数据复用器(data multiplexer),是将多个数据信号复合成一集合数据信号用的设备。一般,在同一设备内也包括实现相反变换的解复用功能。
简介
数据复用器把若干个分散的低速数据信号组合成一个单一的高速数据信号或将一个高速数据信号分解为若干低速数据信号的设备。使用数据复用器的目的是在数据传输中,允许两个或多个数据源共享一个公共的高速数字信道。按其复用原理可分为频分复用和时分复用。
原理
2.1 频分复用
频分复用是为了在一条公共线路上传输若干个基带信号,将具有一定频带宽度的线路划分成在频率上相互错开的不同信道,以完成多个数据源共享高速数字信道的复用技术。基本方法是采用频率搬移技术,即将每个基带信号搬移到各不相同的传输频率范围内,搬移的方法通常采用单边带调幅制。
2.2 时分复用
时分复用是为了在一条高速数字传输线路上传输若干个低速数据信号,通过比特交织或字符交织使各路数据在时间上占用相互错开的不同时隙的复用。时分复用可分为同步时分复用(STDM)和异步时分复用(ATDM)。其中,异步时分复用又可分为智能时分复用和统计时分复用。
常用的数据复用器都是按照时分复用原理来实现的。根据实现方法的不同,又可分为非统计复用与统计复用(动态复用)两类。前者是对加到复用器的每一路输入均在复用器输出的集合数据信号中分配一些固定的时隙(相当于一个固定的带宽),而不管它们是否真的有信息需要传送;后者则是根据需要来分配时隙,即当有信息要传送时才作出分配,因而有利于提高集合信道的利用率,但在实现上却增加了一定的复杂性,同时也在带宽上带来一些附加的开销,按 CCITT X.50或X.51建议实现的零次群复用器属于非统计数据复用器。下面以此为例对其构成原理作简要介绍。
X.50与X.51建议分别采用(6+2)与(8+2)包封作为构成零次群复用帧的基本单元,两种包封格式分别示于图1(a)及(b)中。其中S比特用于指示该包封中的6个或8个D比特为数据信息或控制信息(例如呼叫信令),F比特用于构成X.50建议的零次群复用帧的同步序列,A比特用于(8+2)包封同步。在形成包封的基础上X.50建议规定由4个(6+2)包封组成包封组。这样,每一包封组包含4×6=24个D比特,可用于传送3个8bit字符。X.50建议提出了两种零次群复用帧结构,它们分别由80个与20个(6+2)包封来构成。在图2中示出了后一种复用帧的结构。按照该种帧结构,一个64kbit/s的零次群信号可以被5路9 6kbit/s的数据信号所复用。这是因为一路96kbit/s的数据信号在形成包封之后,它的承载信道的速率将为9.6×8/6=12.8kbit/s。在一个复用帧内,每一路91kbit/s的数据信号正好占有4个包封(1个包封组)。复用帧所使用的帧同步序列由20个包封中的F比特构成,X.50建议对此作出了具体规定。X.51建议对由(8+2)包封构成的零次群复用帧结构作出了规定,但各国使用较多的是X.50建议,因此对X.51建议的复用帧结构,这里就不再介绍。
主要功能
一个符合X.50建议的数据复用器的主要功能包括:①帧的形成(复用过程)与还原(解复用过程);②帧同步的建立与保持(接收过程);③时钟信号的产生与形成;④输入/输出接口的信号转换;⑤失步与故障告警,有的还具有传输质量下降超过容限的告警。
复用器的具体实现就是按照上列功能的要求,分为发送、接收、同步、定时、接口及辅助(包括告警、监控与测试)等部分来构成。