Волновое мультиплексирование

Временное мультиплексирование двоичных потоков данных

При использовании систем цифровой телефонии для передачи данных на входе мультиплексора нет речевых сигналов, которые нужно дискретизировать и квантовать, а есть уже сформированный поток двоичных данных. Для него схема временного мультиплексирования может быть кон­кретизирована. Она практически совпадает с процедурой мультиплексирования в компьютерных системах.

Итак, на входе мультиплексора имеются nвходных двоичных последовательностей (происхождение которых не обязательно связано с механизмом формирования выборок), поэтому коммутатор мультиплексора может последовательно отбирать из каналов любую логически ос­мысленную для данной сетевой технологии последовательность бит, составляя из них выходную последовательность. Этот процесс называется интерливингом (interleaving) или чередованием.

Различают следующие виды интерливинга:

• бит-интерливинг (чередование битов) - на выход последовательно коммутируется по одному биту из каждого канала;

• байт-интерливинг (чередование байтов) - на выход последовательно коммутируется по одному байту из каждого канала;

• символьный интерливинг (чередование символов) - на выход последовательно коммутируется по одному символу (один ниббл или поле длиной 7 бит (ASCII код - Американская вер­сия), или поле длиной 8 бит - байт или октет (ASCII код - международная версия) из каждого канала;

• блок-интерливинг (чередование блоков) - на выход последовательно коммутируется по одному блоку (который может быть длиной в несколько байт или может быть полем целократным другому стандартному формату) из каждого канала.

Ясно, что длина битового интервала на выходе мультиплексора уменьшается пропорцио­нально коэффициенту мультиплексирования.

Схема временного мультиплексирования четырех двоичных потоков данных входных каналов 64 кбит/с показана на рис.

 

Рис. Временное мультиплексирование потока данных по схеме с байт-интерливингом

 

Для примера выбран вариант байт-интерливинга, где в используемых обозначениях:

1/a, 1/d,…,4/а. .4/d - цифры 1, 2, 3, 4 соответствуют номерам каналов, а индексы: a, b, c, d номерам байт. Стрелкой указано направление потока бит.

 

Наряду с временным мультиплексированием, широко используемым в цифровых системах связи, в оптических системах связи в последнее время стал использоваться метод мультиплексирования с разделением по длине волны, часто называемый также волновым мультиплексированием. Этот метод в настоящее время получил широкое распространение в оптических системах переда­чи в связи с распространением технологии WDM.

Суть метода волнового мультиплексирования заключается в объединении нескольких оп­тических несущих (на передающей стороне) и передаче полученного сигнала по одному волокну с последующим выделением (демультиплексированием) отдельных несущих, например, путем их фильтрации с помощью фильтров Фi на приемной стороне.

 

Рис. Схема волнового мультиплексирования/демультиплексирования

Волновое мультиплексирование играет ту же роль, что и мультиплексирование с час­тотным разделением МЧР (FDM) для аналоговых систем передачи данных. По этой причине системы с WDM часто называют системами оптического мультиплексирования с частотным разделением ОМЧР (OFDM). Однако по сути своей эти технологии (FDM и OFDM) существенно отличаются друг от друга. Их отличие состоит не только в использовании оптического (OFDM) или электрического (FDM) сигнала. При FDM используется механизм AM модуляции с ОБП и выбранной системой несущих и поднесущих, модулирующий сигнал которых одинаков по струк­туре, так как представлен набором стандартных голосовых каналов. При OFDM механизм моду­ляции, необходимый в FDM для сдвига каналов, вообще не используется, а несущие генерируются отдельными источниками (лазерами), сигналы которых просто объединяются мультиплексором в единый многочастотный сигнал.

Каждая составляющая (несущая) такого многочастотного сигнала принципиально может передавать поток цифровых сигналов, сформированный по законам различных сетевых технологий. Например, одна несущая формально может передавать трафик ATM или гигабитного Ethernet, другая SDH, третья PDH и т.д. Единственное что нужно для этого, модулировать несущие цифровым сигналом в соответствии с передаваемым трафиком и иметь интерфейс для сигналов данной сетевой технологии.