曾经想知道所有这些电子邮件 图片和推文如何通过互联网传播而不会相互冲突

2019-07-24 09:19:01

假设您从PC发送电子邮件给另一个城市的朋友。您的电子邮件将离开您的家,并加入您附近传输的其他邮件。来自您社区的消息会输入更大的传输线,并与您所在城市的其他消息一起加入。最终,您的电子邮件将被丢弃到正确城市的正确目的地。

如何将所有这些消息连接在一起并传输而不会混淆?它是使用一种称为多路复用的技术完成的。在电信应用中采用了几种不同类型的多路复用。让我们介绍多路复用的工作原理以及所使用的不同类型的多路复用。

多路复用基础知识

多路复用主要涉及获取多个信号并将它们组合成一个信号,以便通过单个介质(例如电话线)进行传输。输入信号可以是模拟信号或数字信号。多路复用的目的是使信号能够在给定的通信信道上更有效地传输,从而降低传输成本。

称为多路复用器的设备(通常缩写为“mux”)将输入信号组合成一个信号。当需要将多路复用信号分离成其分量信号时(例如,当您的电子邮件要传送到其目的地时),使用称为解复用器(或“demux”)的设备。

多路复用最初是在19世纪开发的用于电报的。如今,多路复用广泛用于许多电信应用,包括电话,互联网通信,数字广播和无线电话。

时分复用

在时分复用(TDM)中,每个输入信号(或数据流)在通信信道上被分配固定长度的时隙。每个发送方在其分配的时隙期间发送数据块。

例如,假设来自三个发送设备的输入流被多路复用成一个信号,以便通过单个物理信道进行传输。设备1在时隙1期间发送数据块,设备2在时隙2期间发送数据块,并且设备3在时隙3期间发送数据块。在设备3发送之后,循环再次开始,每个设备发送反过来在其指定的时间段内。

标准TDM的缺点是每个发送设备在每个周期中都有一个预留时隙,而不管它是否准备好发送。这可能导致空时隙和多路复用通信信道的未充分利用。

统计TDM(STDM)代表了对标准TDM的改进。在STDM中,如果发送方未准备好在一个周期中发送,则准备就绪的下一个发送方可以进行发送。这减少了浪费的时隙数量并增加了通信信道的利用率。STDM数据块称为数据包,必须包含标识信息以识别接收目的地。

使用TDM的应用包括通过T-1有线线路的长途电话服务和用于蜂窝电话的全球移动通信系统(GSM)标准。STDM 用于LAN和互联网通信的分组交换网络。

频分复用

在频分复用(FDM)中,每个信号在较大频带内被分配其自己的频率范围(或信道)。通道的频率范围不能重叠。频带通常由未使用的频谱块分开以减少干扰。

FDM主要用于模拟传输。它可以在有线和无线介质上使用。

使用FDM的应用程序的示例是FM无线电。FM是在较大的无线电频谱内占据88MHz至108MHz频率范围的频带。每个无线电台以分配给其信道的频率(例如,95.7MHz,98.3MHz等)发送。

另一个使用FDM的应用是有线电视。电视传输电缆以其指定的频率传输所有可用频道。当您使用遥控器选择有线频道时,机顶盒会以指定给该频道的频率处理信号。

码分复用

在码分复用(CDM)中,来自多个发送器的信号在指定的频带中发送。CDM使用称为扩频的原理,其中发送的信号在指定频带中的所有频率信道上展开。

简而言之,CDM系统中的每个信号都通过分配给发送器的扩展码进行多路复用。这种扩展码调制增加了信号所需的带宽。接收器知道扩展码并使用它来解复用信号。

虽然它增加了传输所需的带宽,但CDM具有比其他类型的多路复用更安全的优点。在CDM传输中,单个用户的信号与频带中其他用户的信号混合在一起。在没有解复用单个信号所需的扩展码的情况下,CDM传输仅仅是对接收设备的噪声。

只是OSI的一层

如您所见,从您的PC发送电子邮件或从手机发送图片是一件复杂的事情。我们只是触及了多路复用的复杂性; 还有其他类型的多路复用,我们讨论过的类型有多种变化。多路复用只是开放系统互连(OSI)模型的一层中的一项任务,它描述了在系统之间实现数据通信的架构。