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  • 2021-07-27 08:22:53

    多路复用技术是把多个低速信道组合成一个高速信道的技术,它可以有效的提高数据链路的利用率,从而使得一条高速的主干链路同时为多条低速的接入链路提供服务,也就是使得网络干线可以同时运载大量的语音和数据传输。多路复用技术是为了充分利用传输媒体,人们研究了在一条物理线路上建立多个通信信道的技术。多路复用技术的实质是,将一个区域的多个用户数据通过发送多路复用器进行汇集,然后将汇集后的数据通过一个物理线路进行传送,接收多路复用器再对数据进行分离,分发到多个用户。多路复用通常分为频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多址和空分多址。

    中文名

    多路复用技术分    类

    通信

    应    用

    数据传输

    多路复用技术基本信息

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    我们平时上网最常用的电话线就采取了多路复用技术,所以你在上网的时候,家人也可以打电话了。

    多路复用最常用的两个设备是:

    多路复用技术多路复用器

    在发送端根据约定规则把多个低带宽信号复合成一个高带宽信号;

    多路复用技术多路分配器

    根据约定规则再把高带宽信号分解为多个低带宽信号。这两种设备统称为多路器(MUX)。

    常见的多路复用技术包括频分多路复用(FDM)、时分多路复用(TDM)、波分多路复用(WDM)和码分多路复用(CDMA)其中时分多路复用又包括同步时分复用和统计时分复用。.

    多路复用技术技术分类

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    多路复用技术频分多路复用

    频分多路复用技术FDM(Frequency Division Multiplexing)。

    频分多路复用利用通信线路的可用带宽超过了给定的带宽这一优点。频分多路复用的基本原理是:如果每路信号以不同的载波频率进行调制,而且各个载波频率是完全独立的,即各个信道所占用的频带不相互重叠,相邻信道之间用“警戒频带”隔离,那么每个信道就能独立地传输一路信号。

    频分多路复用的主要特点是,信号被划分成若干通道(频道,波段),每个通道互不重叠,独立进行数据传递。每个载波信号形成一个不重叠、相互隔离(不连续)的频带。接收端通过带通滤波器来分离信号。频分多路复用在无线电广播和电视领域中的应用较多。ADSL也是一个典型的频分多路复用。ADSL用频分多路复用的方法,在PSTN使用双绞线上划分出三个频段:0~4kHz用来传送传统的语音信号;20~50kHz用来传送计算机上载的数据信息;150~500kHz或140~1100kHz用来传送从服务器上下载的数据信息。

    多路复用技术时分多路复用

    时分多路复用技术TDM(Time Division Multiplexing)

    时分多路复用是以信道传输时间作为分割对象,通过为多个信道分配互不重叠的时间片段的方法来实现多路复用。时分多路复用将用于传输的时间划分为若干个时间片段,每个用户分得一个时间片。时分多路复用通信,是各路信号在同一信道上占有不同时间片进行通信。由抽样理论可知,抽样的一个重要作用,是将时间上连续的信号变成时间上的离散信号,其在信道上占用时间的有限性,为多路信号沿同一信道传输提供条件。具体说就是把时间分成一些均匀的时间片,通过同步(固定分配)或统计(动态分配)的方式,将各路信号的传输时间配分在不同的时间片,以达到互相分开,互不干扰的目的。

    至2011年9月,应用最广泛的时分多路复用是贝尔系统的T1载波。T1载波是将24路音频信道复用在一条通信线路上,每路音频信号在送到多路复用器之前,要通过一个脉冲编码调制编码器,编码器每秒抽样8000次。24路信号的每一路,轮流将一个字节插入到帧中,每个字节的长度为8位,其中7位是数据位,1位用于信道控制。每帧由24×8=192位组成,附加1bit作为帧的开始标志位,所以每帧共有193bit。由于发送一帧需要125us,一秒钟可以发送8000帧。因此T1载波数据传输速率为:

    193bit×8000=1544000bps=1544Kbps=1.544Mbps

    多路复用技术波分多路复用

    波分多路复用技术WDM(Wavelength Division Multiplexing)

    波分复用用同一根光纤内传输多路不用波长的光信号,以提高单根光纤的传输能力。因为光通信的光源在光通信的“窗口”上只占用了很窄的一部分,还有很大的范围没有利用。

    也可以这样认为WDM是FDM应用于光纤信道的一个变例。如果让不用波长的光信号在同一根光纤上传输而互不干扰,利用多个波长适当错开的光源同时在一根光纤上传送各自携带的信息,就可以增加所传输的信息容量。由于是用不同的波长传送各自的信息,因此即使在同一根光纤上也不会相互干扰。在接收端转换成电信号时,可以独立地保持每个不同波长的光源所传送的信息。这种方式就叫做“波分复用”。

    如果将一系列载有信息的不同波长的光载波,在光领域内以1至几百纳米的波长间隔合在一起沿单根光纤传输,在接收器再一一定的方法,将各个不同波长的光载波分开。在光纤上的工作窗口上安排100个波长不同的光源,同时在一根光纤上传送各自携带的信息,就能使光纤通信系统的容量提高100倍。

    多路复用技术码分多址

    码分多址技术CDMA(Code Division Multiple Access)

    码分多址是采用地址码和时间、频率共同区分信道的方式。CDMA的特征是个每个用户有特定的地址码,而地址码之间相互具有正交性,因此各用户信息的发射信号在频率、时间和空间上都可能重叠,从而使用有限的频率资源得到利用。

    CDMA是在扩频技术上发展起来的无线通信技术,即将需要传送的具有一定信号带宽的信息数据,从一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去。接收端也使用完全相同的伪随机码,对接受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。

    不同的移动台(或手机)可以使用同一个频率,但是每个移动台(或手机)都被分配带有一个独特的“码序列”,该序列码与所有别的“序列码”都不相同,因为是靠不同的“码序列”来区分不同的移动台(或手机),所以各个用户相互之间也没有干扰从而达到了多路复用的目的。

    多路复用技术空分多址

    空分多址技术SDMA(Space Division Multiple Access)

    这种技术是将空间分割构成不同的信道,从而实现频率的重复使用,达到信道增容的目的。举例来说,在一个卫星上使用多个天线,各个天线的波束射向地球表面的不同区域地面上不同区域的地球站,他们在同一时间,即使用相同的频率进行工作,它们之间也不会形成干扰。SDMA系统的处理程序如下:

    1、系统将首先对来自所有天线中的信号进行快照或取样,然后将其转换成数字形式,并存储在内存中。

    2、计算机中的SDMA处理器将立即分析样本,对无线环境进行评估,确认用户、干扰源及所在的位置。

    3、处理器对天线信号的组合方式进行计算,力争最佳地恢复用户的信号。借助这种策略,每位用户的信号接收质量将提高,而其他用户的信号或干扰信号则会遭到屏蔽。

    4、系统进行模拟计算,使天线阵列可以有选择地向空间发送信号。再次在此基础上,每位用户的信号都可以通过单独的通信信道空间-空间信道实现高效的传输。

    5、在上述处理的基础上,系统就能够在每条空间信道上发送和接受信号,从而使这些信号称为双向信道。

    利用上述流程,SDMA系统就能够在一条普通信道上创建大量的频分、时分或码分双向空间信道,没一条信道扣可以完全活的整个阵列的增益和抗干扰功能。从理论上而言,带m个单元的阵列能够在每条普通行道上支持m条空间信道。但在实际应用中支持的信道数量将略低于这个数目,具体情况则取决于环境。由此可见,SDMA系统可使系统容量成倍增加,使得系统在有限的频谱内可以支持更多的用户,从而成倍的提高频谱使用效率。

    自2011年9月,近几十年来,无线通信经历了从模拟到数字,从固定到移动的重大变革。而就移动通信而言,为了更有效地利用有限的无线频率资源,时分多址技术(TDMA)、频分多址技术(FDMA)、码分多址技术(CDMA)得到了广泛的应用,并在此基础上建立了GSM和CDMA(是区别于3G的窄带CDMA)两大主要的移动通信网络。就技术而言,现有的这三种多址技术已经得到了充分的应用,频谱的使用效率已经发挥到了极限。空分多址技术(SDMA)则突破了传统的三维思维模式,在传统的三维技术的基础上,在第四维空间上极大地拓宽了频谱的使用方式,使用移动用户仅仅由于空间位置的不同而复用同一个传统的物理信道称为可能,并将移动通信技术引入了一个更为崭新的领域。[1]

    多路复用技术采用原因

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    一是通信工程中用于通信线路架设的费用相当高,需要充分利用通信线路的容量;二是网络中传输介质的传输容量都会超过单一信道传输的通信量,为了充分利用传输介质的带宽,需要在一条物理线路上建立多条通信信道。

    多路复用技术基本原理

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    FDM、TDM、WDM、CDMA的基本原理

    频分多路复用的基本原理是在一条通信线路上设置多个信道,每路信道的信号以不同的载波频率进行调制,各路信道的载波频率互不重叠,这样一条通信线路就可以同时传输多路信号。

    时分多路复用是以信道传输时间作为分割对象,通过多个信道分配互不重叠的时间片的方法来实现,因此时分多路复用更适用于数字信号的传输。它又分为同步时分多路复用和统计时分多路复用。

    波分多路复用是光的频分多路复用,它是在光学系统中利用衍射光栅来实现多路不同频率光波信号的合成与分解。

    码分多路复用也是一种共享信道的方法,每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信,但使用的是基于码型的分割信道的方法,即每个用户分配一个地址码,各个码型互不重又叠,通信各方之间不会相互干扰,且抗干扰能力强.码分多路复用技术主要用于无线通信系统,特别是移动通信系统.它不仅可以提高通信的话音质量和数据传输的可靠性以及减少干扰对通信的影响,而且增大了通信系统的容量.笔记本电脑或个人数字助理(Personal Data Assistant, PDA) 以及掌上电脑(Handed Personal COmputer,HPC)等移动性计算机的联网通信就是使用了这种技术。

    参考资料

    1.

    严体华 张志新 主编 网络管理员教程 清华大学出版社 第9-13页

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  • 文章目录1 Redis为什么是单线程的1.1 官方解释1.2 Redis单线程优势1.3 Redis 不仅仅是单线程1.4 Redis的性能瓶颈2 IO多路复用2.1 文件描述符和文件句柄2.2 什么是IO多路复用?2.3 Redis的IO多路复用3 多线程IO多路...

    1 Redis为什么是单线程的

    1.1 官方解释

    Redis官网–>Documentation–>Tutorials & FAQ–>FAQ中是这样解释的:

    It’s not very frequent that CPU becomes your bottleneck with Redis, as usually Redis is either memory or network bound. For instance, using pipelining Redis running on an average Linux system can deliver even 1 million requests per second, so if your application mainly uses O(N) or O(log(N)) commands, it is hardly going to use too much CPU.

    However, to maximize CPU usage you can start multiple instances of Redis in the same box and treat them as different servers. At some point a single box may not be enough anyway, so if you want to use multiple CPUs you can start thinking of some way to shard earlier.

    You can find more information about using multiple Redis instances in the Partitioning page.

    However with Redis 4.0 we started to make Redis more threaded. For now this is limited to deleting objects in the background, and to blocking commands implemented via Redis modules. For future releases, the plan is to make Redis more and more threaded.

    简单翻译理解就是,我们实际应用场景中使用Redis时,CPU成为瓶颈的情况并不常见,因为Redis通常是内存或网络受限的。例如,使用在普通Linux系统上运行的单线程Redis每秒甚至可以发送100万个请求,因此,如果您的应用程序主要使用O(N)或O(log(N))命令,它几乎不会占用太多CPU。
    当然,为了最大限度地提高CPU使用率,redis也提供了拓展的解决方案,那就是集群部署的方式,基于这点,我们在使用redis的时候也要尽早进行服务分片算法的设计。

    1.2 Redis单线程优势

    • CPU在切换线程的时候,有一个上下文切换时间,而这个上下文切换时间是非常耗时的比如一个CPU主频是 2.6GHz,这意味着每秒可以执行:2.6*10^9 个指令,换算每个指令的时间大概是0.38ns,而一次上下文切换,将近需要耗时2000ns。而这个时间内,CPU什么都干不了,只是做了保存上下文都动作!
    • 多线程的目的,就是通过并发的方式来提升I/O的利用率和CPU的利用率,但是Redis是基于内存的,CPU资源不是Redis的性能瓶颈多线程确实可以提升效率,原因是I/O操作可以分为两个阶段:即等待I/O准备就绪和真正操作I/O资源,在等待就绪阶段,线程是在“阻塞”着等待磁盘。但是提升I/O利用率,并不是只有采用多线程技术这一条路可以走,Redis底层是基于IO多路复用来实现的;
    • 单线程不涉及加锁和解锁等复杂的操作,这块也能节约一定的性能;

    1.3 Redis 不仅仅是单线程

    我们所说的Redis单线程,指的是"其网络IO和键值对读写是由一个线程完成的",Redis是基于Reactor模式(底层是IO多路复用,可以理解为事件分发)开发的网络事件处理器,这个处理器被称为文件事件处理器。它的组成结构为4部分:多个套接字、IO多路复用程序、文件事件分派器、事件处理器。因为文件事件分派器队列的消费是单线程的,所以Redis才叫单线程模型。但是,Redis实例还有其它线程,Redis 4.0 开始就有多线程的概念了,比如 Redis 通过多线程方式在后台删除对象、以及通过 Redis 模块实现的阻塞命令等。
    同时,Redis6.0开始针对数据包的接收和处理使用了多线程,核心的redis操作命令依然保持单线程。

    1.4 Redis的性能瓶颈

    • 机器内存大小,内存大小关系到Redis存储的数据量;
    • 网络带宽,Redis客户端执行一条命令分为四个过程:发送命令、命令排队、命令执行、返回结果,而其中发送命令+返回结果这一过程被称为Round Trip Time(RTT,往返时间),这个在redis基础和使用(二)–pipeline中也有介绍;
    • 如果带宽和内存足够,瓶颈还有可能在针对大value的同步IO读写,拷贝数据导致的消耗,这也是redis不建议使用查看所有keys的命令,因为可能导致长时间阻塞,具体的同步IO读写消耗在于两部分:
    1.从socket中读取请求数据,会从内核态将数据拷贝到用户态 (read调用)
    2.将数据回写到socket,会将数据从用户态拷贝到内核态 (write调用)
    这部分数据读写会占用大量的cpu时间,也直接导致了瓶颈。 如果能有多个线程来分担这部分消耗,那redis的吞吐量还能更上一层楼,这也是redis引入多线程IO的目的
    

    2 IO多路复用

    2.1 文件描述符和文件句柄

    文件描述符(File descriptor):在Linux系统中一切皆可以看成是文件,文件又可分为:普通文件、目录文件、链接文件和设备文件。文件描述符是内核为了高效管理已被打开的文件所创建的索引,其是一个非负整数(通常是小整数),用于指代被打开的文件,所有执行I/O操作的系统调用都通过文件描述符。如下图所示,每个进程会维护一份自己的文件描述符的数组,每次都会使用未被占用的最小的整数。

    文件句柄(file handles):也有叫文件流,文件指针,windows的叫法,C语言中使用文件指针做为I/O的句柄。文件指针指向进程用户区中的一个被称为FILE结构的数据结构。FILE结构包括一个缓冲区和一个文件描述符。而文件描述符是文件描述符表的一个索引,因此从某种意义上说文件指针就是句柄的句柄(在Windows系统上,文件描述符被称作文件句柄)。
    最后做个总结,其实文件句柄和文件描述符都对应的文件操作,或者IO操作相关的指针信息对应的对象封装,针对网络请求,磁盘操作,文件操作,都是通过文件句柄或者说文件描述符进行操作的。

    2.2 什么是IO多路复用?

    • IO 多路复用是一种同步IO模型,实现一个线程可以监视多个文件句柄;
    • 一旦某个文件句柄就绪,就能够通知应用程序进行相应的读写操作;
    • 没有文件句柄就绪就会阻塞应用程序,交出CPU。

      其实逻辑就是,服务器端采用单线程通过 select/poll/epoll 等系统调用获取 fd 列表,遍历有事件的 fd 进行 accept/recv/send ,使其能支持更多的并发连接请求。
    
    // 伪代码描述
    while(true) {
      // 通过内核获取有读写事件发生的fd,只要有一个则返回,无则阻塞
      // 整个过程只在调用select、poll、epoll这些调用的时候才会阻塞,accept/recv是不会阻塞
      for (fd in select(fds)) {
        if (fd == listen_fd) {
            client_fd = accept(listen_fd)
            fds.append(client_fd)
        } elseif (len = recv(fd) && len != -1) { 
          // logic
        }
      }  
    
    

    2.3 select/poll/epoll比较

    • select它仅仅知道,有I/O事件发生了,却并不知道是哪那几个流(可能有一个,多个,甚至全部),我们只能无差别轮询所有流 ,找出能读出数据,或者写入数据的流,对他们进行操作。所以select具有O(n)的无差别轮询复杂度,同时处理的流越多,无差别轮询时间就越长。同时,单个进程所打开的FD是有限制的,通过 FD_SETSIZE 设置,默认1024 ;
    • poll本质上和select没有区别,它将用户传入的数组拷贝到内核空间,然后查询每个fd对应的设备状态, 但是它没有最大连接数的限制,原因是它是基于链表来存储的/font>;
    • epoll可以理解为event poll,不同于忙轮询和无差别轮询,epoll会把哪个流发生了怎样的I/O事件通知我们。所以我们说epoll实际上是事件驱动(每个事件关联上fd)的 ,此时我们对这些流的操作都是有意义的。(复杂度降低到了O(1))

    2.4 Redis的IO多路复用

    在Redis 中,每当一个套接字准备好执行连接应答、写入、读取、关闭等操作时,就会产生一个文件事件。Redis的IO多路复用程序的所有功能都是通过包装操作系统的IO多路复用函数库来实现的。每个IO多路复用函数库在Redis源码中都有对应的一个单独的文件。

    在这里插入图片描述
    具体的单线程Redis底层调度可以参考下面这张图片:
    在这里插入图片描述

    3 多线程IO多路复用

    3.1 产生背景

    单线程IO的处理流程以及要解决的问题都很明确,他的瓶颈上面结合Redis也有说到,读写会占用大量的cpu时间, 单线程会阻塞在这里,如果能有多个线程来分担这部分消耗,那Redis的吞吐量还能更上一层楼,这也是Redis6.0引入多线程IO的目的。

    3.2 Redis多线程实现思路

    Redis 6.0 只有在网络请求的接收和解析,以及请求后的数据通过网络返回给时,使用了多线程。而数据读写操作还是由单线程来完成的 ,这样就不会出现并发问题了。然后也能一定程度解决大数据量的读写导致线程的阻塞。

    3.3 Redis多线程具体实现

    • 用一组单独的线程专门进行 read/write socket读写调用 (同步IO)
    • 读回调函数中不再读数据,而是将对应的连接追加到可读clients_pending_read的链表
    • 主线程在beforeSleep中将IO读任务分给IO线程组
    • 主线程自己也处理一个IO读任务,并自旋式等IO线程组处理完,再继续往下
    • 主线程在beforeSleep中将IO写任务分给IO线程组
    • 主线程自己也处理一个IO写任务,并自旋式等IO线程组处理完,再继续往下
    • IO线程组要么同时在读,要么同时在写
    • 命令的执行由主线程串行执行(保持单线程)
    流程图可参考下面:

    在这里插入图片描述

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  •  上述器件具有高带宽与快速压摆,支持大量数据多路复用,能够以更快的速度满足高清专业视频信号等应用的要求。例如,OPA875单通道多路复用器与OPA3875三通道2:1多路复用器具备3100V/us的压摆,4Vpp下的大信号...
  • 计算机网络-多路复用

    千次阅读 多人点赞 2019-02-12 16:41:22
    什么是多路复用技术呢? 多路复用(multiplexing),简称复用,是通信技术中的基本概念 。  事实上,多路复用技术的原理就是,把通信资源或者说是链路、信道资源进行的划分,分成一系列的资源片。把这些资源片...

    什么是多路复用技术呢?

    多路复用(multiplexing),简称复用,是通信技术中的基本概念 。

     事实上,多路复用技术的原理就是,把通信资源或者说是链路、信道资源进行的划分,分成一系列的资源片。把这些资源片分配给每一路通信。每一路通信在通信过程中就独占它分配到的分配资源。当然在整个通信过程中,可能或出现闲置。

    那典型的多路复用技术有:

    • 频分多路复用( frequency division multiplexing-FDM
    • 时分多路复用( time division multiplexing-TDM
    • 波分多路复用(Wavelength division multiplexing-WDM
    •  码分多路复用( Code division multiplexing-CDM

    频分多路复用FDM 

    所谓频分多路复用就是将我们的信道资源按频率上进行划分,分成一个个频带的子信道,让每个信号只去用其中的某一个频带的子信道。

    我们家里的电视有很多频道,这种电视信号就是这种频分多路复用技术。

    频分多路复用的各用户占用不同的 带宽资源(请注意,这里的“带宽 ”是频率带宽(单位:Hz)而不是 数据的发送速率)。

     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 。

     

    时分多路复用TDM 

    时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复 用帧(TDM 帧),每个用户在每个 TDM 帧中占 用固定序号的时隙 。

    每用户所占用的时隙是周期性出现(其周期就是 TDM  帧的长度) 

    时分复用的所有用户是在不同的时间占用相同的 频带宽度  。

     波分多路复用WDM 

    码分多路复用CDM 

    •  广泛应用于无线链路共享 (如蜂窝网,卫星通信等)  
    • 每 个 用 户 分 配 一 个 唯 一 的 m bit码 片 序 列(chipping sequence),其中“0”用“-1”表示、“1”用“+1”表 示,

           如 S 站的码片序列:(–1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1)   

    • 各用户使用相同频率载波,利用各自码片序列编码数据 
    • 编码信号 = (原始数据) × (码片序列)

          如发送比特 1(+1),则发送自己的 m bit 码片序列 

          如发送比特 0(-1),则发送该码片序列的m bit 码片序列的反码 

    • 各用户码片序列相互正交(orthogonal) 

    • 令{di}为原始数据序列,各用户的叠加向量为 

    •  解码 : 码片序列与编码信号的内积 

    码分多路复用编/解码举例 

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  • 8、多路复用技术

    2021-06-24 15:11:01
    这一节,我们介绍信道的多路复用,作为数据通信基础的收尾知识点,这个知识点并没有特别复杂的地方,主要是理解不同的复用技术的特点,在一些考试中也没有多少考点,或者说不做重点。 多路复用技术 先从字面上来...

    这一节,我们介绍信道的多路复用,作为数据通信基础的收尾知识点,这个知识点并没有特别复杂的地方,主要是理解不同的复用技术的特点,在一些考试中也没有多少考点,或者说不做重点。


    多路复用技术

    先从字面上来理解,多路复用,大概的意思就是,把多路来源的信号通过一定的技术处理,让它们在同一条信道上传输而不产生相互的干扰。

    我们想象这样一种情况,有6个用户,用户1、用户2、用户3,分别要和用户4、用户5、用户6进行通信,那么在用户1和4、2和5、3和6之间都要单独使用一条信道,这样总共就需要三条信道。

    虽然上面的例子,看起来没有不合理的地方,但是如果用户数不止6个呢,有10个、20个、30个,那么总共算起来就需要十几条信道了,如果用户数量更多,那么需要的信道也就更多了,如果这其中有某几对用户,需要通信的次数很少,那么他们之间的这条信道资源就被浪费了。

    所以,针对这种问题,提出了多路复用的解决方案,就是在发送端使用一个复用器,把多路来源的信号复用到一起,让多个用户合起来使用一个共享信道进行通信,在接收端使用一个分用器,把合起来传输的信息分别送到相应的目的端

    当然也不是所有情况下都要复用,复用技术适合用在用户数很多,也就是信号来源很多的情况下。如果就只有两对用户要通信,还要安装专门的复用器、分用器、共享信道,付出的费用代价就得不偿失了。

    下面我们介绍常见的多路复用技术,理解它们的特点。


    频分复用(FDM)

    频分复用技术是最简单的复用方法,它的基本思想是:把一条共享的信道,按照频率范围划分为多个固定的频带,每个频带都有固定的频率范围。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。

    时分复用(TDM)

    时分复用技术是基于时间片对信道进行划分的,将时间划分为一段段等长的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间片,每一个用户所占用的时间片周期性的在信道上出现

    如果感觉理解不了上面那段话,可以这样想象:有4个用户,他们每个人都占用共享信道上一毫秒的时间片,第一个毫秒的时候,用户1发送一个数据,第二毫秒的时候轮到用户2发送,以此类推,到第5毫秒的时候就又轮回来,用户1、用户2……

    下面,我们给出示意图,观察FDM和TDM技术:

    统计时分复用(STDM)

    STDM是在TDM技术的基础上发展而来的,主要是解决了TDM技术的一个弊端。

    在TDM的思想中,每个用户都占有一个等长的时间片,轮流使用信道资源,但是计算机发送数据有一个特点叫突发性,或者叫异步性,就是说用户也不能确定在什么时候发送一次数据,这样的话,如果在一段时间内,某个用户没有数据要发送,而在属于此用户使用时间之内,其它用户也不能抢占这个资源,那么分配给此用户的时间片资源就被浪费了。

    针对这个弊端,提出了统计时分复用,各用户准备好要发送数据之后,随时就可以发往复用器中的缓存,然后复用器依次扫描缓存,把缓存中的数据放入STDM帧中,对没有用户数据的缓存就跳过去,等到一个STDM帧放慢了数据,就放到信道上发送出去

    因此,我们看出,STDM帧不是固定分配时间片,而是按需动态分配时间片,大大提高了信道的利用率

    波分复用(WDM)

    波分复用是针对于光纤介质专用的复用技术,是利用光波的不同波长来划分信道的。在波分复用中,用到的设备被称作光复用器和光分用器,或者称为合波器、分波器。

    随着光纤线路的普及,波分复用技术也随之发展,最初人们只能在一根光纤上复用两路光信号,后来可以做到复用几十路甚至更多,我们把这种称作密集波分复用(DWDM),被广泛应用到各个领域。

    关于多路复用技术,我们就先介绍这么多,其实还有其它的复用技术,我们以后放到无线网专栏中再详细的学习。至此,数据通信基础知识已经全部讲完,下一节我们将开启TCP/IP的最底层——物理层的知识学习。


    参考教材:谢希仁《计算机网络》第七版

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空空如也

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