2.5 多路复用技术

2.5.1 多路复用的工作原理

复用器（muldplexer）总是和分用器（demuldplexer）成对地使用，如图2-27所示。在复用器和分用器之间是用户共享的高速信道。分用器的作用正好和复用器的相反，它将高速线路传送过来的数据进行分用，分别送到相应的用户处。

图2-27 多路复用的工作原理

2.5.2 多路复用技术的分类

2.5.2.1 频分多路复用FDM

频分多路复用FDM是指在一条通信线路设计多路通信信道，每路信道的信号以不同的载波频率进行调制，各个载波频率是不重叠的，一条通信线路就可以同时独立地传输多路信号，如图2-28所示。

图2-28 频分多路复用FDM

2.5.2.2 波分多路复用WDM

波分复用就是光的频分复用，如图2-29所示。由于光载波的频率很高，因此习惯上用波长而不用频率来表示所使用的光载波。光纤通道技术采用了波长分隔多路复用方法，简称为波分复用WDM；目前一根单模光纤的传输速率可达到2.5Gb/s。采用色散补偿技术，则一根单模光纤的传输速率可达到10Gb/s。这几乎已到了单个光载波信号传输的极限值。在一根光纤上复用80路或更多路的光载波信号称为密集波分复用DWDM。

图2-29 波分多路复用WDM

2.5.2.3 时分多路复用TDM

时分多路复用是将信道用于传输的时间划分为若干个时间片；每个用户分得一个时间片；在每个用户占有的时间片内，用户使用通信信道的全部带宽。

同步时分多路复用（如图2-30所示）不足之处是使用时分复用系统传送计算机数据时，由于计算机数据的突发性质，一个用户对已经分配到的的子信道的利用率一般是不高的。当用户在某一时间段暂时无数据传输时（例如用户正在键盘上输入数据或正在浏览屏幕上的信息），那就只能让已经分配到手的子信道空闲着。

图2-30 同步时分多路复用

统计时分多路复用（如图2-31所示）是一种改进的时分复用，它能明显地提高信道的利用率。每一个STDM帧中的时隙数小于连接在集中器上的用户数。各用户有了数据就随时发往集中器的输入缓存，然后集中器按顺序依次扫描输入缓存，将缓存中的输入数据放入STDM帧中。对没有数据的缓存就跳过去。当一个帧的数据放满了，就发送出去。因此，STDM帧不是固定分配时隙，而是按需动态地分配时隙。因此统计时分复用可以提高线路的利用率。用户所占用的时隙并不是周期性地出现，又称为异步时分复用。由于STDM帧中的时隙并不是固定地分配给某个用户，因此在每个时隙中还必须有用户的地址信息，这是统计时分复用必须要有的和不可避免的一些开销。

图2-31 统计时分多路复用

2.5.2.4 码分复用CDM（Code Division Multiplexing）

码分复用是另一种共享信道的方法，人们更常用的名词是码分多址CD-MA（Code Division Multiple Access）。每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信。由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此各用户之间不会造成干扰。抗干扰能力，设备的价格和体积都大幅度下降，因而现在已广泛使用在民用的移动通信中，特别是在无线局域网中。增大通信系统的容量（是使用GSM的4～5倍），降低手机的平均发射功率。