为什么一个电缆能同时传输多个电信号
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发布时间：2022-04-24 18:34
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时间：2023-11-01 22:41
时分复用(TDM, Time Division Multiplexing)，将时间划分成一段段等长的时分复用帧，也相当于时分复用的周期，每个时分复用的用户在每个TDM帧中占用固定的时隙。每个用户都使用全部的频率带宽。
频分复用(FDM, Frequency Division Multiplexing)，将信道总的频率带宽划分成多个区间，每个用户使用不同的频率区间，同时传输。
我们知道，频率的意思是电压每秒钟变化的次数，它只是一个逻辑上的概念，真正变化的是电流，即电子的流量，那么为什么不同频率的电磁波能同时存在一个传输信道上呢?原因是利用了波的干涉原理，即两个波干涉的条件是必须具有相同的传播方向，相同的振幅方向，以及相同的频率，只有三者都满足，两个波才会干涉。因此，不同频率上的波不存在干涉现象。这就是频分复用的理论基础。
码分复用(CDM，Code Division Multiplexing)，每个用户使用不同的码型，因此不会相互干扰。将每个bit时间分成m个码片时间，每个码片时间里用户发送一个编码，m个编码组合起来代表一个bit 0或者bit 1。注意，这里的编码是模拟电路里的编码，不再只有两种状态，而是具有3种状态:-1,0,1。例如，S用户的码片为(-1,-1,-1,1,-1,-1,1,1)，那么要发送0，就发送编码(1,1,1,-1,1,1,-1-,1)，如果要发送1，则发送编码(-1,-1,-1,1,-1,-1,1,1)。同时，要求每个用户的码片是相互正交的，即笛卡尔积为0。
另外，可以推算出，每个用户的码片与其他用户的反码的笛卡尔积也是0，本身的笛卡尔积为1，与本身的反码的笛卡尔积为-1:
有了这些理论基础，当两个用户同时发送信号时，则会合并发送Cx=Sx+Tx，当接受方收到信号时，分别使用S和T与Cx相乘，即可得到S和T分别发送的bit。即
(Sx+Tx)S=SxS+TxS=SxS，可以看出当Sx=S时，结果为1，当Sx=-S时，结果为-1。
在局域网中，会用到CSMA(Carrier Sense Multiple Access)，即载波监听多路访问。因为局域网通信，都采用相同的频率，因此如果同时发送信号，会出现干涉现象，所以每个时刻只能一个用户使用信道，为了防止冲突，就需要时刻监听信道的使用状态，当发现正在被使用时，则自己不会再使用。
CSMA又分为CSMA/CD和CSMA/CA两种，分别为冲突检测和冲突避免，前者用于有线局域网，后者用户无线局域网。
