物理层_信道复用技术
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计算机网络背诵内容一、概述1、试简述分组交换的要点答:分组交换是报文交换的一种改进,分组交换采用存储转发技术。
在发送端先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段,在每一个数据段前面添加首部构成分组。
分组交换网以分组作为数据传输单元依次把各分组发送到接收端。
接收端收到分组后剥去首部还原成原来的报文。
分组交换的优点:高效、迅速、可靠分组交换的缺点:分组在各节点存储转发时需要排队,会造成一定的时延。
分组必须携带的首部也造成了一定的开销。
2、试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点答:电路交换:在电路交换中,整个报文的比特流连续地从源点直达终点,好像在一个管道中传输,适用于连续传送大量数据。
优点:数据传输可靠、迅速,数据不会丢失且保持原来的序列。
缺点:平均连接建立时间较长。
连接建立后,信道利用率低。
难以在通信过程中进行差错控制。
报文交换:在报文交换中,整个报文先传送到相邻结点,全部存储下来后查找转发表,转发到下一个结点。
优点:采用了存储转发技术,线路使用率高。
不存在连接建立时延,用户可随时发送报文。
缺点:不能满足实时或交互式通信要求,报文经过网络的延迟时间长且不定。
分组交换:在分组交换中,单个分组传送到相邻结点,存储下来后查找转发表,转发到下一个结点。
优点:分组动态分配带宽,提高通信线路使用效率;分组独立选择路由,使结点之间数据交换比较灵活缺点:分组在各节点存储转发时需要排队,会造成一定的时延;各分组必须携带的控制信息也造成了一定的开销。
3、协议与服务有何区别?有何关系?答:协议与服务的区别:1)协议的实现保证了能够向上一层提供服务。
本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。
下面的协议对上面的服务用户是透明的。
2)、协议是“水平的”,即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。
但服务是“垂直的”,即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。
上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令,这些命令在OSI中称为服务原语。
一、单项选择题(26 分,每题 1 分)1.第一次对路由器进行配置,应该通过()配置。
A.Web浏览器B.远程拨号C.Telnet方式D.console端口2.当TCP客户进程与TCP服务器进程建立连接时,TCP报文段首部中的()字段置1。
A.URGB.ACKC.SYND.FIN3.如果子网掩码是255.255.0.0,那么下列地址为子网112.11.0.0的广播地址的是()。
A.112.11.0.0B.112.11.255.255C.112.255.255.255D.112.1.1.14.IP地址192.168.1.0代表()。
A.一个C类网络号B.一个C类网络中的广播C.一个C类网络中的主机D.以上都不是5.对等层之间的通信使用的是()。
A.接口B.服务C.协议D.以上三者都是6.访问WWW服务器所使用的客户端应用程序是()。
A.浏览器B.搜索引擎C.OutlookD.URL7.无线局域网中为实现传输媒体共享而采用的协议是()。
A.CSMA/CAB.FTPC.CSMA/CDD.HTTP8.三通过网络和四签订合同,随后反悔。
为了防止发生抵赖,应该在签订合同时采用()。
A.身份认证技术B.消息认证技术C.防火墙技术D.数字签名技术9.传输层提供可靠的传输协议中的“可靠”指的是()。
A.使用滑动窗口来维持可靠性B.使用面向连接的会话C.使用“尽最大努力”的传输D.使用确认机制来维持可靠性10.提供网络层的协议转换,并在不同网络之间存储和转发分组的网间连接器是()。
A.转发器B.网桥C.路由器D.网关11.下面的四个选项中,合法的Internet主机IP地址是()。
A.208.132.309.33B.192.168.17.55C.211.202.59.103D.101.58.173.2.1312.如果主机地址部分的前10位用于表示子网,那么184.231.138.239的网络地址是()。
A.184.231.138.0B.184.231.138.10C.184.231.138.192D.184.231.138.255 13.下列说法错误的是()。
各信道复用技术的特点一、信道复用技术概述信道复用技术,也称为多路复用技术,是一种在通信网络中提高信道利用率的关键技术。
在物理层和数据链路层中,信道复用技术允许多个信号或数据流在同一个物理信道上进行传输,从而提高了信道的利用率和数据的传输效率。
信道复用技术主要通过共享信道资源的方式,为不同的用户或应用程序提供高速、高效的数据传输服务。
二、信道复用技术分类根据不同的分类标准,信道复用技术可以分为多种类型。
常见的分类方式包括按传输媒介和按信号性质。
按传输媒介分类,信道复用技术可以分为频分复用、时分复用、码分复用等类型。
按信号性质分类,信道复用技术可以分为模拟复用和数字复用。
1.频分复用频分复用(Frequency Division Multiplexing, FDM)是一种将信道频率资源划分成若干个频带,然后将不同的频带分配给不同的信号或数据流进行传输的技术。
由于各个频带之间相互独立,因此频分复用可以实现多路信号的同时传输。
频分复用的优点是信号质量高,抗干扰能力强,适用于宽带信号的传输。
2.时分复用时分复用(Time Division Multiplexing, TDM)是一种将信道时间资源划分成若干个时隙,然后将不同的时隙分配给不同的信号或数据流进行传输的技术。
时分复用通过动态分配时隙,实现了对信道资源的动态利用。
时分复用的优点是设备简单,适用于时延要求不高的应用场景。
3.码分复用码分复用(Code Division Multiplexing, CDM)是一种利用码组划分子信道进行多路传输的技术。
不同的信号或数据流通过分配不同的码组进行调制,然后在同一个信道上传输。
码分复用的优点是抗干扰能力强,保密性好,适用于移动通信和卫星通信等场景。
4.模拟复用和数字复用模拟复用和数字复用是根据信号的性质进行分类的。
模拟复用是指将多个模拟信号合并成一个复合信号进行传输,而数字复用则是将多个数字信号合并成一个数据流进行传输。
《计算机⽹络(第7版)谢希仁著》第⼆章物理层要点及习题总结1.物理层基本概念:物理层考虑的是怎样才能再连接各种计算机的传输媒体上传输数据⽐特流,⽽不是指具体的传输媒体2.物理层特性:机械特性,电⽓特性,功能特性,过程特性3.数据通信系统:分为源系统(发送端)、传输系统(传输⽹络)、⽬的系统(接收端)三⼤部分,通信的⽬的是传送消息,数据是运送消息的实体,信号则是数据的电⽓或电磁的表现,通信系统必备的三⼤要素:信源,信道,信宿4.信号: (1)模拟信号(连续信号) 代表消息的参数的取值是连续的,连续变化的信号,⽤户家中的调制解调器到电话端局之间的⽤户线上传送的就是模拟信号。
(2)数字信号(离散信号),代表消息的参数的取值是离散的。
⽤户家中的计算机到调制解调器之间,或在电话⽹中继线上传送的就是数字信号。
在使⽤时间域(或简称为时域)的波形表⽰数字信号时,代表不同离散数值的基本波形就称为码元。
在使⽤⼆进制编码时,只有两种不同的码元,⼀种代表0状态⽽另⼀种代表1状态。
(1码元可以携带的信息量不是固定的,⽽是由调制⽅式和编码⽅式决定的,1码元可以携带n bit的信息量,可以通过进制转换和多级电平)5.信道 (1)基本概念:信道⼀般⽤来表⽰向某⼀个⽅向传送信息的媒体,⼀条通信电路往往包含⼀条发送信道和⼀条接收信道。
(2)通信双⽅的交互⽅式: ①单⼯通信(单向通信):即只能有⼀个⽅向的通信⽽没有反⽅向的交互,例如:⽆线电⼴播,有线电⼴播 ②半双⼯通信(双向交替通信):即通信的双⽅都可以发送信息,但不能双⽅同时发送(当然也就不能同时接收)。
这种通信⽅式是⼀⽅发送另⼀⽅接收,过⼀段时间后可以再反过来。
例如:对讲机 ③全双⼯通信(双向同时通信):即通信的双⽅可以同时发送和接收信息。
例如:打电话 (3)调制和解调 原因:信源的信号常称为基带信号(即基本频带信号)。
像计算机输出的代表各种⽂字或图像⽂件的数据信号都属于基带信号。
计算机网络作业五及解答一、单项选择题1.将物理信道的总频带宽分割成若干个子信道,每个子信道传输一路信号,这种信道复用技术是( )。
A.码分复用B.频分复用C.时分复用D.空分复用2.TDM所利用的传输介质的性质是( )。
A.介质的带宽大于结合信号的位速率B.介质的带宽小于单个信号的带宽C.介质的位速率小于最小信号的带宽D.介质的位速率大于单个信号的位速率3.在下列协议中,不会发生碰撞的是( )。
A.TDM B..ALOHA C.CSMA D.CSMA/CD4.在下列多路复用技术中,( )具有动态分配时隙的功能。
A.同步时分多路复用B.统计时分多路复用C.频分多路复用D.码分多路复用5.在CSMA.的非坚持协议中,当站点侦听到总线媒体空闲时,它是( )。
A.以概率p传送B.马上传送C.以概率(1-p)传送D.以概率p延迟一个时间单位后传送6.在CSMA的非坚持协议中,当媒体忙时,则( )直到媒体空闲。
A.延迟一个固定的时间单位再侦听B.继续侦听C.延迟一个随机的时间单位再侦听D.放弃侦听7.在监听到信道忙时,仍然继续监听下去,直到信道空闲为止。
采用这种方式的CSMA 协议称为( )。
A.1一坚持型CSMA B.坚持型CSMAC.p一坚持型CSMA D.非坚持型CSMA.8.以太网中,当数据传输率提高时,帧的发送时间就会相应的缩短,这样可能会影响到冲突的检测。
为了能有效地检测冲突,可以使用的解决方案有( )。
A.减少电缆介质的长度或减少最短帧长B.减少电缆介质的长度或增加最短帧长C.增加电缆介质的长度或减少最短帧长D.增加电缆介质的长度或增加最短帧长9.长度为10km,数据传输率为10Mbit/s的CSMA/CD以太网,信号传播速度为200m/μs。
那么该网络的最小帧长为( )。
A.20bit B.200bitC.1 00bit D.1 000bit10.【2009年计算机联考真题】.在一个采用CSMA/CD协议的网络中,传输介质是一根完整的电缆,传输速率为1 Gbit /s,电缆中的信号传播速度是200 000km/s。
计算机网络技术知识点总结篇一:计算机网络技术知识点总结1.三网是指电信网络、有线电视网和计算机网络。
2.1969年美国国防部创建了第一个真正意义上的网络:阿帕网(aRPa)阿帕网把网络划分为通信子网(物理层,数据链路层,网络层)和资源子网(运输层,会话层,表示层,应用层)标准协议:TcP/iP3.iSP又常译为:因特网服务提供商4.制定因特网的正式标准要经过一下的四个阶段:因特网草案、建议标准、草案标准、因特网标准5.三种交换方式:电路交换、报文交换、分组交换6.按范围划分的几类网络:广域网、城域网、局域网、个人区域网7.1B=8bit千字节2的10次幂8.时延:发送时延、传播.时延(传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率)、处理时延、排队时延(处理时延和排队时延发生在设备中)9.oSi的体系结构:由下到上:1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层10.TcP/iP的体系结构:由下到上:网络接口层、网际层iP、运输层(TcP或UdP)、应用层(各种应用层协议如果TELnET、FTP)11.其中网络层对应(物理层、数据链路层)、网际层iP对应(网络层)、运输层对于(运输层)、应用层对于(会话层、表示层、应用层)12.五层协议的体系结构:由下到上:1物理层2数据链路层3网络层4运输层5应用层13.在物理层中数据的形式为比特流;在数据链路层中数据的形式为数据帧、在网络层中数据的形式为数据包14.协议是控制两个对等实体(或多个实体)进行通信的规则的集合;协议是“水平的”,服务是“垂直的”。
15.在同一系统中相邻两层的实体进行交互(即交换信息)的地方,通常成为服务访问点。
16.信号可以分为两类:数字信号、模拟信号17.通信的三种方式:单向通信(单工通信)、双向交替通信(半双工通信)、双向同时通信(全双工通信)18.导向传输媒体(有线传输介质):双绞线、同轴电缆、光缆(单模光纤:传输距离远,造价高,激光二极管;多模光纤:传输距离近,造价低,发光二极管);非导向传输媒体(无线传输介质):短波通信、无线电微波、19.信道复用技术:频分复用、时分复用、统计时分复用;码分复用(cmd)常用名次码分多址(cdma)20.adSL调制解调器;把数字信号转换为模拟信号为调制,把模拟信号转换为数字信号为解调。
计算机网络(第二版)课后习题答案计算机网络(第二版)课后习题答案一、绪论计算机网络是指在多个计算机之间传输数据和共享资源的系统。
随着互联网的普及和发展,计算机网络已经成为现代社会中不可或缺的组成部分。
本文将回答《计算机网络(第二版)》课后习题,并提供详细的解答。
二、物理层1. 什么是物理层?物理层的任务是什么?物理层是计算机网络模型中的第一层,主要负责传输比特流。
其任务包括确定物理传输媒介的规范、数据的编码认证、物理连接的建立和维护等。
2. 传输媒介可分为哪几种类型?各有什么特点?传输媒介可分为有线传输媒介和无线传输媒介两种类型。
有线传输媒介包括双绞线、同轴电缆和光纤等,其特点是传输速度快、传输距离较长、抗干扰能力强。
无线传输媒介包括无线电波和红外线等,其特点是灵活性高、易于扩展和部署,但传输速度和距离受到限制。
3. 什么是调制和解调?其作用是什么?调制是将数字信号转换为模拟信号的过程,解调是将模拟信号转换为数字信号的过程。
调制和解调的作用是在发送端将数字数据转换为适合在传输媒介上传输的模拟信号,然后在接收端将模拟信号转换为可被计算机理解的数字数据。
4. 什么是信道复用?常见的信道复用技术有哪些?信道复用是指通过合理地利用通信线路,将不同用户的数据流合并在一起传输的技术。
常见的信道复用技术包括频分复用(FDM)、时分复用(TDM)和码分复用(CDM)等。
三、数据链路层1. 数据链路层有哪些基本的功能?数据链路层的基本功能包括封装成帧、物理寻址、错误检测和流量控制等。
封装成帧将网络层交付的数据分成适当的数据帧进行传输;物理寻址通过物理地址标识源和目的设备;错误检测使用帧检验序列等方法检测传输中的错误;流量控制通过控制数据的发送速率来保证接收端能够正确接收数据。
2. 什么是差错控制?常见的差错检测技术有哪些?差错控制是指在数据传输过程中采取一定的机制来检测和纠正传输中发生的差错。
常见的差错检测技术有纵向奇偶校验、循环冗余检验(CRC)和海明码等。
物理层——信道复⽤技术之多路复⽤(信号传输)复⽤:当⽤户多时,在发送端使⽤⼀个复⽤器,就可以让⼤家合起来使⽤⼀个共享信道进⾏通信,在接受端再使⽤分⽤器,把合起来传输的信息分别送到相应的终点。
复⽤分类:频分多路复⽤技术FDM(所有⽤户在同样的时间占⽤不同的频率带宽资源,适合模拟信号)时分多路复⽤技术TDM(所有⽤户在不同的时间占⽤同样的频带宽度,适合数字信号)当⽤户暂⽆数据发送时,在TDM中分配给该⽤户的时隙只能处于空闲状态,其他⽤户即使⼀直有数据要发送,也不能使⽤这些空闲的时隙,这就导致信道利⽤率不⾼,由此引出统计时分复⽤STDM---->/**异步时分机理:STDM的实现由集中器(⼜名智能复⽤器)来处理,⽤户将数据发往集中器的输⼊缓存,然后集中器依次扫描缓存,将有数据的缓存从放⼊STDM帧中,将⽆数据的缓存跳过,当⼀个帧放慢就发送出去。
注意集中器正常⼯作的前提是⽤户间歇地⼯作,否则它忙不过来**//**STDM帧不是固定分配时隙,⽽是按需动态分配时隙,因此传输线路上某⽤户所占⽤的时隙不是周期性出现**/TDM与STDM⼩对⽐:同步时分多路复⽤的帧是固定⼤⼩的,控制简单,实时性好。
信道效率差。
异步时分多路复⽤能提⾼系统的利⽤率,异步时分多路复⽤需要⼀些额外的代价:①信息单元需附带地址信息②复⽤器必须有⼀定的存储容量③节点必须有管理队列的能⼒波分多路复⽤技术WDM(⼀根光纤上复⽤多路光载波信号,So⼜名光的频分复⽤)/**由于光载波的频率很⾼,因此常⽤波长⽽不⽤频率来表⽰所使⽤的光载波**//**光信号在传输途中有损耗,需要光放⼤器EDFA将其放⼤**//**密集波复⽤DWDM:⼀根光纤上复⽤更多光载信号**/码分多路复⽤技术CDM(⽤户使⽤同⼀频率,占⽤相同的带宽,So⽤户不是靠频率或时隙来区分,⽽是码型来区分。
⼜名码分多址)/**作⽤机理:每⼀个⽐特时间划分为 m 个短的间隔,称为码⽚(chip)每个站被指派⼀个唯⼀的 m bit 码⽚序列,每个站被分派的码⽚序列不仅必须各不相同,并且还必须互相正交(orthogonal)。
逻辑信道的复用和解复用1. 引言在通信领域中,逻辑信道的复用和解复用是实现多路复用和多路解复用的关键技术。
通过逻辑信道的复用和解复用,可以同时传输多个独立的数据流,提高通信系统的传输效率和资源利用率。
本文将介绍逻辑信道的概念、分类以及常见的复用和解复用技术。
2. 逻辑信道概述逻辑信道是指在物理层之上建立起来的、为不同用户或应用程序之间提供独立通信服务的虚拟通路。
它是一种抽象概念,通过对物理信道进行合理分配和管理,实现了多路通信。
逻辑信道可以根据不同的标准和协议进行分类,常见的分类包括:•控制信道:主要负责传输控制信息,如连接建立、断开等。
•用户数据信道:主要负责传输用户数据,如音频、视频等。
•广播信道:主要负责传输广播信息,如电视广播等。
3. 复用技术3.1 频分复用(FDM)频分复用(Frequency Division Multiplexing)是一种将不同频率的信号叠加到同一物理信道上的技术。
在发送端,通过将不同频段的信号调制到不同的载波上,然后将这些载波进行叠加;在接收端,通过解调器将叠加后的信号分离出来,恢复成原始的信号。
频分复用技术适用于传输带宽较大、传输距离较长的场景,如有线电视、卫星通信等。
3.2 时分复用(TDM)时分复用(Time Division Multiplexing)是一种将不同时间段的信号按照一定的顺序交替地发送到物理信道上的技术。
在发送端,将不同用户或应用程序的数据按照固定时间间隔划分为若干帧,并依次发送到物理信道上;在接收端,根据发送端发来的时隙信息,将各个用户或应用程序的数据进行解复用。
时分复用技术适用于传输带宽较小、传输距离较短但对实时性要求较高的场景,如电话通信、局域网等。
3.3 码分复用(CDM)码分复用(Code Division Multiplexing)是一种利用不同码型对数据进行编码和解码,从而实现多路复用和解复用的技术。
在发送端,将不同用户或应用程序的数据通过不同的码型进行编码,并叠加到物理信道上;在接收端,根据码型信息,将叠加后的信号进行解码和分离。
计算机网络2012年重点习题及解答教材:《计算机网络(第五版)》,谢希仁编著,电子工业出版社习题数量:55题章节数量主要知识点备注1、概述8 因特网概述、体系结构2、物理层 5 香农公式、信道复用、码分多址3、数据链路层10 PPP、CRC、CSMA/CDIP地址分类、路由、网络设计、4、网络层18二进制反码运算求和5、运输层 6 UDP/TCP、连续ARQ、拥塞控制6、应用层 4 DNS、WWW7、网络安全 2 加密与解密、防火墙10、IPV6 2 IPV6、零压缩法物理层(P62)2-09、用香农公式计算一下:假定信道带宽为3100Hz,最大信息传输速率为35kb/s,那么若想使最大信息传输速率增加60%。
问信噪比S/N应增大到多少倍数?如果在刚才计算出的基础上将信噪比S/N再增大到10倍,请问最大信息传输速率能否再增加20%?解:根据C=WLog 2(1+S/N)(1)将C= 35000,W= 3100代入,得1+ S/N= 2 350/31(2)再将C= 35000*(1+60%),W= 3100代入,得1+ S/N= 2 350*1.6 / 31此时,S/N比(1)式要扩大100倍(3)若S/N再比(2)式扩大10倍,则(2)式中的C要提高18.5%2-13、为什么要使用信道复用技术?常用的信道复用技术有哪些?答:信道复用技术可以使使多个进程能共享单一的传输层实体进行通信,从而节省大量资源。
常用的信道复用技术有:◆频分复用(FDM,Frequency Division Multiplexing)将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带(或称子信道),每一个子信道传输1路信号。
◆时分复用(TDM,Time Division Multiplexing)就是将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干时间片(简称时隙),并将这些时隙分配给每一个信号源使用,每一路信号在自己的时隙内独占信道进行数据传输。
《计算机网络》课程教学大纲(Computer Networks)一、课程简介网络技术是信息时代最为核心的技术之一。
是构建教育信息化环境、推进信息技术教育应用的基础技术和基本手段,是教育技术领域最基础、使用最为广泛的技术之一。
本课程的主要内容是以OSI(开放系统互联)模型为理论体系,以TCP/IP体系为应用体系的关于计算机网络的基本概念、原理和方法。
探讨包括物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层在内的TCP/IP体系结构各层次的主要功能、原理、协议和设备。
其目的是通过本课程的学习使教育技术系的学生能了解计算机网络的基本工作原理、计算机网络的分层结构、主要的网络协议、主要的网络互连设备、主要的网络服务配置以及近年来网络技术的最新发展,为他们应用局域网、Internet网络构建教育信息化环境,推进计算机网络在教育教学及相关领域的应用,解决教学和生活中所面临的实际问题奠定基础。
二、课程的性质、目的和任务《计算机网络》是教育技术学专业必修的学科基础课程。
通过本课程的学习,希望学生全面了解计算机网络的基础知识;熟悉常用的网络通信协议及网络体系结构;了解常见的网络互联设备;初步掌握常见的网络互联设备的配置方法;能独立组建较为简单的局域网;掌握常用的网络服务的构建与配置;具备初步的网络管理及维护能力。
三、课程教学的基本要求(一)引入网络技术发展的最新成果,拓展教学内容,保证教学内容的实时性和前沿性;(二)规范课程实验、实训,完善课程实验及实训的考核体系,加大实验成绩在课程评价中比重,突出网络知识的实际应用及学生动手能力培养;(三)使学生了解计算机网络的基本概念及基础知识;理解计算机网络的工作原理、熟悉计算机网络的两种主要体系结构OSI和TCP/IP体系结构;(四)掌握物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层等主要层次的功能及协议;(五)掌握常见网络互联设备的功能及特点,初步掌握路由器、交换机等网络互连设备的配置;(六)掌握VLAN、TRUNK的原理与配置,熟悉IP子网规划;(七)掌握DNS、WEB、FTP、DHCP等常见网络服务的原理、配置与应用;(八)了解无线网络、网络安全及网络管理的相关知识。
物理层—信道复⽤信道复⽤的通俗来讲就是多个通信设备共享⼀条信道进⾏通信,这样的好处在与提⾼信道的利⽤率,在实际通信系统中能为建设信道节约成本。
1.频分复⽤技术FDM(Frequency Division Multiplexing) 频分复⽤技术就是⽤户在分配到⼀定的频带后,在通信过程中⾃始⾄终都占⽤这个频带,可见频分复⽤的所有⽤户在同样的时间占⽤不同的带宽资源。
这⾥的带宽指的是频率带宽⽽不是数据发送的速率。
在使⽤频分复⽤时,每⼀个⽤户占⽤的带宽不变,当复⽤的⽤户增加时,复⽤后的信道总宽度就会增加。
2.时分复⽤技术TDM(Time Division Multiplexing) 时分复⽤技术则是将时间划分为⼀段段等长的时分复⽤帧,称为TMD复⽤帧,每⼀个时分复⽤⽤户在每⼀个TMD帧中占⽤固定序号的时隙。
每⼀个时分复⽤⽤户所占的时隙是周期性的出现,因此TMD信号也称为等时信号。
可以看出,时分复⽤的所有⽤户是在不同的时间占⽤同样的频带宽度。
频分复⽤技术和时分复⽤技术都⽐较成熟,但是缺点就是不够灵活 在使⽤时分复⽤时,每⼀个时分复⽤帧的长度是保持不变的,始终是125us,当⽤户增加时,每⼀个⽤户所占的时分复⽤帧中的时隙就会相对减少。
3.统计时分复⽤技术STDM(Statics TDM) 在进⾏通信时,复⽤器和分⽤器总是成对的使⽤的。
在复⽤器和分⽤器之间是⽤户共享的⾼速信道。
分⽤器的作⽤正好和复⽤器的作⽤相反,它把⾼速信道传送过来的数据进⾏分⽤,分别交送到相应的⽤户。
当使⽤时分复⽤系统传送计算机数据时,由于计算机数据的突发性,⼀个⽤户对已经分到的⼦信道的利⽤率⼀般是不⾼的。
当⽤户在某⼀段时间内暂时⽆数据传输室,那就只能让已经分配到的⼦信道空闲着,⽽其他的⽤户也⽆法使⽤这个暂时空闲的线路资源。
当某个⽤户暂时⽆数据发送时,在时分复⽤帧中分配给该⽤户的时隙只能处于空闲状态,其他的⽤户即使⼀直有数据要发送,也不能使⽤这些空闲的时隙。
2.4.1 信道复用技术
信道复用技术
复用(multiplexing)是通信技术中的基本概念。
复用技术让多个用户共享一个公共信道。
+ ( ) +
A 1 A 2
B 1 B 2
C 1
C 2
A 1 A 2
B 1 B 2
C 1
C 2
共享信道
(a) 使用单独的信道
(b) 使用共享信道
复用
分用
频分复用FDM (Frequency Division Multiplexing )
•频分复用按频率划分不同的信道,用户在分到一定的频带后,在通信过程中自始至终占用整个频带。
•频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源 (这里的“带宽”是频率带宽而不
是数据的发送速率)。
频率
时间
频率 1 频率 2 频率 3
频率 4 频率 5 频分复用
频分复用FDM
多路的原始信号在频分复用前,首先要通过频谱搬移技术,将各路信号的频谱搬移到物理信道频谱的不同段上,这可以通过不同的载波调频调制来实现。
波分复用 WDM(Wavelength Division Multiplexing)
波分复用就是光的频分复用。
整个波长频带被划分为若干个波长范围,每个用户占用一个波长范围来进行传输。
在一根光纤上复用多路频率接近的光载波信号的方式称为波分复用WDM。
在一根光纤上复用几十路或更多路数的频率接近的光载波信号称为密集波分复用DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)。
波分复用 WDM (Wavelength Division Multiplexing )
如图,8路传输速率为2.5Gbit/s 的光载波。
经光的调制后,分别将波长变换到1550~1557nm,这8个光载波经过光复用器后,在一根光纤上传输,因此,在一根光纤上数据传输速率达到了8 ⨯ 2.5 Gb/s=20Gb/s 。
1550 nm 0 1551 nm 1 1552 nm 2 1553 nm 3 1554 nm 4 1555 nm 5 1556 nm 6 1557 nm 7
0 1550 nm 1 1551 nm 2 1552 nm 3 1553 nm 4 1554 nm 5 1555 nm 6 1556 nm 7 1557 nm
8 ⨯ 2.5 Gb/s 1310 nm 20 Gb/s 复 用 器 分 用 器 EDFA
120 km
光调制器
光解调器
时分复用TDM(Time Division Multiplexing)
时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM 帧)。
每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。
每一个用户所占用的时隙是周期性地出现(其周期就是 TDM 帧的长度)。
TDM 信号也称为等时(isochronous)信号。
时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。
频率
时间
B C D B C D B C D B C D
A A A A TDM 帧 TDM 帧 TDM 帧 TDM 帧 …
TDM 帧
周期性出现
时分复用TDM
时分复用
时分复用可能会造成线路资源的浪费
A B C D
a
a
b
b
c
d
b c
a
t
t
t
t
t
4 个时分复用帧
#1
④
③
②
①
a
c
b
c d
时分复用
#2 #3 #4
用户
如图可以看出:当某一用户暂时无数据发送时,在时分复用帧中分配给该用户的固定时
隙只能处于空闲状态,其他用户即使有数据要发送,也不能使用这些空闲的时隙,这就
导致复用后的信道利用率不高。
统计时分复用 STDM(Statistic TDM)用户
A B C D
a
b
c
d
t
t
t
t
t
3 个 STDM 帧
#1
④
③
②
①
a
c
b
a
b b c
a c d
#2 #3
统计时分复用
集
中
器
统计时分复用STDM是一种改进的TDM,STDM帧不是为用户固定分配时隙,而是按需动态分配时隙,它能提高信道的利用率2~4倍。
如图是STDM的工作原理,一个使用统计时分复用的集中器(也称为智能复用器,它存储转发报文,通过排队方式使各用户合理地共享信道)连接4个低速用户,将它们的数据集中起来通过高速线路发送到一个远地计算机。
统计时分复用 STDM(Statistic TDM)统计时分复用使用STDM帧来发送复用的数据。
每个STDM帧中的时隙数小于连接在集中器上的用户数。
在输出线路上,某一个用户所占用的时隙并不是周期性地出现,因此统计复用也称为异步时分复用。
由于STDM帧中的时隙不是固定地分配给某个用户,输出线路上每个时隙之前的短时隙中必须有用户的地址信息。
STDM实现技术非常复杂,通常只在高速远程通信中使用,不适用于用户平均使用信道的情况。
注意:TDM帧和STDM帧都是在物理层传送的比特流中划分的帧。