计算机网络05

第二章学习笔记

部分内容转载自 https://www.cnblogs.com/zhangyinhua/p/7607633.html

信道复用技术

  复用(multiplexing)同时公用一条信道来进行传输信息

  

  频分复用 FDM(Frequency Division Multiplexing) 

  所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源(这里的带宽是频率带宽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。

  

  发送数据时

  

  接收数据时

  

    时分复用(TDM Time Division Multiplexing) 就是所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度

  

  

  按时间轮流分配带宽资源给不同的用户,每个用户只在分配的时间里使用线路传输数据。

  通俗来讲:就是每个用户都有自己的时间段来传输数据,没到自己时间就需要等待,直到属于自己的传输时间段的到来,周期性的周转

  特点:在信道中,每个资源都有先后顺序,并且不会乱,一直是按照一定的顺序传输数据。

  缺点:计算机数据的突发性质,用户对分配的子信道的利用率不高,因为不知道什么时候通道就会发送数据,可能别的通道都不发数据,就一个通道需要发送,但也还是要等待一定的时间,即使信道是空的

  

  如图所示时分复用会由于计算机数据的突发性质,造成一定程度上的信道利用率不高

  统计时分复用 (Statistic TDM)

  

  统计时分复用使用STDM帧来传送复用的数据。但每一个STDM帧中的时隙数小于连接在集中器上的用户数。各用户有了数据就随时发往集中器的输入缓存,然后集中器按顺序一次扫描输入缓存,把缓存中的输入数据放入STDM帧中。对没有数据的缓存就跳过去。当一个帧的数据放满了,就发送出去。因此,STDM帧不是固定分配时隙,而是按需动态分配时隙。因此统计时分复用可以提高线路的利用率。我们还可以看出,在输出线路上,某一个用户所占用的时隙并不是周期性的出现。因此统计时分复用又称为异步时分复用,而普通的时分复用称为同步时分复用。

   波分复用(WDM Wavelength Division Multiplexing)

  波分复用就是光的频分复用。

  

  码分复用 码分多址(CDM Code Division Multiple Access)

  用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信。由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型,因此各用户之间不会造成干扰。

   

  码分多址系统为每个用户分配了各自特定的地址码,利用公共信道来传输信息。CDMA系统的地址码相互具有准正交性,以区别地址,而在频率、时间和空间上都可能重叠。也就是说,每一个用户有自己的地址码,这个地址码用于区别每一个用户,地址码彼此之间是互相独立的,也就是互相不影响的,但是由于技术等种种原因,我们采用的地址码不可能做到完全正交,即完全独立,相互不影响,所以称为准正交,由于有地址码区分用户,所以我们对频率、时间和空间没有限制,在这些方面他们可以重叠。

数字传输系统

  历史问题:

  速率标准不统一

  不是同步传输

  标准制定:

  同步光纤网(SONET)

  同步数字序列(SDH)

宽带接入技术

  电话网线拨号上网

  老式的拨号联网方式,因为速度最高只能达到56kb/s

  工作原理:通过将计算机发出的信号转换为音频信号,因为要通过电话网线来传播数据,所以这样转换来转换去,达到的上网速率太低,虽然方便,但实用性不强, 不能同时上网和打电话。

  数字用户线接入

       DSL:数字用户线   xDSL:用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造,在DSL上加了x 表示不同的数字用户线技术。

  这个其实就是改善了电话网拨号接入的缺点,能同时上网和打电话,并且网速提高了很多,

  工作原理:xDSL 技术就把 0~4 kHz 低端频谱留给传统电话使用,而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用。这样一来,就互不干扰了。通过频率的高低来区分是电话还是网络数据。

  举例:ADSL的接入网 

    上行和下行带宽做成不对称的。指的是上行信道和下行信道,具体看DMT调制技术中的解释。                   

    ADSL 在用户线的两端各安装一个 ADSL 调制解调器。目的就是为了区分低频和高频

    我国目前采用的方案是离散多音调 DMT (Discrete Multi-Tone)调制技术

      DMT 调制技术采用频分复用的方法,把 40 kHz 以上一直到 1.1 MHz 的高端频谱划分为许多的子信道,其中 25 个子信道用于上行信道,而 249个子信道用于下行信道。

      每个子信道占据 4 kHz 带宽,并使用不同的载波(即不同的音调)进行数字调制。这种做法相当于在一对用户线上使用许多小的调制解调器并行地传送数据。

      

      接入网的工作原理图

      

  光纤同轴混合网 HFC

  CATV:树形拓扑结构的同轴电缆网络,采用模拟技术的频分复用对电视节目的单向传输,

  HFC对CATV的基础上进行改造,从而开发出的一种居民宽带接入网。

  特点:

    HFC网的主干线路采用光纤,将原CATV网中的同轴电缆主干部分该换位光纤,并且使用的是模拟光纤技术,

    每个家庭都要安装一个用户接口盒

     HFC 网具有比 CATV 网更宽的频谱,且具有双向传输功能

    光纤结点(光分配结点),同轴电缆分别是那些,看下图

    

  光纤接入

  FTTx(光纤到...):实现宽带居民接入网的方案,这里字母x可代表不同的意思

  FTTH:光纤到家,光纤一直铺设到用户家庭可能是居民接入网最后的解决方法(155Mb/s)

  FTTB:光纤到大楼,光纤进入大楼后就转换为电信号,然后用电缆或双绞线分配到各用户。

  FTTC:从路边到各用户可使用星形结构双绞线作为传输媒体(155Mb/s)

  以太网接入

  局域网,大学校园、大型企业、各种政府通过内部的局域网,然后再让局域网接入到因特网。

  无线网接入

  前面都是有线接入,现在很多都使用无线联网,手机、笔记本等都用无线连,很方便

  从1G 到 2G 到 3G 到现在的 4G时代,每一代的特点不一样,马上就要出5G了。

  1G:蜂窝移动通信只能够模拟话音通信,跟那个电话网拨号接入类似,网速很慢很慢

  2G:以数字话音通信为主,也能提供短信,收发邮件,浏览网页的数据通信功能

  3G:3G时代,记得以前用的网页版QQ,就是要一直刷新也能接受信息,哈哈,

  4G:网速很快,能达到1M~2M之间的速度。

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