通信网络

多路复用

当通过单个传输通道发送多个信号时，该过程

使信号保持彼此干扰，称为多路复用。

大多数通信系统都能够发送和接收。这些是

因此，必须多路复用两个独立信号。有三种可能的

传输和接收能力的组合：simplex.：仅接收系统。电视机是一个单纯的系统。半双工：可以接收和传输但不同时。只需要一个

个别渠道。手持式无线电是半双工。你必须按一个按钮

谈话，让我们去接收。你不能同时做两者。全双工：可以同时接收和传输。电话是一个例子

全双工。下一个逻辑步骤是发送多个独立通信

信号在相同的传输介质上。例如，成千上万的电话

会话可以在同一电线上运送。有几种方法

完成多路复用。

频域多路复用

在关于模拟调制的章节中，信息信号用于

调制载波。在频域多路复用中，给出每个信号

独特的载波频率。必须选择这些频率，以便相邻

信号不重叠。因此，它们必须用频率间隔分开

至少到信号带宽至少。例如，商业AM广播电台

分隔10 kHz，这是信号带宽。多路复用容量，

这是可以传输的最大独立信号数

同时，受信号的带宽和可用的限制

带宽。对于空气中的广播，可用带宽由

分配频段。例如，AM无线电信号必须在535-1605中

哈兹乐队。因此有107个可能的载波频率可能是

分配10 kHz间隔。同样，FM无线电台间隔为0.2 MHz

在88-108 MHz的范围内，允许在局部区域100个电台。对于任何系统

使用频域多路复用频道容量可以通过

信道容量=可用带宽/信号带宽。

可用带宽也可能是介质的物理限制

您正在传输。同轴电缆不能传输高于1 GHz的频率

没有显着损失。因此同轴电缆具有可用带宽

0到1 GHz，因此可以在6 MHz中携带167个单独的电视信号

单电缆。

时域多路复用

在这种方法中，每个信号都可以占用整个带宽，但是给出了

有限持续时间的时隙，可定期提供。这是

用于数字信号的常用方法，因此谈论数字是自然的

传输速率，以每秒比特或（波特率）测量。理论上

没有最大数量的信号可以复用，但有一个

限制整体传输速率（即每秒位数的容量

由哈特利 - 香农法决定。假设我们有数字传输

通道容量为100 Mbps。如果只有一个用户，他们可以

占据整个通道并以100 Mbps传输信号。如果有

20个用户，每个用户只有5 Mbps的传输速率。一些系统具有预定的时隙，用于设置固定速率

任何用户。如果容量没有填充，则另一个时隙会为空。这个

是否依赖于固定定时计划的同步系统的情况。

异步系统（如ATM）可以随着需求动态分配容量

不同。当需求低时，ATM系统具有更好的性能，因为

少数用户具有可用的整个带宽。然而，最大容量，

同步系统更快，因为浪费了更少的空间框架数据

（请参阅计算机基础上章节中的输入/输出的讨论）。

扩频多路复用

这是一种特殊技术，每个信号都占用完整

同时通道的带宽。信号故意传播

出去直到它们的带宽与频道相匹配。信号是区别的

通过一个特殊的代码彼此相互应用，当信号展开时应用。

通过用伪随机码混合它们，信号在带宽中增加，

这是一个类似的噪声信号，在很长一段时间内重复唯一的代码。

扩频多路复用有两个主要优点：

它降低了干扰的影响。回想一下，干扰是窄带，意味着与特定频率的强烈关联。通过在大范围的频率范围内传播信号的功率，因此噪声在任何特定频率下的效果相应地减小。因此，扩频通常用于高干扰情况，如卫星通信或蜂窝电话网络。
使用代码使信号固有地安全。接收器必须知道代码“未扩展”频谱并恢复信号。

局域网（LAN）

本地网络将通信系统用户链接在一起

附近。一个例子是办公室电话上的对讲系统。这

最明显的例子当然是本地计算机网络。有许多

关于一般的本地网络的功能。

拓扑

用户或站点在LAN中的方式调用一起连接在一起

拓扑。它应该被认为是网络的示意图。

它不一定表示它们之间的物理互连。

有四个主要拓扑：

星星。这具有所连接所有站的中心集线器。这些通常在车站是端子的系统中找到，并且连接到中心或主框架，计算机。星形拓扑使用大量的电线。如果其中一个站错误，整体系统不受影响。
戒指。所有站都连接在闭环中。光纤网络，FDDI（光纤分布式数据接口）使用环形拓扑。每个站必须通过它传递所有信息，即使它不会使用任何一个。
公共汽车。所有站都连接到一个名为总线的公共线。以太网是总线拓扑的常见示例。所有电台都会听到公共汽车上的任何信号。各个站点由地址识别。
网。所有这些车站都与每个其他站分开了连接。信号可以直接发送，站到站或通过一个或多个其他站发送。除了关键连接之外，这种拓扑很少使用，通常在中央计算机系统之间。它需要大多数电线和连接。

协议

这适用于在任何网络上的站之间发送数据时。协议

定义规则。这是三个常见的：

载波侦听多次访问碰撞检测（CSMA / CD）。用于总线拓扑。希望发送数据的站，首先必须收听总线，以确定另一个站是否已经发送。如果是这样，它必须等待。在不太可能的情况下，两个站点同时开始传输，将检测到碰撞，并且它们必须停止并稍后再试。
令牌戒指。这适用于环形拓扑。信号被称为令牌的圆环上的特定站。当由预期用户接收到特定消息时，将不同的令牌放在环上以指示接收，随后由始发用户脱离。
轮询。这在明星拓扑中使用。控制网络的主站将向每个站发送消息是转弯，该消息会询问它们是否有任何用于传输。如果是这样，将执行操作。如果没有，则将轮询其他站点，直到循环完成，此时它将重新开始。

广域网（WANS）

当网络中的电台分开在很大距离时，

LAN的物理连接无法正常工作。在许多情况下，本地网络是

通过更大的系统连接在一起。

固定广域网

美国有两种广泛的固定网络：

电话系统和有线电视。光纤系统通常更换

电话系统的骨干，但大多数家庭连接使用

简单的电话线。这两个固定网络都可以提供多种目的。

电话系统通过世界各地的大部分计算机互连

什么被称为互联网。有线电视系统连接大部分家庭

以单纯形模式（仅接收）电视信号。这些网络的能力最终受到物理的限制

传播媒介。有三种主要类型：

非屏蔽双绞线（UTP）电线。这是可能连接到手机的普通电话线。然而，有许多不同的UTP线等级，其中一些具有很高的容量，高达100 MHz。但它只能用于短距离。大多数LAN使用一些品种的UTP。
同轴电缆。这具有高达1 GHz的带宽，并且非常擅长屏蔽电磁干扰的连接，因为其结构。它可以用于比UTP更长的距离连接，但是笨重和更昂贵。
光纤。这具有超过2 GHz的带宽。它可以用于很长的范围。与光纤的连接相当困难。

蜂窝网络

蜂窝网络使用800-900 MHz无线电波连接到电台

中央接收天线和基站。该基地的覆盖区域

站定义了该单元格。基站通过固定介质互连

类似于电话网络。中央系统负责定位

收件人和信号被发送到该单元中的适当天线

广播，或者转移到固定电话网络上。当站进入另一个小区时，基站执行

切换并将呼叫传输到下一个基站。即使没有

拨打电话，蜂窝电话向系统发送低功耗信号

确定手机的来电位置。在传输之间分开50 MHz的某个带宽的某处

并收到一方。大多数蜂窝电话信号是MSK（最小Shift键控，

各种FSK）并具有200 kHz的信号带宽。这给了一个

每个细胞约125个通道的容量。

卫星网络

有超过750个卫星，其中许多可供使用

在通信中。卫星的轨道是极性的，意思是它

在杆子上围绕地球行驶，或地理同步，在哪里

在赤道上的某处固定（主要）定位。地理同步

海拔高度的轨道为22,500英里，这是超过五个地球半径。

信号前往卫星和背部的信号的时间延迟是关于

0.3秒，很明显。极性轨道要较低，因此没有延迟。

极地轨道卫星在1-12小时的任何地方环游地球，

需要许多卫星进行完整的覆盖范围。卫星通信必须

是UHF和更高的才能穿透电离层，通常在

SHF范围。它们通常是C频段（3.75-7.5 GHz）或KU频段（12-17 GHz）。

带宽通常在GHz范围内。此外，圆极化

主要是使用，因为很难正确定向接收

如果使用的线性极化，天线将匹配卫星天线。