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計算機網路頻分復用和時分復用

發布時間: 2024-08-20 16:41:04

『壹』 什麼是頻分復用和時分復用

頻分復用和時分復用的差異和特點
頻分復用(FDM,Frequency Division Multiplexing)就是將用於傳輸信道的總帶寬劃分成若干個子頻帶(或稱子信道),每一個子信道傳輸1路信號。頻分復用要求總頻率寬度大於各個子信道頻率之和,同時為了保證各子信道中所傳輸的信號互不幹擾,應在各子信道之間設立隔離帶,這樣就保證了各路信號互不幹擾(條件之一)。頻分復用技術的特點是所有子信道傳輸的信號以並行的方式工作,每一路信號傳輸時可不考慮傳輸時延

時分復用(TDM,Time Division Multiplexing)就是將提供給整個信道傳輸信息的時間劃分成若干時間片(簡稱時隙),並將這些時隙分配給每一個信號源使用,每一路信號在自己的時隙內獨占信道進行數據傳輸。時分復用技術的特點是時隙事先規劃分配好且固定不變,所以有時也叫同步時分復用。其優點是時隙分配固定,便於調節控制,適於數字信息的傳輸;缺點是當某信號源沒有數據傳輸時,它所對應的信道會出現空閑,而其他繁忙的信道無法佔用這個空閑的信道,因此會降低線路的利用率。

『貳』 計算機網路--信道復用技術

在計算機網路的物理層傳輸媒體中,信道復用技術扮演著關鍵角色。它包括兩大基石:頻分復用(FDM)和時分復用(TDM),它們各自有著獨特的特點和應用場景。


FDM,即頻分多路復用,將傳輸帶寬劃分為多個獨立的頻段,讓用戶如同在各自的頻帶中獨享,從而顯著增寬了總的可用帶寬。然而,TDM則採取時隙分配策略,每個用戶佔用特定的時間段進行通信,這雖然保證了信道的獨立性,但時隙的狹窄往往導致較高的資源浪費。


為解決這個問題,統計復用(非同步時分)應運而生,它利用非周期性時隙,巧妙地提高了線路的利用率。智能復用器則進一步升級,內置地址信息,支持存儲轉發和優化信道共享,使得資源分配更加靈活高效。


光纖通信技術的代表作波分復用(WDM)通過多個接近頻率的光載波信號,如密集波分復用(DWDM),實現了傳輸速率的顯著提升。在2014年的實驗中,我國甚至實現了每根光纖高達4 Tbit/s的驚人容量,這得益於密集波分復用技術的應用。


而在無線通信領域,CDMA(碼分多址)是一種革命性的技術。它允許眾多用戶共享同一頻帶,每個用戶使用獨特的編碼進行通信,從而實現了抗干擾性強且難以被追蹤的特性。隨著技術的進步,CDMA已經從軍事應用普及到民用領域,如無線區域網,顯著提升了語音和數據傳輸質量,容量可達GSM的4~5倍,同時降低了手機發射功率。


CDMA的工作原理核心在於,所有站點使用相同頻率發送信號,接收端通過特定的碼片序列(S)與接收到的信號進行匹配。接收站僅保留與發送站碼片序列(Sx)相匹配的數據項,其餘干擾項(Tx)被過濾,確保信息的精確接收。這使得在多用戶並發通信時,數據傳輸得以高效、清晰地進行。

『叄』 頻分多路復用,時分多路復用,兩種復用技術的比較

頻分多路復用是將具有一定帶寬的信道劃分為多條具有較小帶寬的子信道,各條子信道中心頻帶率不重合,兩條子信道之間相距一定的間隔,每條子信道供一個用戶使用。
時分多路復用是將線路用於傳輸的時間劃分成若干個時間片,每個用戶得到一個時間片,在其佔有的時間片內,該用戶使用通信線路的全部帶寬。
兩種復用技術的性能比較如下:
(1) 時分多路復用比頻分多路復用傳輸速率高,可以充分利用信道的全部帶寬。
(2) 在時分多路復用中只需要一個MODEM,而在頻分多路復用中,每個通道均需一個MODEM
(3) 在頻分多路復用中,通常需要模/數轉換設備,而在時分多路復用中具有明顯的數字形式,特別適用於與計算機的直接連接。
(4) 時分多路復用混合不同速率的同步方式的終端,能適應新的數據通信網。
(5) 在進行數據傳輸的差錯控制和校正操作時,時分多路復用比頻分多路復用產生較多的時間延遲