多路復用技術介紹

多路復用最初是在電話中發(fā)展起來的。多個信號被組合在一起，通過一根電纜發(fā)送。多路復用過程將通信信道劃分為若干個邏輯信道，為每個信道分配不同的消息信號或要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流。通過單鏈路建立成功的傳輸可以節(jié)省寶貴的資源并降低通信成本。

此外，通過一個通道為多個用戶提供服務可實現(xiàn)大規(guī)模連接，在當今的通信中，數(shù)字廣播，5G，Wi-Fi廣泛使用多路復用技術。

多路復用的類型

多路復用可分為：

1.頻分復用 (FDM)
2.時分復用 (TDM)
3.波分復用 (WDM)

多路復用器的類型

1.頻分復用（FDM）

頻譜在邏輯頻道之間劃分，每個用戶都可以獨占訪問他的頻道。它在幾個不同的頻率范圍內發(fā)送信號，并在一根電纜上承載多個視頻通道。每個信號都被調制到不同的載波頻率上，并且載波頻率由保護帶分隔。傳輸介質的帶寬超過了所有信號所需的帶寬。通常，對于頻分多路復用，使用模擬信令來傳輸信號，即更容易受到噪聲的影響。將非重疊頻率范圍分配給媒體上的每個用戶或信號。因此，所有信號同時傳輸，每個信號使用不同的頻率。

頻分復用 (FDM)

多路復用器接受輸入并將頻率分配給每個設備。多路復用器連接到高速通信線路。頻譜在每個用戶掛在特定頻率上的邏輯信道之間劃分。無線電頻譜是媒體和從媒體中提取信息的機制的一個例子。

FDM的優(yōu)點

*該過程簡單且易于調制。
*相應的多路復用器或多路分解器位于高速線路的末端，用于分離多路復用信號。
*對于頻分復用，使用模擬信令來傳輸信號。

FDM的缺點

*FDM 的一個問題是它無法利用電纜的全部容量。
*重要的是頻帶不重疊。
*頻帶之間必須有相當大的間隙，以確保來自一個頻帶的信號不會影響另一個頻帶中的信號。

2.時分復用（TDM）

每個用戶周期性地在一小段時間內獲得整個帶寬，即整個信道專用于一個用戶但僅持續(xù)很短的時間段。它在計算機通信和電信中的應用非常廣泛。信道的共享是通過在用戶之間劃分介質上的可用傳輸時間來實現(xiàn)的。它專門使用數(shù)字信號，而不是將電纜分成頻段。

TDM 將電纜使用分成多個時隙。傳輸介質的數(shù)據(jù)速率超過信號的數(shù)據(jù)速率。為每個時間片使用一個幀和一個時隙，無論源是否有數(shù)據(jù)，都會傳輸時隙。

時分復用

有兩種類型的 TDM，如下所示：

1.同步時分復用
2.統(tǒng)計時分復用
3.異步時分復用
4.交織時分復用

1. 同步時分復用： 它是同步的，因為復用器和解復用器必須在時隙上達成一致。原來的時分復用。多路復用器以循環(huán)方式接受來自附加設備的輸入，并以永無止境的模式傳輸數(shù)據(jù)。這方面的一些常見示例是 T-1 和 ISDN 電話線。如果一個設備以比其他設備更快的速率生成數(shù)據(jù)，則多路復用器必須比對其他設備更頻繁地從該設備采樣輸入數(shù)據(jù)流，或者緩沖更快的輸入流。如果設備沒有任何內容要傳輸，多路復用器仍必須將該設備的一段數(shù)據(jù)插入到多路復用流中。

同步時分復用

2.統(tǒng)計時分復用： 它 是一種時分但按需而不是固定的，以每個數(shù)據(jù)包為基礎重新調度鏈路，來自不同源的數(shù)據(jù)包在鏈路上交錯。它允許將比電路容量更多的節(jié)點連接到電路。工作的前提是并非所有節(jié)點都將始終以滿負荷傳輸。它必須傳輸終端標識，即目的地 id 號。并且可能需要存儲。統(tǒng)計多路復用器僅傳輸來自活動工作站的數(shù)據(jù)。如果工作站不活動，則不會在多路復用流上浪費空間。它接受傳入的數(shù)據(jù)流并創(chuàng)建一個僅包含要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的幀。

統(tǒng)計時分復用

3.異步時分復用 ：是復用的一種，采樣率不同，也不需要通用時鐘，稱為異步時分復用。異步 TDM 通常具有低帶寬。如果沒有任何東西要傳輸，這種類型的 TDM 會將其時隙提供給其他設備。

4. Interleaving Time Division Multiplexing ：Interleaving TDM可以看做是兩個高速旋轉的開關，一個在復用面上，一個在解復用面上。這些開關也可以反向旋轉。當它立即離開復用器表面并在解復用器表面釋放時，稱為交織。

3. 波分復用（WDM）

它與 FDM 相同，但應用于光纖，不同之處在于這里的工作頻率要高得多，實際上它們在光學范圍內。由于帶寬如此之大，光纖具有巨大的潛力。具有不同能帶的光纖通過衍射光柵棱鏡。在長途鏈路上合并，然后在目的地拆分。它具有高可靠性和非常高的容量。

波分復用(WDM)

它將多個數(shù)據(jù)流多路復用到一條光纖線上。不同波長的激光（稱為 lambda）傳輸多個信號。光纖上承載的每個信號都可以以與其他信號不同的速率傳輸。

1.密集波分復用：它將許多（30、40、50 或更多）通道組合到一根光纖上。DWDM 信道具有非常高的容量，并且還在不斷改進。
2.粗波分復用：它只組合了幾個 lambda。在這種情況下，信道間隔更寬并且是更便宜的 DWDM 版本。