多路復(fù)用技術(shù)介紹

多路復(fù)用最初是在電話中發(fā)展起來(lái)的。多個(gè)信號(hào)被組合在一起，通過(guò)一根電纜發(fā)送。多路復(fù)用過(guò)程將通信信道劃分為若干個(gè)邏輯信道，為每個(gè)信道分配不同的消息信號(hào)或要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流。通過(guò)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(guò)一個(gè)通道為多個(gè)用戶提供服務(wù)可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連接，在當(dāng)今的通信中，數(shù)字廣播，5G，Wi-Fi廣泛使用多路復(fù)用技術(shù)。

多路復(fù)用的類型

多路復(fù)用可分為：

1.頻分復(fù)用 (FDM)
2.時(shí)分復(fù)用 (TDM)
3.波分復(fù)用 (WDM)

多路復(fù)用器的類型

1.頻分復(fù)用（FDM）

頻譜在邏輯頻道之間劃分，每個(gè)用戶都可以獨(dú)占訪問他的頻道。它在幾個(gè)不同的頻率范圍內(nèi)發(fā)送信號(hào)，并在一根電纜上承載多個(gè)視頻通道。每個(gè)信號(hào)都被調(diào)制到不同的載波頻率上，并且載波頻率由保護(hù)帶分隔。傳輸介質(zhì)的帶寬超過(guò)了所有信號(hào)所需的帶寬。通常，對(duì)于頻分多路復(fù)用，使用模擬信令來(lái)傳輸信號(hào)，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(gè)用戶或信號(hào)。因此，所有信號(hào)同時(shí)傳輸，每個(gè)信號(hào)使用不同的頻率。

頻分復(fù)用 (FDM)

多路復(fù)用器接受輸入并將頻率分配給每個(gè)設(shè)備。多路復(fù)用器連接到高速通信線路。頻譜在每個(gè)用戶掛在特定頻率上的邏輯信道之間劃分。無(wú)線電頻譜是媒體和從媒體中提取信息的機(jī)制的一個(gè)例子。

FDM的優(yōu)點(diǎn)

*該過(guò)程簡(jiǎn)單且易于調(diào)制。
*相應(yīng)的多路復(fù)用器或多路分解器位于高速線路的末端，用于分離多路復(fù)用信號(hào)。
*對(duì)于頻分復(fù)用，使用模擬信令來(lái)傳輸信號(hào)。

FDM的缺點(diǎn)

*FDM 的一個(gè)問題是它無(wú)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(dāng)大的間隙，以確保來(lái)自一個(gè)頻帶的信號(hào)不會(huì)影響另一個(gè)頻帶中的信號(hào)。

2.時(shí)分復(fù)用（TDM）

每個(gè)用戶周期性地在一小段時(shí)間內(nèi)獲得整個(gè)帶寬，即整個(gè)信道專用于一個(gè)用戶但僅持續(xù)很短的時(shí)間段。它在計(jì)算機(jī)通信和電信中的應(yīng)用非常廣泛。信道的共享是通過(guò)在用戶之間劃分介質(zhì)上的可用傳輸時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它專門使用數(shù)字信號(hào)，而不是將電纜分成頻段。

TDM 將電纜使用分成多個(gè)時(shí)隙。傳輸介質(zhì)的數(shù)據(jù)速率超過(guò)信號(hào)的數(shù)據(jù)速率。為每個(gè)時(shí)間片使用一個(gè)幀和一個(gè)時(shí)隙，無(wú)論源是否有數(shù)據(jù)，都會(huì)傳輸時(shí)隙。

時(shí)分復(fù)用

有兩種類型的 TDM，如下所示：

1.同步時(shí)分復(fù)用
2.統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用
3.異步時(shí)分復(fù)用
4.交織時(shí)分復(fù)用

1. 同步時(shí)分復(fù)用： 它是同步的，因?yàn)閺?fù)用器和解復(fù)用器必須在時(shí)隙上達(dá)成一致。原來(lái)的時(shí)分復(fù)用。多路復(fù)用器以循環(huán)方式接受來(lái)自附加設(shè)備的輸入，并以永無(wú)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(gè)設(shè)備以比其他設(shè)備更快的速率生成數(shù)據(jù)，則多路復(fù)用器必須比對(duì)其他設(shè)備更頻繁地從該設(shè)備采樣輸入數(shù)據(jù)流，或者緩沖更快的輸入流。如果設(shè)備沒有任何內(nèi)容要傳輸，多路復(fù)用器仍必須將該設(shè)備的一段數(shù)據(jù)插入到多路復(fù)用流中。

同步時(shí)分復(fù)用

2.統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用： 它 是一種時(shí)分但按需而不是固定的，以每個(gè)數(shù)據(jù)包為基礎(chǔ)重新調(diào)度鏈路，來(lái)自不同源的數(shù)據(jù)包在鏈路上交錯(cuò)。它允許將比電路容量更多的節(jié)點(diǎn)連接到電路。工作的前提是并非所有節(jié)點(diǎn)都將始終以滿負(fù)荷傳輸。它必須傳輸終端標(biāo)識(shí)，即目的地 id 號(hào)。并且可能需要存儲(chǔ)。統(tǒng)計(jì)多路復(fù)用器僅傳輸來(lái)自活動(dòng)工作站的數(shù)據(jù)。如果工作站不活動(dòng)，則不會(huì)在多路復(fù)用流上浪費(fèi)空間。它接受傳入的數(shù)據(jù)流并創(chuàng)建一個(gè)僅包含要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的幀。

統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用

3.異步時(shí)分復(fù)用 ：是復(fù)用的一種，采樣率不同，也不需要通用時(shí)鐘，稱為異步時(shí)分復(fù)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(huì)將其時(shí)隙提供給其他設(shè)備。

4. Interleaving Time Division Multiplexing ：Interleaving TDM可以看做是兩個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的開關(guān)，一個(gè)在復(fù)用面上，一個(gè)在解復(fù)用面上。這些開關(guān)也可以反向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)它立即離開復(fù)用器表面并在解復(fù)用器表面釋放時(shí)，稱為交織。

3. 波分復(fù)用（WDM）

它與 FDM 相同，但應(yīng)用于光纖，不同之處在于這里的工作頻率要高得多，實(shí)際上它們?cè)?a target="_blank">光學(xué)范圍內(nèi)。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(guò)衍射光柵棱鏡。在長(zhǎng)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(fù)用(WDM)

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

1.密集波分復(fù)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(jìn)。
2.粗波分復(fù)用：它只組合了幾個(gè) lambda。在這種情況下，信道間隔更寬并且是更便宜的 DWDM 版本。