智能弱电工程设计与应用(第2版)
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3.3.2 TDM时分复用技术

FDM频分复用技术的最大优点是系统结构简单,缺点是随着复用信道的增多,通道间的窜音干扰也会增大,限制了复用通道的数量。时分复用(Time Division Multiplex,TDM)技术的最大优点之一是在一对传输线路上可同时传输更多数量的数字基带信号而不会产生通道间的窜音干扰。

时分复用的原理是把需传输的各路用户信号在规定的时间长度内按序进行打包(Package)成TDM时分复用帧,然后再往线路上一帧接一帧连续传输,如图3-14所示。

图3-14 E1的时分复用帧

不难看出,时分复用的各用户只是按时间顺序占用公共传输通道,因而各用户之间不会发生干扰。

每个用户在TDM帧中占有固定序号的相等时隙,因此TDM信号也称为等时信号。

中国和欧洲采用的时分复用规格为E1,E1复用帧的周期(即采样频率f的周期)T=125μs,即每秒需传输8000时分复用帧。在125μs复用帧时间中再划分为32个相等的时隙(125μs/32=3.9μs),每个时隙传输8bit数据(小报文),因此32个时隙共传输32×8bit=256bit数据。各时隙的编号为CH0~CH31。时隙CH0中的数据信号用作收发之间的帧同步通道,时隙CH16用来传送信令(如用户的拨号命令)通道。每个通道8bit的数据包支持64kbit/s的数据速率,因此传输网络中的数据速率为32×64kbit/s=2.048Mbit/s。

如果要在T=125μs时分复用帧传输64个用户通道,此时每个用户通道分配到的时隙宽度为32通道的减半,即125μs/64=1.95μs。8bit的通道数据需要用更窄的单元脉冲编码,单元脉冲越窄它们的频谱宽度也越宽。复用的用户越多,每个用户分配到的时隙宽度也越小,数据编码脉冲的宽度也越窄,数据码的速率也越高,要求传输系统的带宽也越大。

图3-15是频分复用与时分复用的区别,从频域来看,频分复用系统各用户所占用的频率范围(频带)是相同的,如图3-15a所示,时分复用中的每个用户(A、B、C、D)所占的时间间隙是不连续地周期性地出现。

图3-15 频分复用与时分复用的区别

a)频分复用 b)时分复用