‘壹’ 什么是频分复用和时分复用
频分复用和时分复用的差异和特点
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。频分复用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)。频分复用技术的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
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。
‘贰’ 计算机网络--信道复用技术
在计算机网络的物理层传输媒体中,信道复用技术扮演着关键角色。它包括两大基石:频分复用(FDM)和时分复用(TDM),它们各自有着独特的特点和应用场景。
FDM,即频分多路复用,将传输带宽划分为多个独立的频段,让用户如同在各自的频带中独享,从而显着增宽了总的可用带宽。然而,TDM则采取时隙分配策略,每个用户占用特定的时间段进行通信,这虽然保证了信道的独立性,但时隙的狭窄往往导致较高的资源浪费。
为解决这个问题,统计复用(异步时分)应运而生,它利用非周期性时隙,巧妙地提高了线路的利用率。智能复用器则进一步升级,内置地址信息,支持存储转发和优化信道共享,使得资源分配更加灵活高效。
光纤通信技术的代表作波分复用(WDM)通过多个接近频率的光载波信号,如密集波分复用(DWDM),实现了传输速率的显着提升。在2014年的实验中,我国甚至实现了每根光纤高达4 Tbit/s的惊人容量,这得益于密集波分复用技术的应用。
而在无线通信领域,CDMA(码分多址)是一种革命性的技术。它允许众多用户共享同一频带,每个用户使用独特的编码进行通信,从而实现了抗干扰性强且难以被追踪的特性。随着技术的进步,CDMA已经从军事应用普及到民用领域,如无线局域网,显着提升了语音和数据传输质量,容量可达GSM的4~5倍,同时降低了手机发射功率。
CDMA的工作原理核心在于,所有站点使用相同频率发送信号,接收端通过特定的码片序列(S)与接收到的信号进行匹配。接收站仅保留与发送站码片序列(Sx)相匹配的数据项,其余干扰项(Tx)被过滤,确保信息的精确接收。这使得在多用户并发通信时,数据传输得以高效、清晰地进行。
‘叁’ 频分多路复用,时分多路复用,两种复用技术的比较
频分多路复用是将具有一定带宽的信道划分为多条具有较小带宽的子信道,各条子信道中心频带率不重合,两条子信道之间相距一定的间隔,每条子信道供一个用户使用。
时分多路复用是将线路用于传输的时间划分成若干个时间片,每个用户得到一个时间片,在其占有的时间片内,该用户使用通信线路的全部带宽。
两种复用技术的性能比较如下:
(1) 时分多路复用比频分多路复用传输速率高,可以充分利用信道的全部带宽。
(2) 在时分多路复用中只需要一个MODEM,而在频分多路复用中,每个通道均需一个MODEM
(3) 在频分多路复用中,通常需要模/数转换设备,而在时分多路复用中具有明显的数字形式,特别适用于与计算机的直接连接。
(4) 时分多路复用混合不同速率的同步方式的终端,能适应新的数据通信网。
(5) 在进行数据传输的差错控制和校正操作时,时分多路复用比频分多路复用产生较多的时间延迟