想象一下,你和几个朋友需要通过一条唯一的通道互相传纸条,但又不能让纸条混在一起。这条通道可能是一根管子、一条传送带,或者一个房间的空气。
这三种复用技术,就是解决这个问题的三种天才策略。
一、频分复用(FDM):划分“音高频道”
比喻:电台广播
场景:你开车时,收音机里能收到很多电台:交通广播、音乐台、新闻台。它们同时在空中播放,但你却可以只听一个。
FDM是怎么做的?
分配不同“音高”:每个电台被分配一个独特的、非常高的“哼唱音调”(这叫载波频率)。交通台用“1000赫兹的哼唱”来“包裹”它的声音,音乐台用“2000赫兹的哼唱”。
混合发送:所有这些被不同“哼唱”包裹的电台信号,会同时混合在空气中。
选择接收:你的收音机就像一个“音高过滤器”。当你把旋钮调到“FM 101.7”时,你其实是在告诉收音机:“我只想听那个用‘101.7百万赫兹’哼唱的包裹信号,其他的统统过滤掉!” 然后收音机就把这个“包裹”拆开,还原出里面的音乐或谈话。
核心思想:FDM是在频率上“划车道”。就像一条宽阔的多车道高速路,每个电台独占一条固定的车道,同时并行前进。
二、时分复用(TDM):轮流“使用话筒”
比喻:综艺节目上的采访
场景:一个主持人采访三位嘉宾(A、B、C)。但只有一支话筒。
TDM是怎么做的?
严格排班:主持人规定一个固定流程:在第1秒,把话筒递给A说话;第2秒,立刻收回话筒递给B;第3秒,再递给C;第4秒,又回到A……如此高速循环。
快速拼接:虽然三个人是轮流说话,但因为切换速度极快(比如一秒钟切换几千几万次),在听众(接收端)听起来,好像三个人在同时连续讲话。接收端只需要按照同样的时间表,把A说的话从第1、4、7…秒捡出来拼在一起,就能得到A的完整发言。
核心思想:TDM是在时间上“分时隙”。就像一条单车道隧道,但交警规定:A车跑第1秒,B车跑第2秒,C车跑第3秒……虽然同一时刻只有一辆车,但宏观上所有车都在前进。
现实例子:你家的光纤宽带,就是把你上网的数据、你家人打电话的数据、看IPTV的数据,切成极小的碎片,按顺序塞进一根光纤里飞速传送。
三、码分复用(CDM):用“特殊语言”交谈
比喻:鸡尾酒会上的多语言交流
场景:在一个非常嘈杂的鸡尾酒会上,有多组人(比如中文组、英文组、法文组)在同一时间、同一空间里交谈。
CDM是怎么做的?
每人一种“语言”:CDM给每组人分配一种独特的“语言”(这叫正交码)。中文组用中文,英文组用英文。
同时大声说:所有人都可以同时大声说话,各种语言的声音在空气中完全混合、重叠。
只听你懂的:你的大脑(接收端)是一个强大的过滤器。如果你是中文组成员,你的大脑会自动锁定并听懂中文,而把所有英文、法文对话都当成无意义的背景“嗡嗡声”忽略掉。同样,英文组成员只能专注于英文对话。
核心思想:CDM是在编码上“加密码”。它允许所有人同时、同频率说话,依靠独特的“语言密码”来区分彼此。这是最神奇、最高效,但实现起来也最复杂的方式。
现实例子:以前的3G手机网络和GPS系统就用了CDM。所有手机信号同时满天飞,你的手机靠自己的“密码”只解出自己的通话和数据。
终极总结:一张图看懂区别
| 复用技术 | 核心比喻 | 如何共享通道? | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|---|
| FDM(频分) | 电台广播 | 同时,但频率不同 | 简单直观,适合模拟信号 | 频道固定,不灵活;浪费保护频带 |
| TDM(时分) | 轮流采访 | 同频率,但时间不同 | 数字化的基础,灵活高效 | 需要精确同步时钟 |
| CDM(码分) | 鸡尾酒会 | 同时、同频率,但“语言”不同 | 容量大、抗干扰、保密性强 | 技术复杂,功率控制要求高 |
简单记:
FDM:大家同时说,但用不同的音调。
TDM:大家用同一个音调,但轮流说。
CDM:大家同时、用同一个音调说,但讲不同的语言。