计算机网络 23-24 复用技术 数字传输

计算机网络 第二章 数据通信基础 第二章 数据通信基础 2.1 数据交换技术 2.2 模拟传输技术 2.3 多路复用技术 2.4 数字传输技术 2.5 数据链路控制技术 2.6 小结 2.3 多路复用技术 为什么提出多路复用技术？ 提高信道利用率。 什么是多路复用技术？ 是指把许多单个信号在一个信道上进行传输的技术，其作用相当于把单个信道划分成多个信道，以实现通信信道共享。 2.3 多路复用技术 常用的四种多路复用技术： 2.3.1 频分多路复用技术(FDM) 2.3.2 时分多路复用技术(TDM) 2.3.3 波分多路复用技术(WDM) 2.3.4 码分多址复用技术(CDM) 2.3.1 频分多路复用技术(FDM) 频分多路复用技术(Frequency Division Multiplexing)原理 将信道的频带分割成若干个互不重叠的小频段，相互之间以“警戒频带”隔开，各小频段形成一些并行的子通道，允许数据在各个不同的子通道上独立传输且互不干扰。 2.3.1 频分多路复用技术(FDM) 频率分割示意图 2.3.1 频分多路复用技术(FDM) 频分多路复用 多路的原始信号首先通过频谱搬移技术，将各路信号的频谱搬移到物理信道频谱的不同段上，这可以通过频率调制时采用不同的载波来实现。 2.3.1 频分多路复用技术(FDM) 频分多路复用原理示意图 2.3.1 频分多路复用技术(FDM) 举例：电话系统 语音信号：0.3~3.4 kHz，频带宽度3.1 kHz CCITT(International Telephone and Telegraph Consultative Committee)国际电话与电报顾问委员会规定每路语音信号占用4k频带，即在3.1 kHz语音频带两端各留0.45 kHz的保护带，以避免相邻频带之间串音。 2.3.2 时分多路复用技术(TDM) 时分多路复用技术(Time Division Multiplexing )原理 把在通信媒体上的传输信号的时域划分为许多等长的时间片(时隙)，每路信号每次占用一个时间片进行传输。若干路信号合用单一的通信媒体而在时间域上互不重叠。接收端可以根据信号在通信媒体上的传输时间将多路信号分割还原。 2.3.2 时分多路复用技术(TDM) 时分多路复用示意图 2.3.2 时分多路复用技术(TDM) 同步时分复用和统计时分复用 同步时分复用：时分方案中时间片是预先分配好的，时间片与数据源一一对应，不管某一数据源有无数据发送，该时间片都是属于它的。 统计时分复用：时间片与数据源无对应关系，系统可以按照需要动态地为各路信号分配时间片，各时间片与数据源无对应关系。 2.3.3波分多路复用技术(WDM) 波分多路复用(Wavelength Division Multiplexing)技术原理 在发送端将不同波长的光信号组合起来，复用到一根光纤上，在接收端又将组合的光信号分开(解复用)，并送入不同的终端。 2.3.3波分多路复用技术(WDM) WDM系统工作原理 将一根单纤转换为多条“虚纤”，每条虚纤工作在不同的波长上。 举例： 波分多路复用(WDM)是在光纤信道上使用的。是频分多路复用的一个变种，下图表示8路传输速率均为2.5G bit/s的光载波(其波长均为1310 nm)，经光的调制后，分别将波长变换到1550 ~ 1557 nm，每个光载波相隔1 nm (这里只是为了说明问题的方便，实际上光载波的间隔一般是0.8或1.6 nm)。 2.3.4 码分多址复用技术 码分多址复用CDM (Code Division Multiplexing) 是另一种共享信道的方法。实际上，人们更常用的名词是码分多址CDMA (Code Division Multiple Access)。每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信。 各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此不会造成干扰。码分复用最初是用于军事通信，因为这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。 2.3 多路复用技术－小结 本小节主要解决的问题： 几种多路复用技术的基本原理 第二章 数据通信基础 2.1 数据交换技术 2.2 模拟传输技术 2.3 多路复用技术 2.4 数字传输技术 2.5 数据链路控制技术 2.6 小结 2.4 数字传输技术 在模拟通信中，为了提高信噪比，需要在信号传输过程中及时对衰减的传输信号进行放大，信号在传输过程中不可避免地叠加上的噪声也被同时放大。随着传输距离的增加，噪声累积越来越多，以致使传输质量严重恶化。 对于数字通信，由于数字信号的幅值为有限个离散值(通常取两个幅值)，在传输过程中虽然也受到噪声的干扰，但当信噪比恶化到一定程度时，即在适当的距离采用判决