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2012年网络管理员教程之数据编码

2012-6-22 14:09 浏览次数:625 我来说两句(0)
 1.1.3数据编码

  在计算机中数据以离散的二进制比特流方式表示的,称其为数字数据。计算机数据在网络中传输,通信信道无外乎两种类型,模拟信道和数字信道。计算机数据在不同的信道中传输要采用不同的编码方式,也就是说,在模拟信道中传输时,要把计算机中的数字信号,转换成模拟信道能够识别的模拟信号;在数字信道中传输时,要把计算机的数字信号,转换成网络媒体能够识别的,利于网络传输的数字信号。

  1. 模拟数据编码

  将计算机中的数字数据在网络中用模拟信号表示,要进行调制,也就是进行波行变换,或者更严格地讲,是进行频谱变换,将数字信号的频谱变换成适合于在模拟信道中传输的频谱。最基本的调制方法有以下 3 种:

  1) 调幅(AM,Amplitude Modulation)

  调幅即载波的振幅随着基带数字信号而变化,例如数字信号1用有载波输出表示,数字信号 0 用无载波输出表示,如图 1-4(a)所示。这种调幅的方法又叫幅移键控(ASK,AmplitudeShift Keying),其特点是信号容易实现,技术简单,但抗干扰能力差。

  2) 调频(FM,Frequency Modulation)

  调频即载波的频率随着基带数字信号而变化,例如数字信号 1 用频率 f1 表示,数字信号0用频率 f2 表示,如图 1-4(b)所示。这种调频的方法又叫频移键控(FSK,Frequency ShiftKeying),其特点是信号容易实现,技术简单,抗干扰能力较强。

  3) 调相(PM,Phase Modulation)

  调相即载波的初始相位随着基带数字信号而变化,例如数字信号 1 对应于相位 180?,数字信号 0 对应于相位 0?,如图 1-4(c)所示。这种调相的方法又叫相移键控(PSK,Phase ShiftKeying),其特点是抗干扰能力较强,但信号实现的技术比较复杂。

  2. 数字数据编码

  在数字信道中传输计算机数据时,要对计算机中的数这信号重新编码进行基带传输。在基带传输中,数字信号的编码方式主要有以下几种。

  1)不归零编码 NRZ(Non-Return-Zero)

  不归零编码用低电平表示二进制 0,用高电平表示二进制 1,如图 1-5(a)所示。

  NRZ码的缺点是无法判断每一位的开始与结束,收发双方不能保持同步。为保证收发双方同步,必须在发送 NRZ 码的同时,用另一个信道同时传送同步信号。

  2)曼彻斯特编码(Manchester Encoding)

  曼彻斯特编码不同电平的高低表示二进制,而是用电平的跳变来表示的。在曼彻斯特编码中,每一个比特的中间均有一个跳变,这个跳变既作为时钟信号,又作为数据信号。电平从训到低的跳变表示二进制 1,从低到高的跳变表示二进制 0,如图 1-5(b)所示。

  3)差分曼彻斯特编码(Differential Manchester Encoding)

  差分曼彻斯特编码是对曼彻斯特编码的改进,每比特中间的跳变仅做同步之用,每比特的值根据其开始边界是否发生跳变来决定。每比特的开始无跳变表示二进制 1,有跳变表示二进制 0,如图 1-5(c)所示。

  曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码是数据通信中最常用的数字信号编码方式,它们的优点是明显的,那就是无须另发同步信号。但缺点也是明显的,那就是编码效率低,如果传送10Mbps 的数据,那么需要 20MHz 的脉冲。



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