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【計算機網絡】——信道複用技術,再見了!CDMA 時分複用(TDM) 統計時分複用(STDM)波分複用(WDM) 碼分複用(CDM)再見了,CMDA

複用:允許使用者使用一個共享通道進行通信,降低成本,提高使用率

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将整個帶寬分為多份,使用者在配置設定到一定的頻帶後,在通信過程中自始至終都占用這個頻帶

  • 頻分複用的所有使用者在同樣的時間,占用不同的帶寬資源
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時分複用(TDM)

時分複用則是将時間劃分為一段段等長的時分複用幀,每一個時分複用的使用者在每一個TDM幀中占用固定序号的時隙

每一個使用者所占用的時隙是周期性的出現(周期就是TDM幀的長度)

  • 時分複用的所有使用者在不同的時間,占用同樣的頻帶寬度
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例如上圖所示

  • 假如使用者A占用第一個時隙,使用者B占用第二個時隙,使用者C占用第三個時隙,使用者D占用第四個時隙
  • 那麼可以看出這四個使用者在重複的交替執行,好比CPU的時間片一樣 

但是時分複用會造成資源浪費

  • 假如當使用者B沒有資源需要發送時,那麼這個時隙隻能處于空閑狀态

由此我們又有了另一個技術,統計時分複用

統計時分複用(STDM)

STDM幀不是固定配置設定時隙,而是按需動态的配置設定時隙

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如上圖所示

  • 例如在第一段時隙時,時分複用隻有A、B有資料需要發送(a、b),C、D沒有資料需要發送,但是仍然需要為C、D配置設定時隙,這就會造成資源浪費
  • 但是在統計時分複用中,沒有為C、D配置設定時隙,很好提高了資源的使用率 

(STDM實作技術非常複雜,通常隻在高速遠端通信中使用,不适用于使用者平均使用信道的情)

波分複用(WDM)

波分複用就是光的分頻複用,整個波長頻帶被劃分為若幹個波長範圍,每個使用者占用一個波長範圍來進行傳輸

  • 使用一根光纖來同時傳輸多個光載波信号
  • 在一根光纖上複用幾十路或更多路數的頻率接近的光載波信号稱為密集波分複用 DWDM

如圖,8路傳輸速率為2.5Gbit/s的光載波。經光的調制後,分别将波長變換到1550~1557nm,這8 個光載波經過光複用器後,在一根光纖上傳輸,是以,在一根光纖上資料傳輸速率達到了8 × 2.5 Gb/s = 20Gb/s

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碼分複用(CDM)

碼分複用是用一組包含互相正交的碼字的碼組攜帶多路信号,靠不同的編碼來區分各路原始信号的一種複用方式

 碼片序列

每一個比特時間劃分為 m 個短的間隔,稱為碼片(chip)

  • 每個站被指派一個惟一的 m bit 碼片序列
  • 如發送比特 1,則發送自己的 m bit 碼片序列
  • 如發送比特 0,則發送該碼片序列的二進制反碼。

擴頻(spread spectrum)通信

假定S站要發送資訊的資料率為b bit/s,由于每個比特要轉換成m比特的碼片序列, 是以S站發送的資料率提高到mb bit/s,同時S站所占用的頻帶寬度也提高到原來 數值的m倍。這種通信方式稱為擴頻通信

碼分多址:CMDA

碼分多址是各發送端用各不相同的、互相正交的位址碼調制其所發送的信号。在接收端利用碼型的正交性,通過位址識别(相關檢測),從混合信号中選出相應的信号。

  • 通過不同的擴頻碼來實作多使用者在同一時間同一頻率上共享信道。即各使用者在相同的時間使用相同的頻帶。
  • 各使用者使用經過特殊挑選的不同碼型,是以彼此不會造成幹擾。
  • CDMA可提高通話品質和資料傳輸的可靠性,減少幹擾,增大通信系統的容量(是使用全球移動通信系統GSM的4~5 倍),降低手機的平均發射功率。

再見了,CMDA

CDMA廣泛應用于2G和3G網絡。

進入4G時代,一些營運商開始關閉CDMA網絡

中國電信已明确要求從2020年起,所有5G終端不允許存在CDMA頻段和制式,同時要求不允許存在VoLTE開關

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這就意味着,5G時代,CDMA将徹底離開我們 

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