一文详解多路复用的类型

多路复用技术介绍

多路复用最初是在电话中发展起来的。多个信号被组合在一起，通过一根电缆发送。多路复用过程将通信信道划分为若干个逻辑信道，为每个信道分配不同的消息信号或要传输的数据流。通过单链路建立成功的传输可以节省宝贵的资源并降低通信成本。

此外，通过一个通道为多个用户提供服务可实现大规模连接，在当今的通信中，数字广播，5G，Wi-Fi广泛使用多路复用技术。

多路复用的类型

多路复用可分为：

1.频分复用 (FDM)
2.时分复用 (TDM)
3.波分复用 (WDM)

多路复用器的类型

1.频分复用（FDM）

频谱在逻辑频道之间划分，每个用户都可以独占访问他的频道。它在几个不同的频率范围内发送信号，并在一根电缆上承载多个视频通道。每个信号都被调制到不同的载波频率上，并且载波频率由保护带分隔。传输介质的带宽超过了所有信号所需的带宽。通常，对于频分多路复用，使用模拟信令来传输信号，即更容易受到噪声的影响。将非重叠频率范围分配给媒体上的每个用户或信号。因此，所有信号同时传输，每个信号使用不同的频率。

频分复用 (FDM)

多路复用器接受输入并将频率分配给每个设备。多路复用器连接到高速通信线路。频谱在每个用户挂在特定频率上的逻辑信道之间划分。无线电频谱是媒体和从媒体中提取信息的机制的一个例子。

FDM的优点

*该过程简单且易于调制。
*相应的多路复用器或多路分解器位于高速线路的末端，用于分离多路复用信号。
*对于频分复用，使用模拟信令来传输信号。

FDM的缺点

*FDM 的一个问题是它无法利用电缆的全部容量。
*重要的是频带不重叠。
*频带之间必须有相当大的间隙，以确保来自一个频带的信号不会影响另一个频带中的信号。

2.时分复用（TDM）

每个用户周期性地在一小段时间内获得整个带宽，即整个信道专用于一个用户但仅持续很短的时间段。它在计算机通信和电信中的应用非常广泛。信道的共享是通过在用户之间划分介质上的可用传输时间来实现的。它专门使用数字信号，而不是将电缆分成频段。

TDM 将电缆使用分成多个时隙。传输介质的数据速率超过信号的数据速率。为每个时间片使用一个帧和一个时隙，无论源是否有数据，都会传输时隙。

时分复用

有两种类型的 TDM，如下所示：

1.同步时分复用
2.统计时分复用
3.异步时分复用
4.交织时分复用

1. 同步时分复用： 它是同步的，因为复用器和解复用器必须在时隙上达成一致。原来的时分复用。多路复用器以循环方式接受来自附加设备的输入，并以永无止境的模式传输数据。这方面的一些常见示例是 T-1 和 ISDN 电话线。如果一个设备以比其他设备更快的速率生成数据，则多路复用器必须比对其他设备更频繁地从该设备采样输入数据流，或者缓冲更快的输入流。如果设备没有任何内容要传输，多路复用器仍必须将该设备的一段数据插入到多路复用流中。

同步时分复用

2.统计时分复用： 它 是一种时分但按需而不是固定的，以每个数据包为基础重新调度链路，来自不同源的数据包在链路上交错。它允许将比电路容量更多的节点连接到电路。工作的前提是并非所有节点都将始终以满负荷传输。它必须传输终端标识，即目的地 id 号。并且可能需要存储。统计多路复用器仅传输来自活动工作站的数据。如果工作站不活动，则不会在多路复用流上浪费空间。它接受传入的数据流并创建一个仅包含要传输的数据的帧。

统计时分复用

3.异步时分复用 ：是复用的一种，采样率不同，也不需要通用时钟，称为异步时分复用。异步 TDM 通常具有低带宽。如果没有任何东西要传输，这种类型的 TDM 会将其时隙提供给其他设备。

4. Interleaving Time Division Multiplexing ：Interleaving TDM可以看做是两个高速旋转的开关，一个在复用面上，一个在解复用面上。这些开关也可以反向旋转。当它立即离开复用器表面并在解复用器表面释放时，称为交织。

3. 波分复用（WDM）

它与 FDM 相同，但应用于光纤，不同之处在于这里的工作频率要高得多，实际上它们在光学范围内。由于带宽如此之大，光纤具有巨大的潜力。具有不同能带的光纤通过衍射光栅棱镜。在长途链路上合并，然后在目的地拆分。它具有高可靠性和非常高的容量。

波分复用(WDM)

它将多个数据流多路复用到一条光纤线上。不同波长的激光（称为 lambda）传输多个信号。光纤上承载的每个信号都可以以与其他信号不同的速率传输。

1.密集波分复用：它将许多（30、40、50 或更多）通道组合到一根光纤上。DWDM 信道具有非常高的容量，并且还在不断改进。
2.粗波分复用：它只组合了几个 lambda。在这种情况下，信道间隔更宽并且是更便宜的 DWDM 版本。