多路复用技术ppt课件.ppt

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1、第6章多路复用技术在实际的通信系统中，经常需要在两地之间同时传送多路信号。当然可以采用每需要一个新的信道就建立一条单独的线路来传输一路信号，但显然这种方法大大浪费了传输系统的效率和宝贵资源。目前，通信系统所采用的传输介质，诸如同轴电缆、光纤、地面微波和卫星微波。每一种媒介都具有远远超过平均传输需求的承载能力。为了提高这些链路的传输效率，多路复用技术应运而生。多路复用技术就是能在一条线路上同时携带多个信号来高效地使用传输系统的技术。6.1多路复用概述在通信系统中，复用技术的使用极大地提高了信道的传输效率，取得了广泛地应用。多路复用就是

2、一种将一些彼此无关的低速信号按照一定的方法和规则合并成一路复用信号，并在一条公用信道上进行数据传输，到达接收端后再进行分离的方法。多路复用技术被广泛使用的原因有两点：（1）随着数据率的提高，传输系统的性能价格比越高。（2）传统通信设备要求达到的数据传输效率较低。图6.1不复用和复用在复用系统中，多个设备共享一条链路。输入端，多个设备将它们的传输信号输送到复用器，复用器将这些信号组合成一个单独的传输流（多合一）。在接收端，传输流被解复用器接收，并分解成原来的几个独立传输流（一分多），然后将它们传输到期望的接收设备。一般的多路复用功能，

3、包括复合、传输和分离3个过程。多路复用的理论依据是信号分割原理。实现信号分割的依据是信号之间的差别，这种差别可以体现在频率参量上，也可以体现在时间参量上。因此，多路复用可以分为：频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）、波分多路复用（WDM）和码分多址复用（CDMA）。时分多路复用又可分为同步时分复用（通常称为时分复用）和异步时分复用（通常也叫统计时分复用）。在频域内，只要各信号在频谱上不重叠，即可以在同一信道中传输，最后用滤波器将其分开，实现频分多路复用。同理，只要各路信号在时间上不重叠，就可以在同一信道内传输信号，实现时分

4、多路复用。而波分多路复用则把不同波长的信号复合在一起进行传送。6.2频分多路复用（FDM）6.2.1频分多路复用概念频分多路复用是按照频率参量的差别来分割信号的。当传输介质的带宽大于要传输的所有信号的带宽之和时，就可以使用FDM技术。在FDM中，将每个信号调制到不同的载波频率上，调制后的信号被组合成可以通过媒介传输的复合信号。同时要保证载波频率之间的间距足够大，即保证这些信号的带宽不会重叠，就可以实现在同一媒体上传送多路信号。频分多路复用（FDM）通道1解复用器频分复用器…保护频带信号1输出端输入端通道2通道n…信号2信号n信号1信

5、号2信号n上图为频分多路复用的一般情况。多个信号源输入到一个多路复用器上，复用器用不同的频率调制每一个信号。每个调制后的信号都需要一个以它的载波频率为中心的带宽，称之为通道（信道）。为了防止信号间的相互干扰，在每一条通道间使用保护频带进行隔离。保护频带是一些无用的频谱区。6.2.2频分多路复用原理频分多路复用技术是按照频率的不同来复用多路信号的方法。在频分复用中，信道的带宽被分成若干个相互不重叠的频段，每路信号占用其中一个频段，因而在接收端可以采用适当的带通滤波器将对路信号分开，从而恢复所需要的信号。原理如下图所示。1.复用每一路信

6、号先被载波调制器进行调制，接着将调制得到的模拟信号叠加起来，形成复合信号，然后通过传输媒介传送出去。每一路信号的频谱被搬移到了中心的位置上。为了实现这种机制，必须选择不同的合理载波频率，以使不同信号的带宽之间不会有重叠，否则就在接收端不能恢复原始信号。2.解复用在接收端，复合信号通过带通滤波器（每个滤波器也都以为中心），信号又被分割成多路状态，然后经解调器后恢复为原始多路信号。6.2.3FMD性能评价1.优点频分多路复用优点是复用路数多，分路方便，多路信号可同时在信道中传输，充分利用了传输带宽，提高了系统效率。技术成熟，实现相对容易

7、。频分多路复用常用于模拟通信系统中，特别是在有线和微波通信系统中应用非常广泛。2.缺点频分多路复用缺点是设备庞大、复杂，不易小型化；各路间不可避免会出现干扰；本身不提供差错控制功能，不易对性能进行监测。在实际的应用系统中，正逐渐被时分多路复用技术所取代。6.2.5波分多路复用（WDM）波分多路复用（WDM）实际上是频分多路复用的一个变种，本质上是光频上的频分复用技术。它除了复用和解复用以及采用光纤作为传输介质之外，在概念上与频分多路复用FDM相同，但它比FDM更有效。在WDM中，两根光纤连到一个棱柱或光栅上，每根的能量处于不同的波段

8、。两束光信号通过棱柱或光栅，合成到一根共享的光纤上，传送到远方的目的地，然后再将它们分解。波分多路复用并没有采用很多新的技术。由于每个信道有自己的波长（频率）范围，而且所有的范围都是分隔的，所以它们可以被多路复用到长距离的光纤上。与电