙的利用率很低 。