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  • 信道复用技术

    同步时分复用和异步时分复用的区别

    1. 原理不同

    • 同步时分复用是一个帧的若干时隙按照顺序编号,标号相同的为一个子信道,速率恒定
    • 异步时分复用根据用户的实际需要动态分配线路资源

    2. 方法不同

    • 同步时分复用固定分配带宽,对传递的信号无差别控制,并且不做任何处理
    • 异步时分复用有两种方式,面向连接的虚电路方式和面向无连接方式

    3. 特点不同

    • 同步时分复用控制简单,实现起来容易,但可能会造成资源的浪费
    • 异步时分复用每个用户的数据传输速率可以高于平均速度,效率更高
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  • 将1路模拟信号编码为数字信号后,和另外7路数字信号采用同步TDM方式复用到一条通信线路上。该路模拟信号的频率变化范围为0~1kHz,每个采样值使用PCM方式编码为4位的二进制数,7路数字信号的数据传输速率均为7.2 ...

    计网考研习题如下:

    将1路模拟信号编码为数字信号后,和另外7路数字信号采用同步TDM方式复用到一条通信线路上。该路模拟信号的频率变化范围为0~1kHz,每个采样值使用PCM方式编码为4位的二进制数,7路数字信号的数据传输速率均为7.2 Kbps。复用线路需要的最小信道容量是______。

    A.7.2Kbps
    B.8Kbps
    C.64Kbps
    D.128Kbps

    答案:C



    解析:

    1路模拟信号的最大频率为1kHz,根据采样定理可知采样频率至少为2kHz,每个样值编码为4位二进制数,因此该路模拟信号编码后的数据传输率为2×4=8Kbps。

    由于同步TDM方式复用的每条支路速率要相等,而7路数字信号的传输速率低于8Kbps,因此这7路数字信号均要采用脉冲填充方式,将数据传输速率提高到8Kbps。最后,该通信线路上是8路8Kbps的数字信号复用,其需要的最小信道容量为8Kbps×8=64Kbps。


    理解难点:

    1、我做这个题目的时候选的B,也就是8Kb/s;为什么我会这样选呢?

    我根据奈奎斯特定理算出来的,1路信号的最大传输率是 8kb/s;然后认为传输率是传播速率,8路信号采用时分复用,是串行传播,复用线路的通信能力只要大于8路中最大的传播速率就行了,于是选的 B;

    2、为什么我的理解错误呢?正确理解是什么?

    传输率不是传播速率而是发送速率;这样就立马知道我哪里错了,看下面的时分复用动态图,在时分多路复用时,如果想要某一路的发送速率达到 8kb/s,复用线路总的发送速率必然要乘于信号路数,即 8 kb/s X 8 = 64 kb/s;于是答案选 C;




    在这里插入图片描述

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  • 目录双绞线分类按有无屏蔽层按绞合度按照线序和其它线缆比较传播媒体信道复用码分复用 双绞线 分类 按有无屏蔽层 屏蔽双绞线(STP) 无屏蔽双绞线(UTP) 绝缘层需要接地,不太方便但是能防止干扰和泄露。 按绞合度 ...

    双绞线

    分类

    按有无屏蔽层

    • 屏蔽双绞线(STP)
    • 无屏蔽双绞线(UTP)

    绝缘层需要接地,不太方便但是能防止干扰和泄露。

    按绞合度

    分类缩写带宽(MHz)最大速率(Mbit/s)最大网段长(m)连接器现状
    三类线CAT31610100RJ连接器正在淘汰
    四类线CAT42016100RJ连接器曾用于令牌局域网
    五类线CAT5100100100RJ连接器常见以太网电缆
    超五类线CAT5e1251000100RJ连接器千兆位以太网

    按照线序

    和其它线缆比较

    双绞线同轴电缆光缆
    带宽CAT7是600MHz1GHz(1000MHz)108MHz
    信息交互双向同时双向交替双向同时
    传输距离100m短距传输因型号而异,
    一般数百米
    上百公里
    抗干扰UTP不抗干扰,STP比UTP略好普通非常抗
    保密性难以保密保密性好保密性最好

    传播媒体

    • 导引型传输媒体:上述各种线缆。
    • 非导引型传输媒体:即无线传输
      • 微波接力通信:信道容量大,传输质量较高,比线缆便宜,保密性差,受地形和气候影响,中继站维护费高;
      • 卫星通信:受气候影响大,成本高,保密性低,误码率低,传播时延大 (只是传播时延大,其它时延不一定大)。

    信道复用

    复用类型缩写描述
    频分复用FDM不同频率传输不同信息
    时分复用
    (同步时分复用)
    TDM每个TDM帧拥有不同用户占用的时隙,
    这些时隙通过复用器变成TDM帧,分用器将数据分发给对应用户;
    相比于频分复用更有利于数字信号传输
    波分复用WDM光调制器把不同来源的信号变为不同波长的光再经过复用器进入一根光缆,
    之后每120km需要一个EDFA,最后由分用器转为不同波长的光
    码分复用CDM保密性好
    统计时分复用
    (异步时分复用)
    STDM按需动态分配时隙,每个时隙都有用户地址信息

    码分复用

    • 每一个站的码片序列 C i ⃗ \vec{C_i} Ci 必须满足: { 全 为 m 位 全 部 互 不 相 同 全 部 互 相 正 交 : C i ⃗ ⋅ C j ⃗ = 0 ( i ≠ j ) \begin{cases}全为m位\\全部互不相同\\全部互相正交:\vec{C_i}·\vec{C_j}=0(i\not=j)\end{cases} mCi Cj =0(i=j);这时: C i ⃗ ⋅ C i ⃗ = 1 \vec{C_i}·\vec{C_i}=1 Ci Ci =1 ( C i ⃗ ⋅ ( C j ⃗ 的 反 码 ) = 1 ) (\vec{C_i}·(\vec{C_j}的反码)=1) (Ci (Cj )=1)
    • 某站将发送数据中的比特1全部替换为码片原码,比特0(就是-1)全部替换为码片反码之后再发送(这直接导致发送出去的数据比特数量扩大了 m m m倍,频率提高了);
      码分复用原理
    • S站其他站信息得到码片序列 S ⃗ \vec{S} S T ⃗ \vec{T} T (即 S ⃗ ⋅ T ⃗ ≡ 1 m Σ i = 1 m S i T i \vec{S}·\vec{T}≡\frac{1}{m}\Sigma_{i=1}^{m}S_{i}T_{i} S T m1Σi=1mSiTi);当某站收到数据时它收到的是 S ⃗ + T ⃗ \vec{S}+\vec{T} S +T ,若其知道S站码片 S ⃗ \vec{S} S ,用 S ⃗ \vec{S} S 点乘收到数据就得到S站原数据。

    多点接入(动态媒体接入控制)

    • 随机接入
    • 受控接入
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  • 引言大家好,我们知道在...同时对于无线传输媒介来说,有限的可用频率更是一种非常宝贵的通讯资源,因此如何提高通信线路的利用率是数据通信中的一个不可忽视的内容,这也是我即将给大家介绍的多路复用技术。文章目...

    引言

    大家好,我们知道在整个通信基础设施的投资成本中,由传输媒介所组成的通信线路占有相当大的比重。那对于有线的传输媒介来说,一方面由于资源有限,制造成本增加,即使说采用了原料丰富的光纤线路,但是线路铺设的费用依然也是在逐年增长,同时对于无线传输媒介来说,有限的可用频率更是一种非常宝贵的通讯资源,因此如何提高通信线路的利用率是数据通信中的一个不可忽视的内容,这也是我即将给大家介绍的多路复用技术。

    文章目录

    1.频分复用技术

    2.时分复用技术

    1.时分复用技术

    定义:多路复用技术是指在一条通信线路上传输多路信号,以提高通信线路利用率的技术。

    在实际应用中,我们经常用到的多路复用技术有频分复用、时分复用、码分复用和波分复用。

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    在实际生活中我们可以看到多辆汽车在不同的车道并行的在马路上行驶,这就相当于我给大家介绍的第一种多路复用技术频分复用。

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    任何移动用户的信号一般只占据一个宽带有线的频率范围,而在实际用中一个信道可以被利用的频率的范围比一路信号需要的频率要宽得多,如果在这样的一个信道上只传输一路信号的话,就像在宽阔的马路上只有一个车道一样,显然太浪费!

    因而我们可以把以频率分割的方式把一条信道分成若干个子信道,从而实现多路复用,这就是频分复用的基本原理。

    传统的多路载波电话系统就是一种典型的平分多路复用系统,我们在图中可以看出,横坐标是时间纵坐标是频率,该信道按照频率的不同被分割成了四个子信道,为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰,相邻子信道的频谱之间留有一定的频率间隔!

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    每个子信道传输一路用户的信号,那么从总体上看,在这条信道中同时传输四个用户的信号,左边的设备是一个复用器,右边对应的就是一个分用器,复用器的作用就是把各路用户的信号进行频谱搬移,搬移到分配给它的频段范围,分用器就相当于一个滤波器,把各种信号区别开来,所以说我再次强调频分复用的所有用户在同样的时间内占据着不同的带宽资源,注意这里的带宽是指以合资为单位的带宽。

    目前频分复用技术在利用无线传输介质,比如无线电通信微波通信卫星通信中仍然在得到广泛的使用。后面即将给大家介绍的波分复用,其本质也是一种频分复用。

    2.时分复用技术

    接下来我们再来看一下时分复用技术,顾名思义,时分复用是采用时间分片的方式来实现传输信道的多路复用,也就是说每一路信号传输都使用信道的全部带宽,但它只是使用其中的某个时隙。

    比如我们把上课的教室看作一个信道,不同的老师在每天不同的时间段去使用这件教室就相当于是时分复用,因为我们从宏观上来看,同一天这个教室被分配给了多个用户使用,那从微观上来看,在某一时刻该教室还只是分配给了一个老师。

    从如何分配传输介质资源的观点来看,时分多路复用又分为两种,分别是静态的时分复用和动态的时分复用。

    那我们现在看到的就是静态的时分复用,在这个例子中将时间划分为一个个等长的周期,称为时分复用帧,有四个用户进行时分复用,在第一个周期里A、B两个用户有数据发送,第二个周期中B、C两个用户有数据,第三个周期中只有C用户有数据发送,第四个周期A、D两个用户有数据发送。

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    那我们从这个动画演示中可以看出,每一个时分复用的用户在每一个帧中的位置是固定不变的,A用户的数据固定的出现在每一个时分复用帧的最前面,B用户总是在第二个位置,C用户是在第三位置,那么D用户的数据总是在最后。

    00:31

    我们也注意到,如果说某用户在分给它的时隙内没有数据要传输的时候,那么对应时隙就是空闲的,比如说第一个周期中的C和D,第二个周期中的A和D等等,也就是说每个用户的数据是周期性的出现在信道上,但是也必须提醒大家注意,尽管该时隙没有用户在用是空闲的情况下,其他的用户也是无权使用的。

    从这个例子中我们可以看出,静态的时分复用中多个用户的信号分别在预定的时隙内传输,他们的分配关系是固定的,并且是周期性的使用,收发双方之间就保持同步,所以又称为同步的时分复用。

    同时我们也注意到它存在着复用后的信道利用率比较低,那怎么对它改进?于是就有了动态的时分复用,动态时分复用又称为统计时分复用,简称为STDM,它是一种按需分配媒体资源的方式,也就是说只有当用户有数据要传输的时候才分配资源,那如果用户暂停发送数据的时候就不分配,这样的话同样的复用信道可以让更多的用户来使用。

    换句话说,就是用户数据传输速率之和可以大于高速线路的传输容量,从而提高信道利用率,但是对于这样一种方式它的控制结构相对比较复杂,并且还要在复用器中去设置足够容量的缓存单元,否则的话会由于来不及发送数据会导致数据丢失。

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同步时分复用

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