计算机网络多路复用技术

1.频分多路复用FDMA(Frequency Division Multiplexing Access)
信号的频谱：信号的能量随频率的分布规律。
信号的带宽：信号频谱中能量集中的区域。
原理：在信道带宽大于各路信号总带宽时，将具有一定带宽的信道分割成若干个占有较小带宽的子信道，使每个子信道用来传输一路信号；为保证各路信号的频谱不重叠，在复用前需通过频谱搬移技术。

适合：较适用于传输模拟信号。
优点：原理简单，技术成熟，系统效率较高，可充分利用信道的频带。
缺点：各路信号之间容易产生串扰。
使用要求：一、复用频谱之间有足够大的保护间隔；
二、调制系统具有很高的线性滤波功能。
CCITT标准是将12条4KHz的话音信道复用在60-108KHz的频带上（12条话路构成一个基群，5个基群组成一个超群，5个超群组成一个主群）。
2.时分多路复用TDMA(Time Division Multiplexing Access)
原理：当信道能达到的数据传输率大于各路信号的数据传输率总和时，可以将使用信道的时间分成一个个的时间片，按一定规则将这些时间片分配给各路信号，每一路信号只能在自己的时间片内独占信道进行传输。

(1).同步时分多路复用
原理：分配给每个终端数据源的时间片是固定的，不管该终端是否有数据发送，其时间片都不能被其它终端占用。
特点：复用同一信道的各个信号源所分配的时隙随固定但可以不相等。
优点：控制简单。
缺点：不能充分利用信道。
适用：主要用于电话系统中。
典例-T1信道：利用PCM和TDM技术，使24路话音信号分时复用一个信道。
实现：每路话音信号的带宽是3400Hz，根据采样定理，在发送端以每秒8000次的速率依次对每路声音信号进行采样，采样值送入编码／解码器；每个采样值被编码成7比特数字信号，再加上1比特控制信号，插入信道；24路信号的一次采样值组成一帧，另外加上便于帧同步的1个帧同步比特；于是一帧共有(7+1)×24+1＝193比特；每秒传输8000帧，因而总的数据速率为193×8000＝1.544Mbps。T1信道广泛用于北美和日本的电话系统中。

2.异步时分多路复用
又称为异步TDMA、统计时分多路复用、智能时分多路复用。
原理：允许动态的按需分配时间片，需要发送数据的终端须提出申请才能获得所需的时间片，否则时间片可以被其它终端占用。

特点：可以有n个信息源，k个可用的时隙（k<n），且输出数据速率比输入数据速率要小。
优点：可以充分利用信道。
缺点：控制较为复杂(当输入超过容量高峰时，需在复用器上加设缓冲器，以容纳临时超出的输入数据)。
适用：主要用于计算机网络中。
典例-E1信道：利用PCM和TDM技术，使30路话音信号分时复用一个信道。
实现：将信道的使用时间划分为32个时隙，其中30个时隙用于传用户的话
音信号，1个时隙用作帧同步，还有1个用于传输信令；
每个时隙传送8比特二进制位，采样频率也是8000次／秒；
总的数据速率是8×32×8000=2.048Mbps。
E1信道用于欧洲和我国的电话系统中。

3.波分多路复用WDMA(Wavelength Division Multiplexing Access)
——是计算机网络今后的主要通信传输复用技术之一
原理：类似于FDMA，为了能同时进行多路传输，需要将信道的带宽划分多个波段，是将FDMA应用于全光纤网组成的通信系统中。

实现：不同的信源使用不同波长(频率)的光波来传送数据，各路光波经过一个棱镜(或衍射光栅)合成一个光束在光纤干道上传输，在接收端利用相同的设备将各路光波分开。
目前10Gbps的光纤传输线路已实用化，按一个话路64Kbps计算，在一条光纤上能同时传送156250个话路。
4.码分多路复用CDMA(Coding Division Multiplexing Access)
特点：允许所有站在同一时间使用整个信道进行数据传送。
原理：每个比特时间再分成m个码片；
每个站分配一个唯一的m比特码序列；
当某个站欲发送“1”时，就在信道中发送它的码序列；
当欲发送“0”时，就发送它的码序列的反码；
当两个或多个站同时发送时，各路数据在信道中被线性相加。
码序列的性质：不同的码序列之间是相互正交的。
例如：用S和T分别表示两个不同的码序列，用S和T表示各自码序列的反码，那么应有如下关系式：S·T＝0，S·T＝0，S·S＝1和S·S＝-1。当某个站想要接收站X发送的数据时，它首先必须知道X的码序列(设为S)；假如从信道中收到的和矢量为P，那么通过计算S·P的值就可以提取出X发送的数据，如S·P=0表示X没有发送数据，S·P＝1表示X发送了“1”，S·P＝-1表示X发送了“0”。