波分复用和时分复用的区别

多路复用技术是通过在一条通信线路上传输多路信号，从而提升光通信线路利用率的技术。目前最常用的多路复用技术有波分复用、时分复用、频分复用、码分复用。

发布时间：2022-05-09
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一：什么是复用技术

随着”光进铜退”逐渐成为园区网的技术主流，一方面由于资源受限，制造成本不断增加，光纤链路的铺设费用也在逐年增长，同时对于无线传输媒介来说，有限的可用频率也是非常宝贵的资源。因此，对于通信线路的利用率提升成为了大家关注的重点，多路复用技术应运而生。

多路复用技术就是通过在一条通信线路上传输多路信号，从而提升光通信线路利用率的技术。目前最常用的多路复用技术有波分复用、时分复用、频分复用、码分复用。今天会重点对波分复用和时分复用展开来讲。

二：什么是波分复用技术

2.1波分复用概念

波分复用（WDM））是一种通过使用不同波长（即颜色）的激光将多个光载波信号复用到一根光纤上的技术，参考图一示意。

波分复用可以实现在一根光纤上双向通信，并实现容量的成倍增长。波分复用技术是基于频分复用技术（FDM），可以将一个信道的带宽按照一定的数值分为多个信道（一般按照20nm为一个单位）。在波分复用网络中，每个信道都被称为一个波长，每个信道以不同的频率和不同的光波长进行信息传输互达。每个波长彼此分离，可以实现天然的物理隔离，k可以有效防止他们互相干扰。

2.2 波分复用的工作原理

波分复用技术，是将多个不同波长(或频率)的调制光信号(携带有用信息)在发送端经复用器(也叫合波器，Mux)合路到一起送入光线路(光纤传输链路)的同一根光纤中进行传输，在接收端用解复用器(也叫分波器，demux)将不同波长信号分开接收的技术，原理图见下方示意图。一个波分系统包含很多的功能单元，如光转发单元(OTU)，用于转发客户侧数据业务到线路侧的光口；光合波单元(OMU)和光分波单元(ODU)，分别用于将多个波长光信号合并和分开;以及光功率放大器(OBA)，光线路放大器(OLA)和光前置放大器(OPA)，分别用于发端，链路，和接收端光信号放大。当然还应该包括光监控信道(OSC)，完成业务和链路的监控以便网络管理和维护。

三、什么是时分复用

3.1 时分复用原理

时分复用（TDM）是采用统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。它以时间作为信号分割的参量，必须使各路信号在时间轴上互不重叠。时分复用可以将整个信道传输信息的时间划分成若干时间片，并将这个些不同的时间段分给每个信号源使用，从而保证资源的利用率。

3.2 时分复用工作原理

正如时分复用的名字一样，时分复用的工作原理就是把时间分成均匀的时间间隙，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隙，以达到互相分开，互不干扰的目的。示意图2是时分复用原理示意图，各路信号经低通滤波器将频带限制在3400Hz以下，然后加到发端快速电子旋转开关(称分配器),开关不断重复地作匀速旋转，每旋转一周的时间等于一个抽样周期T，这样就做到对每一路信号每隔周期T时间抽样一次。由此可见，发端分配器不仅起到抽样的作用，同时还起到复用合路的作用。合路后的抽样信号送到 PCM编码器进行量化和编码，然后将数字信码送往信道。在收端将这些从发送端送来的各路信码依次解码，还原后的PAM信号，由收端分配器旋转开关依次接通每一路信号，重建成话音信号。由此可见收端的分配器起到时分复用的分路作用，所以收端分配器又叫分路门。

这里需要特别注意的是，为保证正常通信，收、发端分配器必须同频同相。同频是指分配器的旋转速度要完全相同，同相指的是发端分配器连接第一路信号时，收端分配器也必须连接第一路，否则收端将收不到本路信号，为此要求收、发双方必须保持严格的同步。

四：波分复用和时分复用的区别

波分复用和时分复用是将多个信号复用到一个载波中的两种方法。多路复用是将多个信号组合成一个信号的过程，这样每个单独的信号都可以在目的地检索。由于多个信号占用信道，它们需要以某种方式共享资源。

4.1 信道划分标准不同

而两者的主要区别在于它们如何划分信道。波分复用将信道划分为两个或多个不重叠的波长范围，而时分复用则是将整个信道传输信息的时间划分成若干时间片，以时间间隙作为划分的标准。基于这个标准的不同，波分复用每个信号会占用一小部分的带宽和所有的时间，而时分复用则是占用全部的带宽和一部分时间。

4.2 应用不同

波分复用的信道可以在任何时候进行传输，因此它们的延迟比时分复用要低得多。波分复用（WDM）通常用于延迟是最高优先级的应用程序，例如那些需要实时信息的应用程序。

波分复用具有高传输容量，可以节省光纤资源。对于单波长光纤系统，需要使用一对光纤来接收和发送一个信号，无论等待传输多少个信号，只需要一对光纤。波分复用对各种业务信号都是透明的，能够传输不同种类的信号，然后对其进行复合和分解。波分复用作为一种最佳的扩容方式，可以不使用大量的光纤或高速网络设备，而只通过改变交换机和增加一个波长来引入各种业务或扩容，可以构成高灵活性、高可靠性、高生存性的全光网络。

时分复用（TDM）通过动态地为需要更多带宽的信号分配更多的时间周期，相应减少不需要带宽的信号的占用时间，提供了更大的灵活性和效率。而波分复用缺乏这种灵活性，因为它不能动态地改变所分配波长的宽度。所以时分复用大多用在高传输容量，高速传输这种场景中。时分复用作为一种有效的光复用方式，可以充分利用频谱资源，大大提高频谱带宽的利用率。与波分复用不同，时分复用不受光纤非线性效应的限制，有效地利用了光波长，可以在不同距离、不同容量的网络中工作。

五：总结

波分复用（WDM）作为一种成熟的大容量光传输技术，它具有透明性、可重构性和良好的网络生存性等优点。已经在网络中得到了广泛的应用。在锐捷网络最新的以太全光网2.X方案中，就创新型的将彩光复用与以太充分融合，不仅实现了汇聚层彻底无源，弱电间0运维，同时还大大提升了光纤的传输效率和高扩展性，大大节省了链路铺设成本，保护用户投资。未来的波分复用光网络将朝着基于光波长路由和交换的灵活组网方向发展，具有快速恢复和重构网络的能力，在未来的光传输网络中将发挥主要作用。

时分复用（TDM）作为一种非常有效的复用技术，可以充分利用频谱资源，消除由于非线性效应对WDM系统的一些限制。近年来，时分复用在研究领域取得了很大的进展，但还不够成熟。简单地说，波分复用和时分复用作为光复用技术各有利弊。随着相关研究的不断深入，二者可以结合起来广泛应用于超高速传输网络中。

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