编辑推荐

本书内容系统完整，内容丰富，实用性强，是一本理论和实践相结合的技术教程，适合作为高等院校计算机专业、网络工程专业的教材，也可供计算机、通信、网络布线、系统集成等领域的科技人员使用。

书籍内容

按广义定义

关于计算机网络的最简单定义是:一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。

另外，从逻辑功能上看，计算机网络是以传输信息为基础目的，用通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合。一个计算机网络组成包括传输介质和通信设备。

从用户角度看，计算机网络它是这样定义的:存在着一个能为用户自动管理的网络操作系统。有它调用完成用户所调用的资源，而整个网络像一个大的计算机系统一样，对用户是透明的。

一个比较通用的定义是:利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来，以功能完善的网络软件及协议实现资源共享和信息传递的系统。

从整体上来说计算机网络就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。简单来说，计算机网络就是由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。

按连接定义

计算机网络就是通过线路互连起来的、资质的计算机集合，确切的说就是将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来，并配置网络软件，以实现计算机资源共享的系统。

按需求定义

计算机网络就是由大量独立的、但相互连接起来的计算机来共同完成计算机任务。这些系统称为计算机网络(computer networks)

频分多路复用(Frequency-division multiplexing，FDM)，是指载波带宽被划分为多种不同频带的子信道，每个子信道可以并行传送一路信号的一种多路复用技术。FDM常用于模拟传输的宽带网络中。在通信系统中，信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽宽得多。如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的，为了能够充分利用信道的带宽，就可以采用频分复用的方法。在频分复用系统中，信道的可用频带被分成若干个互不交叠的频段，每路信号用其中一个频段传输，因而可以用滤波器将它们分别滤出来，然后分别解调接收。

在物理信道的可用带宽超过单个原始信号(如原理图中的CH1、CH2和CH3这3路信号)所需带宽情况下，可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同(或略宽)的子信道;然后在每个子信道上传输一路信号，以实现在同一信道中同时传输多路信号。多路原始信号在频分复用前，先要通过频谱搬移技术将各路信号的频谱搬移到物理信道频谱的不同段上，使各信号的带宽不相互重叠(搬移后的信号如图中的中间3路信号波形);然后用不同的频率调制每一个信号，每个信号都在以它的载波频率为中心，一定带宽的通道上进行传输。为了防止互相干扰，需要使用抗干扰保护措施带来隔离每一个通道。

优点

1.容易实现，技术成熟。2.信道复用率高，分路方便，因此频分多路复用是模拟通信中常采用的一种复用方式，特别是在有线和微波通信系统中应用十分广泛。

问题

1.保护频带占用了一定的信道带宽，从而降低了FDM的效率;

2.信道的非线性失真改变了它的实际频率特性，易造成串音和互调噪声干扰;

3.所需设备随输入路数增加而增多，不易小型化;

4.FDM不提供差错控制技术，不便于性能监测。

发展

历史上，电话网络曾使用FDM技术在单个物理电路上传输若干条语音信道。这样，12路语音信道被调制到载波上各自占据4KHz带宽。这路占据60-108KHz频段的复合信号被认为是一个组。反过来，五个这样的信号组本身被同样的方法多路复用到一个超级组中，这个组包含60条语音信道。进一步甚至有更高层次的多路复用，这样使得单个电路中传输几千条语音信道成为可能。从原理分析可知，FDM比较适合于传输模拟信号，而TDM则比较适合于传输数字信号。因此在在电话系统所使用的数字传输方式中，TDM(时分多路复用，Time-Division Multiplexing)逐渐代替了FDM技术。

2.4.2时分多路复用

时分多路复用(TDM)是按传输信号的时间进行分割的，它使不同的信号在不同的时间内传送，将整个传输时间分为许多时间间隔(Slot time，TS，又称为时隙)，每个时间片被一路信号占用。TDM就是通过在时间上交叉发送每一路信号的一部分来实现一条电路传送多路信号的。电路上的每一短暂时刻只有一路信号存在。因数字信号是有限个离散值，所以TDM技术广泛应用于包括计算机网络在内的数字通信系统，而模拟通信系统的传输一般采用FDM。

以电话通信为例说明时分多路复用的过程:发送端的各路话音信号经低通滤波器将带宽限制在3400Hz以内，然后加到匀速旋转的电子开关SA1上，依次接通各路信号，它相当于对各路信号按一定的时间间隙进行抽样。SA1旋转一周的时间为一个抽样周期T，这样就做到了对每一路信号每隔周期T时间抽样一次，此时间周期称为1帧长。发送端电子开关SA1不仅起到抽样作用，同时还要起到复用和合路的作用。合路后的抽样信号送到编码器进行量化和编码，然后，将信号码流送往信道。在接收端，将各分路信号码进行统一译码，还原后的信号由分路开关SA2依次接通各分路，在各分路中经低通滤波器将重建的话音信号送往收端用户。

在上述过程中，应该注意的是，发、收双方的电子开关的起始位置和旋转速率都必须一致，否则将会造成错收，这就是PCM系统中的同步要求。收、发两端的数码率或时钟频率相同叫位同步或称比特同步，也可通俗的理解为两电子开关旋转速率相同;收、发两端的起始位置是每隔1帧长(即每旋转一周)核对一次的，此称帧同步。这样才一能保证正确区分收到的哪8位码是属于一个样值的，又是属于哪一路的。

为了完成上述同步功能，在接收端还需设有两种装置:一是同步码识别装置，识别接收的 PCM信号序列中的同步标志码的位置;二是调整装置，当收、发两端同步标志码位置不对应时，需在收端进行调整使其两者位置相对应。以上两种装置统称为帧同步电路。时分多路复用不仅局限于传输数字信号，也可同时交叉传输模拟信号。

2.4.3统计时分复用

统计时分复用是一种根据用户实际需要动态分配线路资源的时分复用方法。只有当用户有数据要传输时才给他分配线路资源，当用户暂停发送数据时，不给他分配线路资源，线路的传输能力可以被其他用户使用。采用统计时分复用时，每个用户的数据传输速率可以高于平均速率，最高可达到线路总的传输能力。

也叫异步时分复用:将所需传输的信息分成小块，附加标记。同一路信号可以占用同一桢中的不同时隙，不同路的信号根据标记加以区分。按照分组中的路由标记寻找出线。标志化信道(ATDM，AsynchronismTime-DivisionMultiplexing)异步时分多路复用技术，也叫做统计时分多路复用技术(STDM，StatisticTime-DivisionMultiplexing)。指的是将用户的数据划分为一个个数据单元，不同用户的数据单元仍按照时分的方式来共享信道;但是不再使用物理特性来标识不同用户，而是使用数据单元中的若干比特，也就是使用逻辑的方式来标识用户。

这种方法提高了设备利用率，但是技术复杂性也比较高，所以这种方法主要应用于高速远程通信过程中，例如，异步传输模式ATM。