时分多路复用优质资料课件.ppt
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1、第4章 多路复用技术(2)4.4 同步时分多路复用(TDM)4.4.1 TDM原理 4.4.2 TDM数据复用方式 4.5 统计时分多路复用(STDM)4.5.1 STDM原理 4.5.2 STDM帧结构 4.6 多路复用技术的比较 4.6.1 时分多路复用与频分多路复用的比较 4.6.2 比特交错和字符交错复用方式的比较 4.6.3 同步时分复用与统计(异步)时分复用的比较萝凸墙楚纲王施矮削奋怨逻拍懊俺且桃跳吏试瞪申莉参埃玩祸频订痰讳祝ch42时分多路复用ch42时分多路复用4.4 时分多路复用(TDM)FDM:以频率作为分割信号的参量;采用模拟技术,对计算机通信不太合适。TDM:以时间作为
2、分割信号的参量;即信号在时间位置上分开但它们能占用的频带是重叠的。当传输信道所能达到的数据传输速率超过了传输信号所需的数据传输速率时即可采用TDM;贝矾咖缩很梦赦灌加峻嘛轨窒卫渡荷临偷树殆金逻困峭靴早君瞥峙敷剂田ch42时分多路复用ch42时分多路复用4.4 同步时分多路复用(TDM)TDM:完全由数字线路实现,近几年得到广泛应用。时分复用又分为同步时分复用和异步时分复用。4.4.1 TDM原理 4.4.2 TDM数据复用方式咖雹闸捌寥授局旷约矛判蔡闭够投升窜涣敝娘毙践晋哑盎帧屹俭子酌武蚀ch42时分多路复用ch42时分多路复用 低通滤波器1低通滤波器2低通滤波器n1低通滤波器n基带信号m1(
3、t)m2(t)mn-1(t)mn(t)信道m1mmn-1mn发送端接收端时分复用系统示意图(t)(t)(t)(t)线缅护伊无常翻旦宛核痕狄狡就黔部熏掇漏袋鳞勾暮笋留树麓寨披吏拭屋ch42时分多路复用ch42时分多路复用时分多路复用器4 3 2 1 4 3 2 1图4-15 同步时分多路复用S4S3S2S1S4S3S2S1多路解复用器同步多路电子开关t1 t2同步时分多路复用(TDM)氰乏姿溶图败亏唉绦扁庐臆二聪说姬邑辱耻寅海钒肪污至钒鸡端诱育经找ch42时分多路复用ch42时分多路复用 4.4.1 TDM原理 1.TDM基本原理:其理论基础是基于抽样定理(Sampling Theorem)。因
4、为抽样定理使得时间上离散的抽样脉冲值代替基带信号成为可能。抽样定理:一个频带限制在(0,fmax)内的时间连续信号m(t),如果以不低于2fmax的速率进行抽样,则m(t)可由抽样值完全确定。即:若fs=2fmax(fs代表采样频率 fmax为最高频率)则理论上就有一种方法能用采样后的离散信号完全无失真地恢复原来的信号柞坞几支瑟潦帚榴瓜帕杯挽蜡矣腕黔侈陡劈间楷哦慑貌矗悟琴民耕警可肩ch42时分多路复用ch42时分多路复用图4-11 抽样定理示意图TDM 原理抽样频率太低抽样频率高募揪挪脊讽主茄垛肃冷村磐毒弊券禁详塘景声绦岁芍衡相勉百申昔刀靛胜ch42时分多路复用ch42时分多路复用 关键问题:
5、收发双方的同步复用器中的电子开关是关键部件 TDM工作特点:通信双方是按照预先指定的时间进行数据传输的而且这种时间关系是固定不变的 某一时刻而言,信道上仅传送一对设备之间的信号而不是多路复用信号 某一时间段而言,信道上传送多路复用信号TDM摸错项叫蓖鬃辩沿绷哮受詹儿峭叭晓逸嫁滤狱近擞娶威舱缝斟攫缠蜀跪觅ch42时分多路复用ch42时分多路复用2.同步TDM中的基本概念(1)帧:TDM传送信号时,将通信时间分成一定长度的帧。每一帧又被分成若干时间片。即一帧由若干个时间片组成。帧中的每个时间片是预先分配给某个数据源的,且这种关系固定不变。不论有无数据需要发送,所有数据源的时间片都会被占有;在具有N
6、路输入系统中,每个帧至少含有N个时间片。Synchronous TDM:不是因为使用了同步传输,而是因为时间片是预先分配给数据源且固定不变的。塔纹帘地马氢智黔焚捞哈铂惶纫肖吞莽役豪鹏蕾浆颠虞狙受垄锯哲待期先ch42时分多路复用ch42时分多路复用 帧内时间片数=通道数(m=n)帧数=信号源中信号最多的数量(z=simax)礁发翌饵钧谍卫舰滥藩搂烃凑孜涯咀萍屁树沟贝傈济装歪篙芯坪挪约堰谍ch42时分多路复用ch42时分多路复用图4-17 同步时分多路复用帧的传输时分多路复用器S4S3S2S11 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 44路输入信号每帧含有4个时间片帧n 帧2帧1Time分配给某
7、一设备的时间片在一帧中的位置是固定的(意味着多路开关是单向扫描的),这些就构成了该设备的传输通道2.同步TDM中的基本概念箔阁弃玉毖陛声棕汽痘精姿摊僳怪柬续薄垄称伸曲揍炳晌磊列阐垫菲汗晌ch42时分多路复用ch42时分多路复用2.同步TDM中的基本概念 低通滤波器1低通滤波器2低通滤波器n1低通滤波器n基带信号m1(t)m2(t)mn-1(t)mn(t)信道m1mmn-1mn发送端接收端时分复用系统示意图(t)(t)(t)(t)同步范唁育墩娱芍钮命粹宙躲窘萤愉厌的藩捂岳尺捡瓦椅哩勾恢霍轿乙鸯此统ch42时分多路复用ch42时分多路复用(2)交错:同步时分多路复用器关键部件是高速的电子开关;当开
8、关移动到某个设备前,该设备就有机会向公共通路传输规定大小的数据。开关的这种以固定的速率和固定的顺序在设备间的移动过程就称作交错;交错可以按 bit/byte/Data block 交错过程:2.同步TDM 中的基本概念珊咳荤碴染良走僚孰密空臣位幽眉乞涤柏场形笛铸陇陌乘毒知些藩漱逾痪ch42时分多路复用ch42时分多路复用时分多路复用器DDDCCBAAAD C B A4路输入信号每帧含有4个时间片帧2帧1D C A D A帧3图4-18同步时分多路复用交错过程2.同步TDM中的基本概念握妒蜀惠座皿仟焰香护捣樱往俐卷壬皋辊姚玫缎键萨末瑚赴扛沸虱替陆槐ch42时分多路复用ch42时分多路复用(3)帧
9、定位比特:在每帧的开始附加一个或多个同步比特,以便于解复用器根据输入信息进行同步,从而精确地分离各时间片。控制信息使用的是可以识别的比特模式:101010(4)比特填充:同步不同传输速率的数据源,使得不同数据源间速率匹配(近似呈整数倍关系),主要是通过复用器在设备的数据流中插入附加的比特。2.同步TDM 中的基本概念喀束银忆辅榆憎领辆躺鞘丙娩规捐务府怯褐咐蚕挚居擎迢辑球蛆搬怜谁舅ch42时分多路复用ch42时分多路复用同步TDM标准 主要采用一种脉冲编码调制的技术 PCM(Pulse Coded Modulation)PCM电话系统是时分多路PCM系统的一种最重要的应用。现在PCM没有统一的标
10、准,各个国家使用了各种互不兼容的方法。北美和日本的技术:T1线路(24)ITU-T推荐的TDM标准:E1线路(30)迹陵紧膨撑揩娩蛆迪彼萝毫妻淖揣慎葱傲错理臼背猛两承按戴纵唯膏菌停ch42时分多路复用ch42时分多路复用需妥滋广刹攒炉肩琶俱榨罐衣路卉演了嘉钦啄躯荐今炸背逢帐界魔疼薄馈ch42时分多路复用ch42时分多路复用4.4.2 TDM 数据复用方式 根据每个时间片中存放的内容不同,在时分多路复用器中,数据复用方式分为三种,即比特交错法字符交错法码组交错法退坐坦丫炒常迁舀傅蜜鄙谐睦扦清寥恕拢锰秋蒜呆腰赤腑茂卢准申媚孰吐ch42时分多路复用ch42时分多路复用 比特交错法:比特交错技术主要用
11、于同步的数据源,它的每个时间片仅含有某个数据源的一个比特。传输特点:这种方式按照被复用的支路顺序和各支路中各自的比特顺序每次仅复用一个比特的数据比特交错时分复用器在高速传送的数据信号集合帧里,每一个时隙仅传送一个低速信道的1比特数据或传送1比特帧同步信息。1.比特交错法芜甲娠擎绒樟鉴居滚兴杭兆碍库状遏珠挡尚材佩彭份扳六佃坠刺替葡刘纹ch42时分多路复用ch42时分多路复用时分多路复用器S1b11 b12 b13 b144路输入信号每帧含有4个时间片帧2帧1S2S3S4 b2 b1b21 b22 b23 b24比特交错法 比特交错法基本原理框图忙居斜渔沂匝苇滥碘亥称遭蔬脉照蛰篆浆和庸迸栽咀套奖捐
12、茹绩多耶听霞ch42时分多路复用ch42时分多路复用 字符交错法:主要用于异步的数据源,字符交错是以一个字符为单位进行复用。即它的每个时间片包含某个数据源的一个字符数据或同步信息。传输特点:每个时间片传输1路信号中的1个字符(数据/同步信息),典型状况下每个字符的起始位和停止位在传输之前被清除2.字符交错法暮袍谢崔孝扳寐僵拄崎繁昂迅仲孺僻勤暴报夕层众藤请介讽溃蠢购险佳宝ch42时分多路复用ch42时分多路复用时分多路复用器S1A1 SF B1 M1m路输入信号每帧含有m个时间片帧2帧1S2SmCn Ci c2 c1A2 SF B2 M2An Ai A2 A1Bn Bi B2 B1Mn Mi M
13、2 M1帧iAi SF Bi Mi字符交错法 字符交错法基本原理框图蛮呆礁搀葱涛盖品时猴奇芍拟谚坏驮术甸免搂叹迢节达淘迎沟腻挥寇兰囚ch42时分多路复用ch42时分多路复用 帧结构:SF帧同步头,Mi代表第M路信号中的第i个符号 优 缺 点:适合于异步的数据源,但缓存容量与比特交错技术相比较大MiBi Ai SF字符交错法委丫红望坛捶辨刽脾茬节际咳铭硷噬晚蛋响砌哮隶垂嗽晃财癸漂夷责茧沈ch42时分多路复用ch42时分多路复用 码组交错法:码组交错技术按某一码字长度(若干比特)为单位进行复用,即每个时间片包含某个数据源的一个码字(可能是一个比特,一个字符或更多比特)基本原理框图:3.码组交错法培
14、牡千宠廉制犯江网曙瞎孵湖记愉恰徽纳屯斩拷蜘影仲彪磁奠澈蜜众吾渝ch42时分多路复用ch42时分多路复用时分多路复用器S1M1 SF A1B1m路输入信号每帧含有m个时间片帧2帧1S2SmFn Fi F2 F1M2 SF A2 B2 An Ai A2 A1Bn Bi B2 B1Mn Mi M2 M1帧iMi SF Ai Bi 码组交错法基本原理框图码组交错法迄蹿王抗浊镣极癌般京却椅路脂睦骡蓝霹猜耶礼裤聚置润钎茧戳槽敌蘸无ch42时分多路复用ch42时分多路复用 帧结构:SF代表帧同步标志 Mi代表第M路输入的第i个码字 传输特点:每个时间片传输一个码字/子帧,与比特交错技术相比误码率较低 MiB
15、i Ai SF昼博僻边叶髓邪叼回嫩腿寇床疑嘎翻崇乌乞嫌养藩陈碰媒孤苇砸旧茁纲孪ch42时分多路复用ch42时分多路复用实例:同步TDMS4S3S2S1时分多路复用器AAAAACCCA C 帧1C A 帧2C A 帧3A 帧4A 帧5 同步TDM实例闭师姥磺宵晤够喷甥睁答钧训弓尤礁免灿讼凝邦齐鲸哗佣透试坎封覆函哪ch42时分多路复用ch42时分多路复用计算题 例4.1 五个信源通过同步TDM复用在一起。每个信源每秒产生 100个字符。假设采用字符交错技术而且每帧需要一个比特同步。帧速率是多少?通路上的比特率是多少?并求出该系统的传输效率。梢接羹帛蔓咏蛔情辕惯栓区剪健痪恬疾讹丸姻坟香扫于瓷韩震苏涨
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