计算机网络技术介绍-第2章数据通信基础.ppt

§2.4　多路复用技术 多 路 复 用 器 多 路 复 用 器 一 条 传 输 线 路 传 输 多 路 信 号 计 算 机 计 算 机 传输信号要求的带宽与传输介质允许通过的带宽是不一样的，为了节省开销，应当充分利用传输介质的带宽。在一条介质上同时传送多于一路以上信号的传输方式，叫做该介质的多路复用。多路复用传输技术的基本原理如下图所示。 多路复用基本原理示意图 2.4.1　频分多路复用 1、频分多路复用的概念 在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况下，可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同的子信道，每个子信道传输一路信号，这就是频分多路复用。频分多路复用的基本工作原理如下图所示。 频分多路复用原理示意图 信道（1）f1 信道（2）f2 信道（3）f3 信道（4）f4 信道（5）f5 信道（6）f6 多路复用器 多路复用器 源1 源2 源3 源4 源5 源6 目标1 目标2 目标3 目标4 目标5 目标6 信道带宽Bm 警戒频带Bg 2.4.1　频分多路复用 频分多路技术实现示意图 104～108kHz 108kHz 0～4Hz 60～64kHz 64kHz 0～4Hz 100～104kHz 104kHz 0～4Hz 0～4Hz 108kHz 104～108kHz 0～4Hz 104kHz 100～104kHz 电话机1 电话机n 电话机2 0～4Hz 64kHz 60～64kHz 低通 调制器 带通 多 路 复 用 器 低通 调制器 带通 调制器 带通 低通 带通 调制器 低通 带通 调制器 低通 调制器 低通 带通 多 路 复 用 器 2、频分多路复用的技术实现　　 频分多路复用主要用于电话模拟信号的传输。频分多路复用技术用于模拟信号的频分传输，主要用于电话和电视系统。一根CATV电缆的带宽大约是500MHz，可传送80个频道的电视节目。每个频道6MHz的带宽中又进一步划分为声音子通道、视频子通道以及彩色子通道，并留有警戒频带。 2.4.2　时分多路复用 1、时分多路复用的概念 时分多路复用（TDM）是将一条物理信道的传输时间划分为若干个时间片，每个用户分得一个时间片，在其占有的时间片内用户使用通信信道的全部带宽。如果与FDM相比较，由于FDM是以信道频带作为分割对象，通过为多个信道分配互不重叠的频率范围的方法来实现多路复用，因此频分多路复用更适于模拟数据信号的传输，而TDM则以信道传输时间作为分割对象，通过为多个信道分配互不重叠的时间片的方法来实现多路复用，因此更适合于数字数据信号的传输。 2、时分多路复用的实现 时分多路复用在技术实现上，可分为同步时分多路复用和异步时分多路复用两种方式。 2.4.2　时分多路复用 (1) 同步时分：指发送端的多台计算机通过一条线路向接收端发送数据时进行分时处理，它们以固定的时隙进行分配。 (2) 异步时分：又被称为统计时分复用技术，它能动态地按需分配时隙，以避免每个时隙段中出现空闲时隙。异步时分在分配时隙时是不固定的，而是只给想发送数据的发送端分配其时隙段，当用户暂停发送数据时，则不给它分配时隙。 要接收的数据 A A A A B B C D D D B C D A B D A D A A A A A A B B C D D D 复 用 器 解 复 器 要发送的数据 时隙浪费,信道资源利用率底 一个周期的数据块(帧) 在不同时刻，开关切换到不同的输入设备 2.4.3　波分多路复用 1、波分多路复用（WDM） 采用的是波长分隔多路复用技术,在同一传输信道内传输多路不同波长的光信号。WDM和FDM基本上都基于相同原理,所不同的是WDM应用于光纤信道上的光波传输过程,而FDM应用于电模拟传输。波分多路复用原理如下图所示。 波分多路复用原理 2.4.3　波分多路复用 2、密集波分多路复用 密集波分多路复用(DWDM)是在WDM上发展起来的。最初，在一根光纤上只能传送两路光波信号，CIENA首先推出了16路信道系统，现在已能做到在一根光纤上复用80路甚至更多路数的光载波信号。 DWDM的工作原理如下图所示。 密集波分多路复用原理示意图 复 用 器 0 1 2 3 4 5 6 7 1550nm 1551mn 1552nm 1553nm 1554nm 1555nm 1556nm 1557nm 1550nm 1551mn 1552nm 1553nm 1554nm 1555nm 1556nm 1557nm 0 1 2 3 4 5 6 7 20Gbps EDFA 120km 分 用