2.4.1 频分复用、时分复用和统计时分复用

复用：允许用户使用一个共享信道进行通信。

1. 频分复用FDM

最基本
将整个带宽分为多份，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。
所有用户在同样的时间占用不同的带宽（即频带）资源。

2. 时分复用TDM

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）的。
TDM信号也成为等时信号。
所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度。

3. 频分多址与时分多址

可让N个用户各使用一个频带，或让更多的用户轮流使用这N各频带。这种方式称为频分多址接入FDMA，简称频分多址。
可让N个用户各使用一个时隙，或让更多的用户轮流使用这N各时隙。这种方式称为时分多址接入TDMA，简称为时分多址。

4. 复用器和分用器

成对使用。

5. 时分复用会导致信道利用率不高

6. 统计时分复用STDM

2.4.2 波分复用

波分复用：光的频分复用。使用一根光纤来同时传输多个光载波信号。

上图表示8路传输速率均为2.5Gbit/s的光载波（其波长均为1310(m)，经光的调制后，分别将波长变换到1550~1557nm，每个光载波相隔1nm（这里只是为了说明问题的方便。实际上，对于密集波分复用，光载波的间隔一般是0.8nm或1.6nm）这8个波长很接近的光载波经过光复用器（波分复用的复用器又称为合波器）后，就在一根光纤中传输。因此，在一根光纤上数据传输的总速率就达到了8×2.5Gbit/s=20Gbit/s。但光信号传输了一段距离后就会衰减，因此必须对衰减了的光信号进行放大才能继续传输。现在已经有了很好的掺铒光纤放大器EDFA。它是一种光放大器，不需要像以前那样复杂，先把光信号转换成电信号，经过电放大器放大后，再转换成为光信号。 EDFA不需要进行光电转换而直接对光信号进行放大，并且在1550nm波长附近有35nm （即4.2THz)频带范围提供较均匀的、最高可达40、50dB的增益。两个光纤放大器之间的光缆线路长度可达120km，而光复用器和光分用器（波分复用的分用器又称为分波器）之间的无光电转换的距离可达600km（只需放入4个EDFA光纤放大器）。

2.4.3 码分复用

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。
当码分复用CDM信道为多个不同地址的用户所共享时，就称为码分多址CDMA。

1. CDMA工作原理

将每一个比特时间划分为m个短的间隔，称为码片。
为每个站指派一个唯一的m bit码片序列。
- 发送比特1：发送自己的m bit码片序列。
- 发送比特0：发送该码片序列的二进制反码。
- 为了方便，我们按惯例将码片中的0记为-1，将1记为+1.

2. 码片序列实现了扩频

要发送信息的数据率=b bit/s，实际发送的数据率=mb bit/s，同时，所占用频带宽度也提高到原来的m倍。
扩频通常有两大类：
- 直接序列扩频DSSS，上述为直接序列扩频。
- 调频扩频FHSS，一句跳频码，使载波的频率不停地跳变。

3. CDMA的重要特点

每个站分配的码片序列：各不相同，且必须互相正交。
正交：向量S和T的格式化内积等于0：
任何一个码片向量和该码片向量自己的格式化内积都是1。
一个码片向量和该码片反码的向量的格式化内积值是-1。

4. CDMA工作原理

假定有一个X站要接受S站发送的数据，X站就必须知道S站所特有的码片序列。假设同时还有一个T站在发送信息，并且S站发送的信息和T站发送的信息以叠加的方式输送到接收端，X站要想知道S站发送的信息就需要过滤掉T站发送的信息。这时候需要将S站所特有的码片序列与发送的总信号做规格化内积，即做运算【S*(S_x+T_x)】，运算结果为【S * S_x】，因为【S * T_x】为0（CMDA特点）。有CMDA特点得，若【S * S_x】的计算结果为1，则S站发送的为1，若【S * S_x】的计算结果为-1，则S站发送的为-1，若【S * S_x】的计算结果为0，则S站没有发送数据。

参考资料：《计算机网络(第8版)》—— 谢希仁

第二章.物理层：2.4信道复用技术相关推荐

考研408 笔记计算机网络【谢希仁第七版】第二章【物理层】几种复用方式信道复用技术,频分复用FDM,时分复用TDM,波分复用WDM,码分复用CDM
2.1物理层基本概念目的:启动.维护和关闭数据链路实体之间进行比特传输的物理连接. 一些特性: 机械特性:指明接口所用接线器的形状和尺寸.引线数目和排列.固定和锁定装置等等. 电气特性:指明在接口电 ...
计算机网络（谢希仁第七版）第二章（物理层）-- 2.4 信道复用技术（频分复用、时分复用、统计时分复用波分复用码分复用）
1. 信道复用技术 1.1 频分复用.时分复用和统计时分复用 1.1.1 频分复用 1.1.2 时分复用 1.1.3 问题分析: 时分复用肯会造成线路资源的浪费 1.1.4 解决问题: 统计时分复用 ...
计算机网络TCP/IP：物理层（信道，调制，香农极限，信道复用技术，宽带接入技术）
物理层是什么? 物理层是TCP/IP协议的最底层,但并不意味着这一层是实体,不是指具体的传输媒体,物理层要尽可能的屏蔽掉不同传输媒体和通信手段的差异,为它的上层提供数据通讯服务数据通信的基础知识信 ...
计算机网络基础（韩立刚视频笔记）第二章物理层
韩立刚老师教学视频笔记图片源自韩立刚老师的教学视频和谢希仁PPT,侵删第二章物理层 2.1 物理层的基本概念物理层解决如何在连接各种计算机传输媒体上传输bit流,注意,不是指用什么传输媒体(介 ...
CN笔记：第二章物理层
目录第二章物理层 2.1 物理层任务 2.2 数据通信系统模型 2.3 奈氏准则 2.4 香农公式 2.5 媒体传输 2.6 传输方式 2.7 信道复用技术 2.8 物理层设备第二章物理层 2 ...
计算机网络第二章物理层
物理层的知识并不是很多,处于整个计算机网络的最底层,很多知识都属于电路.通信的知识,所以相较于网络层.运输层,这一层的重要性并没有那么突出. 2.1 通信基础物理层有较多的基本概念: ①数据.信号与 ...
计算机网络华南理工大学期末重点第二章物理层谢希仁
计算机网络华南理工大学期末重点第二章物理层 <计算机网络(第七版)>谢希仁前言笔者是自动化专业,以下是大二上学期期末时,整理的一些复习笔记,既一些常考点,这是第二章<物理层 ...
计算机网络期末总复习——第二章物理层
第二章物理层一.物理层基本概念二.四大特性三.两种信号与码元 1.信号:数据的电气的或电磁的表现 2.码元: 四.信道的基本概念 1.信道: 2.单向通信(单工通信): 3.双向交替通信(半双 ...
计算机网络第二章物理层练习题（中文带答案解析）
前言本习题是中文版习题,为便于复习. 知识点都在上一篇复习文章计算机网络第二章物理层复习中码分多址的计算在最后的问答题中,包括已知最后收到的码片序列求各站的数据发送情况和已知各站的数据发送情况求 ...
【计算机网络】南航计算机网络第二章物理层
文章目录计算机网络第二章物理层 2.1 物理层的基本概念 2.2 数据通信的基础知识 (1)数据通信系统的模型 (2)通信双方信息交互的三种方式 (3)调制 (4)常见编码方式 (5)基本的带通调 ...

第二章.物理层：2.4信道复用技术

文章目录