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詳談程控交換機中的多路復用技術
發表時間:2021年06月08日瀏覽量:
在程控交換機中最關鍵的技術就是多路復用技術,多路復用(MUX)這一術語來源于拉丁詞multi(許多)和plex(混合)。多路復用指的是復用信道,即是利用一個物理信道同時傳輸多個信號,以提高信道利用率,使得一條線路能同時由多個用戶使用而互不影響。多路復用器連接許多條低速線路,并將它們各自所需的傳輸容量組合在一起后,在一條速度較高的線路上傳輸。也即低速線路在其遠端合并,僅由一條較高速度的線路傳輸所有信息,而不是在一個發送端和接收端之間連接著許多低速線路。
多路復用的優點是:僅需一條傳輸線路,所需介質較少,所用的傳輸介質的容量可以得到充分利用。從而降低了設備費用,提高了工作效率。而且用戶不需要進行任何實際的修改,多路復用系統對用戶是透明的,每個很遠的地點都好像仍然直接接到總部所在地。同時,由于線路中用的緩沖部件較少,時間延遲較少。
多路復用技術分為空分復用技術(SDM)和時分復用技術,時分復用技術又分為頻分復用技術(FDM)和時分復用技術(TDM)
★空分復用技術(SDM)
空分復用是指通過信號在空間上的分離來達到信道的復用。每一條鏈路對應一對用戶,這種技術適用于用戶較少的程控交換機。
★頻分復用技術(FDM)
頻分復用(FDM)是指載波帶寬被劃分為多種不同頻帶的子信道,每個子信道可以并行傳送一路信號的一種技術。FDM常用于模擬傳輸的寬帶網絡中。
在通信系統中,信道所能提供的帶寬通常比傳送一路信號所需的帶寬寬得多。如果一個信道只傳送一路信號是非常浪費的,為了能夠充分利用信道的帶寬,就可以采用頻分復用的方法。在頻分復用系統中,信道的可用頻帶被分成若干個互不交疊的頻段,每路信號用其中一個頻段傳輸,因而可以用濾波器將它們分別濾出來,然后分別解調接收。
●頻分復用原理
在物理信道的可用帶寬超過單個原始信號所需帶寬情況下,可將該物理信道的總帶寬分割成若干個與傳輸單個信號帶寬相同(或略寬)的子信道;然后在每個子信道上傳輸一路信號,以實現在同一信道中同時傳輸多路信號。多路原始信號在頻分復用前,先要通過頻譜搬移技術將各路信號的頻譜搬移到物理信道頻譜的不同段上,使各信號的帶寬不相互重疊;然后用不同的頻率調制每一個信號,每個信號都在以它的載波頻率為中心,一定帶寬的通道上進行傳輸。為了防止互相干擾,需要使用抗干擾保護措施帶來隔離每一個通道。
●頻分復用系統的優點
頻分復用系統的優點是信道復用率高,分路方便,因此頻分復用是目前程控交換機模擬通信中常采用的一種復用方式。但同時頻分復用又存在一些問題,主要表現在各路信號之間的相互干擾,即串擾。引起串擾的主要原因是濾波器特性不夠理想和信道中的非線性特性造成的已調信號頻譜的展寬。調制非線性所造成的串擾可以部分地由發送帶通濾波器消除,但信道傳輸中非線性所造成的串擾則無法消除。因而在頻分復用系統中對系統線性的要求很高。合理選擇載波頻率,并在各路已調信號頻譜之間留有一定的保護間隔,也是減小串擾的有效措施。
●時分復用技術(TDM)
時分復用是指一種通過不同信道或時隙中的交叉位脈沖,同時在同一個通信媒體上傳輸多個數字化數據、語音和視頻信號等的技術。
● 時分復用原理
時分復用建立在抽樣定理基礎上,因為抽樣定理使連續的基帶信號變成在時間上離散的抽樣脈沖,這樣,當抽樣脈沖占據較短時間時,在抽樣脈沖之間就留出了時間空隙。利用這種空隙便可以傳輸其他信號的抽樣值,因此,就有可能在一條信道同時傳送若干個基帶信號。時分復用以時間作為信號分割的參量,故必須使各路信號在時間軸上互不重疊。由于每路數據總是使用每個時間片的固定時隙,所以這種時分復用也稱為“同步時分復用”。
若媒體能達到的傳輸速率超過傳輸數據所需的數據傳輸速率,程控交換機可采用時分復用(TDM)技術將一條物理信道按時間分成若干個時間片,然后輪流分配給多個信號使用,每一時間片由復用的一個信號占用。這樣,利用每個信號在時間上的交叉,就可以在一條物理信道上傳輸多個數字信號。時分復用不僅局限于傳輸數字信號,也可同時交叉傳輸模擬信號。
●時分復用的應用
當使用頻分復用時占有不同頻帶的多路信號合在一起在同一信道中傳輸,各路頻帶間要有防護頻帶;而時分復用則使占有不同時隙的多路信號合在一起在同一信道中傳輸,各路時隙間要有防護時隙。時分復用的典型例子:脈碼調制(PCM)信號的傳輸,把多個話路的PCM話音數據用TDM的方法裝成幀(幀中還包括幀同步信息和信令信息),每幀在一個時間片內發送,每個時隙承載一路PCM信號。