第八組多路復用技術答辯

1、第八組答辯 多路復用技術是把多個低信道組合成 一個高速信道的技術，它可以有效的 提高數據鏈路的利用率，從而使得一 條高速的主干鏈路同時為多條低速的 接入鏈路提供服務，也就是使得網絡 干線可以同時運載大量的語音和數據 傳輸 頻分多路復用技術FDM （Frequency Division Multiplexing） 指用不同頻率傳送各路消 息，以實現(xiàn)多路通信。這種方法 也叫頻率復用。無線電廣播和電 視廣播是大家最熟悉也是最明顯 的頻分復用的例子。每個電臺的 載波和其他電臺的載波起碼相 2Wm 。在無線電廣播中，這大約 10kHZ。廣播接受機通過適當的調 諧可以選擇需要的信號。 復用路數的多少主要取

2、決 于允許帶寬和費用。頻分 復用的主要優(yōu)點是復用路 數多、分路方便，因此是 目前模擬通信中最主要的 一種復用方式，特別是在 有線和微波通信系統(tǒng)中獲 得廣泛應用，缺點是設備 龐大、復雜。 在通信系統(tǒng)中，信道所能提供的帶寬通常比傳送一路信號所需的帶寬寬得多。如果一個 信道只傳送一路信號是非常浪費的，為了能夠充分利用信道的帶寬，就可以采用頻分復 用的方法。在頻分復用系統(tǒng)中，信道的可用頻帶被分成若干個互不交疊的頻段，每路信 號用其中一個頻段傳輸，因而可以用濾波器將它們分別濾出來，然后分別解調接收。 發(fā)送端：由于消息信號往往不是嚴格的限帶信號，因而在發(fā)送端各路消息首先經過低通 濾波，以便限制各路信號的最

3、高頻率 ，為了分析問題的方便，這里我們假設各路的調 制信號fm 的頻率都相等。然后對各路信號進行線性調制，各路調制器的載波頻率不同。 在選擇載頻時，應考慮到邊帶頻譜的寬度。同時，為了防止鄰路信號間的相互干擾，還 應留有一定的保護頻帶，即 fc(i+1)=fci +(fm+fg) , i=1,2.n 其中: fc(i+1) 與 fci分別為第i+1 路與 i路的載頻頻率; fm 每一路調制信號的最高頻率,本設計中為 3400Hz; fg 鄰路間保護帶。 接收端：在頻分復用系統(tǒng)的接收端，首先用帶通濾波器(BPF)來區(qū)分各路信號的頻譜,然 后,通過各自的相干解調器解調,再經低通濾波后輸出,便可恢復各

4、路的調制信號。 具體解釋 傳統(tǒng)方式 傳統(tǒng)的頻分復用典型的應用莫過于廣電HFC網 絡電視信號的傳輸了，不管是模擬電視信號 還是數字電視信號都是如此，因為對于數字 電視信號而言，盡管在每一個頻道(8 MHz)以 內是時分復用傳輸的，但各個頻道之間仍然 是以頻分復用的方式傳輸的。 新型技術 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交頻分復用技術，實際上 OFDM是MCM Multi- CarrierModulation，多載波調制的一種。其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并 行的低速子數據流，調制到在每個子信道上進

5、行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開，這樣可 以減少子信道之間的相互干擾 ICI 。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬，因此每個子信道上的可以看 成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡 變得相對容易。 OFDM與CDMA技術結合: CDMA系統(tǒng)是一個干擾(或信噪比)受限系統(tǒng)。其容量主要受限于移動信道中的主要干擾：多徑干擾和多址干擾；其 速率也受限于多徑干擾產生的時延功率譜擴展與信息符號碼元之間的比值，即相對多徑干擾比值。 正交多載波技術OFDM是克服多徑干擾最有效的手段，它通過并行傳送降低傳送速率，增大信息碼元周期

6、，大大削 弱了多徑干擾的影響。它既可增大系統(tǒng)容量又可以提高系統(tǒng)傳送速率，即可以克服CDMA系統(tǒng)中存在的這兩方面主 要缺點。 在移動通信系統(tǒng)中，需要在每個小區(qū)同時支持多個用戶的通信，而CDMA就是一種較理想的多用戶的多址通信方式 ，它利用地址碼來正交(或準正交)的區(qū)分用戶；另一方面OFDM又可以在多個載波上進行并行傳送，既可以提高頻 譜利用效率，又可以實現(xiàn)較理想的頻率分集的效果，提高抗衰落、抗干擾的能力。 另一方面，由于在移動通信中，移動用戶隨機分布在小區(qū)內，各自具有完全不同的信道傳輸條件，因此很難找到 合適的信道分配方法來保證每一個用戶業(yè)務性能。然而OFDM可以靈活的采用與信道特性相匹配的速率

7、自適應方式( 利用信息論中注水定理)來解決這個難題 時分多路復用技術TDM （Time Division Multiplexing） 時分多路復用（TDM）是按傳輸信號的時間進行分割的， 它使不同的信號在不同的時間內傳送，將整個傳輸時間 分為許多時間間隔（Time Slot，TS，又稱為時隙），每 個時間片被一路信號占用。TDM就是通過在時間上交叉發(fā) 送每一路信號的一部分來實現(xiàn)一條電路傳送多路信號的 。電路上的每一短暫時刻只有一路信號存在。因數字信 號是有限個離散值，所以TDM技術廣泛應用于包括計算機 網絡在內的數字通信系統(tǒng)，而模擬通信系統(tǒng)的傳輸一般 采用FDM。 時分復用，(Time Div

8、ision Multiplexer,TDM)，是把一 個傳輸通道進行時間分割以傳送若干話路的信息，把N個 話路設備接到一條公共的通道上，按一定的次序輪流的 給各個設備分配一段使用通道的時間。當輪到某個設備 時，這個設備與通道接通，執(zhí)行操作。 與此同時，其它 設備與通道的聯(lián)系均被切斷。 待指定的使用時間間隔一 到，則通過時分多路轉換開關把通道聯(lián)接到下一個要連 接的設備上去。 時分制通信也稱時間分割通信，它是數 字電話多路通信的主要方法，因而PCM通信常稱為時分多 路通信。 技術背景 為了提高通信系統(tǒng)信道的利用率，話音信號的傳輸往往采用多路復用通信 的方式。這里所謂的多路復用通信方式通常是指：在一

9、個信道上同時傳輸 多個話音信號的技術，有時也將這種技術簡稱為復用技術。復用技術有多 種工作方式，例如頻分復用、時分復用以及碼分復用等。 頻分復用是將所給的信道帶寬分割成互不重疊的許多小區(qū)間，每個小區(qū)間 能順利通過一路信號，在一般情況下可以通過正弦波調制的方法實現(xiàn)頻分 復用。頻分復用的多路信號在頻率上不會重疊，但在時間上是重疊的。 時分復用是建立在抽樣定理基礎上的。抽樣定理使連續(xù)(模擬)的基帶信號 有可能被在時間上離散出現(xiàn)的抽樣脈沖值所代替。這樣，當抽樣脈沖占據 較短時間時，在抽樣脈沖之間就留出了時間空隙，利用這種空隙便可以傳 輸其他信號的抽樣值。因此，這就有可能沿一條信道同時傳送若干個基帶 信

10、號。 碼分復用是一種以擴頻技術為基礎的復用技術。 PAM時分復用原理 為了便于分析時分復用(TDM)技術的基本原理，這里假設有3路PAM信號進行時分 多路復用，其具體實現(xiàn)方法如下圖一所示： 從上圖可以看到，各路信號首先通過相應的低通濾波器，使輸入信號變?yōu)閹?信號。然后再送到抽樣開關(或轉換開關)，轉換開關(電子開關)每秒將各路信 號依次抽樣一次，這樣3個抽樣值按先后順序錯開納入抽樣間隔之內。合成的復 用信號是3個抽樣消息之和，如下圖二所示。由各個消息構成單一抽樣的一組脈 沖叫做一幀，一幀中相鄰兩個抽樣脈沖之間的時間間隔叫做時隙，未能被抽樣 脈沖占用的時隙部分稱為防護時間。 圖二 多路復用信號

11、可以直接送入信道傳輸，或者加到調制器上變換成適于信道傳輸的形式后再 送入信道傳輸。 在接收端，合成的時分復用信號由分路開關依次送入各路相應的重建低通濾波，恢復出原 來的連續(xù)信號。在TDM中，發(fā)送端的轉換開關和接收端的分路開關必須同步。所以在發(fā)端和 收端都設有時鐘脈沖序列來穩(wěn)定開關時間，以保證兩個時鐘序列合拍。 根據抽樣定理可知，一個頻帶限制在fH范圍內的信號，最小抽樣頻率值為2fH，這時就可利 用帶寬為的理想低通濾波器恢復出原始信號來。對于頻帶都是fH的N路復用信號，它們的獨 立抽樣頻率為2N*fH，如果將信道表示為一個理想的低通形式，則為了防止組合波形丟失信 息，傳輸帶寬必須滿足B=N*fH

12、。 時分復用的PCM系統(tǒng)（TDMPCM） PCM和PAM的區(qū)別在于PCM要在PAM的基礎上經過量化和編碼，把PAM中的一個 抽樣值量化后編為k位二進制代碼。下圖三表示一個只有3路PCM復用的方框 圖。 圖(a)表示發(fā)端原理方框圖。話音信號經過放大和低通濾 波后，再經過抽樣得到3路PAM信號，它們在時間上是分開 的，由各路發(fā)送的定時取樣脈沖進行控制，然后將3路PAM 信號一起加到量化和編碼器內進行量化和編碼，每個PAM 信號的抽樣脈沖經量化后編為k位二進制代碼。編碼后的 PCM代碼經碼型變換，變?yōu)檫m合于信道傳輸的碼型（例如 HDB3碼），最后經過信道傳到接收端。 圖(b)為接收端的原理方框圖。當

13、接收端收到信碼后，首 先經過碼型變換，然后加到譯碼器進行譯碼。譯碼后得到 的是3路合在一起的PAM信號，再經過分離電路把各路PAM 信號區(qū)分開來，最后經過放大和低通濾波還原為話音信號。 32路PCM的幀結構 對于多路數字電話系統(tǒng)，國際上已建議的有兩種標準化制 式，即PCM 30/32路(A律壓擴特性)制式和PCM 24路(律 壓擴特性)制式，并規(guī)定國際通信時，以A律壓擴特性為準 (即以30/32路制式為準)，凡是兩種制式的轉換，其設備 接口均由采用律特性的國家負責解決。因此，我國規(guī)定 采用PCM 30/32路制式，其幀和復幀結構如下圖四所示。 從上圖中可以看到，在PCM 30/32路的制式中，

14、一個復幀由16幀組成；一幀由32個時隙組成；一個時隙為8 位碼組。時隙l115，1731共30個時隙用來作話路，傳送話音信號，時隙0(TS0)是“幀定位碼組”，時 隙16(TS16) 用于傳送各話路的標志信號碼。 從時間上講，由于抽樣重復頻率為8000Hz，因此，抽樣周期為125 s，這也就是PCM 30/32的幀周期；一 復幀由16個幀組成，這樣復幀周期為2ms；一幀內要時分復用32路，則每路占用的時隙為；每時隙包含8位 碼組，因此，每位碼元占488ns。從傳碼率上講，也就是每秒鐘能傳送8000幀，而每幀包含328=256bit， 因此，總碼率為256比特幀8000幀/秒=2048kb/s。

15、對于每個話路來說，每秒鐘要傳輸8000個時隙，每個時 隙為8bit，所以可得每個話路數字化后信息傳輸速率為88000=64kb/s。 從時隙比特分配上講，在話路比特中，第l比特為極性碼，第24比特為段落碼，第58比特為段內碼。對 于TS0和TS16時隙比特分配將分別予以介紹。TS0時隙比特分配。為了使收發(fā)兩端嚴格同步，每幀都要傳送 一組特定標志的幀同步碼組或監(jiān)視碼組。幀同步碼組為“0011011”，占用偶幀TS0的第28碼位。第1比特 供國際通信用，不使用時發(fā)送“1”碼。在奇幀中，第3位為幀失步告警用，同步時送“0”碼，失步時送 “1”碼。為避免奇TS0的第28碼位出現(xiàn)假同步碼組，第2位碼規(guī)定

16、為監(jiān)視碼，固定為“1”，第48位碼 為國內通信用，目前暫定為“1”。TS16時隙用于傳送各話路的標志信號碼，標志信號按復幀傳輸，即每隔 2ms傳輸一次，一個復幀有16個幀，即有16個“TS16時隙”(8位碼組)。除了F0之外，其余FlF15用來傳送 30個話路的標志信號。如圖6-29所示，每幀8位碼組可以傳送2個話路的標志信號，每路標志信號占4個比特 ，以a、b、c、d表示。TS16時隙的F0為復幀定位碼組，其中第一至第四位是復幀定位碼組本身，編碼為 “0000”，第六位用于復幀失步告警指示，失步為“1”；同步為“0”，其余3比特為備用比特，如不用則 為“1”。需要說明的是標志信號碼a、b、c

17、、d不能為全“0”，否則就會和復幀定位碼組混淆了。 PCM的高次群 目前我國和歐洲等國采用PCM系統(tǒng)，以2048kb/s傳輸30/32路話音、同步和狀態(tài)信 息作為一次群。為了能使如電視等寬帶信號通過PCM系統(tǒng)傳輸，就要求有較高的碼 率。而上述的PCM基群(或稱一次群)顯然不能滿足要求，因此，出現(xiàn)了PCM高次群 系統(tǒng)。 在時分多路復用系統(tǒng)中，高次群是由若干個低次群通過數字復用設備匯總而成的 。對于PCM 30/32路系統(tǒng)來說，其基群的速率為2048kb/s。其二次群則由4個基群 匯總而成，速率為8448kb/s，話路數為430=120話路。對于速率更高、路數更多 的三次群以上的系統(tǒng)，目前在國際上

18、尚無統(tǒng)一的建議標準。 PCM系統(tǒng)所使用的傳輸介質和傳輸速率有關?；篜CM的傳輸介質一般采用市話對 稱電纜，也可以在市郊長途電纜上傳輸。基群PCM可以傳輸電話、數據或1MHz可視 電話信號等。 二次群速率較高，需采用對稱平衡電纜，低電容電纜或微型同軸電纜。二次群PCM 可傳送可視電話、會議電話或電視信號等。 三次群以上的傳輸需要采用同軸電纜或毫米波波導等，它可傳送彩色電視信號。 目前傳輸媒介向毫米波發(fā)展，其頻率可高達 30300GHz。例如地下波導線路傳輸，速率可 達幾十吉比特/秒(Gb/s)，可開通30萬路PCM話 路。采用光纜、衛(wèi)星通信則可以得到更大的話 路數量。 非同步時分復用 非同步時

19、分多路復用技術ATDM（Asynchronism Time-Division Multiplexing），對帶寬的占用是動態(tài)的，這樣就可以在某用戶數據量少 或無數據傳輸時，將帶寬資源供其他用戶使用，以充分發(fā)揮傳輸線路的利 用率；另一方面，當某用戶出現(xiàn)突發(fā)性數據時，又可為其分配相應數量的 時隙，以減少時延和避免數據丟失。 所以適用于突發(fā)性業(yè)務，且線路利用 率較高。 非同步時分多路復用技術，也叫做統(tǒng)計時分多路復用技術（STDM， Statistic Time-Division Multiplexing）。 指的是將用戶的數據劃分為 一個個時隙，不同用戶的數據單元仍按照時分的方式來共享通道；但是不

20、再使用物理特性中幀的時隙位置來標識不同信息通路，而是使用時隙的標 頭信息，也就是從邏輯的方式來標識信息通路。 這種方法提高了設備帶寬利用率，但是技術復雜性也比較高，所以這種方 法主要應用于高速遠程通信過程中，例如，非同步傳輸模式ATM。 波分復用 (Wavelength Division Multiplexing) 將兩種或多種不同波長的光載波信號（攜帶各種 信息）在發(fā)送端經復用器(亦稱合波器 Multiplexer)匯合在一起，并耦合到光線路的同 一根光纖中進行傳輸的技術，在接收端，經解復 用器(亦稱分波器或稱去復用器，Demultiplexer) 將各種波長的光載波分離，然后由光接收機作進

21、 一步處理以恢復原信號。這種在同一根光纖中同 時傳輸兩個或眾多不同波長光信號的技術，稱為 波分復用。 復用類型 光波分復用包括頻分復用和波分復用 光頻分復用（FDM）技術和光波分復用（WDM）技術無明顯區(qū)別， 因為光波是電磁波的一部分，光的頻率與波長具有單一對應關系 。通常也可以這樣理解，光頻分復用指光頻率的細分，光信道非 常密集。光波分復用指光頻率的粗分，光信道相隔較遠，甚至處 于光纖不同窗口。 結構 光波分復用一般應用波長分割復用器和解復用器（也稱合波/分波 器）分別置于光纖兩端，實現(xiàn)不同光波的耦合與分離。這兩個器件 的原理是相同的 波分復用器 光波分復用器的主要類型有熔融拉錐型，介質膜型

22、，光柵型和平面型四種 性能指標 其主要特性指標為插入損耗和隔離度 由于光鏈路中使用波分復用設備后，光鏈路損耗的增加量稱為波分復用的插 入損耗。當波長l1,l2通過同一光纖傳送時，在與分波器中輸入端l2的功率 與l1輸出端光纖中混入的功率之間的差值稱為隔離度。 光波分復用器特點&優(yōu)勢 充分利用光纖的低損耗波段，增加光纖的傳輸容量，使一根光纖傳送信息的 物理限度增加一倍至數倍。目前我們只是利用了光纖低損耗譜（1310nm- 1550nm）極少一部分，波分復用可以充分利用單模光纖的巨大帶寬約25THz ，傳輸帶寬充足。 具有在同一根光纖中，傳送2個或數個非同步信號的能力，有利于數字信號和模擬 信號的

23、兼容，與數據速率和調制方式無關，在線路中間可以靈活取出或加入信道 。 對已建光纖系統(tǒng)，尤其早期鋪設的芯數不多的光纜，只要原系統(tǒng)有功率余量，可 進一步增容，實現(xiàn)多個單向信號或雙向信號的傳送而不用對原系統(tǒng)作大改動，具 有較強的靈活性。 由于大量減少了光纖的使用量，大大降低了建設成本、由于光纖數量少,當出現(xiàn)故 障時，恢復起來也迅速方便。 有源光設備的共享性，對多個信號的傳送或新業(yè)務的增加降低了成本。 系統(tǒng)中有源設備得到大幅減少，這樣就提高了系統(tǒng)的可靠性 現(xiàn)狀由于多路載波的光波分復用對光發(fā)射機、光接收機等設備要求較高，技術實 施有一定難度，同時多纖芯光纜的應用對于傳統(tǒng)廣播電視傳輸業(yè)務未出現(xiàn)特別緊 缺的

24、局面，因而WDM的實際應用還不多。但是，隨著有線電視綜合業(yè)務的開展，對 網絡帶寬需求的日益增長，各類選擇性服務的實施、網絡升級改造經濟費用的考 慮等等，WDM的特點和優(yōu)勢在CATV傳輸系統(tǒng)中逐漸顯現(xiàn)出來，表現(xiàn)出廣闊的應用前 景，甚至將影響CATV網絡的發(fā)展格局。 技術原理 在模擬載波通信系統(tǒng)中，通常采用頻分復用方法提高系統(tǒng)的傳輸容量，充分利用電纜的帶寬資源，即在同一根 電纜中同時傳輸若干個信道的信號，接收端根據各載波頻率的不同，利用帶通濾波器就可濾出每一個信道的信 號。同樣，在光纖通信系統(tǒng)中也可以采用光的頻分復用的方法來提高系統(tǒng)的傳輸容量，在接收端采用解復用器 （等效于光帶通濾波器）將各信號光

25、載波分開。由于在光的頻域上信號頻率差別比較大，一般采用波長來定義 頻率上的差別，該復用方法稱為波分復用。WDM技術就是為了充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來的巨大帶寬資源， 根據每一信道光波的頻率（或波長）不同可以將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道，把光波作為信號的載波 ，在發(fā)送端采用波分復用器（合波器）將不同規(guī)定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收 端，再由一波分復用器（分波器）將這些不同波長承載不同信號的光載波分開的復用方式。由于不同波長的光 載波信號可以看作互相獨立（不考慮光纖非線性時），從而在一根光纖中可實現(xiàn)多路光信號的復用傳輸。將兩 個方向的信號分別安排在不同波長傳輸即可實

26、現(xiàn)雙向傳輸。根據波分復用器的不同，可以復用的波長數也不同 ，從2個至幾十個不等，一般商用化是8波長和16波長系統(tǒng)，這取決于所允許的光載波波長的間隔大小。 WDM本質上是光頻上的頻分復用（FDM）技術。從中國幾十年應用的傳輸技術來看，走的是FDM-TDM-TDM FDM的路 線。開始的明線、同軸電纜采用的都是FDM模擬技術，即電域上的頻分復用技術，每路話音的帶寬為4KHz，每路 話音占據傳輸媒質（如同軸電纜）一段帶寬；PDH、SDH系統(tǒng)是在光纖上傳輸的TDM基帶數字信號，每路話音速率 為64kb/s；而WDM技術是光纖上頻分復用技術，16（8）2.5Gb/s的WDM系統(tǒng)則是光頻上的FDM模擬技術

27、和電頻率 上TDM數字技術的結合。 WDM本質上是光頻上的頻分復用FDM技術，每個波長通路通過頻域的分割實現(xiàn)。每個波長通路占用一段光纖的帶 寬，與過去同軸電纜FDM技術不同的是：（1）傳輸媒質不同，WDM系統(tǒng)是光信號上的頻率分割，同軸系統(tǒng)是電信 號上的頻率分割利用。（2）在每個通路上，同軸電纜系統(tǒng)傳輸的是模擬信號4KHz語音信號，而WDM系統(tǒng)目前每 個波長通路上是數字信號SDH2.5Gb/s或更高速率的數字系統(tǒng)。 主要特點 WDM技術具有很多優(yōu)勢，得到快速發(fā)展。可利用光纖的帶寬資源，使一根光纖的傳 輸容量比單波長傳輸增加幾倍至幾十倍；多波長復用在單模光纖中傳輸，在大容 量長途傳輸時可大量節(jié)約光

28、纖；對于早期安裝的電纜，芯數較少，利用波分復用 無需對原有系統(tǒng)作較大的改動即可進行擴容操作；由于同一光纖中傳輸的信號波 長彼此獨立，因而可以傳輸特性完全不同的信號，完成各種電信業(yè)務信號的綜合 與分離，包括數字信號和模擬信號，以及PDH信號和SDH信號的綜合與分離；波分 復用通道對數據格式透明，即與信號速率及電調制方式無關。 一個WDM系統(tǒng)可以承載多種格式的“業(yè)務”信號，如ATM、IP等；在網絡擴充和發(fā) 展中，是理想的擴容手段，也是引入寬帶新業(yè)務（例如CATV、HDTV和B-ISDN等） 的有利手段，增加一個附加波長即可引入任意想要的新業(yè)務或新容量；利用WDM技 術實現(xiàn)網絡交換和恢復，從而可能實

29、現(xiàn)未來透明的、具有高度生存性的光網絡； 在國家骨干網的傳輸時，EDFA的應用可以減少長途干線系統(tǒng)SDH中繼器的數目，從 而減少成本。 存在的問題 以WDM技術為基礎的具有分插復用和交叉連接功能的光傳輸網具有易于重構、良好的擴展 性等優(yōu)勢，已成為未來高速傳輸網的發(fā)展方向，很好的解決下列技術問題有利于其實用化 。 WDM是一項新的技術，其行業(yè)標準制定較粗，因此不同商家的WDM產品互通性極差，特別是 在上層的網絡管理方面。為了保證WDM系統(tǒng)在網絡中大規(guī)模實施，需保證WDM系統(tǒng)間的互操 作性以及WDM系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)間互連、互通，因此應加強光接口設備的研究。 WDM系統(tǒng)的網絡管理，特別是具有復雜上/下通

30、路需求的WDM網絡管理不是很成熟。在網絡 中大規(guī)模采用需要對WDM系統(tǒng)進行有效網絡管理。例如在故障管理方面，由于WDM系統(tǒng)可以 在光通道上支持不同類型的業(yè)務信號，一旦WDM系統(tǒng)發(fā)生故障，操作系統(tǒng)應能及時自動發(fā) 現(xiàn)，并找出故障原因；目前為止相關的運行維護軟件仍不成熟；在性能管理方面，WDM系 統(tǒng)使用模擬方式復用及放大光信號，因此常用的比特誤碼率并不適用于衡量WDM的業(yè)務質 量，必須尋找一個新的參數來準確衡量網絡向用戶提供的服務質量等。 一些重要光器件的不成熟將直接限制光傳輸網的發(fā)展，如可調諧激光器等。通常光網絡中 需要采用46個能在整個網絡中進行調諧的激光器，但目前這種可調諧激光器還很難商用 化

31、。 碼分多路復用 （codedivisionmultiplexing） 碼分多路復用CDM又稱碼分多址（Code Division Multiple Access,CDMA）,CDM與FDM（頻分 多路復）和TDM（時分多路復用）不同,它既共享信道的頻率,也共享時間,是一種真正的動態(tài) 復用技術.其原理是每比特時間被分成m個更短的時間槽，稱為碼片（Chip）,通常情況下每比 特有64或128個碼片.每個站點(通道)被指定一個唯一的m位的代碼或碼片序列。當發(fā)送1時站 點就發(fā)送碼片序列，發(fā)送0時就發(fā)送碼片序列的反碼。當兩個或多個站點同時發(fā)送時，各路數 據在信道中被線形相加。為了從信道中分離出各路信號

32、，要求各個站點的碼片序列是相互正 交的。即假如用S和T分別表示兩個不同的碼片序列，用!S和!T表示各自碼片序列的反碼，那 么應該有ST=0,S!T=0,SS=1,S!S=-1。當某個站點想要接受站點X發(fā)送的數據時，首先 必須知道X的碼片序列（設為S）；假如從信道中收到的和矢量為P，那么通過計算SP的值就 可以提取出X發(fā)送的數據：SP=0說明X沒有發(fā)送數據；SP=1說明X發(fā)送了1；SP=-1說明X 發(fā)送了0。碼分多路復用也是一種共享信道的方法,每個用戶可在同一時間使用同樣的頻帶進 行通信,但使用的是基于碼型的分割信道的方法,即每個用戶分配一個 地址碼,各個碼型互不 重疊,通信各方之間不會相互干擾

33、,且抗干攏能力強。碼分 多路復用技術主要用于無線通信系 統(tǒng),特別是移動通信系統(tǒng).它不僅可以提高通信的話音質量和數據傳輸的可靠性以及減少干擾 對通信的影響,而且增大了通信系統(tǒng)的 容量.筆記本電腦或個人數字助理(Personal Data Assistant, PDA) 以及掌上電腦(Handed Personal COmputer,HPC)等移動性計算機的聯(lián)網通 信就是使用了這種技術。 復用過程 信道多路復用包括復合、傳輸、分離三個過程，見圖（a ）。即在發(fā)送端，先將待發(fā)送信號Sk（t），（k=1，2 ，n）正交化，變成正交信號Xk（t），（k=1，2， n），然后復合并在信道中傳輸。在接收端，

34、信道輸出 信號則經正交分離后再變?yōu)檩敵鲂盘朣k（t）（k=1，2 ，n），在理想情況下，接收端的輸出信號與發(fā)送端 的傳送信號完全相同。在碼分多路復用系統(tǒng)中是利用信號 的碼型結構來保證各路信號的正交化，碼分信號的分離由 相關器或匹配濾波器實現(xiàn)。 優(yōu)缺點 碼分多路復用通信系統(tǒng)抗窄頻帶 干擾能力強，保密性強，各路的 連接、變換較靈活，但電路較復 雜并需有精度高的同步系統(tǒng)。因 此尚未得到廣泛應用。 空分多路復用技術SDM （Space Division Multiplexing） 空分多路復用(SDM，Space Division Multiplexing)即多對電線 或光纖共用1條纜的復用方式。比如

35、5類線就是4對雙絞線共用1條 纜，還有市話電纜(幾十對)也是如此。能夠實現(xiàn)空分復用的前提 條件是光纖或電線的直徑很小，可以將多條光纖或多對電線做在 一條纜內，既節(jié)省外護套的材料又便于使用。 空分多路復用其實就是指在同一根光纖內傳輸多路不同波長的光 信號，其原理與頻分多路復用有相似之處。 數字通信技術 數字通信是一種用數字信號作為載體來傳輸信息 的通信方式。數字通信可以傳輸電報、數據等數 字信號，也可傳輸經過數字化處理的語音和圖像 等模擬信號。 數字通信系統(tǒng)通常由用戶設備、編碼和解碼、調制和解調、 加密和解密、傳輸和交換設備等組成。發(fā)信端來自信源的模 擬信號必須先經過信源編碼轉變成數字信號，并對

36、這些信號 進行加密處理，以提高其保密性；為提高抗干擾能力需再經 過信道編碼，對數字信號進行調制，變成適合于信道傳輸的 已調載波數字信號并送入信道。在收信端，對接收到的已調 載波數字信號經解調得到基帶數字信號，然后經信道解碼、 解密處理和信源解碼等恢復為原來的模擬信號，送到信宿。 為使數字信號的收發(fā)保持一一對應關系，建立數字通信系統(tǒng) 時，必須采用相應的數字網同步技術。 數字通信是用 數字信號作為載體來傳輸消息，或用數字信號對 載波 進行數字調制后再傳輸的通信方式。它可傳輸 電報、數字數據等數 字信號，也可傳輸經過數字化處理的語聲和圖像等模擬信號。 數字通信技術的優(yōu)點 與模擬通信相比，數字通信具有

37、許多突出優(yōu)點： 一是抗干擾能力強。電信號在信道上傳送的過程中，不可避免地要受到各種各樣的電氣干擾。在模擬通信中，這種 干擾是很難消除的，使得通信質量變壞。而數字通信在接收端是根據收到的“ 1 ”和“ 0 ”這兩個數碼來判別的 ，只要干擾信號不是大到使“有電脈沖”和“無電脈沖”都分不出來的程度，就不會影響通信質量。 二是通信距離遠，通信質量受距離的影響小。模擬信號在傳送過程中能量會逐漸發(fā)生衰減使信號變弱，為了延長通 信距離，就要在線路上設立一些增音放大器。但增音放大器會把有用的信號和無用的雜音一起放大，雜音經過一道 道放大以后，就會越來越大，甚至會淹沒正常的信號，限制了通信距離。數字通信可采取“

38、整形再生”的辦法，把 受到干擾的電脈沖再生成原來沒有受到干擾的那樣，使失真和噪音不易積累。這樣，通信距離可以達到很遠。 三是保密性好。模擬通信傳送的電信號，加密比較困難。而數字通信傳送的是離散的電信號，很難聽清。為了密上 加密，還可以方便地進行加密處理。加密的方法是，采用隨機性強的密碼打亂數字信號的組合，敵人即使竊收到加 密后的數字信息，在短時間內也難以破譯。 四是通信設備的制造和維護簡便。數字通信的電路主要由電子開關組成，很容易采用各種集成電路，體積小、耗電 少。 五是能適應各種通信業(yè)務的要求。各種信息（電話、電報、圖像、數據以及其它通信業(yè)務）都可變?yōu)榻y(tǒng)一的數字信 號進行傳輸，而且可與數字交換結合，實現(xiàn)統(tǒng)一的綜合業(yè)務數字網。 六是便于實現(xiàn)