电频分复用时分复用和波分复用的比较 ppt课件

基带信号 m1(t)
m2(t)
信道
低通滤波器 1 低通滤波器 2
m1 ′(t ) m２′(t )
mn -1 (t ) mn(t)
发送端
接收端
低通滤波器 n－1 低通滤波器 n
mn -1 ′(t ) mn ′(t )
图 6-4 时分复用系统示意图
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
8
1路 2路 3路 4路
同步时分复用原理
4 32 1
D CB A d cb a
cC3 bB2 aA1
帧3
帧2
帧1
2
1
B
A
b
a
异步时分复用原理
2b B a A 1
帧6 帧5 帧4 帧3 帧2 帧1
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
12
TDM方式的优点（相对与FDM）
❖ 1、多路信号的汇合和分路都是数字电路，比 FDM的模拟滤波器分路简单、可靠。
❖ 把基群数据流采用同步(SDH)或准同步数字复接 技术汇合成更高速的数据(称为高次群)，高次群 的复接结构称为高次群的复接帧。
❖ 对帧的研究是时分复用系统研究的重点，相当于 对频分复用系统中频道的研究。
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
17
E1帧结构源于语音通信：
❖ 抽样频率：
fs=8000Hz
❖ 空分复用方式（SDM，space division multiplex ） 无线通信中(包括卫星通信)的位置复用 有线通信中的同缆多芯复用。
❖ 码分复用方式（CDM，code division multiplex ） 编码发射、相关接收技术。

4.调制过程不是线性时不变系统。 4.调制过程不是线性时不变系统。 调制过程不是线性时不变系统 5.在抽样系统分析中， 5.在抽样系统分析中，经常需要哟娜到频域卷积 在抽样系统分析中 定理分析频谱变换和选定低通滤波函数的截止频 率和幅度以保证完全恢复原始信号。 率和幅度以保证完全恢复原始信号。
时钟 (CP)
T
1 0 1 1 0
1 f 若脉码速率 = ，相应的 T 单个Sa波形表达式为 π Sa t ，它的频谱函数 T 1 B , 为矩形频带 = 。 2T 所占带宽减半。 所占带宽减半。
Sa函数 码型
2T
t1
t0
的整数倍各时刻其抽样值为零， 在T的整数倍各时刻其抽样值为零，因而 的整数倍各时刻其抽样值为零 接收端以此处为抽样判决点， 接收端以此处为抽样判决点，保证不会出 现误判。 现误判。
三、码速与带宽
(a)时钟 (CP)
T
0
1
1 码速： f 码速： = T
0
1 1
(b)矩形
归零码
0
1
0
1 带宽： 带宽：
τ
τ
(c)矩形
不归零码
T
码速≈ 码速≈ 带宽
1 带宽： 带宽： T
选用带宽外高频 分量相对较小的 码型
(d )升余弦码
T
2T
t0
t1
1 带宽： 带宽： T
利用Sa Sa函数码型避免码间串扰 四、利用Sa函数码型避免码间串扰
§ 5.8 频分复用与时分复用
主要内容
频分复用 频分复用 时分复用 时分复用 码速与带宽 码速与带宽 利用Sa函数码型避免码间串扰 利用Sa 利用Sa函数码型避免码间串扰
重点：频分复用与时分复用 重点： 难点：利用Sa函数码型避免码间串扰 难点：利用Sa Sa函数码型避免码间串扰

三．码速与带宽，时分复用的码间串扰
(a)时钟 (CP)
T
0
1
1 码速： f 码速： = T
0
1 1
(b)矩形
归零码
0
1
0
1 带宽： 带宽：
τ
τ
(c)矩形
不归零码
T
码速≈ 码速≈ 带宽
1 带宽： 带宽： T
选用带宽外高频 选用带宽外高频 分量相对较小的 码型。 码型。
(d )升余弦码
T
2T
t0
t1
1 带宽： 带宽： T
1 = fa (t )[1 + cos(2ωat )] 2 1 1 = fa (t ) + fa (t ) cos(2ωat ) 2 2
1 1 Ga (ω) = Fa (ω) + [Fa (ω + 2ωa )] + Fa (ω 2ωa ) 2 4
再使用低通滤波器，完成解调。 再使用低通滤波器，完成解调。
码分复用（码分多址） （CDMA） 码分复用（码分多址） ） 频分复用： 频分复用：就是以频段分割的方法在一个信道内
复用 复用发信端
调制， 调制，将各信号搬移到不 同的频率范围。 同的频率范围。
fa (t ) fb (t ) fc (t )
cosω at cosωbt cosωct yb (t ) ya (t ) g(t )
yc (t )
Fc (ω)
Fa (ω)
Fb (ω)
O
ω
O
ω
G(ω)
O
ω
ωc
ωb
ωa
O
ωa
ωb
ωc
ω
复用 复用收信端
收信端：带通滤波器，分开各路信号，解调。 收信端：带通滤波器，分开各路信号，解调。

《频分时分复用》PPT课 件
欢迎来到本次关于《频分时分复用》的PPT课件。在这个课件中，我们将深入 探讨频分多路复用的概念、原理、应用、优势和局限性。
频分多路复用的概念
1 多路复用的定义
多路复用是指将多个独立的信号或数据流合并在一起进行传输的技术。
2 频分多路复用的含义
频分多路复用是一种将多个信号通过不同的频率进行分割和组合的技术，以达到同时传 输多个信号的目的。
频分多路复用的应用
移动通信
频分多路复用在移动通信中起着关 键作用，可以同时传输不同用户的 语音和数据。
卫星通信
频分多路复用使得卫星通信可以同 时传输多个信号，增加通信能力和 效率。
有线电视
频分多路复用在有线电视领域广泛 应用，可以同时传输多个频道的节 目。
频分多路复用的优势
1 提高传输效率
频分多路复用可以同时传输多个信号，提高了信号的传输效率和通信带宽的利用率。
2
展望
未来，随着通信技术的不断发展，频分多路复用将在更多领域得到应用和拓展。
3
发展方向
更高的频谱利用率、更低的传输延迟和更好的信号质量是频分多路复用发展的主要方向。
3 频分多路复用的重要性
频分多路复用是实现高效的数据传输和有效利用通信资源的关键技术之一。
频分多路复用的原理
分割信号
将多个信号通过不同的频率进行 分割，使它们不会相互干扰。
组合信号
通过将分割后的信号再次组合在 一起，实现多个信号的同时传输。
信号调整
使用调制和解调技术对信号进行 调整和解调，确保信号传输的准 确性和可靠性。
频分多路复用技术涉及到复杂的信号处理和调整过 程，对设备要求较高。
信号干扰
不同号之间可能存在干扰现象，影响信号的传输 质量和可靠性。

信号调制是将信息转换为适合传 输的光信号的过程。
常用的信号调制格式包括开关键 控（OOK）、脉冲幅度调制（ PAM）和相位偏移键控（PSK）
等。
解调则是将调制后的光信号还原 为原始信息的过程。
信号同步与监控
01
02
03
04
信号同步是指确保不同波长信 号在同一时间开始和结束传输
的过程。
通过使用同步信号和时间标记 ，可以实现信号的精确同步。
波分复用原理课件
目录
• 波分复用技术概述 • 波分复用系统的组成 • 波分复用的关键技术 • 波分复用的优势与挑战 • 波分复用技术的应用案例 • 波分复用技术的实验与演示
01 波分复用技术概 述
波分复用的定义
波分复用是一种利用单根光纤进行多路传输的技术，它将不同波长的光信号合并在 同一根光纤中传输，从而实现多个信号的同时传输。
结果四
通过实验，深入理解了波分复 用技术的原理和应用。

THANKS
感谢观看
扩展性强
随着新波长的加入，波分复用 网络的容量可以不断扩展，满 足未来不断增长的数据传输需 求。
可靠性高
由于每个波长独立传输数据， 因此某个波长的故障不会影响 到其他波长的传输，提高了网
络的可靠性。
挑战
色散问题
噪声干扰
不同波长的光信号在光纤中的传播速度略 有不同，导致信号畸变，称为色散。需要 采取措施来减小色散对传输性能的影响。
新型光纤材料
新型光纤材料的研发将有助于解决色散和噪声问题，提高波分复用 的性能和稳定性。
智能化管理
随着物联网和大数据技术的发展，未来将实现波分复用网络的智能 化管理，提高网络的运维效率和可靠性。
05 波分复用技术的 应用案例

温度波长 控制电路
DFB 激光器
驱动电流
马赫策恩德或 电吸收调制器
光接收机
入射光
短程传输接收：PIN 长程传输接收：APD
电信号
接收机必须承受的影响： 信号畸变 噪声 串扰
合波和分波无源部分
DWDM系统对合波和分波无源器件的
基本要求
DWDM 系统 中 使 用的 波 分 复用 器 件 的性 能 应 满足 ITU-T G.671及相关建议的要求。 合波器
常用的合波器类型有耦合器型、介质薄膜滤波器型和集成光波导型。 合波器的参数主要有插入损耗、光反射系数、工作波长范围、极化 相关损耗和各通路插损的最大差异。
分波器
分波器的类型主要有光栅型、干涉滤波器型、熔锥型和集成光波导 型分波器等类型。
分波器的参数主要有通路间隔、插入损耗、光反射系数、相邻通路 隔 离 度 、 非 相 邻 通 路 隔 离 度 、 极 化 相 关 损 耗 、 温 度 系 数 、 0.5dB 和 20dB带宽。
DWDM系统的分类
以系统接口分类：集成式或开放式系统 以信道数分类：4、8、16、32等 以信道速率分类：2.5Gbit/s 、10Gbit/s及混合速率 以信道承载业务类型分类：PDH、SDH、ATM、
IP或混合业务等
以地理域分类：海底系统、陆地干线、本地网、
城域网
开放式和集成式系统结构
比著名的CPU性能进展more定律 （18个月左右翻番）快2～3倍
扩容的选择
空分复用
SDM(Space Division Multiplexer)
时分复用
TDM(Time Division Multiplexer)
波分复用
WDM(Wavelength Division Multiplexer)

2.5.2 波分复用的原理
• WDM基本原理是在发送端利用合波器将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦 合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端利用分波器又将组合波长的光信 号分开（解复用），并做进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端，见图2-26。
•通常将光信道 间隔较大的 （甚至在光纤 不同窗口上） 的复用称为 WDM，再把在 同一窗口内信 道间隔较小的 复用称为密集 波DWDM。当 相邻光载波的 间隔小到 （10GHz）以下
时，此时的复用称 为光频分复用。Biblioteka 图2-26 波分复用的原理
•将不同波长的信号结合在一起经一根光纤输出的器件称为合波器 （也叫复用器）。反之，经同一传输光纤送来的多波长信号分解为 不同波长分别输出的器件称为分波器（也叫解复用器）。
2.5.1 什么叫波分复用
加油站
高速路
巡逻车
• 所谓波分复用（Wavelength Division Multiplexing, WDM ）就是让不同波长的光 信号同在一根光纤上传输而互不干扰。在接收端转换成电信号时，可以独 立地保持每一个不同波长的光源所传送的信息。
图2-26 波分复用的原理 图2-26 波分复用的原理 图2-26 波分复用的原理 所通谓常波 将分光复信用道（间隔Wa较ve大le的ng（th甚D至ivi在sio光n纤M不ult同ipl窗ex口ing上, ）W的DM复）用就称是为让W不DM同，波再长把的在光同信一号窗同口在内一信根道光间纤隔上较传小输的而复互用不称干为扰密。集波DWDM。 图在2接-2收6端波转分换复成用电的信原号理时，可以独立地保持每一个不同波长的光源所传送的信息。 图 将2不-2同6波波长分的复信用号的结原合理在一起经一根光纤输出的器件称为合波器（也叫复用器）。 将在不接同 收波端长转的换信成号电结信合号在时一，起可经以一独根立光地纤保输持出每的一器个件不称同为波合长波的器光（源也所叫传复送用的器信）息。 在所接谓收 波端分转复换用成（电Wa信ve号le时ng，th可D以ivi独sio立n地M保ult持ipl每ex一ing个, 不W同DM波）长就的是光让源不所同传波送长的的信光息信。号同在一根光纤上传输而互不干扰。 图所2谓-2波6分波复分用复（用W的av原el理ength Division Multiplexing, WDM ）就是让不同波长的光信号同在一根光纤上传输而互不干扰。 图在2接-2收6端波转分换复成用电的信原号理时，可以独立地保持每一个不同波长的光源所传送的信息。 将通不常同 将波光长信的道信间号隔结较合大在的一（起甚经至一在根光光纤纤不输同出窗的口器上件）称的为复合用波称器为（WD也M叫，复再用把器在）同。一窗口内信道间隔较小的复用称为密集波DWDM。 在图接2-2收6端波转分换复成用电的信原号理时，可以独立地保持每一个不同波长的光源所传送的信息。 WDM基本原理是在发送端利用合波器将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端利 用分波器又将组合波长的光信号分开（解复用），并做进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端，见图2-26。 所谓波分复用（Wavelength Division Multiplexing, WDM ）就是让不同波长的光信号同在一根光纤上传输而互不干扰。 所谓波分复用（Wavelength Division Multiplexing, WDM ）就是让不同波长的光信号同在一根光纤上传输而互不干扰。 通常将光信道间隔较大的（甚至在光纤不同窗口上）的复用称为WDM，再把在同一窗口内信道间隔较小的复用称为密集波DWDM。

故，在乘积之后，信号的带宽便拓宽了， 这就是扩频。
可见，扩频后信号的功
率在原信号带宽的功率
原信号频谱
内低于原信号。
扩频后信号频谱 这对于军事上的应用非
常重要，即使得我方的
通信信号不易被敌方检
W频率
测到。
扩频的另外一个特点是抗干扰：
窄带噪声
扩频后信号
W频率 经过解扩之后
原信号
窄带噪声带宽展
W频率
i 为第i 路信号及特征波形的时延参数， i 为第i 路信
号的相位参数， wc 为载波频率。 现考虑用 ck (t ) 特征波形对第k 路信号实现解扩，可
认为此时在第k 路上，接收端已实现同步。即此时可认 为， k 0 ， k 0
用2ck (t ) cos( wct ) 去乘s(t ) 得
第十一章 复用
复用又称多址或多路。
通信中复用的本质是：在同一信道上允 许多路信号同时传输。
目前复用技术主要包括：FDM/FDMA频 分复用/多址（波分复用）、TDM/TDMA 时分复用/多址、CDM/CDMA码分复用/ 多址。
11.1 频分复用/波分复用
所谓频分复用，就是用不同的频率传送 各路消息，以实现通信。
滤 去 2wc 信 号
r1 ( t )

dk
(
t
)
c
2 k
(
t
)

N
d i ( t i ) c i ( t i ) c k ( t ) cos( i )
i1,i k
将 r1(t) 在（0，T）上做积分，得 T 时刻接收机输 出为
T
D (T ) t 0 r1 (t )dt

电话系统 用户本地电话系统（local ） 电话主干系统（backbone） 数字主干线路
– T1 – E1 – SONET/SDH
23
统计时分多路复用实例
24
电话业务框图
数字线路具有更高的速度、更好的质量，更好的抗噪性能
25
模拟交换业务
：PSTN
最常见的拨号业务：双绞线连接用户的听筒和网络； 这种连接被称为本地环，进入的网络称为公用电话交换网26
T- 1线路系统
36
E线路速率
E Line E-1 E-2 E-3 E-4
Rate (Mbps)
2.048
8.448
34.368 139.264
Voice Channels
30
120
480 1920
37
数字传输系统的高次群
38
ADSL－非对称数字用户环路
Asymmetrical Digital Subscriber Loop 它是运行在原有普通电话线上的一种新的高速、 宽带技术。 所谓非对称主要体现在上行速率(最大为1.5Mbps) 和下行速率(1.5Mbps～9Mbps )的非对称性上。 其传输距离最长可以达到6km。ADSL的缺点是非 常复杂且功耗很大（大约每条线路需要5W）。
6
FDM复用——频域
7
FDM解复用——时域
8
FDM解复用——频域
9
频分复用应用举例
传统的频分复用典型的应用莫过于广电 HFC网络电视信号的传输了，不管是模拟 电视信号还是数字电视信号都是如此，因 为对于数字电视信号而言，尽管在每一个 频道（8 MHz）以内是时分复用传输的， 但各个频道之间仍然是以频分复用的方式 传输的。
30

第16页/共61页
第17页，共61页
4.2 频分复用(FDM)
4.2.3 调频立体声广播(FM Stereo Broadcasting)
DSB-SC
导频
L＋R
L－R
下边 带
载频
L－R 上边 带
辅助 通信 通道
0
15 19 23
38
53 59
7 5 f / k Hz
图 4–5 立体声广播信号频谱结构
2340
2348
2588
2596
2836
2844
3084
60
60
300
312
552 564
804 812
1052 1060
1300 1308
1548 1556
1796 1804
2044
2172 2412
2548 2788
第16页，共61页
4.2 频分复用(FDM)
4.2.3 调频立体声广播(FM Stereo Broadcasting)
第12页/共61页
第13页，共61页
4.2 频分复用(FDM)
4.2.2 载波电话多路复用系统
一个超群(Supergroup)由5个基群复用组成，共60路电话，其 频谱配置如图4- 3(d)所示。5个基群采用单边带下边带合成， 频率范围为312～552kHz，共240kHz带宽。 或采用单边带上 边带合成，频率范围为60～300kHz。
第14页/共61页
第15页，共61页
4.2 频分复用(FDM)
Mastergro up L6 00
(a) Mastergro up U6 00
(b)
图4–4 北美多路载波电话系统的典型组成

DDS信号 源
频分复用模块
19P02
FSK信号 频 分 复 用 低通滤波器
19P04
19TP01
19K01
19P01
线路成形
19P03
19P05
高通滤波器 19K02 FSK已调信号
四、实验步骤
1.插入有关实验模块： 在关闭系统电源的条件下，将“时钟与基带数据发生模块”、“ FSK调制模块” 、“线路成形与频分复用”、“FSK解调模块” ，插到底板“G、A、B、C”号的位置插座上。注意模块插 头与底板插座的槽口一致，模块位号与底板位号的一致。 2.加电： 打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指 示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。 3.调试FSK调制解调实验模块： 用信号连接线将4P01、16P01；16P02、17P01连接；时钟 与基带数据发生模块上的拨码器4SW02置“00000”，使 4P01输出2kHz的15位伪随机码。对比4P01、17P02两点 数据波形，调整17W01电位器直到此两点波形相近。
0 11 1 1 1 1 1 0 X X X X
X X X X X X X X X X X X X X X X X X X
一帧 8路数据 其它待用
四、实验步骤
1.插入有关实验模块： 在关闭系统电源的条件下，将“时钟与基带数据发生模块”、 “PCM/ADPCM编译码模块”、“复接/解复接、同步技术模 块”，插到底板“G、H 、I”号的位置插座上。注意模块插头 与底板插座的槽口一致，模块位号与底板位号的一致。， 2.设置模块： “时钟与基带数据发生模块4SW02”：设置01111，使4SW01 设置的8bit数据输出，PCM编码时钟为64kHz。 3.信号线连接： 用专用铆孔导线将P03、34P01，4P01、39P01,34P02、 39P02，4P03、39P03，39P04、39P05连接，实现复接 、解复接本地电自环实验。 4.加电： 打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。