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  • 【计算机网络】-介质访问子层-概述 介质访问控制子层功能 ...原理:如果总共N个用户,则整个带宽分成N等分,每个用户分配一份(见下) 优点:适合于用户较少,数目基本固定,且各用户的通信量都较大的情...

    【计算机网络】-介质访问子层-概述

    介质访问控制子层功能

    • 解决信道争用的协议,即用于多路访问信道上确定下一个使用者的协议
    • 是数据链路层协议的一部分

    介质访问控制子层位置

    位于数据链路层的底部!

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    信道分配方式

    静态分配

    1.频分多路复用(FDM)
    原理:如果总共N个用户,则整个带宽分成N等分,每个用户分配一份(见下图)
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    优点:适合于用户较少,数目基本固定,且各用户的通信量都较大的情况
    缺点:无法灵活地适应站点数及其通信量的变化

    2.时分多路复用(TDM)

    原理:每个用户被静态地分配到N分之一个时槽
    优点:适合于用户较少,数目基本固定,且各用户的通信量都较大的情况
    缺点:无法灵活地适应站点数及其通信量的变化

    静态信道分配存在的问题:不能适应突发性流量

    动态分配

    信道分配模型的五个基本假设:

    流量独立(independent traffic)

    • 该模型是由N个独立的站组成的,每个站点都有一个程序或用户产生要传输的帧,并以统计固定的速率产生帧,一旦生成一帧,则站就被阻塞,直到该帧被成功地发送出去。

    单信道(single channel)

    • 所有的通信都使用这个信道。所有站点都可以从该信道上收发信息

    冲突假设(collision assumption)

    • 若两帧同时发出,会相互重叠,结果使信号无法辨认,这称为冲突
    • 所有的站点都能检测到冲突,冲突帧必须重发。除了冲突而产生错误外,没有其它错误

    连续时间和分槽时间

    • 连续时间(continous time)
      • 时间可假设是连续的,在任何时刻都可以开始发送帧
    • 分槽时间(slotted time)
      • 时间被分成离散的间隔(即时槽),总在时槽开始的一瞬间开始发送帧

    载波帧听(carrier sense)和无载波帧听(no carrier sense)

    • 载波帧听
      • 所有站在使用信道之前都检测到信道是否正在使用
      • 如果信道忙,则没有站企图使用信道,如此下去直到信道空闲为止
    • 无载波帧听(no carrier sense)
      • 各站在使用信道前不检测信道,只是盲目地发送,以后再判断这次是否发送成功

    ALOHA协议

    背景:70年代,夏威夷大学的Norman Abramson和他的同事设计的,用于解决信道的分配问题,可用于“多个无协调关系的用户竟争单个共享信道使用权”的系统。

    纯ALOHA

    基本思想:
    1.用户有数据要发送时,就让它们发送
    2.然后监听信道是否产生冲突,若产生冲突,则等待一段随机的时间重发

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    冲突产生:

    1.任何时候只要两帧同时使用信道就会产生冲突,破坏两帧
    2.两帧只要有1位的重叠,这两帧都将被完全毁坏,稍后都要重传

    信道最高利用率

    纯ALOHA信道的利用率最好为18.4%

    分槽ALOHA

    基本思想:
    1.把时间分成离散的间隔,每个间隔对应于发送一帧所需时间
    2.每个站点只能等到下一个时槽开始时才允许发送
    3.其他过程与纯ALOHA相同

    注意:

    • 牺牲了随机性来提高利用率——0.368
    • 必须全局时间同步

    载波侦听多路访问(CSMA)

    基本思想:
    站点在发送帧之前,首先监听信道是否存在载波,若有载波,说明已有用户在使用信道,则不发送帧以避免冲突

    1-持续CSMA

    原理:
    1.若站点有数据发送,先监听信道
    2.若信道忙,则继续监听直至发现信道空闲
    3.当站点发现信道空闲,就发送一帧
    4.若产生冲突,等待一随机时间,然后再次检测和发送

    优点:
    减少了信道空闲时间

    缺点:
    增加了发生冲突的概率

    非持续CSMA

    原理:
    1.若站点有数据发送,先监听信道
    2.若站点发现信道空闲,则发送
    3.若信道忙,等待一随机时间,然后再重复同样的算法
    4.若产生冲突,等待一随机时间,然后再重复同样的算法

    优点:

    • 减少了冲突的概率

    缺点:

    • 增加了信道空闲时间,数据发送延迟增大
    • 信道效率比1-坚持CSMA高,传输延迟比1-坚持CSMA大

    p-持续CSMA

    适用:分槽信道

    原理:
    1.若站点有数据发送,先监听信道
    2.若站点发现信道空闲,则以概率p的可能性发送。在概率q =1-p情况下,会将发送数据的任务延迟至下一个时槽。若下一个时槽仍空闲,则它或以概率p发送数据,或以概率q再次延迟,重复此过程,直至数据发出或时槽被其他站点所占用
    3.若信道忙,则等到下一个时槽,再重复同样的算法
    4.若产生冲突,等待一随机时间,然后再重复同样的算法

    带冲突检测的CSMA(CSMA/CD)

    引入原因:

    • 当两个帧发生冲突时,两个被损坏帧继续传送毫无意义,而且信道无法被其他站点使用,对于有限的信道来讲,造成很大的浪费
    • 如果站点边发送边监听,并在监听到冲突之后立即停止发送,可以提高信道的利用率

    CSMA/CD协议的改进:
    CSMA/CD的改进是由于在检测到碰撞时中止传输,进而减少争用时间以提高性能

    原理:
    1.发送前先监听信道是否空闲
    2.若空闲则立即发送
    3.若信道忙,则继续监听,一旦空闲就立即发送
    4.在发送过程中,仍需继续监听
    5.若监听到冲突,则立即停止发送数据,然后发送一串干扰信号
    6.等待一段随机时间(称为退避)以后,再重新尝试

    CSMA/CD模型:
    如果有两个或者多个站正在传输,冲突就会发生。如果一个站监听到冲突,那么它会立即终止自己的传送,等待一段随机的时间,然后重新尝试传送,因此CSMA/CD协议会交替出现竞争期、传输期、以及所有站都静止的空闲期。

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    确定冲突时间:

    一个站点确定发生冲突要花多少时间?即经过多长时间可以抓住信道(考虑最差的情况)。假设两个相距最远的站间传播信号所需时间为τ

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    1.在t0时刻,一个站开始发送数据;在τ-ε时刻(信号到达最远站之前的那一时刻),最远站开始发送数据,这个数据在2τ-ε时刻才能到达原来的那个站,发送站知道发生冲突
    2.最差的情况下,当一个站发送了2τ之后还没有监听到冲突,就确保它抓住了信道

    总结:
    发前先侦听,空闲即发送,边发边检测,冲突时退避

    无冲突协议

    位图协议

    工作原理:

    • 共享信道上有N个站,竞争周期分为N个时槽,如果一个站有帧发送,则在对应的时槽内发送比特1
    • N个时槽之后,每个站都知道哪个站要发送帧,这时按站序号发送
    • 最后一个站传送完帧后,另一个N位的竞争周期又开始了

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    由于在发送前,时槽内会被预先发送比特位1,所以这种在实际发送信息前先广播发送请求的协议称为预留协议(reservation protocol)

    缺点:

    • 与站序号有关的不平等性,序号大的站得到的服务好
    • 每个站都有 1 比特的开销

    位图协议的实质:让每一个站以预定义的顺序轮流发送一帧

    令牌传递

    令牌是站与站之间传递的短消息,这个名为令牌的短消息代表了发送的权限,它按照预定好的顺序从一个站传递到另外一个站。如果某个站有一个等待传输的帧队列,当他收到令牌之后,就拥有了发送帧的权限,就可以开始发送帧了,然后再把令牌传递给另外一个站,如果其中某个站收到令牌但是它没有信息要传送,那么它就仅仅简单的把令牌传下去。

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    特点:
    1.帧传输和令牌发送的方向是一致的
    2.为了防止帧陷入无限循环必须有站将其从环上取下来,这个取下来的站可能是原始站,或者是接受站

    注意:
    1.不需要一个物理环来实现令牌传递,连接各站信道可以是一根长总线,每个站通过该总线来按照预定义的顺序把令牌发送给下一个站,令牌拥有者可以使用总线发送帧
    2.和位图协议不同,它不存在倾向低编号还是高编号一说

    有限竞争协议

    竞争协议vs非竞争协议
    为了在广播网络中获取信道,共有两种基本策略,一种是竞争的协议,比如CSMA,另外一种是无竞争协议
    1.负载较小的情况下,竞争协议优势大,因为其延迟短
    2.负载增加的情况下,无竞争协议优势大,因为竞争协议面临的信道仲裁开销过大,而无竞争开销相对固定

    有限竞争协议:结合了竞争协议和无竞争协议的优点
    1.低负载下提供竞争做法而提供较短的延迟
    2.高负载下提供无竞争的做法减少开销,提高信道利用效率

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    1.可以得出只要减少竞争站的数量,那么站得到信道的概率就会大大增加,有限竞争协议就是这样做的,它首先将所有的站划分成组,只有0号组的成员才可以竞争0号时间槽,如果组内的一个成员竞争成功了,则它获得信道,可以传送它的帧。如果该时间槽是空闲的,或者发生冲突,那么1号组可以竞争1号时间槽,以此类推,通过分组的方法可以减少每个时间槽中竞争数量。
    2.冲突的概率会随着组内的站数量增加而增加,因此分配时间槽是动态的,负载低,每个时间槽内的站就多一些,负载高,每个组内站就少一些。

    展开全文
  • 这种宽带数字接收机把整个采样频带划分成若干并行信道输出,使得信号全概率截获,是侦收跳频、突发以及自适应通信信号接收机的理想前端。主要应用于软件无线电的实现和电子战中。主要阐述宽带数字接收机信道化原理、...
  • 信道复用

    千次阅读 2015-08-03 23:01:09
    信道复用即频分复用(FDM,Frequency Division Multiplexing),就是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。要求总频率宽度大于各个子信道频率之和,同时为了保证各子...

    信道复用编辑

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    信道复用即频分复用(FDM,Frequency Division Multiplexing),就是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。要求总频率宽度大于各个子信道频率之和,同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰,应在各子信道之间设立隔离带,这样就保证了各路信号互不干扰(条件之一)。特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作,每一路信号传输时可不考虑传输时延,因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。频分复用技术除传统意义上的频分复用(FDM)外,还有一种是正交频分复用(OFDM)。
    中文名
    信道复用
    外文名
    Frequency Division Multiplexing
    缩    写
    FDM
    别    称
    频分复用

    1频分复用编辑

    传统的

    传统的频分复用典型的应用莫过于广电HFC网络电视信号的传输了,不管是模拟电视信号还是数字电视信号都是如此,因为对于数字电视信号而言,尽管在每一个频道(8 MHz)以内是时分复用传输的,但各个频道之间仍然是以频分复用的方式传输的。

    正交

    OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)实际是一种多载波数字调制技术。OFDM全部载波频率有相等的频率间隔,它们是一个基本振荡频率的整数倍,正交指各个载波的信号频谱是正交的。
    OFDM系统比FDM系统要求的带宽要小得多。由于OFDM使用无干扰正交载波技术,单个载波间无需保护频带,这样使得可用频谱的使用效率更高。另外,OFDM技术可动态分配在子信道中的数据,为获得最大的数据吞吐量,多载波调制器可以智能地分配更多的数据到噪声小的子信道上。OFDM技术已被广泛应用于广播式的音频和视频领域以及民用通信系统中,主要的应用包括:非对称的数字用户环线(ADSL)、数字视频广播(DVB)、高清晰度电视(HDTV)、无线局域网(WLAN)和第4代(4G)移动通信系统等。

    2时分复用编辑

    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。时分复用技术的特点是时隙事先规划分配好且固定不变,所以有时也叫同步时分复用。其优点是时隙分配固定,便于调节控制,适于数字信息的传输;缺点是当某信号源没有数据传输时,它所对应的信道会出现空闲,而其他繁忙的信道无法占用这个空闲的信道,因此会降低线路的利用率。时分复用技术与频分复用技术一样,有着非常广泛的应用,电话就是其中最经典的例子,此外时分复用技术在广电也同样取得了广泛地应用,如SDH,ATM,IP和HFC网络中CM与CMTS的通信都是利用了时分复用的技术。

    3波分复用编辑

    通信是由光来运载信号进行传输的方式。在光通信领域,人们习惯按波长而不是按频率来命名。因此,所谓的波分复用(WDM,Wavelength Division Multiplexing)其本质上也是频分复用而已。WDM是在1根光纤上承载多个波长(信道)系统,将1根光纤转换为多条“虚拟”纤,当然每条虚拟纤独立工作在不同波长上,这样极大地提高了光纤的传输容量。由于WDM系统技术的经济性与有效性,使之成为当前光纤通信网络扩容的主要手段。波分复用技术作为一种系统概念,通常有3种复用方式,即1 310 nm和1 550 nm波长的波分复用、粗波分复用(CWDM,Coarse Wavelength Division Multiplexing)和密集波分复用(DWDM,Dense Wavelength Division Multiplexing)。

    70年代初

    这种复用技术在20世纪70年代初时仅用两个波长:1 310 nm窗口一个波长,1 550 nm窗口一个波长,利用WDM技术实现单纤双窗口传输,这是最初的波分复用的使用情况。

    粗波

    继在骨干网及长途网络中应用后,波分复用技术也开始在城域网中得到使用,主要指的是粗波分复用技术。CWDM使用1 200~1 700 nm的宽窗口,主要应用波长在1 550 nm的系统中,当然1 310 nm波长的波分复用器也在研制之中。粗波分复用(大波长间隔)器相邻信道的间距一般≥20 nm,它的波长数目一般为4波或8波,最多16波。当复用的信道数为16或者更少时,由于CWDM系统采用的DFB激光器不需要冷却,在成本、功耗要求和设备尺寸方面,CWDM系统比DWDM系统更有优势,CWDM越来越广泛地被业界所接受。CWDM无需选择成本昂贵的密集波分解复用器和“光放”EDFA,只需采用便宜的多通道激光收发器作为中继,因而成本大大下降。如今,不少厂家已经能够提供具有2~8个波长的商用CWDM系统,它适合在地理范围不是特别大、数据业务发展不是非常快的城市使用。

    密集波

    密集波分复用技术(DWDM)可以承载8~160个波长,而且随着DWDM技术的不断发展,其分波波数的上限值仍在不断地增长,间隔一般≤1.6 nm,主要应用于长距离传输系统。在所有的DWDM系统中都需要色散补偿技术(克服多波长系统中的非线性失真——四波混频现象)。在16波DWDM系统中,一般采用常规色散补偿光纤来进行补偿,而在40波DWDM系统中,必须采用色散斜率补偿光纤补偿。DWDM能够在同一根光纤中把不同的波长同时进行组合和传输,为了保证有效传输,一根光纤转换为多根虚拟光纤。采用DWDM技术,单根光纤可以传输的数据流量高达400 Gbit/s,随着厂商在每根光纤中加入更多信道,每秒太位的传输速度指日可待。

    4码分复用编辑

    码分复用(CDM,Code Division Multiplexing)是靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式,主要和各种多址技术结合产生了各种接入技术,包括无线和有线接入。例如在多址蜂窝系统中是以信道来区分通信对象的,一个信道只容纳1个用户进行通话,许多同时通话的用户,互相以信道来区分,这就是多址。移动通信系统是一个多信道同时工作的系统,具有广播和大面积覆盖的特点。在移动通信环境的电波覆盖区内,建立用户之间的无线信道连接,是无线多址接入方式,属于多址接入技术。联通CDMA(Code Division Multiple Access)就是码分复用的一种方式,称为码分多址,此外还有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和同步码分多址(SCDMA)。

    FDMA

    FDMA频分多址采用调频的多址技术,业务信道在不同的频段分配给不同的用户。FDMA适合大量连续非突发性数据的接入,单纯采用FDMA作为多址接入方式已经很少见。中国联通、中国移动所使用的GSM移动电话网就是采用FDMA和TDMA两种方式的结合。

    TDMA时分多址

    TDMA时分多址采用了时分的多址技术,将业务信道在不同的时间段分配给不同的用户。TDMA的优点是频谱利用率高,适合支持多个突发性或低速率数据用户的接入。除中国联通、中国移动所使用的GSM移动电话网采用FDMA和TDMA两种方式的结合外,广电HFC网中的CM与CMTS的通信中也采用了时分多址的接入方式(基于DOCSIS1.0或1.1和Eruo DOCSIS1.0或1.1)。

    CDMA码分多址

    CDMA是采用数字技术的分支——扩频通信技术发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术,它是在FDM和TDM的基础上发展起来的。FDM的特点是信道不独占,而时间资源共享,每一子信道使用的频带互不重叠;TDM的特点是独占时隙,而信道资源共享,每一个子信道使用的时隙不重叠;CDMA的特点是所有子信道在同一时间可以使用整个信道进行数据传输,它在信道与时间资源上均为共享,因此,信道的效率高,系统的容量大。CDMA的技术原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽的信息数据用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码(PN)进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去;接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。CDMA码分多址技术完全适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换等,正受到越来越多的运营商和用户的青睐。

    同步码分多址技术

    同步码分多址(SCDMA,Synchrnous Code Division Multiplexing Access)指伪随机码之间是同步正交的,既可以无线接入也可以有线接入,应用较广泛。广电HFC网中的CM与CMTS的通信中就用到该项技术,例如美国泰立洋公司(Terayon)和北京凯视通电缆电视宽带接入,结合ATDM(高级时分多址)和SCDMA上行信道通信(基于DOCSIS2.0或Eruo DOCSIS2.0)。
    中国第3代移动通信系统也采用同步码分多址技术,它意味着代表所有用户的伪随机码在到达基站时是同步的,由于伪随机码之间的同步正交性,可以有效地消除码间干扰,系统容量方面将得到极大的改善,它的系统容量是其他第3代移动通信标准的4~5倍。

    5空分复用编辑

    分复用(SDM,Space Division Multiplexing)即多对电线或光纤共用1条缆的复用方式。比如5类线就是4对双绞线共用1条缆,还有市话电缆(几十对)也是如此。能够实现空分复用的前提条件是光纤或电线的直径很小,可以将多条光纤或多对电线做在一条缆内,既节省外护套的材料又便于使用。

    6统计复用编辑

    统计复用(SDM,Statistical Division Multiplexing)有时也称为标记复用、统计时分多路复用或智能时分多路复用,实际上就是所谓的带宽动态分配。统计复用从本质上讲是异步时分复用,它能动态地将时隙按需分配,而不采用时分复用使用的固定时隙分配的形式,根据信号源是否需要发送数据信号和信号本身对带宽的需求情况来分配时隙,主要应用场合有数字电视节目复用器和分组交换网等,下面就以这两种主要应用分别叙述。

    7数字电视节目复用器编辑

    数字电视节目复用器主要完成对MPEG-2传输流(TS)的再复用功能,形成多节目传送流(MPTS),用于数字电视节目的传输任务。所谓统计复用是指被复用的各个节目传送的码率不是恒定的,各个节目之间实行按图像复杂程度分配码率的原则。因为每个频道(标准或增补)能传多个节目,各个节目在同一时刻图像复杂程度不一样(一样的概率很小),所以我们可以在同一频道内各个节目之间按图像复杂程度分配码率,实现统计复用。
    实现统计复用的关键因素:一是如何对图像序列随时进行复杂程度评估,有主观评估和客观评估两种方法;二是如何适时地进行视频业务的带宽动态分配。使用统计复用技术可以提高压缩效率,改进图像质量,便于在1个频道中传输多套节目,节约传输成本。

    8分组交换网编辑

    分组交换网是继电路交换网和报文交换网之后的一种新型交换网络,它主要用于数据通信,如X.25,帧中继,DPT,SDH,GE和ATM都是分组交换的例子。分组交换是一种存储转发的交换方式,它将用户的报文划分成一定长度的分组(可以定长和不定长),以分组为存储转发。因此,它比电路交换的利用率高,比报文交换的时延小,具有实时通信的能力。分组交换利用统计时分复用原理,将1条数据链路复用成多个逻辑信道,最终构成1条主叫、被叫用户之间的信息传送通路,称之为虚电路(即VC,两个用户终端设备在开始互相发送和接收数据之前需要通过网络建立逻辑上的连接),实现数据的分组传送。分组交换网中有的支持统计复用,有的不支持统计复用,例如SDH就不支持统计复用,其带宽是固定不变的,支持统计复用技术的主要有帧中继、ATM和IP,下面作分别介绍。
    (1)帧中继
    帧中继是在X.25分组交换技术基础上发展起来的一种快速分组交换传输技术,用户信息以帧(可变长)为单位进行传输,并对用户信息流进行统计复用。
    (2)ATM
    ATM支持面向连接(非物理的逻辑连接)的业务,具有很大的灵活性,可按照多媒体业务实际需要动态分配通信资源,对于特定业务,传送速率随信息到达的速率而变化,因此,ATM具有统计复用的能力,能够适应任何类型的业务。
    (3)DPT
    DPT(Dynamic Packet Transport)是Sisco公司独创的新一代优化动态分组的传输技术,吸收了SDH的优点而克服其缺点,将IP路由技术对宽带的高效利用以及丰富的业务融合能力,和光纤环路的高带宽及可靠的自愈功能紧密结合,由于所有节点都具有公平机制且支持带宽统计复用,可成倍提高网络可用带宽。
    (4)吉位以太网
    GE(Gigabit Ethernet)是以太网技术的延伸,是第3代以太网,它主要处理数据业务,广电宽带城域骨干网采用的主流技术。以太网交换机端口(RJ45)所带的用户信道使用率通常是不相同的,经常会出现有的信道很忙,有的信道处于空闲状态,即便是以太网交换机所有的端口都处于通信状态下,还会涉及到带宽的不同需求问题,而数据交换的特性在于突发性,只有通过统计复用,即带宽动态分配才能降低忙闲不一的现象,从而最大限度地利用网络带宽。

    9字节间插复用编辑

    在SDH(Synchronous Digital Hierarchy)中复用是指将低阶通道层信号适配进高阶通道,或将多个高阶通道层信号适配进复用段的过程。我们知道SDH复用有标准化的复用结构,但每个国家或地区仅有一种复用路线图,由硬件和软件结合来实现,灵活方便。而字节间插复用(BIDM,Byte Intertexture Division Multiplexing)是SDH中低级别的同步传送模块(STM, Synchronous Transport Module)向高级别同步传送模块复用的一种方式,高级别的STM是低级别STM的4倍。如图1所示的4个STM-1字节间插复用进STM-4的示意图,当然4个STM-4字节间插复用进STM-16也一样,其余等级的同步传送模块以此类推。这里的字节间插是指有规律地分别从4个STM-1中抽出1个字节放进STM-4中。进行字节间插复用,一是体现了SDH同步复用的设计思想;二是由AU-PTR(管理单元指针)的值,再通过字节间插的规律性,就可以定位低速信号在高速信号中的位置,使低速信号可以方便地分出或插入高速信号,这也是SDH与PDH相比较的优势之一,由于PDH低速信号在高速信号中位置的无规律性,从而高速信号插/分低速信号要一级一级进行复用/解复用,因为复用/解复用会增加信号的损伤,不利于大容量传输。

    10极化波复用编辑

    极化波复用(Polarization Wavelength Division Multiplexing)是卫星系统中采用的复用技术,即一个馈源能同时接收两种极化方式的波束,如垂直极化和水平极化,左旋圆极化和右旋圆极化。卫星系统中通常采用两种办法来实现频率复用:一种是同一频带采用不同极化,如垂直极化和水平极化,左旋圆极化和右旋圆极化等;另一种是不同波束内重复使用同一频带,此办法广泛使用于多波束系统中。
    信道复用(multiplexing) 能够合并和分解信号,使多个用户可以共享单一的通信线路连到远方的一种通信技术。多路复用器将多个信号结合到一个线路上进行传输,在接收端信号被分离。每个在多路复用线路上传输的设备被预分一个时隙或一个频率,即使设备没有进行传输,时隙或频率仍然分配给它,并保持不使用状态,这导致了一些频带浪费,统计多路复用技术利用动态地为需要传输的设备分配时隙来解决这个问题。
    多路复用向许多在单一共亨线路上与远方设施进行通信的用户提供了一条经济实用的途径。它不是为每个用户设立一条和远方设施相连的个人数据连接。高速数字线路为多个用户处理音频和视频通信提供了足够频带。多路复用器为使用这个频带提供了途径。
    频分多路复用(FDM) TDM是一种频带模拟传输技术,使用它可以在一条电缆上同时传输多个信号,每个数据库或音频信号都被调制成不同频率的载波。信道的频率范围被进一步细分为窄的频道,每个频道都能传送不同的信号。信号频道之间的保护频带分开细分的传输频道以减少干扰。在无线电和TV广播中广泛使用FDM,而从多个电台通过电磁波或电缆同时广播。
    时分多路复用(TDM) TDM是一种基带技术,不同的电路(数据或音频)由它们具有固定时间间隔的帧流位置来标识,通过脉码调制对输入模拟信号进行数字化变化,数字化信息依次插入传输的时隙,每个信道得到一个时隙,从而使所有信道平等地共享用于传送的介质。
    反逆多路复用 反逆多路复用是将单个高速数据流分解成多个低速数据流,而在多个低速连接的通路上传输的技术。它能节省租用高速线路的费用,并能更好地利用线路。
    统计时分多路复用(STDM) 复用中若将时隙分给并不总是进行传输的站,就不能很好地利用传输线路,这些预分的时隙可能会被浪费。统计时分多路复用通过动态分配时隙来解决这一问题,从而更有效地利用线路。统计时分多路复用较昂贵,这是因为它包含一些处理器,并使用缓冲技术来有效地利用信道。缓冲可能增加延迟,处理器和其他电路必须具有高性能的设计,以提高通信速度。
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  • 信道和调制

    2017-11-11 16:28:00
    所示,计算机A和计算机B通过频分复用技术,将一条物理线路划分为两个信道。 对于信道1,A是发送端,B是接受端。对于信道2,A是接收端,B是发送端。 与信道分类相对应,信道可以分为用来传输数字信号的数字...

    1.信道

    信道是信息传输的通道,即信息传输时所经过的一条通路,信道的一端是发送端,另一端是接收端。

    一条传输线路上可以有多条信道(多条复用)。如图所示,计算机A和计算机B通过频分复用技术,将一条物理线路划分为两个信道。

    对于信道1,A是发送端,B是接受端。对于信道2,A是接收端,B是发送端。

    与信道分类相对应,信道可以分为用来传输数字信号的数字信道和用来传输模拟信号的模拟信号,上图就是模拟信道。

    数字信号经过数——》模转换之后可以在模拟信道上传输。模拟信号经过模——》数转换之后可以在数字信道上传输。

     

    2.单工和半双工以及全双工通信

    按照信号传输方向与时间的关系,数据通信可以分为三种类型:单工通信、半双工通信与全双工通信。

    (1)单工通信:又称为单向通信,即信号只能向一个方向传输,任何时候都不能改变信号传输的方向。无线电广播就是单工通信、信号只能是广播电台发送,收音机接受。

    (2)半双工通信:又称双向交替通行,信号可以双向传送,但必须交替进行,一个时间只能向一个方向传。有些对讲机就是半双工通信。

    (3)全双工通信:又称双向同时通信,即信号可以同时双向传送,比如我们常用的手机,上图所示就是全双工通信。

     

    3.调制

    来自信源的信号通常称为基带信号(即基本频带信号)。像计算机输出的代表各种文字或图形文件的数据信号都属于基带信号。

    基带信号往往包含有较多的低频成分,甚至有直流成分,而许多信道不能传输这种低频分量或直流分量,为了解决之一问题,必须对基带信号进行调制。

    调制可以分为两大类。一类仅仅对基带信号的波形进行变换,使它能够与信道特性相适应。变化后的信号仍然是基带信号,这类调制称为基带调制。

    由于这种基带调制是把数字信号转换成另一种形式的数字信号,因此大家跟愿意把这种过程称为编码。

    另一类则需要使用载波进行调制,把基带信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输。

    进过载波调制后的信号称为带通信号(即仅在一段频率范围内能够通过信道),而使用载波的调制称为带通调制。

    (1)常用的编码方式

    不归零制:

    正电平代表1,负点平代表0。不归零制编码是效率最高的编码,但如果发送端发送连续的0或连续的1,接收端不容易判断码元的边界。

     

    归零制:

    码元中间信号回归到零电平,每传输完一位数据,信号返回到零电平,也就是说,信号线上会出现三种电平:正电平、负电平、零电平。

    因为每位传输之后都要归零,所以接收者只要在信号归零后采样即可,不再需要单单独的时钟信号,这样的信号也叫自同步信号。

    归零制虽然省了时钟数据线,但还是有缺点的,因为在归零制编码中,大部分数据的带宽都用来传输“归零”而;浪费了。

     

    曼彻斯特编码:

    在曼彻斯特编码中,每一位的中间都有一个跳变,位中间的跳变既做始终信号,又做数据信号。

    从低到高跳变表示“1”,从高到低跳变表示“0”.常用于局域网传输。

    曼彻斯特编码将时钟和数据包含在数据流中,在传输代码信息的同时,也将时钟同步信号一起传输到对方。

    每位编码中有跳变,不存在直流分量,因此具有自同步能力和抗干扰能里。

    但每一个码元都被调制成两个电平,所有数据传输速率只有调制速率的1/2。

    使用曼彻斯特编码一比特需要两个码元。

     

    差分曼彻斯特编码:

    在信号位开始时改变信号极性,表示逻辑“0”,在信号位开始时不改变信号级性,表示逻辑“1”。

    识别差分曼彻斯特编码的方法:主要看两个相邻的波形,如果后一个波形和前一个波形相同,则后一个波形表示“0”,如果波形不同,则表示1.

    因此,画差分曼彻斯特波形要给出初始波形。

    差分曼彻斯特编码比曼彻斯特编码的变化少,因此更适合于传输高速的信息,被广泛用于宽带高速网中。

    然而,由于每个时钟位都必须有一次变化,所以这两种编码的效率仅可以达到50%左右。

    使用差分曼彻斯特编码一比特也需要两个码元。

     

    (2)常用的带通调制方法

    最基本的二元制调制方法有以下几种:

    调幅(AM)

    载波的振幅随基带数字信号而变化。例如,0或1分别对应于无载波和有载波输出。

     

    调频(FM)

    载波的频率随基带数字信号而变化。例如,0或1分别对应于频率f1或f2.

     

    调相(PM)

    载波的初始相位随基带数字信号而变化。例如,0或1分别对应相位0度或180度。

    转载于:https://www.cnblogs.com/yangmingxianshen/p/7819336.html

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  • WIFI信道频率对应

    2018-08-31 10:57:00
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    802.11b/g还是802.11b/g/n 一般都支持13个信道

    信道也称作通道(Channel)、频段,是以无线信号(电磁波)作为传输载体的数据信号传送通道。无线网络(路由器、AP热点、电脑无线网卡)可在多个信道上运行。在无线信号覆盖范围内的各种无线网络设备应该尽量使用不同的信道,以避免信号之间的干扰。2.4GHz(=2400MHz)频带的信道划分。实际一共有14个信道(下面的图中画出了第14信道),但第14信道一般不用。每个信道的有效宽度是 20MHz,另外还有2MHz的强制隔离频带(类似于公路上的隔离带)。即,对于中心频率为 2412 MHz 的1信道,其频率范围为 2401~2423MHz。

     

     

    信道中心频率信道中心频率
    1 2412MHz 8 2447MHz
    2 2417MHz 9 2452MHz
    3 2422MHz 10 2457MHz
    4 2427MHz 11 2462MHz
    5 2432MHz 12 2467MHz
    6 2437MHz 13 2472MHz
    7 2442MHz  

    5G 5.8G(5.8GHz)频谱各信道及对应频率

    Channel Spectrum Width(信道带宽):  40MHZ

    42-5210MHZ  5.21GHz
    50-5250MHZ  5.25GHz
    58-5290MHZ  5.29GHz
    152-5760MHZ  5.76GHz
    160-5800MHZ  5.8GHz
    Channel Spectrum Width(信道带宽):  20MHZ
    36-5180MHZ  5.18GHz

    40-5200MHZ  5.2GHz
    44-5220MHZ  5.22GHz
    48-5240MHZ  5.24GHz
    52-5260MHZ  5.26GHz
    56-5280MHZ  5.28GHz
    60-5300MHZ  5.3GHz
    64-5320MHZ  5.32GHz
    149-5745MHZ  5.745GHz
    153-5765MHZ  5.765GHz
    157-5785MHZ  5.785GHz
    161-5805MHZ  5.805GHz
    165-5825MHZ  5.825GHz
    注:大多数5.8G玻璃钢天线工作频率都在5725MHZ-5850MHZ
    在选用天线后,无线AP的设置也要根据所用天线频率,将无线AP工作频率设置在天线频率范围内,否则可能导致信号不稳定甚至没信号

    转载于:https://www.cnblogs.com/liuliu-word/p/9564560.html

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