多路複用

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多路複用(Multiplexing,又稱「多工[來源請求])是一個通訊電腦網路領域的專業術語,在沒有歧義的情況下,「多路複用」也可被稱為「複用」。多路複用通常表示在一個頻道傳輸多路訊號資料流的過程和技術。因為多路複用能夠將多個低速頻道整合到一個高速頻道進行傳輸,進而有效地利用了高速頻道。通過使用多路複用,通訊公司可以避免維護多條路線,進而有效地節約營運成本[1]

工作過程

多路複用的抽象模型

首先,各個低速頻道的訊號通過多路複用器(MUX,多工器)組合成一路可以在高速頻道傳輸的訊號。在這個訊號通過高速頻道到達接收端之後,再由分路器(DEMUX,解多工器)將高速頻道傳輸的訊號轉換成多個低速頻道的訊號,並且轉發給對應的低速頻道[2]

在實際的通訊工程應用里,多路複用器和分路器通常作為一個裝置被一起生產和安裝。作為運送資料的時候,這個裝置就作為多路複用器,在接收資料的時候,這個裝置就作為分路器[3]

種類

多路複用根據使用的技術可以分為分時多工(TDM)、分頻多工(FDM)、空間多工英語Space-division multiple access(SDM)和分碼複用(CDM)[4]

  • 分時多工的特點是:高速頻道根據時間劃分成多個時槽供多個低速頻道輪流使用,在一個時槽內,只能有一個低速頻道占有高速頻道的資源[5]
  • 分頻多工的特點是:多路複用器將各個低速頻道的訊號通過調變分布到高速頻道的各個頻段,然後進行疊加,形成高速頻道上傳輸的訊號,在接收端,分路器一般通過帶通濾波器分離各個頻段,然後轉發給對應的低速頻道[5]。在光通訊領域,根據光波波長的不同進行多路複用的技術被稱為波長分波多工(WDM)[6]
  • 空間多工的特點是:使用多天線技術,通過波束成形技術將訊號對準特定的發射源或接收站進行接收或運送。通過空間多工,多個發射源或者接受站可以同時使用同一個頻率。在實際的通訊工程里,空間多工通常和其它複用技術結合使用[6]
  • 分碼複用的特點是:採用展頻通訊技術,各個低速頻道可以在同一個地方同時使用相同的頻率進行通訊,不同的低速頻道通過採用不同的位址碼複用整個頻段[7]

和多址接入的關係

多工和多址接入在概念上非常類似,在技術上也有相同的地方,但是這兩個術語有一定的差異[8]

多址接入是指通訊網路具有多個使用者通過公共的頻道接入到網路的能力。通常情況下,為了滿足多址接入,通訊網路必須滿足多路複用。但是,滿足了多路複用的通訊網路不一定滿足多址接入[9]

在實際應用中,這兩個概念有時候可以通用[10]

參見

參考資料

  1. ^ 張效祥,電腦科學技術百科全書,北京:清華大學出版社,2005年,ISBN 7-302-10594-4
  2. ^ 浙江科技學院資訊與電子工程學院,Data and Computer Communications (Chapter 8: Multiplexing),http://itee.zust.edu.cn/data/upfile/20061261172151.PPT頁面存檔備份,存於網際網路檔案館
  3. ^ 國林, 資料通訊基礎, 清華大學出版社, 2006年, ISBN 7-302-13065-5
  4. ^ 馮玉珉,通訊系統原理,清華大學出版社,2003年,ISBN 7-81082-111-3
  5. ^ 5.0 5.1 王興亮, 數位通訊原理和技術, 西安電子科技大學出版社,2003年第2版,ISBN 7-5606-0834-5
  6. ^ 6.0 6.1 紀越峰,現代通訊技術,北京郵電大學出版社,2004年第2版,ISBN 7-5635-0854-6
  7. ^ 張連俊、王善斌,多路檢測訊號的展頻傳輸系統研究,微電腦資訊, 2008年, 第24卷第01期
  8. ^ 石高濤,天津大學電腦科學與技術學院,通訊原理(第六章:多路复用技術),http://cs.tju.edu.cn/faculty/gaotao/Commun_08/Chapter06.ppt[永久失效連結]
  9. ^ 香港中文大學「科技之光」網站,多址接入技術,http://kepu.itsc.cuhk.edu.hk/gb/technology/telecom/wireless/wrl217.html頁面存檔備份,存於網際網路檔案館
  10. ^ Xin Liu,Multiple Access,http://www.cs.ucdavis.edu/~liu/152A/lectures/access.ppt[失效連結]