计算机网络物理层：时分复用技术解析

"时分复用-计算机网络课件谢希仁（第二章）" 这篇课件主要涵盖了计算机网络中物理层的相关知识，特别是时分复用（Time Division Multiplexing, TDM）这一信道复用技术。时分复用是一种在同一个信道内，通过将时间分割成多个相等的时间片，轮流分配给多个用户的方法，从而实现多路信号的复用和传输。例如，在TDM帧中，用户A的数据会按照固定的位置在每个TDM帧内出现，确保每个用户都有自己的时间窗口来发送数据，从而在共享信道上实现并行传输。 物理层作为OSI模型的最底层，其主要任务包括定义与传输媒介的接口特性，如机械特性（接口设备的物理尺寸和连接方式）、电气特性（接口线路上的电压范围）、功能特性（电压水平的含义）以及过程特性（事件发生的顺序）。这些特性确保了数据能在物理媒介上传输。 数据通信系统模型通常由源点、发送器、传输系统、接收器和终点组成。源点产生数据，发送器将数据转化为适合传输的信号，传输系统则是数据传输的通道，接收器接收信号并还原数据，最后传送到终点。数据和信号是两个不同的概念，数据是实际要传递的信息，而信号是数据在传输媒介上的表现形式，可以是模拟信号（连续变化）或数字信号（离散取值）。 通信方式分为单向、双向交替和双向同时三种。单向通信只允许一个方向的信息流动，双向交替则允许双方交替发送信息，但不能同时，而双向同时通信则支持双方同时发送和接收信息。 在信号类型中，基带信号是指未经调制的原始信号，通常存在于较低的频率范围内。相反，带通信号是经过调制，集中在特定频率范围内的信号，通常用于长途传输和广播通信。时分复用常用于数字信号传输，尤其在电话系统和数字通信网络中，因为它能有效利用信道带宽，提高通信效率。 除此之外，课件还提到了其他复用技术，如频分复用（Frequency Division Multiplexing, FDM），通过不同频率分段来传输不同信号；波分复用（Wavelength Division Multiplexing, WDM），利用不同光波长在同一光纤中传输多个信号；以及码分多址（Code Division Multiple Access, CDMA），通过独特的编码方式使多个用户在同一频带上同时通信。 在现代计算机网络中，数字传输系统扮演着重要角色，比如xDSL技术用于提升电话线的宽带接入，光纤同轴混合网（HFC）结合了光纤和同轴电缆的优点，FTTx（Fiber To The X）系列技术如FTTH（光纤到户）和FTTC（光纤到路边）则越来越普及，提供了高速的互联网接入。 这篇课件详细阐述了计算机网络中物理层的关键概念，包括时分复用在内的多种信道复用技术，以及数据通信的基础知识，为理解和研究计算机网络的底层机制提供了坚实的基础。