数据通信与计算机网络第四章信道共享ppt课件.ppt

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1、第4章多路复用与信道共享技术计算机网络与通信(第2版)1A.1信道共享技术的基本概念要解决的问题：什么时候才可以把数据发到链路上？如何让众多用户合理而方便的共享通信媒体资源？日常生活中常见的信道共享的例子就是召开会议。主要的召开会议的方式有：（1）固定分配发言时间，如学术会议、年终总结会等；（2）由主席管理发言。如听证会、辩论会；（3）不设会议主席，随机发言。如讨论会。信道共享技术的基本思想大都与此类似。2A.1信道共享技术的基本概念信道共享技术主要可以分为静态分配和动态分配两大类。静态分配适用于用户数

2、大致固定且通信量较大的情况。主要问题：不够灵活，不能适应拓扑、用户量等变化。因此不适和用户数多且经常变化或通信量具有突发性的情况。典型的静态分配有时分复用、频分复用及码分复用等。动态分配又可以分为受控多点接入和随机多点接入两大类。受控接入是指用户接入信道要受到预先设定的控者或规则的控制。典型的受控接入技术包括轮叫轮询和传递轮询。随机接入是指各站点通过随机争用的方式接入信道。主要的随机接入技术有ALOHA，CSMA，和CSMA/CD。计算机网络中信道共享技术的设计原则是公平和效率。对协议性能的分析主要围绕

3、吞吐量和时延两个指标来讨论。3第4章多路复用与信道共享技术4.1多路复用技术4.2信道共享技术44.1多路复用技术4.1.1频分多路复用(FDM)4.1.2时分多路复用(TDM)4.1.3波分复用(WDM)4.1.4码分复用(CDM)4.1.5空分复用(SDM)54.1多路复用技术多路复用是一种将若干彼此无关的信号合并成一路复合信号并在一条公用信道上传输，到达接收端后再进行分离的方法。多路复用技术包含信号复合、传输和分离三个方面的内容。64.1.1频分多路复用(FDM)频分多路复用是按照频率参量的差别来

4、分割信号的。也就是说，分割信号的参量是频率，只要使各路信号的频谱互不重叠，接收端就可以用滤波器把它们分割开来。把信道的可用频带分割为若干条较窄的子频带，每条子频带都可以作为一个独立的传输信道用来传输一路信号。为了防止各路信号之间的相互干扰，相邻两个子频带之间需要留有一定的保护频带。由于通过媒质传输的复合信号一般是模拟信号，因此，当输入信号为数字信号时，应采用数模转换将数字信号转换为模拟信号，或者由数字信号直接键控载频形成幅度键控信号。7频分多路复用原理图8话音信号频分多路载波通信系统的原理框图复合信号的

5、总带宽满足：话音信号频分多路复用系统需妥善处理好两个问题：防止串话、减少互调噪声。9频分多路复用(FDM)优缺点主要优点:在于实现相对简单，技术成熟，能较充分地利用信道频带，因而系统效率较高。主要缺点：保护频带的存在大大地降低了FDM技术的效率；信道的非线性失真改变了它的实际频带特性，易造成串音和互调噪声干扰；所需设备量随输入路数增加而增多，且不易小型化；频分多路复用本身不提供差错控制技术，不便于性能监测。因此，在实际应用中，FDM正在被时分多路复用所替代。104.1.2时分多路复用(TDM)时分多路复

6、用通信是指各路信号在同一信道上占有不同时间间隙进行通信。具体地说，就是把时间分成一些均匀的时间间隙，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隙，以达到互相分开、互不干扰的目的。目前常用的TDM有两种：同步时分多路复用和统计时分多路复用。111．同步时分多路复用只要发送端和接收端的时分多路复用器能够按时间分配同步地切换所连接的设备，就能保证各路设备共用一条信道进行相互通信，而且彼此互不干扰。121．同步时分多路复用n路通信设备连接到一条公用信道上，发送端的时分多路复用器按照一定的次序轮流地给各个设备分配一段

7、使用公用信道的时间。当轮到某个设备使用的逻辑联系被暂时切断，待指定的通信设备占用信道的时间一到，则同步时分多路复用器就将信道切换给下一个被指定的设备。以此类推，一直轮流到最后一个设备，然后又重新继续开始。在接收端，时分多路复用器也是按照一定的次序轮流地接通各路输出，并且与输入端的时分多路复用器保持同步。131．同步时分多路复用TDM的工作特点是：第一，通信双方是按照预先指定的时隙进行通信的，而且这种时间关系是固定不变的；第二，就某一瞬时来看，公用信道上仅传输某一对设备的信号，而不是多路复合信号，但就一段

8、时间而言，公用信道上传输着按时间分隔的多路复合信号。142．统计时分多路复用在传统的TDM系统中，以固定分配时隙的方式对来自多个设备的数据流进行组合，然后在单一的公用信道上传输。这种时分多路复用技术既便宜又可靠，并能降低通信费用。但是，把它用于高速通信时效率较低。为了提高时隙的利用率，可以采用按需分配时隙的技术，即动态地分配所需时隙，以避免每帧中出现空闲时隙的现象。以这种动态分配时隙方式工作的TDM称为统计时分多路复用(STDM)。15传统