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2012年網(wǎng)絡(luò)管理員教程之數(shù)據(jù)編碼

  1.1.3數(shù)據(jù)編碼

  在計算機中數(shù)據(jù)以離散的二進制比特流方式表示的,稱其為數(shù)字數(shù)據(jù)。計算機數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸,通信信道無外乎兩種類型,模擬信道和數(shù)字信道。計算機數(shù)據(jù)在不同的信道中傳輸要采用不同的編碼方式,也就是說,在模擬信道中傳輸時,要把計算機中的數(shù)字信號,轉(zhuǎn)換成模擬信道能夠識別的模擬信號;在數(shù)字信道中傳輸時,要把計算機的數(shù)字信號,轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)媒體能夠識別的,利于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字信號。

  1. 模擬數(shù)據(jù)編碼

  將計算機中的數(shù)字數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中用模擬信號表示,要進行調(diào)制,也就是進行波行變換,或者更嚴格地講,是進行頻譜變換,將數(shù)字信號的頻譜變換成適合于在模擬信道中傳輸?shù)念l譜。最基本的調(diào)制方法有以下 3 種:

  1) 調(diào)幅(AM,Amplitude Modulation)

  調(diào)幅即載波的振幅隨著基帶數(shù)字信號而變化,例如數(shù)字信號1用有載波輸出表示,數(shù)字信號 0 用無載波輸出表示,如圖 1-4(a)所示。這種調(diào)幅的方法又叫幅移鍵控(ASK,AmplitudeShift Keying),其特點是信號容易實現(xiàn),技術(shù)簡單,但抗干擾能力差。

  2) 調(diào)頻(FM,Frequency Modulation)

  調(diào)頻即載波的頻率隨著基帶數(shù)字信號而變化,例如數(shù)字信號 1 用頻率 f1 表示,數(shù)字信號0用頻率 f2 表示,如圖 1-4(b)所示。這種調(diào)頻的方法又叫頻移鍵控(FSK,Frequency ShiftKeying),其特點是信號容易實現(xiàn),技術(shù)簡單,抗干擾能力較強。

  3) 調(diào)相(PM,Phase Modulation)

  調(diào)相即載波的初始相位隨著基帶數(shù)字信號而變化,例如數(shù)字信號 1 對應(yīng)于相位 180?,數(shù)字信號 0 對應(yīng)于相位 0?,如圖 1-4(c)所示。這種調(diào)相的方法又叫相移鍵控(PSK,Phase ShiftKeying),其特點是抗干擾能力較強,但信號實現(xiàn)的技術(shù)比較復(fù)雜。

  2. 數(shù)字數(shù)據(jù)編碼

  在數(shù)字信道中傳輸計算機數(shù)據(jù)時,要對計算機中的數(shù)這信號重新編碼進行基帶傳輸。在基帶傳輸中,數(shù)字信號的編碼方式主要有以下幾種。

  1)不歸零編碼 NRZ(Non-Return-Zero)

  不歸零編碼用低電平表示二進制 0,用高電平表示二進制 1,如圖 1-5(a)所示。

  NRZ碼的缺點是無法判斷每一位的開始與結(jié)束,收發(fā)雙方不能保持同步。為保證收發(fā)雙方同步,必須在發(fā)送 NRZ 碼的同時,用另一個信道同時傳送同步信號。

  2)曼徹斯特編碼(Manchester Encoding)

  曼徹斯特編碼不同電平的高低表示二進制,而是用電平的跳變來表示的。在曼徹斯特編碼中,每一個比特的中間均有一個跳變,這個跳變既作為時鐘信號,又作為數(shù)據(jù)信號。電平從訓(xùn)到低的跳變表示二進制 1,從低到高的跳變表示二進制 0,如圖 1-5(b)所示。

  3)差分曼徹斯特編碼(Differential Manchester Encoding)

  差分曼徹斯特編碼是對曼徹斯特編碼的改進,每比特中間的跳變僅做同步之用,每比特的值根據(jù)其開始邊界是否發(fā)生跳變來決定。每比特的開始無跳變表示二進制 1,有跳變表示二進制 0,如圖 1-5(c)所示。

  曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼是數(shù)據(jù)通信中最常用的數(shù)字信號編碼方式,它們的優(yōu)點是明顯的,那就是無須另發(fā)同步信號。但缺點也是明顯的,那就是編碼效率低,如果傳送10Mbps 的數(shù)據(jù),那么需要 20MHz 的脈沖。

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