多工技術__電腦網路

資料通訊系統或電腦網路系統中，傳輸媒體的頻寬或容量往往會大於傳輸單一訊號的需求，為了有效地利用通訊線路,希望一個通道同時傳輸多路訊號，這就是所謂的多工技術(Multiplexing)。採用多工技術能把多個訊號組合起來在一條物理通道上進行傳輸，在遠距離傳輸時可大大節省電纜的安裝和維護費用。頻分多工FDM (Frequency Division Multiplexing)和時分多工TDM (Time Division Multiplexing)是兩種最常用的多工技術。

頻分複用 (FDM) 頻分複用按 頻譜劃分通道，多路 基帶訊號被調製在不同的頻譜上。因此它們在頻譜上不會重疊，即在 頻率上正交，但在時間上是重疊的，可以同時在一個通道內傳輸。在頻分複用系統中，發送端的各路訊號m1(t)，m2(t)，…,mn(t)經各自的低通濾波器分別對各路 載波f1(t)，f2(t)，…，fn(t)進行調製,再由各路帶通濾波器濾出相應的邊帶（載波電話通常採用 單邊帶調製），相加後便形成頻分多路訊號。在接收端，各路的帶通濾波器將各路訊號分開，並分別與各路的載波f1(t)，f2(t)，…，fn(t)相乘，實現相干解調,便可恢複各路訊號,實現頻分多路通訊。 為了構造大容量的頻分複用裝置，現代大容量載波系列的頻譜是按模組結構由各種基礎群組合而成。根據國際 電報電話諮詢委員會(CCITT)建議,基礎群分為前群、基群、超群和主群。 ①前群，又稱3 路群。它由3個話路經變頻後組成。各話路變頻的載頻分別為12，16，20千赫。取上邊帶，得到頻譜為12～24千赫的前群訊號。 ②基群,又稱12路群。它由4個前群經變頻後組成。各前群變頻的載頻分別為84，96，108，120千赫。取下邊帶，得到頻譜為 60～108千赫的基群訊號。基群也可由12個話路經一次變頻後組成。 ③超群,又稱60路群。它由5個基群經變頻後組成。各基群變頻的載頻分別為420，468，516，564，612千赫。取下邊帶,得到頻譜為312～552千赫的超群訊號。 ④主群，又稱300路群。它由5個超群經變頻後組成。各超群變頻的載頻分別為1364,1612,1860，2108，2356千赫。取下邊帶,得到頻譜為812～2044千赫的主群訊號。3個主群可組成 900路的超主群。4個超主群可組成3600路的巨群。 頻分複用的 優點是通道複用率高，允許複用路數多，分路也很方便。 因此，頻分複用已成為現代類比通訊中最主要的一種複用方式，在類比式遙測、有線通訊、微波接力通訊和 衛星通訊中得到廣泛應用。 時分複用 若媒體能達到的位 傳輸速率超過傳輸資料所需的 資料轉送速率,則可採用 時分多工TDM技術,也即將一條 物理通道按時間分成若干個 時間片輪流地分配給多個訊號使用。每一時間片由複用的一個訊號佔用,而不像FDM那樣,同一時間同時發送多路訊號。這樣,利用每個訊號在時間上的交叉,就可以在一條物理通道上傳輸多個 數字訊號。這種交叉可以是位一級的,也可以是由位元組組成的塊或更大的資訊組進行交叉。如圖2.12(b)中的多工器有8個輸入,每個輸入的 資料速率假設為9.616ps,那麼一條 容量達76.8kbps的 線路就可容納8個訊號源。該圖描述的時分多工四M方案,也稱同步(Synchronous)時分多工TDM,它的時間片是預先分配好的,而且是固定不變的,因此各種訊號源的傳輸定時是同步的。與此相反, 非同步時分多工1DM允許 動態地分配傳輸媒體的時間片。 時分多工TDM不僅僅局限於傳輸數字訊號,也可以同時交叉傳輸 類比訊號。另外,對於類比訊號,有時可以把時分多工和 頻分多工技術結合起來使用。一個傳輸系統,可以頻分成許多條子通道,每條子通道再利用時分多工技術來細分。在寬頻 區域網路絡中可以使用這種混合技術。