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  第19题      
  知识点:   时分复用   DM   多路复用技术   复用   时分多路复用
  章/节:   数据通信基础知识       

 
6个速率为64Kb/s的用户按照同步时分多路复用技术(TDM复用到一条干线上,若每个用户平均效率为80%,干线开销4%,则干线速率为( )Kb/s。
 
 
  A.  160
 
  B.  307.2
 
  C.  320
 
  D.  400
 
 
 

 
  第1题    2010年上半年  
   55%
E1线路是一种以时分多路复用技术为基础的传输技术,其有效数据率(扣除开销后的数据率)约为(1)Mbps。
  第1题    2010年下半年  
   46%
TDM和FDM是实现多路复用的基本技术,有关两种技术叙述正确的是(1)。
 
   知识点讲解    
   · 时分复用    · DM    · 多路复用技术    · 复用    · 时分多路复用
 
       时分复用
        时分复用(Time Division Multiplexing,TDM)是一种简单而容易实现的传输复用方式。时分复用应用于传输媒体的传输速率超过信号的数据率的情况,和频分复用不同,时分复用中的每个数据源占用了传输媒体的全部的频率带宽,但没有占用全部的时间。
        时分复用和操作系统的时间轮片任务调度类似,这种方法把传输媒体在时间上分成不同的信道,参看下图。
        
        时分复用的发送和接收示意图
        对于时分复用的传输而言,每个信息源在一个分配周期内占用的时间片称为“时隙”,根据应用的不同,在一个时隙中,传输媒体可能传输一个字节,也可能传输一整块数据。时隙中可能传送数据,也可能是填充的空数据。这是因为在时分复用中,每个时隙的使用是预先固定的,即使数据源没有数据需要传输,该时隙也同样和其他时隙一样传输。这种简化的设计看起来是浪费了传送线路的容量,但这使得传输设计和设备成本下降。
        时分复用的一个特点,对于数据源而言,它认为自己是完全独占该传输媒体的,即时分复用对于数据源是透明的。这个特点和操作系统所调度的程序任务认为自己独占中央处理器。如果从传输媒体上传输的数据来看,数据是奇怪且难以理解的,但每个数据源对之间可以灵活的使用差错控制等手段,不会对其他的数据源产生影响,如上图所示。
        在通信网中,30/32PCM系统是典型时分复用的应用,它由16个帧组成一个复帧,每个帧分成32个时隙,每个时隙传输8位数据,其中第0时隙用于传输帧同步信号,第16时隙用于传输复帧同步信号和线路信号,其余30个时隙为话路信号。具体的同步信号的结构超出了本章的内容。30/32路PCM系统时隙分配示意图如下图所示。
        
        30/32路PCM系统时隙分配示意图
        现实中往往存在需要传输的数据源之间的数据率并不存在一定的比例关系的情况,这就不好决定每个时隙的划分,这时可以采用“脉冲填充”的方法来协调数据源之间不同的数据率,不同数据源的数据被填入不同的附加空数据,从而使得所有数据源的数据率达到成比例的水平。
 
       DM
        DM(Delta Modulation)即增量调制,又称ΔM调制,是最简单的有损预测编码方法,早期在数字电话中被采用,是一种最简单的差值脉冲编码。实际的采样信号与预测的采样信号的差的极性若为正,则用1表示,反之则用0表示。由于DM编码只用1位对声音信号进行编码,所以DM系统又称1位系统。
 
       多路复用技术
        多路复用技术是把许多单个信号在一个信道上同时传输的技术。其主要目的是为了有效地利用带宽。多路复用通常分为频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多址复用和空分多址复用等技术。
               频分多路复用
               频分多路复用(Frequency Division Multiplexing, FDM)是将可用的传输频率范围分为多个较细的频带,每个细分的频带作为一个独立的信道分别分配给用户形成数据传输子通路,如下图所示。频分复用的特点是:每个用户终端的数据通过专门分配给它的子通路传输,在用户没有数据传输时,别的用户也不能使用,如下图所示。频分多路复用适用于模拟信号的频分传输,主要用于电话和有线电视(CATV)系统,在数据通信系统中应和调制解调技术结合使用。为了防止干扰,各信道之间由保护频带隔离开,保护频带是频谱中不使用的部分。ADSL采用的就是频分多路复用技术。
               
               频分多路复用技术
               时分多路复用
               时分多路复用(Time Division Multiplexing, TDM)是以信道传输时间为分割对象,通过为多个信道分配互相不重叠的时间片的方法来实现多路复用。时分多路复用将用于传输的时间划分为若干个时间片,每个用户分得一个时间片,如下图所示。时分多路复用又分为同步时分复用(STDM)和异步时分复用(ATDM)。
               
               时分多路复用技术
               1)同步时分复用
               同步时分复用(STDM)是固定分配信道,在通信信道上形成一种时间上的逻辑子信道的通信媒体共享方式。同步时分复用的特点是:对信道进行固定的时隙分配,也就是将一帧中的各时隙以固定的方式分配给各路数字信号。在同步时分复用方式中,时隙是预先分配给各终端的,而且是固定不变的。不论终端是否有数据要发送,都要占用一个时隙,而实际上不是所有终端在每个时隙都有数据输出,所以,同步时分复用的时隙利用率较低。
               2)异步时分复用
               异步时分复用(ATDM)是只有当某一路用户有数据要发送时才把时隙分配给它。当用户暂时停止发送数据时,不给它分配线路资源,线路的传输能力可用于为其他用户传输更多的数据。这种根据用户实际需要分配线路资源的方法也称为统计时分复用或智能时分复用。异步时分复用的每个用户的数据传输速率可以高于平均速率,最高可达到线路总的传输能力。在异步时分复用中,由于数据不是以固定顺序出现,所以接收端不知道应该将哪一个时隙内的数据送到哪一个用户。为了解决这个问题,异步时分复用在发送数据中加入了用户识别标记,以便使接收端的多路复用器按标记发送数据。
               异步时分复用克服了同步时分复用浪费时隙的缺点,能动态地按需分配时隙,避免出现空闲时隙。
               波分多路复用
               波分多路复用(Wavelength Division Multiplexing, WDM)就是在同一根光纤内传输多路不同波长的光信号,以提高单根光纤的传输能力。
               码分多址复用
               码分多址复用(Code Division Multiple Access, CDMA)是采用地址码、时间和频率共同区分信道的方式。其特征是每个用户具有特定的地址码,而地址码之间具有正交性,从而提高了资源的利用率。
               空分多址复用
               空分多址复用(Space Division Multiple Access, SDMA)是将空间分割构成不同的信道,从而实现频率的重复使用,以达到信道增容的目的。
 
       复用
        软件复用是指将已有的软件及其有效成分用于构造新的软件或系统。构件技术是软件复用实现的关键。
 
       时分多路复用
        时分多路复用(Time Division Multiplexing, TDM)是以信道传输时间为分割对象,通过为多个信道分配互相不重叠的时间片的方法来实现多路复用。时分多路复用将用于传输的时间划分为若干个时间片,每个用户分得一个时间片,如下图所示。时分多路复用又分为同步时分复用(STDM)和异步时分复用(ATDM)。
        
        时分多路复用技术
        1)同步时分复用
        同步时分复用(STDM)是固定分配信道,在通信信道上形成一种时间上的逻辑子信道的通信媒体共享方式。同步时分复用的特点是:对信道进行固定的时隙分配,也就是将一帧中的各时隙以固定的方式分配给各路数字信号。在同步时分复用方式中,时隙是预先分配给各终端的,而且是固定不变的。不论终端是否有数据要发送,都要占用一个时隙,而实际上不是所有终端在每个时隙都有数据输出,所以,同步时分复用的时隙利用率较低。
        2)异步时分复用
        异步时分复用(ATDM)是只有当某一路用户有数据要发送时才把时隙分配给它。当用户暂时停止发送数据时,不给它分配线路资源,线路的传输能力可用于为其他用户传输更多的数据。这种根据用户实际需要分配线路资源的方法也称为统计时分复用或智能时分复用。异步时分复用的每个用户的数据传输速率可以高于平均速率,最高可达到线路总的传输能力。在异步时分复用中,由于数据不是以固定顺序出现,所以接收端不知道应该将哪一个时隙内的数据送到哪一个用户。为了解决这个问题,异步时分复用在发送数据中加入了用户识别标记,以便使接收端的多路复用器按标记发送数据。
        异步时分复用克服了同步时分复用浪费时隙的缺点,能动态地按需分配时隙,避免出现空闲时隙。
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