计算机网络介质访问控制全攻略：从信道划分到协议详解！！！

一、信道划分介质访问控制

介质访问控制：多个节点共享同一个“总线型”广播信道时，可能发生“信号冲突”

应该怎么控制各节点对传输介质的访问，才能减少冲突，甚至避免冲突?

时分复用(TDM)

时分复用：将时间分为等长的“TDM 帧”，每个“TDM 帧”又分为等长的 m 个“时隙”，将 m 个时隙分配给 m 对用户(节点)使用

TDM 的缺点:

每个节点最多只能分配到信道总带宽的 1/m

如果某节点暂不发送数据，会导致被分配的“时隙”闲置，信道利用率低

如何解决这个问题呢?

可统计每个节点对信道的使用需求,动态按需分配时隙

统计时分复用(STMD)

统计时分复用：又称异步时分复用,在TDM 的基础上，动态按需分配时隙

STDM 的优点:

• 如果需要时，一个节点可以在一段时间内获得所有的信道带宽资源
• 如果某节点暂不发送数据，可以不分配“时隙”，信道利用率更高

频分复用(FDM)

频分复用(FDM)：是将信道的总频带划分为多个子频带，每个子频带作为一个子信道，每对用户使用一个子信道进行通信

FDM 的优缺点:

• 优点:各节点可同时发送信号;充分利用了信道带宽(Hz)
• 缺点:FDM 技术只能用于模拟信号的传输

波分复用(WDM):即光的频分复用:

光信号的频带范围(带宽)非常大，因此很适合采用波分复用技术，将一根光纤在逻辑上拆分为多个子信道

码分复用

2G、3G 移动网络时代，节点和节点之间的通信常使用 CDMA技术，而 CDMA 技术的底层原理就是码分复用(CDM)

CDM 技术允许信号相互干扰，相互叠加。接收方有办法将来自各节点的信号值分离”出来

①给各节点分配专属"码片序列”

“码片序列"包含 m 个码片(信号值)，可看作"m 维向量”(m 维向量的分量通常取 1或-1

要求：各节点的"m 维向量"必须相互正交

Tips：相互通信的各节点知道彼此的"码片序列"

②发送方如何发送数据

节点发出 m 个信号值与"码片序列"相同，表示比特 1

节点发出 m 个信号值与"码片序列"相反，表示比特 0

③信号在传输过程中"叠加"

当多个发送方同时发送数据时，信号值会叠加(注：本质是多个 m 维向量的加法)

④接收方如何接收数据

接收方收到的是"看加"信号，需要从中"分离"出各发送方的数据

叠加信号与发送方的码片序列作"规格化内积”

• 结果为 1，表示比特 1
• 结果为-1，表示比特 0

二、随机访问介质访问控制

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