计算机网络学习笔记——物理层（2）

在上一篇笔记中我们了解了数据通信的基础知识，了解了源系统，目的系统的工作，又了解了信道的三种传输方式，了解了两种调制方式——编码和带通调制。下面还了解了信道所能通过的频率范围，以及通过奈氏准则知晓码间串扰现象的产生的原因，通过香农公式指出信道的极限传输速率。最后了解了物理层之下的——传输媒体，在本文开始信道复用分用技术的学习。

信道的复用分用技术

在前面计算机体系结构的博客中介绍了复用和分用就是多个用户用一个IO资源发送和接收消息。

在这里我们会学习几种复用分用技术。

 

频分复用、时分复用——最基本的复用

 频分复用：所有的用户在同一时间占据不同的信道资源。我们可以想象完整的信道资源是一根很粗的水管，使用频分复用技术即为将这根水管分为多个部分（不是将水管断开），每个用户占据属于自己的那一部分。

时分复用：所有的用户在不同的时间占据相同的信道资源。这个我们很好理解，时分复用我们可以将其看做是计算机操作系统内的进程调度——时间片轮换算法。每个用户在自己的时间内占据所有的信道资源。

统计时分复用：像是在操作系统中进程调度时一样，为了更高的利用率，我们会对该算法进行改善。

我们可以看到在每一个时分复用帧中都有空缺，会造成资源的浪费。

 下面告诉了我们为什么在统计时分复用时的帧为什么没有分为4份，介绍了他的实现原理。

 波分复用

 波分复用就是一种特殊的光的频分复用

码分复用 

 码分复用可以实现多个用户同时使用同样频率进行通信。当码分复用信道被多个用户所共享时，称为码分多址。在同一个信道为了防止造成干扰，不同的用户要使用经过挑选的不同的码型。

如何表示 

1. 每个比特（0或1）以一组码序列发送，每一个比特被分为m个短的间隔，称为码片（m位编码将每位比特划分为m）例如：0 0 1 0 1 1 1 0
2. 一个数据信号（如逻辑1或0）通常要用多个编码信号来进行编码，如这个站要发送1，就发送该码片的原码，如要发送0，就发送给码片的反码

 我们可以举个栗子来更好地理解上述2：

例如我们假设码片序列为：0 0 1 0 1 1 1 0= -1 -1 1 -1 1 1 1 -1

那么我们要发送1：0 0 1 0 1 1 1 0= -1 -1 1 -1 1 1 1 -1

发送0：1 1 0 1 0 0 0 1= 1 1 -1 1 -1 -1 -1  1

 码片序列的特点

1.每个站分配的码片序列必须各不相同——防止上述的干扰现象

2.每个站分配的码片序列都是正交的（就是线性代数中的两向量正交乘积为0）

 3.任何一个码片向量和自己的内积（就是向量的乘积）为1

 

 流程 

 

1.  发送端都被分配了唯一且不同的码片序列。在上图为ABCD。
2. 图中各自码片序列将1表示为1，0表示为-1
3. 接收端从收到的叠加后的码片来取出每个站发送的信号，来判断之前每个站是否发送信号，并且发送的信号是1还是0
4.  在上面的图片中，S1，S2，S3为接收端收到的全部码片信息，与发送端的码片序列相乘判断是否该站发送信息。

•  第一次接收端接收到码片信息S1，与发送端码片序列的乘积为1，代表接收端接收到S1发送的信息，且该信息为1
• 第二次接收端接收到的是B与C两种信号因为同时同频而产生叠加的码片信息，S2是接收端接收到的全部码片信息，与C相乘该结果为1说明接收到来自C的信息且该信息为1 
•  第三次接收端接收到的是A与^B两种信号因为同时同频而产生叠加的码片信息，S3是接收端接受到的全部码片信息，与C相乘后该结果为0说明未收到来自C的信息

综上

S∗（S x ​ +T x ​ ）=X

若X = 1 表示S站发送了信号1。

若X = 0 表示叠加后的信号没有该站发送的信息

若X = − 1表示发送的是信号0 

数字传输系统 

早期数字传输系统的缺点：

1. 速率标准不统一：多路复用的速率体系有两个互不兼容的国际标准，北美和日本的T1速率（1.544Mbit/s）和欧洲的E1速率（2.048Mbit/s）
2. 不是同步传输

 宽带接入技术

这里用了diligentyang写的一篇博客，更好地总结了宽带接入技术

【计算机网络】宽带接入技术_diligentyang的博客-CSDN博客