多路復(fù)用技術(shù)介紹

多路復(fù)用最初是在電話中發(fā)展起來的。多個信號被組合在一起，通過一根電纜發(fā)送。多路復(fù)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(wù)可實現(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(nèi)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(diào)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(zhì)的帶寬超過了所有信號所需的帶寬。通常，對于頻分多路復(fù)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(fù)用 (FDM)

多路復(fù)用器接受輸入并將頻率分配給每個設(shè)備。多路復(fù)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(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。
*對于頻分復(fù)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(dāng)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(fù)用（TDM）

每個用戶周期性地在一小段時間內(nèi)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(yīng)用非常廣泛。信道的共享是通過在用戶之間劃分介質(zhì)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(zhì)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(fù)用

有兩種類型的 TDM，如下所示：

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

1. 同步時分復(fù)用： 它是同步的，因為復(fù)用器和解復(fù)用器必須在時隙上達成一致。原來的時分復(fù)用。多路復(fù)用器以循環(huán)方式接受來自附加設(shè)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(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。

同步時分復(fù)用

2.統(tǒng)計時分復(fù)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(chǔ)重新調(diào)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(biāo)識，即目的地 id 號。并且可能需要存儲。統(tǒng)計多路復(fù)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(fù)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(fù)用

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

4. Interleaving Time Division Multiplexing ：Interleaving TDM可以看做是兩個高速旋轉(zhuǎn)的開關(guān)，一個在復(fù)用面上，一個在解復(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，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，實際上它們在光學(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(fù)用(WDM)

它將多個數(shù)據(jù)流多路復(fù)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(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。
2.粗波分復(fù)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。