十九、信道划分和介质访问控制

1、信道划分

1.1 点对点链路

\qquad 相邻两个节点通过一个链路相连，没有第三者。应用有：PPP协议，常用于广域网。

1.2 广播式链路

\qquad 所有主机共享通信介质。应用有：早期的总线以太网，无线局域网，常用于局域网。典型的拓扑结构有以下两种：总线型和星型(逻辑总线型)。

2、介质访问控制

\qquad 介质访问控制的内容就是，采取一定的措施，使得两对节点之间的通信不会发生相互干扰的情况。
$$介质访问控制\{\begin{array}{l}静态划分信道-信道划分介质访问控制\{\begin{array}{l}频分多路复用FDM\\ 时分多路复用TDM\\ 波分多路复用WDM\\ 码分多路复用CDM\end{array}\\ 动态分配信道\{\begin{array}{l}轮询访问介质访问控制：令牌传递协议\\ 随机访问介质访问控制\{\begin{array}{l}ALPHA协议\\ CSMA协议\\ CSMA/CD协议\\ CSMA/CA协议\end{array}\end{array}\end{array}$$

3、信道划分介质访问控制

\qquad 信道划分介质访问控制：将使用介质的每个设备与来自同一个信道上的其他设备的通信隔离开，把时域和频域资源合理地分配给网络上的设备。
\qquad 多路复用技术：把多个信号组合在一条物理信道上进行传输，使得多个计算机或者终端设备共享信道资源，提高信道利用率；把一条广播信道，逻辑上分成几条用于两个节点之间通信的互不干扰的子信道，实际上就是把广播信道站变为点对点信道。

3.1 频分多路复用FDM

\qquad 用户在分配到一定的频带之后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽(频路带宽)资源。
\qquad 充分利用传输介质带宽，系统效率较高，由于技术比较成熟，实现也比较容易。

3.2 时分多路复用TDM

\qquad 将时间划分为一段段等长的时分复用帧（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隙，所有用于轮流占用信道。频分复用类似OS中的并行，时分复用类似OS中的并发。

\qquad 改进TDM为统计时分复用STDM。其通过将用户连接在集中器上，通过集中器整合各个用户的数据后再发送来实现。每一个STDM帧中的时隙数小于连接在集中器上的用户数。各个用户油量数据就随时发送集中器的输入缓存，然后集中器按照顺序一次扫描输入缓存，把缓存中的输入数据放入STDM帧中，一个STDM帧满了就发出。STDM帧不是固定分配时隙，而是按需动态分配时隙。

3.3 波分多路复用WDM

\qquad 波分多路复用就是光的频分多路复用，在一根光纤中传输多种不同波长（频率）的光信号，由于波长（频率）不同，所以各路光信号互不干扰，最后再用波长分解复用器将各路波长分解出来。

3.4 码分多路复用CDM

\qquad 码分多址（CDMA）是码分复用的一种方式。
\qquad 1比特分为多个码片/芯片(chip)，每一个站点被指定一个唯一的m位的芯片序列。发送1时站点发送芯片序列，发送0时发送芯片序列的反码（通常把0写成-1）。
\qquad 如何不打架：多个站点同时发送数据的时候，要求各个站点芯片序列相互正交；
\qquad 如何合并：各路数据在信道中被线性相加；
\qquad 如何分离：合并的数据和源站规格化内积。

THE END