3.5.1介质访问控制

介质访问控制所要完成的主要任务是为使用介质的每个结点隔离来自同一信道上其他结点所传送的信号，以协调活动结点的传输。用来决定广播信道中信道分配的协议属于数据链路层的一个子层，称为介质访问控制（Medium Access Control，MAC）子层。

常见的介质访问控制方法有：信道划分介质访问控制，随机访问介质访问控制和轮询访问介质访问控制。其中前者是静态划分信道的方法，而后者是动态分配信道的方法。

3.5.1介质访问控制

信道划分介质访问控制将使用介质的每个设备与来自同一通信信道上的其他设备的通信隔离开来，把时域和频域资源合理地分配给网络上的设备。

下面介绍多路复用技术的概念。

当传输介质的带宽超过了传输单个信号所需的带宽时，人们就通过一条介质上同时携带多个传输信号的方法来提高传输系统的利用率，这就是所谓的多路复用，也是实现信道划分介质访问控制的途径。多路复用技术把多个信号组合在一条物理信道上进行传输，使多个计算机或终端设备共享设备资源，提高信道的利用率。

采用多路复用技术可以把多个输入通道的信息整合到一个复用通道，在接收端把收到的信息分离出来传送到对应的输出通道。

信道划分介质访问控制分为以下4种。

1、频分多路复用（FDM）

评分多路复用是将一种将多路基带信号调制到不同频率载波上再叠加形成一个复合信号的多路复用技术。在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽的情况下，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的（或略宽）的子信道。每个子信道传输一种信号，这就是频分多路复用。

每个子信道分配的带宽可不相同，但它们的综合必须不超过信道的总带宽。在实际应用中，为了防止子信道之间的干扰，相邻信道之间需要加入“保护频带”。

频分多路复用的优点在于充分利用了传输介质的带宽，系统效率高，由于技术比较成熟，实现也较容易。

2、时分多路复用（TDM）

时分多路复用是将一条物理信道按时间分成若干个时间片，轮流地分配给多个信号使用。每个时间片由复用的一个信号占用，而不像FDM那样，同一时间发送多路信号。这样，利用每个信号在时间上的交叉，就可以在一条物理信道上传输多个信号。

就某一时刻来看，时分多路复用信道上传输的是某一对设备之间的信号，但就某一段时间而言，则传送着按时间分割多路复用信号。但是由于计算机数据的突发性，一个用户对已经分配到的子信道的利用率一般 不高。统计时分多路复用（STDM，又称异步时分多路复用）是TDM的一种改进，它采用STDM帧，STDM帧不是固定分配时隙，而是按需动态地分配时隙，当终端有数据要传送时才会分配到时间片，因此可以提高线路的利用率。例如，线路传输速率为8000b/s,4个用户的平均速率都为2000b/s，当采用TDM方式时，每个用户的最高速率为2000b/s,而在STDM方式下，每个用户最高速率可达8000b/s.

3.波分多路复用（WDM）

波分多路复用就是光的频分多路复用，相似一根光纤中传输多种不同波长（频率）的光信号，由于波长（频率）不同，所以各路光信号互不干扰，最后再用波分复用器将多路波长分解出来。由于光波处于频谱的高频段，有很高的带宽，因而可以实现很多路的波分复用。

4.码分多路复用（CDM）

码分多路复用是靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式。与FDM和TDM不同，它既共享信道的频率，又共享时间，一个形象的比喻是，在一个大房间里同时进行多对的会话，不同的人分别用不同的语言进行交谈。

码分多址（code division mutiple access ,CDMA）是码分复用的一种方式，其原理是每比特时间分成m个更短的时间槽，称为芯片（Chip）,通常情况下每比特有64或128个芯片。每个站点被指定一个唯一的m位的代码或芯片序列。当发送1时站点就发送芯片序列，当发送0时就发送芯片序列的反码。当两个或多个站点同时发送时，各路数据在信道中被线性相加。为了从信道中分离出各路信号，要求各个站点的芯片序列是相互正交的。

令向量S表示站S的码元向量，令T表示其他任何站的码元向量。两个不同站的码元序列正交，就是向量S和T的规格化内积都是0；

S*T=0

任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是1，任何一个码片向量和该码片反码的向量的规格化内积值是-1

S*S=1

码分多路复用技术具有频谱利用率高、抗干扰能力强、保密性强、语音质量好等优点，还可以减少投资和降低运行成本，主要用于无线通信系统，特别是移动通信系统。