第5章復(fù)用技術(shù)

5.1概述5.2頻分復(fù)用(FDM)5.3時分復(fù)用(TDM)5.4集中器5.5集中器與異步TDM的比較習(xí)題5.1概述

復(fù)用技術(shù)是一種將若干個彼此獨(dú)立的信號合并為一個可在同一信道上傳輸且不互相干擾的技術(shù)。例如，在電話系統(tǒng)中，傳輸?shù)恼Z音信號的頻率范圍為300～3400?HZ，為了使若干路語音信號能在同一信道上同時傳輸，可以將它們的頻譜調(diào)制到不同的頻段上，合并在一起進(jìn)行傳輸，在接收端再將彼此分離開來。而且，當(dāng)前的通信內(nèi)容已不再是單純的語音，越來越多的是多媒體信息，通信容量日趨膨脹，為了提高信道利用率，增大信道的傳輸容量，只有采用復(fù)用技術(shù)才能滿足這種需要。

目前多路復(fù)用方法中用得最多的有兩大類：頻分復(fù)用(FDM)和時分復(fù)用(TDM)。頻分多路復(fù)用多用于模擬通信，時分復(fù)用多用于數(shù)字通信中。時分復(fù)用又分為兩類：同步時分復(fù)用和異步時分復(fù)用。5.2頻分復(fù)用(FDM)

在通信系統(tǒng)中，信道帶寬往往比所要傳送的一路信號的帶寬要寬得多。因此，一個信道上只傳送一路信號是非常浪費(fèi)的，故要采用頻分復(fù)用的方法充分利用信道的帶寬。頻分復(fù)用的原理方框圖如圖5-1所示。圖5-1頻分復(fù)用原理方框圖

實(shí)際上，為了防止各路信號間的相互干擾，各路信號之間還需留有一定的鄰路間隔防護(hù)頻帶，頻分復(fù)用信號的頻譜結(jié)構(gòu)如圖5-2所示。圖5-2頻分復(fù)用信號的頻譜結(jié)構(gòu)圖

其中: fm——每一路的最高頻率；

fg——鄰路間隔防護(hù)頻帶。5.3時分復(fù)用(TDM)

如圖5-3所示是頻譜重疊，而在時間上不重疊的信號的時分復(fù)用示意圖。圖5-3兩路信號時分復(fù)用示意圖 5.3.1同步時分復(fù)用 同步時分復(fù)用是以時間作為信號分割參量，各路信號在一個信道上占用不同的時間間隙進(jìn)行通信的一種通信方式，每路信號的抽樣頻率是固定的，各路信號之間的時隙也是固定的，信號的發(fā)送和接收必須保持嚴(yán)格的同步，否則根本無法正確傳輸信號，所以稱為同步時分復(fù)用。同步時分復(fù)用系統(tǒng)的示意圖如圖5-4所示。圖5-4同步時分復(fù)用系統(tǒng)示意圖

圖5-4中，每一路信號所占用的時間間隔稱為時隙，時隙1分給用戶1，時隙2分給用戶2，…，時隙n分給用戶n。n個時隙的總時間構(gòu)成一幀，每一幀的時間必須滿足抽樣定理的要求。時隙分配示意圖如圖5-5所示。圖5-5n路時隙分配示意圖

圖5-6為一字符交錯法的同步時分復(fù)用。圖5-6字符交錯法同步時分復(fù)用 5.3.2異步時分復(fù)用 在同步時分復(fù)用中，采用的是固定的時隙分配方式，即一幀中的各時間片以固定的方式分配給各路信號，而事實(shí)上，各路信號不會都一直不斷地需要傳輸數(shù)據(jù)，因而TDM的幀中總有部分時隙是空閑著的，使得時隙的利用率較低。為了實(shí)現(xiàn)更加快速地?cái)?shù)據(jù)傳輸，人們提出了異步時分復(fù)用，它是根據(jù)需要動態(tài)地分配時隙的一種時分復(fù)用方式，又稱統(tǒng)計(jì)時分復(fù)用或智能時分復(fù)用。異步時分復(fù)用的示意圖如圖5-7所示。圖5-7異步時分復(fù)用示意圖

同步時分復(fù)用與異步時分復(fù)用的傳輸過程如圖5-8所示。圖5-8同步TDM與異步TDM的傳輸過程5.4集中器

集中器是一種集中、分配信息的裝置，它將遠(yuǎn)程多個數(shù)據(jù)終端設(shè)備所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在遠(yuǎn)端集中，然后利用一條或幾條高速線路與主機(jī)相連。集中器的連接如圖5-9所示。圖5-9集中器的連接5.5集中器與異步TDM的比較

集中器與異步TDM都是異步傳送數(shù)據(jù)，且信道中傳送的都是多路信號，但它們是有一定的區(qū)別的。 首先，當(dāng)多路信號同時傳送時，異步TDM將每路信號接收下來，放在緩沖器中，然后按照時隙的先后進(jìn)行排列，再將數(shù)據(jù)內(nèi)容組成一幀一幀向外發(fā)送，一幀中有可能包含有多路信號的數(shù)據(jù)；而集中器傳送多路信號時，它采用的是爭用技術(shù)，讓多個終端同時訪問集中器，誰先搶到為數(shù)不多的輸出信道誰就可以傳輸數(shù)據(jù)，沒有搶到的則只有排隊(duì)等候，按一定規(guī)則輸出，多路信號之間不可能同時輸出所要發(fā)送的數(shù)據(jù)。

其次，由于異步TDM傳輸?shù)亩嗦沸盘杻?nèi)容是同時輸出的，因此其復(fù)用器是成對出現(xiàn)的，在接收端也必須有復(fù)用器對各路信號進(jìn)行區(qū)分；而集中器由于不是同時輸出多路信號，因此只需在遠(yuǎn)程終端中心設(shè)置。 最后，集中器由于要