1.频分多路复用
频分多路复用（Frequency Division Multiplexing，FDM）是对多路信号取不同的载波频率，并分配一定的带宽，使其各自形成一个通道（Channel）。这些通道分别占用传输线路的一个频带，并且相互没有重叠。这种复用方式，每个用户只占有线路的一部分带宽，但可拥有全部时间同时传输。
2.时分多路复用
时分多路复用（Time Division Multiplexing，TDM）是将一条物理信道按时间分成若干个时间片，轮流地分配给多路信号使用。每一时间片由一个信号占用。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路信号。
时分多路复用TDM不仅局限于传输数字信号，也可同时交叉传输模拟信号。
3.波分多路复用
波分多路复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）是指在一根光纤上使用不同的波长同时传送多路光波信号的一种技术。
WDM的原理和FDM基本上相同，所不同的是WDM应用于光纤信道上的光波传输过程，而FDM应用于电模拟传输。WDM光纤系统具有高度可靠性，并且每个WDM光纤信道的载波频率是FDM载波频率的百万倍。
WDM一般应用波长分割复用器和解复用器（也称合波／分波器），分别置于光纤两端，实现不同光波的耦合与分离。
波分复用器是一种将终端设备上的多路不同单波长光纤信号连接到单光纤信道的技术，支持在每个光纤信道上传送2～4种波长。波分复用器将多波长数据流分解为多个单波长数据流。
2.1.7 数据交换技术
大型网络一般都采用点到点信道，而点到点信道是使用存储转发方式传送数据的，也就是说从源结点到目的结点的数据通信需要经过若干个中间结点转发。这种数据的转发所使用的技术就是数据交换技术。
数据交换技术主要有三种类型：电路交换、报文交换和分组交换。
1.电路交换（Circuits Switching）
交换的概念最早来自于电话系统。当用户进行拨号时，电话系统中的交换机（Telephone Switch）在呼叫者的电话与接收者的电话之间就建立了一条实际物理线路（这条物理线路可能包括双绞线、同轴电缆、光纤或无线电路在内的各种介质，或是经过多路复用得到的带宽）。它使通话建立起来，此后两端的电话拥有该专用线路，直到通话结束。这里所称的交换体现在电话交换机内部。
2.报文交换（Message Switching）
报文交换方式的数据传输单位是报文，其长度不受限制而且是可变的。
当一个站点要发送报文时，它将一个目的地址附加到报文上；网络结点根据报文上的目的地址信息，把报文发送到下一个结点，再从此结点到彼结点，直到转送到目的结点。每个结点在收到整个报文并检查无误后，暂存这个报文，然后利用路由信息找出下一个结点的地址，再把整个报文传送给下一个结点。
以上这种技术被称为存储转发。在源端与目的端之间无需事先建立物理电路。
3.分组交换
分组交换（Packet Switching）技术是报文交换技术的改进。
分组交换也被称为包交换技术，它首先将要传输的数据划分成一定长度的数据块，每个部分叫做一个分组。各分组被标识后，在一条物理线路上采用动态多路复用的技术，同时传送。把来自源端的数据暂存在交换机的存储器内，再向下面结点转发。各分组到达目的端后，去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。
分组交换把较长报文分解成一系列报文分组，以分组为单位采用“存储-转发”交换方式进行通信。
（1）虚电路
在虚电路分组交换中，为了进行数据传输，网络的源结点和目的结点之间要先建一条逻辑通路。每个分组除了包含数据之外还包含一个虚电路标识符，表示传输此分组所使用逻辑连接（通路）。
在预先建立好的逻辑通路上每个结点都知道把这些分组送到哪里去，不再需要路由选择。在分组的传输过程中，逻辑电路是固定的。
最后，由某一个站点用清除请求分组来结束这次连接。
虚电路包括交换虚电路（SVC）和永久虚电路（PVC）两种类型。
（2）数据报
每个数据报自身携带足够的地址信息。当一个结点接收到一个数据报后，根据数据报中的地址信息和结点所储存的路由信息，找出一个合适的出路，把数据报发送到下一结点。
由于各数据报所走的路径不一定相同，因此不能保证各个数据报按顺序到达目的地，有的数据报甚至会中途丢失。
在整个传输过程中，不需要建立虚电路，但要为每个数据报做出路由选择。
2.1.8 信道的技术指标
信道性能的好坏直接影响到网络的性能，评价一条信道的好坏，需要系列评价指标。在2.1.2小节中，已经介绍了按信道传输的信号类型，可将信道划分为模拟信道和数字信道。
模拟信道是指传输模拟信号的信道，数字信道是指传输数字信号的信道。衡量一个信道的质量和性能，目前主要参考以下信道的技术指标。
1.数据与信号传输速率
（1）数据传输速率
每秒传输二进制数据的位数，单位为位／秒，或bps，也可以写成b／s。
（2）信号传输速率
单位时间内通过信道传输的码元数，是调制后模拟信号每秒钟内变化的次数，单位为波特（Baud），这个速率也被称为波特率。
【例21】 采用四相调制方式，即N=4，且T=833×10-6秒，则S=1／T· log2N=1／（833×10-6）·log24=2400（bps）
B=1／T=1／（833×10-6）=1200（Baud）
2.信道容量
信道容量表示一个信道的最大数据传输速率，是一个极限参数，单位为位／秒（bps）。信道容量与数据传输速率的区别是：前者表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限；后者是实际的数据传输速率。
3.奈奎斯特准则
1924年，奈奎斯特（Nyquist）推导出奈奎斯特准则，用来计算通讯系统的极限传输速度。奈奎斯特（Nyquist）无噪声下的码元速率极限值B与信道带宽（频率范围）W的关系如下：
B=2W（Baud）=2Wlog2N（bps）
式中：W为信道的带宽，即信道传输上、下限频率的差值，单位为Hz；N为一个码元所取的离散值个数；信道的带宽与B成正比。
【例22】 普通电话线路带宽约3kHz，则码元速率极限值为B=2×W=2×3k＝6kBaud；若码元的离散值个数N=8，那么最大数据传输速率C=2×3k×log28=18kbps。
4.香农公式
1948年，香农（Shannon）研究了带噪声信道容量公式。
【例23】 已知信噪比为30dB，带宽为6kHz，求信道的最大数据传输速率。
因为10lg（S／N）=30，推出S／N=1030／10=1000
所以C=6klog2（1＋1000）≈30k（bps）
5.误码率
误码率（Pe）是二进制数据位传输时出错的比率，是衡量数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠性的指标。误码率公式：
Pe=Ne／N
式中：Ne为其中出错的位数；N为传输的总数据位数。
【例24】 已知一个二进制数字通信系统的信息速率为3000b／s，在接收端10分钟内共测得出现了18个错误码元，试求出系统的误码率。
依题意得出系统误码率=18／（3000×10×60）=1×10-5
2.2 传输介质
传输介质是数据传输的媒体，在计算机与传输设备之间、传输设备与传输设备之间必须有传输介质。传输介质通常分为有线介质和无线介质两类。有线介质将信号约束在一个物理导体之内，如双绞线、同轴电缆和光纤等；无线介质不能将信号约束在某个空间范围之内。
2.2.1 有线介质
1.双绞线
双绞线（Twisted Pair，TP）是目前使用最广，价格相对便宜的一种传输介质。
（1）双绞线的物理结构
双绞线是由两条相互绝缘的铜导线组成，其中导线的典型直径为1mm，两条线扭绞在一起，可以减少对邻近线对的电气干扰。
由若干对双绞线构成的电缆被称为双绞线电缆。双绞线对可以并排放在保护套中。
（2）双绞线的特点
双绞线可以传输模拟信号，也可以传输数字信号。用双绞线传输数字信号时，其数据传输率与电缆的长度有关。从几米到几公里，数据传输率可以达1000Mbps～10Gbps，短距离传输甚至可达10Gbps以上。双绞线有以下两种类型。
①UTP（非屏蔽双绞线）：其特点是误码率为10-5～10-6，速率为1～155Mbps，100m／段。
②STP（屏蔽双绞线）：其特点是误码率为10-6～10-8，速率超过500Mbps，100m／段。
双绞线的技术和标准都是比较成熟的，价格比较低廉，而且双绞线电缆的安装相对容易。
双绞线电缆的最大缺点是对电磁干扰比较敏感，双绞线电缆不能支持非常高速的数据传输。
（3）双绞线的应用
目前双绞线电缆被广泛应用于电话系统和局域网室内布线。在双绞线中传输的信号在几公里范围内无需放大，但传输距离比较远时必须使用放大器。在本章的实验中将制作双绞线。
（4）双绞线的标准
双绞线的标准主要是以下两个：
①EIA（电子工业协会）的TIA（远程通信工业分会），即通常所说的EIA／TIA。EIA负责“Cat”（即“Category”）系列非屏蔽双绞线（Unshielded Twisted Pair，UTP）标准。其中Cat 1适用于电话和低速数据通信；Cat 2适用于ISDN及T1／ E1、支持高达16MHz的数据通信；Cat 3适用于10Base T或100Mbps的100Base T4、支持高达20MHz的数据通信；Cat 5适用于100Mbps的100Base TX和100Base T4、支持高达100MHz的数据通信。
②IBM，IBM负责“Type”系列屏蔽双绞线标准，如IBM的Type 1、Type 2等。
2.同轴电缆
常见的同轴电缆（Coaxial Cable）就是电视天线，与网络中使用的同轴不同在于电阻。
外导体是一个由金属丝编织而成的圆形空管，内导体是圆形的金属芯线。
电阻为50Ω的基带同轴电缆，被用于局域网（目前已经逐渐退出市场），另一种是阻抗为75Ω的宽带同轴电缆，被广泛用于电视天线。
3.光纤
光传输系统由三个部分组成：光纤传输介质、光源和检测器。
（1）光纤传输介质是超细玻璃或熔硅纤维，光脉冲的出现表示“1”，不出现表示“0”。
（2）光源是发光二极管（Light Emitting Diode，LED）或激光二极管。这两种二极管在通电时都发出光脉冲。
（3）检测器是光电二极管，遇到光时，它产生一个电脉冲。
在光纤的一端安装一个LED或激光二极管，另一端安装一个光电二极管，就组成了一个单向的数据传输系统。
