《计算机通信技术》多路复用PPT课件.ppt

计算机通信技术 第4章多路复用Multiplexing 1 本章内容 多路复用的概念频分多路复用同步时分多路复用统计时分多路复用波分多路复用 2 多路复用的概念 多路复用的概念多路复用的分类 3 多路复用的概念 多路复用是指在数据传输系统中 允许两个或多个数据源共享一个公共传输媒介子信道集合信道复合信号 4 多路复用系统 复用器也称为复接器 合波器等多路译码器也称为分接器 分波器 解复器等 5 多路复用的分类 频分多路复用FDM时分多路复用TDM同步时分多路复用 TDM 统计时分多路复用 STDM 波分多路复用WDM码分多路复用CDM 6 频分多路复用 FDM的原理和特性FDM应用实例多路载波通信系统 7 FDM的原理和特性 把传输频带分成若干个较窄的频带每个窄频带构成一个子通道 8 频率搬移 将信号搬移到传输媒介的不同传输频率范围内单边带调制 9 保护频带 相邻信道的频谱之间留有一定的频率间隔话音信号的频谱范围是300Hz 3400Hz分配的频带宽度一般规定为4kHz 10 FDM的问题 串扰保护频带互调噪声选择器件时 清除其非线性效应 11 FDM应用实例 音频电报系统ADSL的频谱划分 12 音频电报系统 载波电报FSK频移键控 13 ADSL的频谱划分 14 1 1MHz容量的双绞线频谱分成3个不同频段POTS信道上行数据信道下行数据信道 ADSL的基本结构 局端模块ATU C ADSL收发器 局端远端模块ATU R ADSL收发器 远端具体设备ADSL调制解调器 分离器 DSLAM DSLAccessMultiplexer 15 DMT的子信道 多载波调制技术我国ADSL线路传输的惟一选用技术256个子频段每个子频段内采用QAM 16 多路载波通信系统 基群 Group 超群 Super group 主群 Master group 超主群 Supermastergroup 巨群 Giantgroup 巨群 12 话路 5 基群 5 超群 3 主群 4 超主群 3600个话路 17 同步时分多路复用 TDM的原理和特性帧同步速率适配TDM数字通信的层次结构 18 时分多路复用的分类 同步时分多路复用 TDM 统计时分多路复用 STDM 19 时分多路复用 TDM FDM以频率作为分割信号的参量 采用模拟技术 对计算机通信不太合适 TDM以时间作为分割信号的参量 信号所占用的频带是重叠的 完全由数字线路实现 近几年得到广泛的应用 20 TDM的原理和特性 TDM的时隙和帧比特交错技术和字节交错技术同步时分多路复用的问题 21 TDM的原理 按时间区分各路信号 22 TDM的时隙和帧 TDM的时隙 时间片 在每个低速信道上采样停留的时间TDM帧一个扫描周期形成的一组比特流或字符流 23 同步 的含义 同步时分复用的 同步 是指分配给各数据源的时间片是固定不变的各数据源之间的时间片又可以不同 根据数据源的传输速率决定 速率越快 时间片越多 24 交错技术 比特交错技术字节交错技术 25 比特交错技术 每一个时隙只传送一个低速信道的1比特数据 26 比特交错技术 每一个时隙只传送一个低速信道的1比特数据 27 字节交错技术 每一个时隙传送一个低速信道的一个字节 28 字节交错技术的实现 每一个时隙传送一个低速信道的一个字节 29 同步时分多路复用的问题 帧同步目的 解决TDM帧如何定界的问题方法 找到帧的起始位置手段 帧同步码 成帧位 剥夺位帧同步 唯一线路码等速率适配目的 解决各式各样速率的数据流的同步问题手段 抽样法 跃变编码法 止码元调整法 30 帧同步 帧同步码成帧位同步剥夺位帧同步统计帧同步惟一线路码帧同步 31 帧同步码 专门增加一个时隙用来传送一个特殊的标识字符即 帧同步码E1线路帧结构 32 E1线路的失步条件和同步条件 失步条件连续收到的3个帧同步码均有错或在250ms时间内 集合信号为稳定的起极性码或止极性码 故障状态 同步条件在帧的同一比特位置上 连续收到6个无错的的同步码 即至少搜索6个帧的长度 并且同一时间内 在帧的其它任一比特位置上 没有连续收到2个或2个以上的帧同步码 33 成帧位 TDM帧中附加仅仅附加一位交替位模式101010 T1线路帧结构搜索到1 0交替模式达到30位 34 剥夺位帧同步 周期性地置换数据位最低有效位适用范围用于音频 视频数据源 35 统计帧同步 根据特定代码中 0 1 分布的概率来判别例如 Gray码在代码范围中心第2位是1 在两端为0 36 惟一线路码帧同步 帧同步码的电信号与数据的电信号不同幅度持续时间优点快速自动同步缺点产生和辨认需要额外要求 37 系统同步 同步复接统一的主时钟准同步复接各支路信号的标称速率相同异步复接低次群使用各自的时钟 38 速率适配的概念 把输入到复用器的数据信号变为等时数字信号 39 速率适配 抽样法跃变编码法止码元调整法 40 抽样法 用高速抽样频率为fs的脉冲对低速信道速率为fd的数据信号进行抽样 得到抽样速率为fs的等时信号 41 跃变编码法 将抽样脉冲分成一些比特组每组有2n 1个抽样脉冲每组根据跃变位置进行编码 42 止码元调整法 通过增加止码元个数进行调整 43 TDM数字通信的层次结构 T1线路E1线路SDH帧结构 44 通信网传输体制 PDHSDH 45 北美洲数字通信的层次结构 美国电报电话TDM体系结构 46 T1线路 T1线路的传输速率为193 8000 1 544Mbps 47 E1线路 E1线路上的传输速率64kbps 32路 2 048Mbps 48 SDH帧结构 块状帧9行270 N列段开销 SOH 区域管理单元指针 AUPTR 区域净负荷 Payload 区域 49 例题 5个信源通过同步TDM复用 每个信源每秒产生100个字节 假设采用字节交错技术 而且每帧需要1个比特同步 问 帧速率是多少 通路上的比特率是多少 50 统计时分多路复用 STDM的原理和特性STDM的构成ATM的复用方式 51 STDM的原理和特性 动态带宽分配STDM的性能STDM的构成 52 动态带宽分配 无数据就不分配时隙一个扫描周期的时间不固定同步TDM和STDM的比较 53 STDM的性能 低速信道标称数据传输速率之和与集合信道数据传输速率之比 为STDM的效率N为输入信源的数目R为每个信源的数据速率 54 STDM的构成 压缩编码数据缓冲器虚拟信道接入器帧存储器 55 ATM的复用方式 ATM信元的结构ATM信元的定界 56 ATM信元的结构 GFC 通用流量控制VPI 虚路径标识符VCI 虚信道标识符PT 负载类型CLP 信元丢失优先权HEC 信头差错控制 57 ATM信元的定界 利用HEC对信元定界HEC采用CRC校验生成多项式为x8 x2 x 1同步搜索连续6次检测HEC正确无误失步连续7次收到错误的HEC 58 波分多路复用 WDMDWDM 59 波分多路复用的概念 WDMWaveLengthDivisionMultiplex单股光纤上传送多个波长的光 60 WDM的光源 发光二极管LED便宜输出功率是1mW调制带宽较低激光二极管LDLD的输出功率是10mW调制带宽较高 61 合波器 光栅型分波器的结构 62 分波器 分解多个波长的光信号输出到各自的检波器PIN光电二极管APD雪崩光电二极管 63 DWDM 密集波分多路复用信道间隔为0 2nm到1 2nm 64 复用技术的比较 各种复用技术的比较复用器和数据集中器的比较 65 各种复用技术的比较 FDM与TDM技术的