电频分复用、时分复用和波分复用的比较
计算机通信与网络_习题答案
第二章习题解答2.01 试给出数据通信系统的基本模型并说明其主要组成构件的作用。
答：1）信源和信宿信源就是信息的发送端，是发出待传送信息的设备；信宿就是信息的接收端，是接收所传送信息的设备，在实际应用中，大部分信源和信宿设备都是计算机或其他数据终端设备(data terminal eq ui pment，DTE)。
2）信道信道是通信双方以传输媒体为基础的传输信息的通道，它是建立在通信线路及其附属设备(如收发设备)上的。
该定义似乎与传输媒体一样，但实际上两者并不完全相同。
一条通信介质构成的线路上往往可包含多个信道。
信道本身也可以是模拟的或数字方式的，用以传输模拟信号的信道叫做模拟信道，用以传输数字信号的信道叫做数字信道。
3）信号转换设备其作用是将信源发出的信息转换成适合于在信道上传输的信号，对应不同的信源和信道，信号转换设备有不同的组成和变换功能。
发送端的信号转换设备可以是编码器或调制器，接收端的信号转换设备相对应的就是译码器或解调器。
2.02 试解释以下名词：数据，信号，模拟数据，模拟信号，数字数据，数字信号。
答：数据：通常是指预先约定的具有某种含义的数字、符号和字母的组合。
信号：信号是数据在传输过程中的电磁波的表示形式。
模拟数据：取值是连续的数据。
模拟信号：是指幅度随时间连续变化的信号。
数字数据：取值是离散的数据。
数字信号：时间上是不连续的、离散性的信号2.03 什么叫传信速率？什么叫传码速率？说明两者的不同与关系。
答：传信速率又称为比特率，记作R b，是指在数据通信系统中，每秒钟传输二进制码元的个数，单位是比特/秒（bit/s,或kbit/s或Mbit/s）。
传码速率又称为调制速率、波特率，记作N Bd，是指在数据通信系统中，每秒钟传输信号码元的个数，单位是波特（Baud）。
若是二电平传输，则在一个信号码元中包含一个二进制码元，即二者在数值上是相等的；若是多电平（M电平）传输，则二者在数值上有R b=N Bd×log2 M的关系。
这些复用技术的主要区别是什么？
第八章思考题1、主要的复用技术有哪几种？这些复用技术的主要区别是什么？2、WDM与FDM有何相似之处？有何不同？3、FDM如何将多路信号合并为一路信号？4、FDM为什么要使用保护带（guard band）？5、如何将一个FDM信号分离成原来的的各个信号？6、TDM的两种类型是什么？彼此之间有什么不同？7、时分复用如何将多个信号合并成一个信号？8、如何将一个时分复用信号分离成原先的各路信号？考虑TDM实现的两种方法。
9、什么是逆复用？10、模拟交换业务与模拟租用业务之间有何区别？11、描述信号群依次复用到更高带宽线路上的模拟分级体系。
12、模拟载波系列中超群是将5个基群以48kHz为增量调制到420kHz~612kHz频率范围的载波上，调制后的超群频率范围却为312kHz~552kHz。
为什么？13、适用于电话用户的三种数字业务类型是什么？14、描述数字信号分级体系。
15、描述T-1或E-1线路如何与数字信号业务相关。
16、模拟信号如何使用T线路？17、多个用户如何分享一条T-1线路的容量？18、说明数字业务比模拟业务优越之处。
19、DSU与调制解调器有什么不同？20、用户如何接入ISDN并将自己的一个或多个终端设备上的通信量复用到接入的线路上？有几种方式？21、STS分级体系与OC分级体系之间有何关系？22、SDH与SONET两种标准有什么对应关系？23、SONET数字分级体系中，STS复用器和分插复用器都可合并信号，它们有什么区别？24、SONET的四个层次是什么？讨论每一层的功能。
25、线路开销中指针有什么作用？26、SONET如何作为ATM的物理载体？27、为何称SONET为同步网络？28、比较SONET层次相对应的OSI模型层次。
29、一个STS-1帧是如何组织的？30、讨论SONET每一层的开销信息在帧矩阵中的位置。
31、讨论SDH中帧是如何组织的？32、STDM中，一个帧中的时隙数与输入线数之间有什么关系？33、如何分析和评价STDM性能？可得到什么结论？34、ADSL如何划分双绞线的带宽？35、ADSL如何调制信号？第八章思考题参考答案1、主要的复用技术有哪几种？这些复用技术的主要区别是什么？解答频分复用（FDW）、波分复用（WDM）、时分复用（TDM）以及码分复用，后者是移动通信中产生的新技术，称为码分多址接入（CDMA）。
波分复用的概念
光通信系统可以按照不同的方式进行分类。
如果按照信号的复用方式来进行分类，可分为频分复用系统（FDM-Frequency Division Multiplexing ）、时分复用系统（TDM-Time Division Multiplexing）、波分复用系统（WDM- Wavelength Division Multiplexing）和空分复用系统（SDM-Space Division Multiplexing）。
所谓频分、时分、波分和空分复用，是指按频率、时间、波长和空间来进行分割的光通信系统。
应当说，频率和波长是紧密相关的，频分也即波分，但在光通信系统中，由于波分复用系统分离波长是采用光学分光元件，它不同于一般电通信中采用的滤波器，所以我们仍将两者分成两个不同的系统。
波分复用是光纤通信中的一种传输技术，它利用了一根光纤可以同时传输多个不同波长的光载波的特点，把光纤可能应用的波长范围划分成若干个波段，每个波段作一个独立的通道传输一种预定波长的光信号。
光波分复用的实质是在光纤上进行光频分复用（OFDM），只是因为光波通常采用波长而不用频率来描述、监测与控制。
随着电-光技术的向前发展，在同一光纤中波长的密度会变得很高。
因而，使用术语密集波分复用（DWDM-Dense Wavelength Division Multiplexing），与此对照，还有波长密度较低的WDM系统，较低密度的就称为稀疏波分复用（CWDM-Coarse Wave Division Multiplexing）。
这里可以将一根光纤看作是一个“多车道”的公用道路，传统的TDM系统只不过利用了这条道路的一条车道，提高比特率相当于在该车道上加快行驶速度来增加单位时间内的运输量。
而使用DWDM技术，类似利用公用道路上尚未使用的车道，以获取光纤中未开发的巨大传输能力。
2.1.2 WDM技术的发展背景随着科学技术的迅猛发展，通信领域的信息传送量正以一种加速度的形式膨胀。
频分复用与时分复用
4.调制过程不是线性时不变系统。 4.调制过程不是线性时不变系统。 调制过程不是线性时不变系统 5.在抽样系统分析中， 5.在抽样系统分析中，经常需要哟娜到频域卷积 在抽样系统分析中 定理分析频谱变换和选定低通滤波函数的截止频 率和幅度以保证完全恢复原始信号。 率和幅度以保证完全恢复原始信号。
时钟 (CP)
T
1 0 1 1 0
1 f 若脉码速率 = ，相应的 T 单个Sa波形表达式为 π Sa t ，它的频谱函数 T 1 B , 为矩形频带 = 。 2T 所占带宽减半。 所占带宽减半。
Sa函数 码型
2T
t1
t0
的整数倍各时刻其抽样值为零， 在T的整数倍各时刻其抽样值为零，因而 的整数倍各时刻其抽样值为零 接收端以此处为抽样判决点， 接收端以此处为抽样判决点，保证不会出 现误判。 现误判。
三、码速与带宽
(a)时钟 (CP)
T
0
1
1 码速： f 码速： = T
0
1 1
(b)矩形
归零码
0
1
0
1 带宽： 带宽：
τ
τ
(c)矩形
不归零码
T
码速≈ 码速≈ 带宽
1 带宽： 带宽： T
选用带宽外高频 分量相对较小的 码型
(d )升余弦码
T
2T
t0
t1
1 带宽： 带宽： T
利用Sa Sa函数码型避免码间串扰 四、利用Sa函数码型避免码间串扰
§ 5.8 频分复用与时分复用
主要内容
频分复用 频分复用 时分复用 时分复用 码速与带宽 码速与带宽 利用Sa函数码型避免码间串扰 利用Sa 利用Sa函数码型避免码间串扰
重点：频分复用与时分复用 重点： 难点：利用Sa函数码型避免码间串扰 难点：利用Sa Sa函数码型避免码间串扰
频分复用与时分复用
三．码速与带宽，时分复用的码间串扰
(a)时钟 (CP)
T
0
1
1 码速： f 码速： = T
0
1 1
(b)矩形
归零码
0
1
0
1 带宽： 带宽：
τ
τ
(c)矩形
不归零码
T
码速≈ 码速≈ 带宽
1 带宽： 带宽： T
选用带宽外高频 选用带宽外高频 分量相对较小的 码型。 码型。
(d )升余弦码
T
2T
t0
t1
1 带宽： 带宽： T
1 = fa (t )[1 + cos(2ωat )] 2 1 1 = fa (t ) + fa (t ) cos(2ωat ) 2 2
1 1 Ga (ω) = Fa (ω) + [Fa (ω + 2ωa )] + Fa (ω 2ωa ) 2 4
再使用低通滤波器，完成解调。 再使用低通滤波器，完成解调。
码分复用（码分多址） （CDMA） 码分复用（码分多址） ） 频分复用： 频分复用：就是以频段分割的方法在一个信道内
复用 复用发信端
调制， 调制，将各信号搬移到不 同的频率范围。 同的频率范围。
fa (t ) fb (t ) fc (t )
cosω at cosωbt cosωct yb (t ) ya (t ) g(t )
yc (t )
Fc (ω)
Fa (ω)
Fb (ω)
O
ω
O
ω
G(ω)
O
ω
ωc
ωb
ωa
O
ωa
ωb
ωc
ω
复用 复用收信端
收信端：带通滤波器，分开各路信号，解调。 收信端：带通滤波器，分开各路信号，解调。
计算机应用专业计算机网络
计算机应用专业《计算机网络》自检自测题二一、填空题(每空格1分，共25分)1．信道复用技术有三种方式：、和。
2．IP地址长度在IPv4中为比特，而在IPv6中则为比特。
3．网络上的计算机之间通信要采用相同的，FTP是一种常用的层协议。
4．从计算机域名到IP地址翻译的过程称为。
5．常见广播式网络一般采用和结构。
6．目前以太网最常用的传输媒体是，。
7．TCP协议是的，UDP协议是的。
8．在局域网模型中，数据链路层又分为和。
9．网络管理的五大功能是：、、、、。
(每个2分)二、名词翻译(英译中)(每小题3分，共15分)1．ARP：2．SDH：3．FDDI：4．WAN：5．QoS：三、选择题(每小题2分，共30分)1．网络层的互联设备是。
A. 网桥B. 交换机C．路由器 D. 网关2．IP协议是无连接的，其信息传输方式是。
A. 点到点 B．广播C. 虚电路 D．数据报3．用于电子的协议是。
A．IP B. TCPC. SNMPD. SMTP4．Web使用进行信息传送。
A．HTTP B．HTMLC. FTP D．TELNET5．检查网络连通性的应用程序是。
A．PING B. ARPC. BINDD. DNS6．ISDN的基本速率为。
A. 64kbps B．128kbpsC. 144kbps D．384kbps7．在Internet中，按地址进行寻址。
A. 地址 B．IP地址C．MAC地址 D．网线接口地址8．在下面的服务中，不属于Internet标准的应用服务。
A. 服务 B．Email服务C．FTP服务 D．NetBIOS服务9．数据链路层的数据单位是。
A. 比特B. 字节C．帧 D. 分组10．RIP(路由信息协议)采用了作为路由协议。
A. 距离向量 B．链路状态C．分散通信量 D．固定查表11．TCP协议在每次建立或拆除连接时，都要在收发双方之间交换报文。
A. 一个B. 两个C．三个 D．四个12．对等层实体之间采用进行通信。
多路复用技术3篇
多路复用技术多路复用技术是指在一条物理通信线路上同时传输多个独立的信号，从而提高通信效率的技术。
这种技术可以让多个数据源通过共享带宽的方式同时传输数据，从而减少了网络传输的拥塞，提高了数据传输的效率和带宽利用率。
本文将从多路复用技术的基本原理、分类和应用场景三个方面进行阐述。
一、多路复用技术的基本原理多路复用技术是一种基于带宽共享的技术，它的基本原理是通过将多个通信信号复用到同一物理通信线路上，相互不干扰地共享带宽，并在接收端将这些信号再次分离。
多路复用技术根据信号的特征和传输方式不同，可以分为时分复用、频分复用、波分复用和码分复用等多种类型。
下面我们将分别介绍这些类型的多路复用技术。
1、时分复用时分复用技术（Time Division Multiplexing，TDM）是将一条通信线路分割成若干个时隙，每个时隙只允许发送一个信号，不同的信号依次占用不同的时隙。
在接收端，将这些信号按照时序要求进行分离，从而实现了多路数据传输的目的。
时分复用技术在数字通信系统中广泛应用，它可以将多条低速率的信号通过复用技术合并成为一条高速率的信号进行传输，从而有效地提高了信道带宽的利用率。
2、频分复用频分复用技术（Frequency Division Multiplexing，FDM）是将一条通信线路分割成若干个频段，每个频段只允许发送一个信号，不同的信号依次占用不同的频段。
在接收端，将这些信号进行频率分离，从而实现了多路数据传输的目的。
频率复用技术在模拟通信系统中应用比较广泛，它可以将多个低速率的模拟信号通过复用技术合并成为一个高速率的信号进行传输，从而提高了信道带宽的利用效率。
3、波分复用波分复用技术（Wavelength Division Multiplexing, WDM）是应用于光纤通信系统中的一种复用技术。
它是将光纤通信线路分割成若干个波长，每个波长可以传输不同的信号，从而实现了多路数据传输的目的。
波分复用技术可以同时传输多路数据，具有带宽高、传输距离远、抗干扰能力强等优点，因此在光纤通信系统中得到了广泛应用。
光时分复用和光波分复用
光时分复用和光波分复用光时分复用（TDM）和光波分复用（WDM）是两种用于增加光纤传输容量的技术，它们在光通信领域的重要性日益凸显。
本文将探讨光时分复用和光波分复用的定义、原理、应用以及未来发展趋势，并在总结部分分享个人观点和理解。
一、光时分复用简介1.1 定义：光时分复用是一种利用时间分割来在同一光纤上传输多个光信号的技术。
它通过将时间分割成若干个时隙，将不同的数据流按时隙传输，从而实现多路复用。
1.2 原理：光时分复用的原理主要基于时间分割多路复用（TDM）技术。
它在发射端将不同源的光信号编码到不同的时隙上，并通过激光器将它们转换成脉冲光信号，然后通过光纤传输。
在接收端，光时分复用器将多路复用的光信号解复用到不同的接收通道中。
1.3 应用：光时分复用技术广泛应用于长距离光纤通信系统中。
通过光时分复用，可以将不同业务的光信号同时传输，从而提高通信系统的容量和效率。
光时分复用还可以用于实现光纤传感、干线电视传输等应用。
二、光波分复用简介2.1 定义：光波分复用是一种利用不同波长的光信号在同一光纤上传输的技术。
它通过将不同波长的光信号进行复用，实现多路复用。
2.2 原理：光波分复用的原理主要基于波分复用（WDM）技术。
它在发射端将不同波长的光信号通过分光器合并成一个光束，然后通过激光器将合并后的光束转发到光纤上进行传输。
在接收端，光波分复用器将多路复用的光信号解复用到不同接收通道中。
2.3 应用：光波分复用技术广泛应用于高容量光纤通信系统中。
通过光波分复用，可以在同一光纤上实现大量光信号的传输，从而提高通信系统的传输容量。
光波分复用还可用于实现光纤传感、光谱分析等应用。
三、光时分复用与光波分复用的比较3.1 优点：光时分复用和光波分复用都具有提高光纤传输容量、提高通信系统效率的优点。
光时分复用适用于传输业务需求变化频繁的情况，而光波分复用则适用于传输容量需求较高的情况。
3.2 缺点：光时分复用技术在传输距离较远时，由于时延扩大可能会引起信号失真，传输效率下降。
计算机通信与网络 习题答案
计算机通信与网络习题答案计算机通信与网络-习题答案第二章习题解答2.01试得出数据通信系统的基本模型并表明其主要共同组成构件的促进作用。
请问：信源(源系统)信号转换设备传输媒体(信道)信号转换设备信宿(目的系统)发送部分传输系统接收部分1）信源和信宿信源就是信息的发送端，是发出待传送信息的设备；信宿就是信息的接收端，是接收所传送信息的设备，在实际应用中，大部分信源和信宿设备都是计算机或其他数据终端设备(dataterminalequipment，dte)。
2）信道信道是通信双方以传输媒体为基础的传输信息的通道，它是建立在通信线路及其附属设备(如收发设备)上的。
该定义似乎与传输媒体一样，但实际上两者并不完全相同。
一条通信介质构成的线路上往往可包含多个信道。
信道本身也可以是模拟的或数字方式的，用以传输模拟信号的信道叫做模拟信道，用以传输数字信号的信道叫做数字信道。
3）信号切换设备其作用是将信源发出的信息转换成适合于在信道上传输的信号，对应不同的信源和信道，信号转换设备有不同的组成和变换功能。
发送端的信号转换设备可以是编码器或调制器，接收端的信号转换设备相对应的就是译码器或解调器。
2.02试表述以下名词：数据，信号，演示数据，模拟信号，数字数据，数字信号。
请问：数据：通常是指预先约定的具有某种含义的数字、符号和字母的组合。
信号：信号是数据在传输过程中的电磁波的表示形式。
模拟数据：取值是连续的数据。
模拟信号：就是指幅度随其时间已连续变化的信号。
数字数据：值域就是线性的数据。
数字信号：时间上是不连续的、离散性的信号2.03什么叫做新经典速率？什么叫做传码速率？表明两者的相同与关系。
答：传信速率又称为比特率，记作rb，是指在数据通信系统中，每秒钟传输二进制码元的个数，单位就是比特/秒（bit/s,或kbit/s或mbit/s）。
传码速率又称为调制速率、波特率，记作nbd，是指在数据通信系统中，每秒钟传输信号码元的个数，单位是波特（baud）。
简述频分复用、时分复用、波分复用的基本原理。
简述频分复用、时分复用、波分复用的基本原理。
随着科学技术的不断发展，通讯技术也不断的发展。
其中，频分复用、时分复用、波分复用技术得到了广泛的应用。
本文将详细介绍频分复用、时分复用、波分复用的基本原理。
一、频分复用频分复用是指在宽带传输的信号中，将其频带划分成若干个独立的子带，不同的信号在不同的子带中进行传输，达到在同一信道中传输多个信号的目的。
频分复用最早应用在电视广播中，后来逐渐应用于语音、数据等通讯领域。
频分复用的基本原理是将信号通过滤波器分成不同的频段，每个频段对应一个通道，然后将不同的信号分别放在不同的通道中传输。
这样就允许了多个信号在同一信道上同时传输，减少了资源的浪费。
以电话为例，每个电话信道宽度为4kHz，发射电路和接收电路各占1kHz，留下2kHz的实际通话带宽。
因此，每条电话线路仅能传输一路语音信号，利用频分复用技术后，将通话带宽分成多个子带，每个子带宽度为4kHz，就可以分别传输多路语音信号，即语音信号之间通过合适的频带分割，分别放置在频域上不同的频段中。
二、时分复用时分复用是将传输带宽分割成一定数量的时间片，每个时间片内只传输单一用户的数据。
多个用户的数据采用时间交替的方式被传输，以此达到在一个信道内传输多个用户数据的目的。
时分复用技术主要应用于数字传输领域，特别是在那些带宽较窄的传输媒介上，如电话线路、光纤传输等。
时分复用的基本原理是将数据流分为若干帧，每一帧又分为若干时间片，每个时间片只能传输一个用户的数据。
如果要传输多个用户的数据，就按照一定的时间顺序，让不同用户的数据在不同时间片被发送出去，以此达到在同一信道内传输多个用户数据的目的。
以电话为例，一个电话系统需要采用时分复用技术，就需要将发射信号不断的拆分成时间片序列，每个时间片内只传输一个用户的数据。
通过时间片交替的方式，使得多个用户的数据可以在同一个信道内传输，从而节约了传输资源。
三、波分复用波分复用是指通过分离出不同波长的光信号，并将其分配到不同的通道中进行传输，达到同时传输多路光信息的目的。
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网络管理和重要光器件不成熟； 产品的互联互通性较存在了很长时间，但是直到最近随着
多媒体业务的发展，它才被人们认识到是一种实现高速双向无线数据通信的 良好方法。随着DSP芯片技术的发展，傅立叶变换／反变换、高速Modem采 用的64／128／256QAM技术、栅格编码技术、软判决技术、信道自适应技 术、插入保护时段、减少均衡计算量等成熟技术的逐步引入，人们开始集中 越来越多的精力开发OFDM技术在移动通信领域的应用，预计第三代以后的 移动通信的主流技术将是OFDM技术。
宽带速率
• 频分复用：电话信号频带300-3400Hz，有线电视采用同轴电
缆宽带约为500MHz。
• 时分复用：利用电时分复用的方式可以实现单根光纤10Gbit/s
的传输速率。
• 波分复用：目前国际上规定的通路频率是基于193.1THz，最
小间隔为100GHz的频率间隔系列。
优缺点
优点
缺点
频分复用 技术成熟，信道复用率高，分路方便
电频分复用、时分复用 和光波分复用的比较
功能比较
• 频分复用：以频段分割的方法在一个信道 内实现多路通信的传输体制。
• 时分复用：按时间分割多路信号的方法将 信道的可用时间资源分成若干顺序排列的 时间间隔，每路信号占据其中一个来进行 传输的技术。
• 波分复用：在一个光纤中传输多个波长 （频率）相近的光信号的方式。
• 时分复用：传统的电的时分复用技术虽然已经成熟，但是由于
电子瓶颈的影响很难进一步提高单根光纤的传输速率，为了进一步提 高光通信系统的通信容量，人们把研究的热点集中在了光波分复用 （WDM）和光时分复用（OTDM）两种复用方式上。
• 波分复用：波分复用技术的应用第一次把复用方式从电信号转移到
光信号，在光域上用波分复用(即频率复用)的方式提高传输速率，光信号实现 了直接复用和放大，不再回到电信号上处理，并且各个波长彼此独立，对传 输的数据格式透明，从某种意义上讲，标志着光通信时代的真正到来 。
信号之间相互干扰，即串扰； 不提供差错控制技术，不便于 性能监测
时分复用
产生与恢复各路信号的电路相同，以数 要求产生准确的位、帧定时； 字电路为主，更容易实现超大规模集成， 要插入冗余比特，进行帧同步 电路类型统一，设计、调试简单；容易 控制各路信号的干扰
波分复用
超大容量传输；节约光纤资源；各信道 透明传输，平滑升级扩容；充分利用成 熟的TDM技术；利用EDFA实现超长距离 传输；对光纤的色散无过高要求；可组 成全光网络