[科普中国]-时分复用

时分复用(Time Division Multiplexing,TDM)

时分复用TDM是采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号，也能达到多路传输的目的。时分多路复用以时间作为信号分割的参量，故必须使各路信号在时间轴上互不重叠。时分复用（TDM，Time-division multiplexing）就是将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干时间片(简称时隙)，并将这些时隙分配给每一个信号源使用。

基本原理n路时分复用系统的示意图：

时分多路复用适用于数字信号的传输。由于信道的位传输率超过每一路信号的数据传输率,因此可将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用。每一时间片由复用的一个信号单独占用,在规定的时间内,多个数字信号都可按要求传输到达,从而也实现了一条物理信道上传输多个数字信号。假设每个输入的数据比特率是9. 6kbit / s ,线路的最大比特率为76. 8 kbit / s ,则可传输8 路信号。在接收端，复杂的解码器通过接收一些额外的信息来准确地区分出不同的数字信号。1

特点时分复用是建立在抽样定理基础上的。抽样定理使连续(模拟)的基带信号有可能被在时间上离散出现的抽样脉冲值所代替。这样，当抽样脉冲占据较短时间时，在抽样脉冲之间就留出了时间空隙，利用这种空隙便可以传输其他信号的抽样值。因此，这就有可能沿一条信道同时传送若干个基带信号。

时分复用技术时分复用技术（time-division multiplexing, TDM）是将不同的信号相互交织在不同的时间段内，沿着同一个信道传输；在接收端再用某种方法，将各个时间段内的信号提取出来还原成原始信号的通信技术。这种技术可以在同一个信道上传输多路信号。2

应用扩展TDM方式又分为以下两种

同步时分复用系统（分两类）：

1、 准同步系列PDH(用于公共电话网PSTN）。

2、同步系列SDH（用于光纤通信等骨干网络）

统计(异步)时分复用系统（分两类）：

1、 虚电路方式（如，X.25、帧中继、ATM）。

2、 数据报方式（如TCP/IP）

PSTN系统采用PDH和SDH结合的方式，在小用户接入及交换采用PCM/PDH，核心骨干网络采用SDH。

世界上存在两类的PDH标准

1、 基于A律压缩的30/32路PCM系统（欧洲标准，用于欧洲、中国、俄罗斯等）

2、 基于u律压缩的24路PCM系统（美洲标准，用于北美、日本、台湾等）

时间片划分：

同步(Synchronous)时分多路复用TDM,它的时间片是预先分配好的,而且是固定不变的,因此各种信号源的传输定时是同步的。与此相反,异步时分多路复用1DM允许动态地分配传输媒体的时间片。

发展：

传统的电路时分复用技术虽然已经成熟，但是由于电子瓶颈的影响很难进一步提高单根光纤的传输速率。利用电时分复用的方式可以实现单根光纤10Gbit/s 的传输速率，德国SHF 40Gbit/s 电时分复用器虽然已经商用化，但是由于技术复杂，价格十分昂贵。所以要想进一步提高光通信系统的通信容量，人们把研究的热点集中在了光波分复用（WDM）和光时分复用（OTDM）两种复用方式上。

WDM 是在一根光纤上复用多路不同波长的光信号，在接收端分别对不同波长进行解复用。由于增益平坦EDFA 的发展，推动了WDM 技术的发展，WDM 已经日趋成熟。OTDM 在一根光纤上只传输一个波长的光信号，它首先要求光脉冲必须是RZ 码，各路光信号通过占用不同时隙复用成一路，即在一路光脉冲之间插入几路相对于第一路具有不同时延的光脉冲，以提高单根光纤的传输速率。WDM 和OTDM 各有其优点，因此可以预见，WDM 与OTDM 相结合将更大地提高光通信容量，成为未来光通信发展的一个趋势。

本词条内容贡献者为:

孔祥杰 - 副教授 - 大连理工大学软件学院