复用技术课件.ppt

1、1复用技术复用技术2多个信息源共享一个公共信道复用类型FDM(频分复用)TDM(时分复用)WDM(波分复用)CDMA(码分复用)34在数据通信中，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。多路复用技术就是在发送端将多路信号进行组合（如广电前端使用的混合器），然后在一条专用的物理信道上实现传输，接收端再将复合信号分离出来。即多个信息源共享一个公共信道5两个或多个使用不同载波频率的信号可以在单一介质上同时传输而互不干扰。6FDM就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带（或称子信道），每一个子信道传输一路信号。频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中

2、所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰（条件之一）。78911传统的频分复用典型的应用莫过于广电HFC网络电视信号的传输了，不管是模拟电视信号还是数字电视信号都是如此，因为对于数字电视信号而言，尽管在每一个频道（8 MHz）以内是时分复用传输的，但各个频道之间仍然是以频分复用的方式传输的。1213时分复用就是将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干时间片（简称时隙），并将这些时隙分配给每一个信号源使用，每一路信号在自己的时隙内独占信道进行数据传输。1415时分复用技术的特点是时隙事先规划分配好且固定不变，所以有时也叫同步时分复用。其优点是时隙分配固定，便

3、于调节控制，适于数字信息的传输；缺点是当某信号源没有数据传输时，它所对应的信道会出现空闲，而其他繁忙的信道无法占用这个空闲的信道，因此会降低线路的利用率。16171819电话就是其中最经典的例子，此外时分复用技术在广电也同样取得了广泛地应用：如SDH，ATM，IP和HFC网络中CM与CMTS的通信都是利用了时分复用的技术。20212223电话系统用户本地电话系统（local）电话主干系统（backbone）数字主干线路 T1 E1 SONET/SDH2425数字线路具有更高的速度、更好的质量，更好的抗噪性能26最常见的拨号业务：双绞线连接用户的听筒和网络；这种连接被称为本地环，进入的网络称为公

4、用电话交换网：PSTN27提供了一个租用永久性连接到另一个用户的整条线路；这条线路是专用的；不需要拨号2829双方都必须是该业务的用户；用户不再需要调制解调器而是需要数据服务单元DSU设备，带有拨号面板安需分配带宽；用户可使用多条线路获得更宽的带宽30最大速率也是56kbps，但是用户有5种速率选择：2.4，4.8，9.6，19.2，56kbps，一旦选定，就遵守该速率3132它包含1 9 3个比特，共分成2 4个八比特的时隙（每个信道一个）。剩下的一个比特位称为分帧比特（Framing Bit），它用来实现同步。33 北美、日本 欧洲、中国、南美用数字信号传输语音和数据的时分复用标准34DS

5、-1、DS-4等都是业务名字；为了实现这些业务，电话公司采用了T线路（T1到T4）；这些线路的容量完全与DS1到DS4业务的数据速率相等35一帧为193比特，分成24个8比特时间片，每一帧再加上一个附加同步比特（2481193）设T1线路每秒传输8000帧，数据速率是1.544Mbps3637E LineRate(Mbps)VoiceChannels3839Asymmetrical Digital Subscriber Loop它是运行在原有普通电话线上的一种新的高速、宽带技术。所谓非对称主要体现在上行速率(最大为1.5Mbps)和下行速率(1.5Mbps9Mbps)的非对称性上。其传输距离最

6、长可以达到6km。ADSL的缺点是非常复杂且功耗很大（大约每条线路需要5W）。40安装ADSL时，只需在原有的电话线上加载一个复用设备，用户不必再增加一条电话线，因此，不收取电话费，但因ADSL占用PSTN线路资源和宽带网络资源，所以需要缴纳ADSL月租费4142信号载波在下行方向(电话局到终端)最多使用223个以4kHz间隔分隔的载波，在上行(终端到电话局)方向最多使用32个。ANSI标准规定每条4KHz的信道速率为60Kbps,即每波特最多可承载15bit信号。ADSL逻辑上的最高传输速度为载波223个15bit4000次，达到约13Mbit/秒。实际上,根据ADSL规格G.992.1，A

7、DSL调制解调器能够传输的最大速率为8Mbit。43距离距离(feet)速率速率(Mbps)9000 to 12000 to 16000 to=180001.544一定距离内标准的下传速率：一定距离内标准的下传速率：44ADSL有CAP和DMT两种标准，CAP由AT&T Paradyne设计，而DMT由Amati通信公司发明，其区别在于发送数据的方式。ANSI标准T1.413是基于DMT的，DMT已经成为国际标准,而CAP则大有没落之势。45Carrierless Amplitude/Phase ModulationCAP是AT&T Paradyne的专有调制方式，与QAM相似的调制技术。数据

8、被调制到单一载体信道，然后沿电话线发送。信号在发送前被压缩，在接收端重组。46Discrete Multi-Tone将数据分成多个子载体信道，测试每个信道的质量，然后赋予其一定的比特数。DMT用离散快速傅立叶变换创建这些信道。474849VDSL（Very high data rate Digital Subscribe Line，甚高数据速率数字环线）是DSL家族中速率最高的接入方式。其下行速率见附表。下行速率下行速率Mbps距离距离m12.9613.8150025.9227.6100051.8455.230050上行链路使用QPSK调制技术，理论速率12Mbps下行链路使用QAM调制技术，

9、理论速率30Mbps51525354原理原理：整个波长频带被划分为若干个波长范围，每个用户占用一个波长范围来进行传输。在光通信领域，人们习惯按波长而不是按频率来命名。因此，所谓的波分复用（WDM，）其本质上也是频分复用而已。由于WDM系统技术的经济性与有效性，使之成为当前光纤通信网络扩容的主要手段。55可以用不同波长分离和综合不同电信业务56WDM是在1根光纤上承载多个波长（信道）系统，将1根光纤转换为多条“虚拟”纤，当然每条虚拟纤独立工作在不同波长上，这样极大地提高了光纤的传输容量。通常有3种复用方式，即1 310 nm和1 550 nm波长的波分复用、稀疏波分复用CWDM、密集波分复用DW

10、DM 57波分复用（WDM）一根光纤上复用两路光载波信号，在20世纪70年代初时仅用两个波长 1 310 nm和1 550 nm波长的波分复用；利用WDM技术实现单纤双窗口传输 58CWDM使用1 2001 700 nm的宽窗口，稀疏波分复用（大波长间隔）器相邻信道的间距一般20 nm，它的波长数目一般为4波或8波，最多16波。当复用的信道数为16或者更少时，由于CWDM系统采用的DFB激光器不需要冷却，在成本、功耗要求和设备尺寸方面，CWDM系统比DWDM系统更有优势。它适合在地理范围不是特别大、数据业务发展不是非常快的城市使用。59密集波分复用（DWDM）一根光纤上可以承载8160个波长间

11、隔一般1.6 nm，主要应用于长距离传输系统。一根光缆尽可能多放光纤（例如100根以上），每根光纤再使用密集波分复用技术 例如100根速率为2.5Gb/s的光纤，采用16倍的密集波分复用，得到的总速率达到40Gb/s60在所有的DWDM系统中都需要色散补偿技术（克服多波长系统中的非线性失真四波混频现象）在16波DWDM系统中，一般采用常规色散补偿光纤来进行补偿，而在40波DWDM系统中，必须采用色散斜率补偿光纤补偿。目前，采用DWDM技术，单根光纤可以传输的数据流量高达40 Gbit/s，61实际的光载波间隔为0.8或1.6nm；一段距离后需要对衰减的光信号放大；采用EDFA：掺铒光纤放大器（

12、120km）；若采用光电中继器，需要每隔35km就要放大；62北电公司宣布于2000年起开发有160个波长波道数的波分复用系统每个波道传输10Gbps其中一根光纤传输信息容量为1.6Tbps。f=v/6364SONET：同步光纤网络（美国ANSI制定）SDH：同步数字结构（欧洲ITU-T制定）设计目标：线路互连，定义通用的信令标准 统一数字信道（如T1和E1不兼容）定义多路数字信道复用方式，达到Gbps 可以运行、管理和维护65同步传输信号STS SONET定义的信令的层次结构；每一个STS层次（STS-1到STS-192）都支持一个特定的数据速率；光纤载体OC 描述了支持每一层信令所需要链路

13、的概念规范和物理规范；这些规范实际上是留给生产厂商的66STSOCRate(Mbps)SPE(Mbps)User(Mbps)OC-151.8450.1249.536OC-3155.52150.336148.608OC-9466.56451.008445.824OC-12622.08601.344594.432OC-18933.12902.016891.648OC-241244.161202.6881188.864OC-361866.231804.0321783.296OC-482488.322405.3762377.728OC-1929953.289621.6049510.91267北美标准I

14、TU-T符号电信号符号电信号符号光信号符号光信号符号数据数率数据数率(Mb/s)电信号符号电信号符号STS-1OC-151.84-STS-3OC-3155.52STM-1STS-12OC-12622.08STM-4STS-48OC-4824488.32STM-16STS-192OC-1929953.28STM-64STS-768OC-76839813.12STM-256686970STS复用器/解复用器：将从不同来源的信号复用生成一个单一的STS信号，或者将一个STST信号分解为各种目标信号；再生器：是一个中继器，它接收光信号，然后再生它；添加/丢弃复用器：可以将从不同来源的信号添加到一个指定

15、的路径中，或者不需要解复用整个信号，就从一条路径中删除想要的信号并使它重定向。71Figure 20-372光学纤维层：包括光纤信道的物理规范、接收器敏感度、复用功能等；采用NRZ编码。段层：负责信号在物理段上的传输。处理成帧、拼凑和差错控制；段层开销增加到帧上。线路层 负责信号在物理线路上的传输；开销增加到帧上通路层 负责将信号从它的光源传送到目的地。在光源处，信号从电子形式转换为光形式，和其它信号复用在一起，并封装成帧；在光的目的地，将反过来。73747576同步负载封套：同步负载封套：SPE包含了用户数据以及传输所需要的开支7778帧的传输速率：8000帧/秒每帧的信息量：9908648

16、0bit信道的传输速率：6480800051.84Mbps79808182Code Division Multiple Access 码分复用（CDM）是靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式，主要和各种多址技术结合产生了各种接入技术，包括无线和有线接入。例如在多址蜂窝系统中是以信道来区分通信对象的，一个信道只容纳1个用户进行通话，许多同时通话的用户，互相以信道来区分，这就是多址。83CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的

17、带宽信号作相关处理把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。CDMA多址技术完全适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换等 84CDMA的特点是所有子信道在同一时间同一时间可以使用使用整个信道整个信道进行数据传输，它在信道与时间资源上均为共享，因此，信道的效率高，系统的容量大。由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此不会造成干扰；码分复用最初是用于军事通信，有很强的抗干很强的抗干扰能力扰能力；85在CDMA中，每一个比特时间再划分为m个短的间隔，称为码片；我们设m为8(通常是64/128)使用CDMA的每一个站被指派一个唯一的m bit码片序列。一个站如果耍

18、发送比特1，则发送它自己的每m bit码片序列。如果要发送比特0，则发送该码片序列的二进制反码。86例如：指派给S站的8bit码片序列是00011011。当S发送比特1时，它就发送序列00011O11而当S发送比特0时。就发送11100100将码片中的0写为-1，将1写为+1S站的码片序列是(-1-1-1+l+l-1+l+l)。87假定S站耍发送信息的数据率为b b/s。由于每一个比特要变成m个比特的码片因此S站实际上发送的数据率提高到mb b/s同时S站所占用的频带宽度也提高到原来数值的m倍。系统给每一个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并且还必须互相正交：即它们的内积为零88向量S表示站S

19、的码片向量，令T表示其他任何站的码片向量两个不同站的码片序列正交，就是向量S和T的内积都是0；例如假设：向量S为(-1-1-1+l+1-1+1+1)(-1-1-1+l+1-1+1+1)向量T为(-1-1+1-1+1+1+1-1)(-1-1+1-1+1+1+1-1)89p 经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量p Study Constantly,And You Will Know Everything.The More You Know,The More Powerful You Will Be写在最后90谢谢你的到来学习并没有结束，希望大家继续努力Learning Is Not Over.I Hope You Will Continue To Work Hard演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日