信道复用技术(一):频分复用、时分复用与波分复用#
视频讲解:#
https://www.bilibili.com/video/BV1oXJk6vErw/(嗒特老师)
一条信道,要让多个用户一起用——可以有三种"切法":按频率切(FDM)、按时间切(TDM)、按波长切(WDM)。
一、为什么需要"复用"#
一条物理线路(电缆、光纤)的带宽,往往远远大于一个用户的需要。与其给每个用户单独拉一条线,不如让多个用户共用同一条信道——这样成本更低、利用率更高。
这种"让多个用户共享一条信道"的技术,就叫信道复用(multiplexing)。
二、三种复用分别怎么切#
1. 频分复用 FDM(Frequency Division Multiplexing)#
按频率切。
- 把整条信道的频带划分成若干段,每个用户分到一段,自始至终一直占用这一段。
- 特点:所有用户在同一个时间、占用不同的频段。
- 生活类比:一条大马路分成若干车道,每辆车走自己那条道,同时并行往前开。
- 典型应用:无线电广播、有线电视——不同电台用不同频率,你"调台"其实就是在换频段。
2. 时分复用 TDM(Time Division Multiplexing)#
按时间切。
- 把时间划分成一段段等长的TDM 帧,每个 TDM 帧再分成若干时隙;每个用户固定占用某一个序号的时隙。
- 特点:所有用户在不同的时间、占用同一个频带。
- 每个用户占用的时隙周期性出现,出现的周期就是一个 TDM 帧的长度。
- 生活类比:只有一条车道,大家轮流走——每人走一小段时间,轮着来。
- 典型应用:电话系统。
- ⚠️ 注意:TDM 里每个用户的时隙是固定分配的,用户即使不说话,他的时隙也照样轮过去——这段时间就白白浪费了。(这就是"统计时分复用"要解决的问题,本视频不展开。)
3. 波分复用 WDM(Wavelength Division Multiplexing)#
按波长切。
- 在一根光纤上同时传输多路不同波长(也就是不同颜色)的光信号。
- 本质上,WDM 就是光的频分复用——光的频率非常高,习惯上用"波长"而不是"频率"来描述,二者满足
波长 = 光速 ÷ 频率。 - 生活类比:一根光纤里同时跑着好几种颜色的光,每种颜色送一路信号。
- 典型应用:长途光纤骨干网(密集波分复用 DWDM,一根光纤上可以跑几十甚至上百个波长)。
三、三者的对照(记忆抓手)#
| 复用方式 | 按什么划分 | 频率怎么用 | 时间怎么用 |
|---|---|---|---|
| FDM 频分复用 | 频段 | 各占一段,互不重叠 | 同时占用 |
| TDM 时分复用 | 时隙 | 共用同一频段 | 轮流占用 |
| WDM 波分复用 | 波长 | 各占一个波长(光的 FDM) | 同时占用 |
一句话记:
频分同时不同频,时分同频不同时,波分就是光纤上的频分。