怎样实现多路通信

七、怎样实现多路通信——各路信号依次分道传输

大家知道，在简单的电话通信中，人们是用电话机的话筒把话音变成电信号，并称为话音信号。话音信号经过线路传到对方后，再用电话机的听筒又把话音信号还原成话音，从而实现双方通话。对这样的通信一般说来，一条通信线路只能传送一路电话，如果有100对用户需同时通话，就需架设100条同样的通信线路。显而易见，这种通信系统的线路利用率太低了，很不经济。而在通信工程中，人们总是利用一条公共通信线路同时传输许多路电话，这种多路电话共用一条线路的通信方式称为多路通信。这种共用线路的技术称为线路复用技术。

话音是复杂的声音信号，人们在说话时声音有大有小，而且语调也各不相同，因人而异千差万别。话音通过电话机变换后输出的话音信号是一个复杂的电信号，可以视为由许多不同频率不同幅度的正弦波合成。话音信号的幅度随发话人声音的大小而变化；话音信号的频谱范围（即合成此话音信号正弦波的频率范围）也随发话人语调的不同而变化，两者均因人而异。在通信中，电话机输出的话音信号，由于它连续地模拟着话音的变化规律，故称为模拟信号。大量的实验和统计表明，如果能够把人们话音信号中300~3400赫频率范围的正弦波传到对方，一般的收听效果就足够清晰了。因此，人们把300~3400赫这个频率范围规定为一路电话的话音频带，通常还要考虑一些富余量，故在通信传输中规定一路电话的基本频率范围是0~4千赫，并称为话音信号的基本频谱。

然而，在通信传输中所用的架空明线（铜线）的最高传输频率可以用到150千赫，其频带宽度比一路话音信号的基本频谱要宽得多。而一条微波接力通信线路的一个频率波道的带宽就有40兆赫，可以容纳成千上万路电话同时传输。显然，利用频带如此宽阔的通信线路只传送一路电话就太浪费了。

那么，怎样才能在一条通信线路上实现多路通信呢？如果只是把各路话音信号简单地直接合并在一起进行传输，因为各路话音信号的基本频谱范围都大致相同（0~4千赫），则各路信号会同时混杂地被送到每个收听用户的电话机里，听筒中将是一片乱哄哄，就好像你站在露天广场中，有许多人同时高声说话所听到的嘈杂声一样，你什么也听不清楚（图3-11）。这种把各路话音信号简单合并的传输方式，由于各用户间相互干扰，无法实现有效的通信。

图3-11　运动员分道赛跑与露天广场人声鼎沸的场面

众所周知，短跑运动员在田径场上同时赛跑，而互不干扰，是因为裁判员给各位运动员分配了各自占用的跑道，他们分道竞技才不致相互干扰，如图3-11所示。根据这个道理，为了在同一线路上进行多路电话通信，就不能把各路电话信号只是简单地合并，而是必须先对各路话音信号进行处理（即分配跑道），使它们各自具有不同的特征（跑道特征）后，再合并起来去复用线路，以便在收信端能够根据这一特征区分开各路话音信号。目前，广泛使用的线路复用方法有两种：频分复用和时分复用。