波分復用和時分復用的區別

多路復用技術是通過在一條通信線路上傳輸多路信號，從而提升光通信線路利用率的技術。目前最常用的多路復用技術有波分復用、時分復用、頻分復用、碼分復用。

發布時間：2022-05-09
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一：什么是復用技術

隨著”光進銅退”逐漸成為園區網的技術主流，一方面由于資源受限，制造成本不斷增加，光纖鏈路的鋪設費用也在逐年增長，同時對于無線傳輸媒介來說，有限的可用頻率也是非常寶貴的資源。因此，對于通信線路的利用率提升成為了大家關注的重點，多路復用技術應運而生。

多路復用技術就是通過在一條通信線路上傳輸多路信號，從而提升光通信線路利用率的技術。目前最常用的多路復用技術有波分復用、時分復用、頻分復用、碼分復用。今天會重點對波分復用和時分復用展開來講。

二：什么是波分復用技術

2.1波分復用概念

波分復用（WDM））是一種通過使用不同波長（即顏色）的激光將多個光載波信號復用到一根光纖上的技術，參考圖一示意。

波分復用可以實現在一根光纖上雙向通信，并實現容量的成倍增長。波分復用技術是基于頻分復用技術（FDM），可以將一個信道的帶寬按照一定的數值分為多個信道（一般按照20nm為一個單位）。在波分復用網絡中，每個信道都被稱為一個波長，每個信道以不同的頻率和不同的光波長進行信息傳輸互達。每個波長彼此分離，可以實現天然的物理隔離，k可以有效防止他們互相干擾。

2.2 波分復用的工作原理

波分復用技術，是將多個不同波長(或頻率)的調制光信號(攜帶有用信息)在發送端經復用器(也叫合波器，Mux)合路到一起送入光線路(光纖傳輸鏈路)的同一根光纖中進行傳輸，在接收端用解復用器(也叫分波器，demux)將不同波長信號分開接收的技術，原理圖見下方示意圖。一個波分系統包含很多的功能單元，如光轉發單元(OTU)，用于轉發客戶側數據業務到線路側的光口；光合波單元(OMU)和光分波單元(ODU)，分別用于將多個波長光信號合并和分開;以及光功率放大器(OBA)，光線路放大器(OLA)和光前置放大器(OPA)，分別用于發端，鏈路，和接收端光信號放大。當然還應該包括光監控信道(OSC)，完成業務和鏈路的監控以便網絡管理和維護。

三、什么是時分復用

3.1 時分復用原理

時分復用（TDM）是采用統一物理連接的不同時段來傳輸不同的信號，也能達到多路傳輸的目的。它以時間作為信號分割的參量，必須使各路信號在時間軸上互不重疊。時分復用可以將整個信道傳輸信息的時間劃分成若干時間片，并將這個些不同的時間段分給每個信號源使用，從而保證資源的利用率。

3.2 時分復用工作原理

正如時分復用的名字一樣，時分復用的工作原理就是把時間分成均勻的時間間隙，將各路信號的傳輸時間分配在不同的時間間隙，以達到互相分開，互不干擾的目的。示意圖2是時分復用原理示意圖，各路信號經低通濾波器將頻帶限制在3400Hz以下，然后加到發端快速電子旋轉開關(稱分配器),開關不斷重復地作勻速旋轉，每旋轉一周的時間等于一個抽樣周期T，這樣就做到對每一路信號每隔周期T時間抽樣一次。由此可見，發端分配器不僅起到抽樣的作用，同時還起到復用合路的作用。合路后的抽樣信號送到 PCM編碼器進行量化和編碼，然后將數字信碼送往信道。在收端將這些從發送端送來的各路信碼依次解碼，還原后的PAM信號，由收端分配器旋轉開關依次接通每一路信號，重建成話音信號。由此可見收端的分配器起到時分復用的分路作用，所以收端分配器又叫分路門。

這里需要特別注意的是，為保證正常通信，收、發端分配器必須同頻同相。同頻是指分配器的旋轉速度要完全相同，同相指的是發端分配器連接第一路信號時，收端分配器也必須連接第一路，否則收端將收不到本路信號，為此要求收、發雙方必須保持嚴格的同步。

四：波分復用和時分復用的區別

波分復用和時分復用是將多個信號復用到一個載波中的兩種方法。多路復用是將多個信號組合成一個信號的過程，這樣每個單獨的信號都可以在目的地檢索。由于多個信號占用信道，它們需要以某種方式共享資源。

4.1 信道劃分標準不同

而兩者的主要區別在于它們如何劃分信道。波分復用將信道劃分為兩個或多個不重疊的波長范圍，而時分復用則是將整個信道傳輸信息的時間劃分成若干時間片，以時間間隙作為劃分的標準。基于這個標準的不同，波分復用每個信號會占用一小部分的帶寬和所有的時間，而時分復用則是占用全部的帶寬和一部分時間。

4.2 應用不同

波分復用的信道可以在任何時候進行傳輸，因此它們的延遲比時分復用要低得多。波分復用（WDM）通常用于延遲是最高優先級的應用程序，例如那些需要實時信息的應用程序。

波分復用具有高傳輸容量，可以節省光纖資源。對于單波長光纖系統，需要使用一對光纖來接收和發送一個信號，無論等待傳輸多少個信號，只需要一對光纖。波分復用對各種業務信號都是透明的，能夠傳輸不同種類的信號，然后對其進行復合和分解。波分復用作為一種最佳的擴容方式，可以不使用大量的光纖或高速網絡設備，而只通過改變交換機和增加一個波長來引入各種業務或擴容，可以構成高靈活性、高可靠性、高生存性的全光網絡。

時分復用（TDM）通過動態地為需要更多帶寬的信號分配更多的時間周期，相應減少不需要帶寬的信號的占用時間，提供了更大的靈活性和效率。而波分復用缺乏這種靈活性，因為它不能動態地改變所分配波長的寬度。所以時分復用大多用在高傳輸容量，高速傳輸這種場景中。時分復用作為一種有效的光復用方式，可以充分利用頻譜資源，大大提高頻譜帶寬的利用率。與波分復用不同，時分復用不受光纖非線性效應的限制，有效地利用了光波長，可以在不同距離、不同容量的網絡中工作。

五：總結

波分復用（WDM）作為一種成熟的大容量光傳輸技術，它具有透明性、可重構性和良好的網絡生存性等優點。已經在網絡中得到了廣泛的應用。在銳捷網絡最新的以太全光網2.X方案中，就創新型的將彩光復用與以太充分融合，不僅實現了匯聚層徹底無源，弱電間0運維，同時還大大提升了光纖的傳輸效率和高擴展性，大大節省了鏈路鋪設成本，保護用戶投資。未來的波分復用光網絡將朝著基于光波長路由和交換的靈活組網方向發展，具有快速恢復和重構網絡的能力，在未來的光傳輸網絡中將發揮主要作用。

時分復用（TDM）作為一種非常有效的復用技術，可以充分利用頻譜資源，消除由于非線性效應對WDM系統的一些限制。近年來，時分復用在研究領域取得了很大的進展，但還不夠成熟。簡單地說，波分復用和時分復用作為光復用技術各有利弊。隨著相關研究的不斷深入，二者可以結合起來廣泛應用于超高速傳輸網絡中。

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