多路復(fù)用技術(shù)ppt課件.ppt

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1、第6章多路復(fù)用技術(shù)在實(shí)際的通信系統(tǒng)中，經(jīng)常需要在兩地之間同時(shí)傳送多路信號。當(dāng)然可以采用每需要一個(gè)新的信道就建立一條單獨(dú)的線路來傳輸一路信號，但顯然這種方法大大浪費(fèi)了傳輸系統(tǒng)的效率和寶貴資源。目前，通信系統(tǒng)所采用的傳輸介質(zhì)，諸如同軸電纜、光纖、地面微波和衛(wèi)星微波。每一種媒介都具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過平均傳輸需求的承載能力。為了提高這些鏈路的傳輸效率，多路復(fù)用技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。多路復(fù)用技術(shù)就是能在一條線路上同時(shí)攜帶多個(gè)信號來高效地使用傳輸系統(tǒng)的技術(shù)。6.1多路復(fù)用概述在通信系統(tǒng)中，復(fù)用技術(shù)的使用極大地提高了信道的傳輸效率，取得了廣泛地應(yīng)用。多路復(fù)用就是

2、一種將一些彼此無關(guān)的低速信號按照一定的方法和規(guī)則合并成一路復(fù)用信號，并在一條公用信道上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，到達(dá)接收端后再進(jìn)行分離的方法。多路復(fù)用技術(shù)被廣泛使用的原因有兩點(diǎn)：（1）隨著數(shù)據(jù)率的提高，傳輸系統(tǒng)的性能價(jià)格比越高。（2）傳統(tǒng)通信設(shè)備要求達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸效率較低。圖6.1不復(fù)用和復(fù)用在復(fù)用系統(tǒng)中，多個(gè)設(shè)備共享一條鏈路。輸入端，多個(gè)設(shè)備將它們的傳輸信號輸送到復(fù)用器，復(fù)用器將這些信號組合成一個(gè)單獨(dú)的傳輸流（多合一）。在接收端，傳輸流被解復(fù)用器接收，并分解成原來的幾個(gè)獨(dú)立傳輸流（一分多），然后將它們傳輸?shù)狡谕慕邮赵O(shè)備。一般的多路復(fù)用功能，

3、包括復(fù)合、傳輸和分離3個(gè)過程。多路復(fù)用的理論依據(jù)是信號分割原理。實(shí)現(xiàn)信號分割的依據(jù)是信號之間的差別，這種差別可以體現(xiàn)在頻率參量上，也可以體現(xiàn)在時(shí)間參量上。因此，多路復(fù)用可以分為：頻分多路復(fù)用（FDM）、時(shí)分多路復(fù)用（TDM）、波分多路復(fù)用（WDM）和碼分多址復(fù)用（CDMA）。時(shí)分多路復(fù)用又可分為同步時(shí)分復(fù)用（通常稱為時(shí)分復(fù)用）和異步時(shí)分復(fù)用（通常也叫統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用）。在頻域內(nèi)，只要各信號在頻譜上不重疊，即可以在同一信道中傳輸，最后用濾波器將其分開，實(shí)現(xiàn)頻分多路復(fù)用。同理，只要各路信號在時(shí)間上不重疊，就可以在同一信道內(nèi)傳輸信號，實(shí)現(xiàn)時(shí)分

4、多路復(fù)用。而波分多路復(fù)用則把不同波長的信號復(fù)合在一起進(jìn)行傳送。6.2頻分多路復(fù)用（FDM）6.2.1頻分多路復(fù)用概念頻分多路復(fù)用是按照頻率參量的差別來分割信號的。當(dāng)傳輸介質(zhì)的帶寬大于要傳輸?shù)乃行盘柕膸捴蜁r(shí)，就可以使用FDM技術(shù)。在FDM中，將每個(gè)信號調(diào)制到不同的載波頻率上，調(diào)制后的信號被組合成可以通過媒介傳輸?shù)膹?fù)合信號。同時(shí)要保證載波頻率之間的間距足夠大，即保證這些信號的帶寬不會重疊，就可以實(shí)現(xiàn)在同一媒體上傳送多路信號。頻分多路復(fù)用（FDM）通道1解復(fù)用器頻分復(fù)用器…保護(hù)頻帶信號1輸出端輸入端通道2通道n…信號2信號n信號1信

5、號2信號n上圖為頻分多路復(fù)用的一般情況。多個(gè)信號源輸入到一個(gè)多路復(fù)用器上，復(fù)用器用不同的頻率調(diào)制每一個(gè)信號。每個(gè)調(diào)制后的信號都需要一個(gè)以它的載波頻率為中心的帶寬，稱之為通道（信道）。為了防止信號間的相互干擾，在每一條通道間使用保護(hù)頻帶進(jìn)行隔離。保護(hù)頻帶是一些無用的頻譜區(qū)。6.2.2頻分多路復(fù)用原理頻分多路復(fù)用技術(shù)是按照頻率的不同來復(fù)用多路信號的方法。在頻分復(fù)用中，信道的帶寬被分成若干個(gè)相互不重疊的頻段，每路信號占用其中一個(gè)頻段，因而在接收端可以采用適當(dāng)?shù)膸V波器將對路信號分開，從而恢復(fù)所需要的信號。原理如下圖所示。1.復(fù)用每一路信

6、號先被載波調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制，接著將調(diào)制得到的模擬信號疊加起來，形成復(fù)合信號，然后通過傳輸媒介傳送出去。每一路信號的頻譜被搬移到了中心的位置上。為了實(shí)現(xiàn)這種機(jī)制，必須選擇不同的合理載波頻率，以使不同信號的帶寬之間不會有重疊，否則就在接收端不能恢復(fù)原始信號。2.解復(fù)用在接收端，復(fù)合信號通過帶通濾波器（每個(gè)濾波器也都以為中心），信號又被分割成多路狀態(tài)，然后經(jīng)解調(diào)器后恢復(fù)為原始多路信號。6.2.3FMD性能評價(jià)1.優(yōu)點(diǎn)頻分多路復(fù)用優(yōu)點(diǎn)是復(fù)用路數(shù)多，分路方便，多路信號可同時(shí)在信道中傳輸，充分利用了傳輸帶寬，提高了系統(tǒng)效率。技術(shù)成熟，實(shí)現(xiàn)相對容易

7、。頻分多路復(fù)用常用于模擬通信系統(tǒng)中，特別是在有線和微波通信系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。2.缺點(diǎn)頻分多路復(fù)用缺點(diǎn)是設(shè)備龐大、復(fù)雜，不易小型化；各路間不可避免會出現(xiàn)干擾；本身不提供差錯(cuò)控制功能，不易對性能進(jìn)行監(jiān)測。在實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)中，正逐漸被時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)所取代。6.2.5波分多路復(fù)用（WDM）波分多路復(fù)用（WDM）實(shí)際上是頻分多路復(fù)用的一個(gè)變種，本質(zhì)上是光頻上的頻分復(fù)用技術(shù)。它除了復(fù)用和解復(fù)用以及采用光纖作為傳輸介質(zhì)之外，在概念上與頻分多路復(fù)用FDM相同，但它比FDM更有效。在WDM中，兩根光纖連到一個(gè)棱柱或光柵上，每根的能量處于不同的波段

8、。兩束光信號通過棱柱或光柵，合成到一根共享的光纖上，傳送到遠(yuǎn)方的目的地，然后再將它們分解。波分多路復(fù)用并沒有采用很多新的技術(shù)。由于每個(gè)信道有自己的波長（頻率）范圍，而且所有的范圍都是分隔的，所以它們可以被多路復(fù)用到長距離的光纖上。與電