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详谈程控交换机中的多路复用技术

发表时间:2021年06月08日浏览量:

程控交换机中最关键的技术就是多路复用技术,多路复用(MUX)这一术语来源于拉丁词multi(许多)和plex(混合)。多路复用指的是复用信道,即是利用一个物理信道同时传输多个信号,以提高信道利用率,使得一条线路能同时由多个用户使用而互不影响。多路复用器连接许多条低速线路,并将它们各自所需的传输容量组合在一起后,在一条速度较高的线路上传输。也即低速线路在其远端合并,仅由一条较高速度的线路传输所有信息,而不是在一个发送端和接收端之间连接着许多低速线路。 

    多路复用的优点是:仅需一条传输线路,所需介质较少,所用的传输介质的容量可以得到充分利用。从而降低了设备费用,提高了工作效率。而且用户不需要进行任何实际的修改,多路复用系统对用户是透明的,每个很远的地点都好像仍然直接接到总部所在地。同时,由于线路中用的缓冲部件较少,时间延迟较少。 
    多路复用技术分为空分复用技术(SDM)和时分复用技术,时分复用技术又分为频分复用技术(FDM)和时分复用技术(TDM) 
    ★空分复用技术(SDM) 
    空分复用是指通过信号在空间上的分离来达到信道的复用。每一条链路对应一对用户,这种技术适用于用户较少的程控交换机。 
    ★频分复用技术(FDM) 
    频分复用(FDM)是指载波带宽被划分为多种不同频带的子信道,每个子信道可以并行传送一路信号的一种技术。FDM常用于模拟传输的宽带网络中。
    在通信系统中,信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽宽得多。如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的,为了能够充分利用信道的带宽,就可以采用频分复用的方法。在频分复用系统中,信道的可用频带被分成若干个互不交叠的频段,每路信号用其中一个频段传输,因而可以用滤波器将它们分别滤出来,然后分别解调接收。
    ●频分复用原理
    在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况下,可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同(或略宽)的子信道;然后在每个子信道上传输一路信号,以实现在同一信道中同时传输多路信号。多路原始信号在频分复用前,先要通过频谱搬移技术将各路信号的频谱搬移到物理信道频谱的不同段上,使各信号的带宽不相互重叠;然后用不同的频率调制每一个信号,每个信号都在以它的载波频率为中心,一定带宽的通道上进行传输。为了防止互相干扰,需要使用抗干扰保护措施带来隔离每一个通道。
    ●频分复用系统的优点 
    频分复用系统的优点是信道复用率高,分路方便,因此频分复用是目前程控交换机模拟通信中常采用的一种复用方式。但同时频分复用又存在一些问题,主要表现在各路信号之间的相互干扰,即串扰。引起串扰的主要原因是滤波器特性不够理想和信道中的非线性特性造成的已调信号频谱的展宽。调制非线性所造成的串扰可以部分地由发送带通滤波器消除,但信道传输中非线性所造成的串扰则无法消除。因而在频分复用系统中对系统线性的要求很高。合理选择载波频率,并在各路已调信号频谱之间留有一定的保护间隔,也是减小串扰的有效措施。
    ●时分复用技术(TDM) 
    时分复用是指一种通过不同信道或时隙中的交叉位脉冲,同时在同一个通信媒体上传输多个数字化数据、语音和视频信号等的技术。
    ● 时分复用原理 
    时分复用建立在抽样定理基础上,因为抽样定理使连续的基带信号变成在时间上离散的抽样脉冲,这样,当抽样脉冲占据较短时间时,在抽样脉冲之间就留出了时间空隙。利用这种空隙便可以传输其他信号的抽样值,因此,就有可能在一条信道同时传送若干个基带信号。时分复用以时间作为信号分割的参量,故必须使各路信号在时间轴上互不重叠。由于每路数据总是使用每个时间片的固定时隙,所以这种时分复用也称为“同步时分复用”。 
    若媒体能达到的传输速率超过传输数据所需的数据传输速率,程控交换机可采用时分复用(TDM)技术将一条物理信道按时间分成若干个时间片,然后轮流分配给多个信号使用,每一时间片由复用的一个信号占用。这样,利用每个信号在时间上的交叉,就可以在一条物理信道上传输多个数字信号。时分复用不仅局限于传输数字信号,也可同时交叉传输模拟信号。 
    ●时分复用的应用 
    当使用频分复用时占有不同频带的多路信号合在一起在同一信道中传输,各路频带间要有防护频带;而时分复用则使占有不同时隙的多路信号合在一起在同一信道中传输,各路时隙间要有防护时隙。时分复用的典型例子:脉码调制(PCM)信号的传输,把多个话路的PCM话音数据用TDM的方法装成帧(帧中还包括帧同步信息和信令信息),每帧在一个时间片内发送,每个时隙承载一路PCM信号。