2012年網(wǎng)絡(luò)管理員教程之?dāng)?shù)據(jù)編碼

　　1.1.3數(shù)據(jù)編碼

　　在計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)以離散的二進(jìn)制比特流方式表示的，稱其為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，通信信道無(wú)外乎兩種類(lèi)型，模擬信道和數(shù)字信道。計(jì)算機(jī)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(shuō)，在模擬信道中傳輸時(shí)，要把計(jì)算機(jī)中的數(shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)換成模擬信道能夠識(shí)別的模擬信號(hào);在數(shù)字信道中傳輸時(shí)，要把計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)媒體能夠識(shí)別的，利于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)。

　　1. 模擬數(shù)據(jù)編碼

　　將計(jì)算機(jī)中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中用模擬信號(hào)表示，要進(jìn)行調(diào)制，也就是進(jìn)行波行變換，或者更嚴(yán)格地講，是進(jìn)行頻譜變換，將數(shù)字信號(hào)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(hào)而變化，例如數(shù)字信號(hào)1用有載波輸出表示，數(shù)字信號(hào) 0 用無(wú)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(diǎn)是信號(hào)容易實(shí)現(xiàn)，技術(shù)簡(jiǎn)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(hào)而變化，例如數(shù)字信號(hào) 1 用頻率 f1 表示，數(shù)字信號(hào)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(diǎn)是信號(hào)容易實(shí)現(xiàn)，技術(shù)簡(jiǎn)單，抗干擾能力較強(qiáng)。

　　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(hào)而變化，例如數(shù)字信號(hào) 1 對(duì)應(yīng)于相位 180?,數(shù)字信號(hào) 0 對(duì)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(diǎn)是抗干擾能力較強(qiáng)，但信號(hào)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)比較復(fù)雜。

　　2. 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼

　　在數(shù)字信道中傳輸計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，要對(duì)計(jì)算機(jī)中的數(shù)這信號(hào)重新編碼進(jìn)行基帶傳輸。在基帶傳輸中，數(shù)字信號(hào)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(jìn)制 0,用高電平表示二進(jìn)制 1,如圖 1-5(a)所示。

　　NRZ碼的缺點(diǎn)是無(wú)法判斷每一位的開(kāi)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(shí)，用另一個(gè)信道同時(shí)傳送同步信號(hào)。

　　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(jìn)制，而是用電平的跳變來(lái)表示的。在曼徹斯特編碼中，每一個(gè)比特的中間均有一個(gè)跳變，這個(gè)跳變既作為時(shí)鐘信號(hào)，又作為數(shù)據(jù)信號(hào)。電平從訓(xùn)到低的跳變表示二進(jìn)制 1,從低到高的跳變表示二進(jìn)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(duì)曼徹斯特編碼的改進(jìn)，每比特中間的跳變僅做同步之用，每比特的值根據(jù)其開(kāi)始邊界是否發(fā)生跳變來(lái)決定。每比特的開(kāi)始無(wú)跳變表示二進(jìn)制 1,有跳變表示二進(jìn)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(hào)編碼方式，它們的優(yōu)點(diǎn)是明顯的，那就是無(wú)須另發(fā)同步信號(hào)。但缺點(diǎn)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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