淺談網(wǎng)絡(luò)中的多路復(fù)用技術(shù)

夏杰

摘要：在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，傳輸線路的成本占整個系統(tǒng)相當(dāng)大的比例。為了提高傳輸線路的利用率，一般采用讓多個數(shù)據(jù)通信合用一條傳輸線的方法，這就是多路復(fù)用技術(shù)。

關(guān)鍵詞：復(fù)用技術(shù);信道

頻分多路復(fù)用（Frequency Division Multiplexing，F(xiàn)DM）是將具有一定帶寬的信道分割為若干個較小頻帶的子信道，每個子信道供一個用戶使用。這樣在信道中就可同時傳送多個不同頻率的信號，如圖2-10所示。分割開的子信道的中心頻率不相重合，且各信道之間留有一定的空閑頻帶（也叫作保護(hù)頻帶），以保證數(shù)據(jù)在各子信道上的可靠傳輸。頻分多路復(fù)用實現(xiàn)的條件是信道的帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳輸每個單路信號所需要的帶寬。

時分多路復(fù)用（Time Division Multiplexing，TDM）是將一條物理線路按時間分成一個個的時間片，每個時間片常稱為一幀（Frame），每幀長125 ms，再分為若干時隙，輪換地為多個信號所使用。每一個時隙由一個信號（也即一個用戶）占用，也即在占有的時隙內(nèi)，該信號使用通信線路的全部帶寬，而不像FDM那樣，同一時間同時發(fā)送多路信號。時隙的大小可以按一次傳送一位、一個字節(jié)或一個固定大小的數(shù)據(jù)塊所需的時間來確定。從性質(zhì)上來看，時分多路復(fù)用特別適合于數(shù)字信號的傳輸。通過時分多路復(fù)用，多路低速數(shù)字信號可復(fù)用兩條高速的信道。例如，數(shù)據(jù)速率為48 kbps的信道可為5條速率為9600 bps 的信號時分多路復(fù)用，也可為20條速率為2400bps的信號時分多路復(fù)用。

同步時分多路復(fù)用是指時分方案中的時間片是預(yù)先分配好的，時間片與數(shù)據(jù)源是一一對應(yīng)的，不管某一個數(shù)據(jù)源有無數(shù)據(jù)要發(fā)送，對應(yīng)的時間片都是屬于它的，或者說各數(shù)據(jù)的傳輸定時是同步的。在接收端，根據(jù)時間片的序號來分辨是哪一路數(shù)據(jù)，以確定各時間片上的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)送往哪一臺主機(jī)。數(shù)據(jù)源A、B、C、D按時間先后順序分別占用被時分復(fù)用的信道。

異步時分多路復(fù)用是指各時間片與數(shù)據(jù)源無對應(yīng)關(guān)系，系統(tǒng)可以按照需要動態(tài)地為各路信號分配時間片。為使數(shù)據(jù)傳輸順利進(jìn)行，所傳送的數(shù)據(jù)中需要攜帶供接收端辨認(rèn)的地址信息，因此異步時分復(fù)用也稱為標(biāo)記時分復(fù)用技術(shù)。高速交換中的異步傳輸模式ATM就是采用這種技術(shù)來提高信道利用率的。

光波分多路復(fù)用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技術(shù)是在一根光纖中能同時傳播多個光波信號的技術(shù)。光波分多路復(fù)用的原理，在發(fā)送端將不同波長的光信號組合起來，復(fù)用到一根光纖上，在接收端又將組合的光信號分開（解復(fù)用），并送入不同的終端。

簡單地說，光波分多路復(fù)用是將一條單纖轉(zhuǎn)換為多條“虛纖”，每條虛纖工作在不同的波長上。光波分多路復(fù)用系統(tǒng)有3種基本結(jié)構(gòu)：光多路復(fù)用單纖傳輸系統(tǒng)、光雙向單纖傳輸系統(tǒng)、光分路插入傳輸系統(tǒng)。

光多路復(fù)用單纖傳輸系統(tǒng)，發(fā)送端將不同波長的已調(diào)制的光信號w1，w2，…，wN通過復(fù)用器（Multiplexer）組合在一起，在一條光纖中單向傳輸;接收端使用解復(fù)用器（Demultiplexer）將不同波長的信號分開，從而完成信號傳輸?shù)娜蝿?wù)。

光雙向單纖傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)中，用一條光纖實現(xiàn)兩個方向信號的同時傳輸，因而也稱為單纖全雙工通信系統(tǒng)。實現(xiàn)這種系統(tǒng)的關(guān)鍵思想是兩端都需要一組復(fù)用/解復(fù)用器（MD）。

光分路插入傳輸系統(tǒng)中，兩端都需要一組復(fù)用/解復(fù)用器（MD），復(fù)用器將光信號w3、w4插接到光纖中，解復(fù)用器將光信號w1、w2從光纖信號中分接出來，通過不同波長光信號的合流與分流實現(xiàn)信息的上、下通路。

現(xiàn)代通信網(wǎng)的基礎(chǔ)是通信技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，而完成計算機(jī)之間、計算機(jī)與終端之間以及終端與終端之間的信息傳遞的通信方式和通信業(yè)務(wù)就是數(shù)據(jù)通信。隨著計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合日趨緊密，數(shù)據(jù)通信作為計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，在現(xiàn)代通信領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色。本章主要介紹了數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識、常見的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)以及多路復(fù)用、數(shù)據(jù)交換等數(shù)據(jù)通信技術(shù)。