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詳談程控交換機(jī)中的多路復(fù)用技術(shù)

發(fā)表時(shí)間:2021年06月08日瀏覽量:

程控交換機(jī)中最關(guān)鍵的技術(shù)就是多路復(fù)用技術(shù),多路復(fù)用(MUX)這一術(shù)語(yǔ)來(lái)源于拉丁詞multi(許多)和plex(混合)。多路復(fù)用指的是復(fù)用信道,即是利用一個(gè)物理信道同時(shí)傳輸多個(gè)信號(hào),以提高信道利用率,使得一條線路能同時(shí)由多個(gè)用戶(hù)使用而互不影響。多路復(fù)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(yuǎn)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(gè)發(fā)送端和接收端之間連接著許多低速線路。 

    多路復(fù)用的優(yōu)點(diǎn)是:僅需一條傳輸線路,所需介質(zhì)較少,所用的傳輸介質(zhì)的容量可以得到充分利用。從而降低了設(shè)備費(fèi)用,提高了工作效率。而且用戶(hù)不需要進(jìn)行任何實(shí)際的修改,多路復(fù)用系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)是透明的,每個(gè)很遠(yuǎn)的地點(diǎn)都好像仍然直接接到總部所在地。同時(shí),由于線路中用的緩沖部件較少,時(shí)間延遲較少。 
    多路復(fù)用技術(shù)分為空分復(fù)用技術(shù)(SDM)和時(shí)分復(fù)用技術(shù),時(shí)分復(fù)用技術(shù)又分為頻分復(fù)用技術(shù)(FDM)和時(shí)分復(fù)用技術(shù)(TDM) 
    ★空分復(fù)用技術(shù)(SDM) 
    空分復(fù)用是指通過(guò)信號(hào)在空間上的分離來(lái)達(dá)到信道的復(fù)用。每一條鏈路對(duì)應(yīng)一對(duì)用戶(hù),這種技術(shù)適用于用戶(hù)較少的程控交換機(jī)。 
    ★頻分復(fù)用技術(shù)(FDM) 
    頻分復(fù)用(FDM)是指載波帶寬被劃分為多種不同頻帶的子信道,每個(gè)子信道可以并行傳送一路信號(hào)的一種技術(shù)。FDM常用于模擬傳輸?shù)膶拵ЬW(wǎng)絡(luò)中。
    在通信系統(tǒng)中,信道所能提供的帶寬通常比傳送一路信號(hào)所需的帶寬寬得多。如果一個(gè)信道只傳送一路信號(hào)是非常浪費(fèi)的,為了能夠充分利用信道的帶寬,就可以采用頻分復(fù)用的方法。在頻分復(fù)用系統(tǒng)中,信道的可用頻帶被分成若干個(gè)互不交疊的頻段,每路信號(hào)用其中一個(gè)頻段傳輸,因而可以用濾波器將它們分別濾出來(lái),然后分別解調(diào)接收。
    ●頻分復(fù)用原理
    在物理信道的可用帶寬超過(guò)單個(gè)原始信號(hào)所需帶寬情況下,可將該物理信道的總帶寬分割成若干個(gè)與傳輸單個(gè)信號(hào)帶寬相同(或略寬)的子信道;然后在每個(gè)子信道上傳輸一路信號(hào),以實(shí)現(xiàn)在同一信道中同時(shí)傳輸多路信號(hào)。多路原始信號(hào)在頻分復(fù)用前,先要通過(guò)頻譜搬移技術(shù)將各路信號(hào)的頻譜搬移到物理信道頻譜的不同段上,使各信號(hào)的帶寬不相互重疊;然后用不同的頻率調(diào)制每一個(gè)信號(hào),每個(gè)信號(hào)都在以它的載波頻率為中心,一定帶寬的通道上進(jìn)行傳輸。為了防止互相干擾,需要使用抗干擾保護(hù)措施帶來(lái)隔離每一個(gè)通道。
    ●頻分復(fù)用系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 
    頻分復(fù)用系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是信道復(fù)用率高,分路方便,因此頻分復(fù)用是目前程控交換機(jī)模擬通信中常采用的一種復(fù)用方式。但同時(shí)頻分復(fù)用又存在一些問(wèn)題,主要表現(xiàn)在各路信號(hào)之間的相互干擾,即串?dāng)_。引起串?dāng)_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(diào)信號(hào)頻譜的展寬。調(diào)制非線性所造成的串?dāng)_可以部分地由發(fā)送帶通濾波器消除,但信道傳輸中非線性所造成的串?dāng)_則無(wú)法消除。因而在頻分復(fù)用系統(tǒng)中對(duì)系統(tǒng)線性的要求很高。合理選擇載波頻率,并在各路已調(diào)信號(hào)頻譜之間留有一定的保護(hù)間隔,也是減小串?dāng)_的有效措施。
    ●時(shí)分復(fù)用技術(shù)(TDM) 
    時(shí)分復(fù)用是指一種通過(guò)不同信道或時(shí)隙中的交叉位脈沖,同時(shí)在同一個(gè)通信媒體上傳輸多個(gè)數(shù)字化數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻信號(hào)等的技術(shù)。
    ● 時(shí)分復(fù)用原理 
    時(shí)分復(fù)用建立在抽樣定理基礎(chǔ)上,因?yàn)槌闃佣ɡ硎惯B續(xù)的基帶信號(hào)變成在時(shí)間上離散的抽樣脈沖,這樣,當(dāng)抽樣脈沖占據(jù)較短時(shí)間時(shí),在抽樣脈沖之間就留出了時(shí)間空隙。利用這種空隙便可以傳輸其他信號(hào)的抽樣值,因此,就有可能在一條信道同時(shí)傳送若干個(gè)基帶信號(hào)。時(shí)分復(fù)用以時(shí)間作為信號(hào)分割的參量,故必須使各路信號(hào)在時(shí)間軸上互不重疊。由于每路數(shù)據(jù)總是使用每個(gè)時(shí)間片的固定時(shí)隙,所以這種時(shí)分復(fù)用也稱(chēng)為“同步時(shí)分復(fù)用”。 
    若媒體能達(dá)到的傳輸速率超過(guò)傳輸數(shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)傳輸速率,程控交換機(jī)可采用時(shí)分復(fù)用(TDM)技術(shù)將一條物理信道按時(shí)間分成若干個(gè)時(shí)間片,然后輪流分配給多個(gè)信號(hào)使用,每一時(shí)間片由復(fù)用的一個(gè)信號(hào)占用。這樣,利用每個(gè)信號(hào)在時(shí)間上的交叉,就可以在一條物理信道上傳輸多個(gè)數(shù)字信號(hào)。時(shí)分復(fù)用不僅局限于傳輸數(shù)字信號(hào),也可同時(shí)交叉?zhèn)鬏斈M信號(hào)。 
    ●時(shí)分復(fù)用的應(yīng)用 
    當(dāng)使用頻分復(fù)用時(shí)占有不同頻帶的多路信號(hào)合在一起在同一信道中傳輸,各路頻帶間要有防護(hù)頻帶;而時(shí)分復(fù)用則使占有不同時(shí)隙的多路信號(hào)合在一起在同一信道中傳輸,各路時(shí)隙間要有防護(hù)時(shí)隙。時(shí)分復(fù)用的典型例子:脈碼調(diào)制(PCM)信號(hào)的傳輸,把多個(gè)話路的PCM話音數(shù)據(jù)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(gè)時(shí)間片內(nèi)發(fā)送,每個(gè)時(shí)隙承載一路PCM信號(hào)。