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1、数据通信中多路复用技术应用新探 摘要：在传统的远程数据通信网络中,一条传输信道(包括有线传输信道、无线传输信道和卫星传输信道等)只传输一路数据信息,线路的利用率很低,随着计算机远程终端数目的增加。就会使整个数据通信系统的成本提高。关键词：数据通信；多路复用；新探中图分类号：N37文献标识码：A为了提高线路利用率,降低系统成本,有必要采用多路复用技术,即多个终端通过多条低速线路汇接到一个多路复用器上,复用器再通过一条高速线路连接到计算机。比如安装四个远程终端,传统的作法是租用四对电话专线,各配一对调制解调器,如图1
2、所示。如果采用四通道多路复用器仅需一对专线和一对调制解调器即可,如图2所示,既节省通信线路、运行成本和调制解调器,又减少通信设施的维护量。多路复用器依次“采样”各通道的输入数据,然后将这些取样结某交叉汇合成单个数据流,并将这个数据流通过通信设施发送,在另一端用类似的复用器进行数据分离,确定通道地址,并将被分离的数据发送到各个目标通道。这些操作对用户、计算机和终端设备都是透明的。6多路复用器一般可分为频分多路复用、时分多路复用、统计式时分多路复用和网络式多路复用四种类型。不同的复用方式,对复用设备有这不同的要求。1.
3、频分多路复用(FOM)频分多路复用是早期的使用方法。它的出现是基于以下事实,即音频级的电话线路的带宽明显大于一条低速通道所要求的带宽。采用不同的中心颇率,几条通道可共享同一条线路。一般情况下,从一条音须级电路最多可以分离出24个低速通道。频分多路复用借助于频谱搬移技术,将一个信道分成若干个不同绷段fl,f2,⋯,fn的子信道,每个终端对应一个频率的子信道,并按照分配给自己的子信道把数据发送给计算机,计算机也按照不同的频段把数据送给终端,从而实现了在一条高速信道上传输多路用户数据的目的。FDM子信道的划分
4、如图3所示。在频分多路复用中,每个通道有固定的带宽及速度,空闲通道则擂入空字符传送,通道总速度因颇带宽度有限而有所限制,而且无误差控制。由于频分多路复用效率和灵活性相对来说都不高,目前多用千载波通信系统中,较少用千数据多路复用。2.时分多路复用(TOM)6时分多路复用是一种数字技术,它从每个低速通道交叉提取一个字符(字符TDM)或一个比特(比特TDM),然后将合成的数据流串行地沿一条高速线路发送。在另一瑞的复用器进行数据流分离后,将每个比特或每个字符提交给相应的通道。在时分多路复用中,复用器对外接的n路通道进行轮流
5、扫描,也就是分配给每个通道一个时间槽(T1MEsLOT)△tl,△t2,⋯,△tn。当△tl时刻复用器扫描到终端l,终端l的数据便通过复用器、高速线路传送到计算机,同时计算机也将数据通过相反的过程送给终端l。然后,复用器依次又扫描到终端2(△亡:时隙),重复上述过程。简单地说,时分复用器就象一个旋转开关一样不停地转动,开关掷到哪JL,哪儿的线路就接通。从实质上说,就是把一个消道从时间上分成若干个子信道,从而在一条信道上传输多个用户的数据。字符TDM较比特TDM应用广泛,主要是因为在复用异步通道时字符TD
6、M的效率较高。字符TDM先存储一个完整的字符,再沿高速线路发送,故能够在发送前从宇符中除去启停位,然后在另一端去复用时恢复之。因此,对接收到的每十位(数据加一个启动位和一个停止位)只需发送其中的八位。因而与比特TDM相比,高速线路的使用效率更高,通道容量更大。不过,在字符TDM中因需先存储一个字符,致使其延迟时间较比特TDM长,故比特TDM通常更多6地用于同步终端的多路复用。3.统计式时分乡路复用(S丁OM)在时分多路复用器中,每个通道不管有否数据传翰,在高速线路上都分配给一个固定的时间槽,如无信息传递则场入空字符
7、。因此,即使某个通道偶尔使用或使用率很低,时间槽必需照样分配,这就导致高速线路利用率不高。传统的TDM的另一个缺点是,在高速线路上发生错误时不能纠正,致使某个或多个通道接收到的数据不可靠。这对于本身带有出错校正功能的终端虽无影响,但由于目前便用的大多数终端是投有这种能力的简单异步设备,所以这种影响是不容忽视的。由于缺乏有效的出错校正能力,限制了传统TOM的应用,除质量非常高的线路外,大多数线路上的出错率对用户来说是不能接受的。对于速率在肠oobPs以上,多个通道共享一条高速线路的场合,这种影响更大。为了克服这些问题
8、,统计式复用器应运而生,井得到广泛的应用。在sTDM中,TOM的“数据核”被压缩,无空字符插入,但增加了编址信息,用来指定数据流中包含那些通道的数据字符,图4给出了TDM和STDM的“数据祯”的区别。采用STDM之后,高速线路的速度可低于各个通道速度之和,对典型的应用场合,可改进二至四倍。由于存在所有通道同时发送数据的可能性,STD6M须设置用于暂存低速数据
