數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

2.3數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)質(zhì)量指標(biāo)

傳輸速率信道帶寬信道容量傳輸質(zhì)量

在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中，信號的傳送是由數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)來完成的，對傳輸系統(tǒng)的性能進(jìn)行評價(jià)是一個(gè)重要的問題，通常用傳輸速率、信道帶寬、信道容量以及可靠性等指標(biāo)來對數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行定量分析，下面看一下這些指標(biāo)的含義：12.4數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)內(nèi)容數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娖綐?biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳輸方式編碼與調(diào)制信道復(fù)用傳輸介質(zhì)2數(shù)據(jù)傳輸中常用的電平標(biāo)準(zhǔn)CMOS電平標(biāo)準(zhǔn)-----單極性電平標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：電源電壓VDD5~18V，

低電平0~1/2VDD，

高電平標(biāo)準(zhǔn)為1/2VDD~VDD

特點(diǎn)：高低電平驅(qū)動(dòng)能力相同，都大于10mA，且具有對稱性。抗干擾能力較強(qiáng)，傳輸速率不高電平標(biāo)準(zhǔn)是一種電信號法則，是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織統(tǒng)一規(guī)定的規(guī)則，并且被強(qiáng)制推行。電平標(biāo)準(zhǔn)對數(shù)字信號的傳輸距離和抗干擾能力起決定性作用。TTL電平---單極性電平標(biāo)準(zhǔn)

規(guī)定：電源電壓5V，低電平0~0.8V高電平1.4V~5V

特點(diǎn)：信號傳輸過程中低電平電壓范圍窄，高電平帶負(fù)載能力差，易衰減和干擾。由于外電路的電壓干擾常常超過5V，易產(chǎn)生傳輸錯(cuò)誤。所以只適合近距離傳輸。一般不超過1米。適用范圍：計(jì)算機(jī)內(nèi)部和實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)際應(yīng)用中很少使用。3RS-232C電平標(biāo)準(zhǔn)---雙極性電平不歸零電平標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)電壓最大為±15V，通常選用±12V“1”：－5V~－15V，“0”：＋5V~＋15V規(guī)定＋3V~＋5V和－3V~－5V范圍為噪聲容限，它表明一個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，即當(dāng)外界噪聲增加后，通信系統(tǒng)在保證不中斷的前提下能夠容忍信噪比的程度。噪聲容限指標(biāo)越大表示系統(tǒng)的穩(wěn)定程度越高標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定電源布線長度不得大于15米，通信速度不得大于20Kbps。特點(diǎn)：采用負(fù)邏輯，增加噪聲容限，抗干擾能力較強(qiáng)4RS-422A電平標(biāo)準(zhǔn)---雙極性不歸零電平標(biāo)準(zhǔn)為了彌補(bǔ)前面幾種電平的不足，無參考地線，用兩條傳輸線互為參考，是一種平衡標(biāo)準(zhǔn)。RS423、RS485與它相似。規(guī)定：“1”:正端電壓比負(fù)端電壓高200mV~6V“0”:正端電壓比負(fù)端電壓低200mV~6V

規(guī)定在傳輸線

長度<12米時(shí)，最大傳輸速度為10Mbps520mA電流環(huán)

它是一種電流標(biāo)準(zhǔn)，可以驅(qū)動(dòng)線圈和繼電器，有一定的輸出功率，可以直接用于機(jī)械設(shè)備的控制。常用做電傳打字機(jī)的傳輸接口。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：有電流時(shí)為“1”，沒電流時(shí)為“0”

抗干擾能力比較強(qiáng)，在過程控制中使用較多。6數(shù)據(jù)的傳輸方式基帶和頻帶傳輸并行和串行傳輸單工和雙工通信同步與異步傳輸7模擬傳輸方式在數(shù)字傳輸方式中，傳輸?shù)氖请娖骄幋a，各電平之間的電位差較大，容易識(shí)別，也容易保持其性質(zhì)不變。數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)在傳輸通道中是以電信號的形式傳輸?shù)模袃煞N基本形式。在模擬傳輸方式中，需要注意的問題是保真，也就是保持波形不變，如電話、部分電視節(jié)目、音頻傳輸設(shè)備等。數(shù)字傳輸方式優(yōu)點(diǎn)：帶寬較窄，只占用了部分帶寬，適合于多路頻分復(fù)用缺點(diǎn)：是信號容易失真，不失真恢復(fù)信號困難。優(yōu)點(diǎn)是信號抗干擾能力強(qiáng)，比模擬傳輸更容易保真；缺點(diǎn)是帶寬大，占用了整個(gè)通道，不適合頻分復(fù)用，這是由數(shù)字信號的特性決定的。8基帶網(wǎng)和寬帶網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)依照它的傳輸信號的帶寬分為兩類：寬帶網(wǎng)和基帶網(wǎng)兩者的區(qū)別是在介質(zhì)中傳輸帶寬不同，相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸速率也不同。寬帶網(wǎng)被劃分成幾條邏輯信道分別使用，基帶網(wǎng)只包含一條邏輯信道。數(shù)字信號的帶寬非常大，所以不能在寬帶網(wǎng)上直接傳輸，只能將其轉(zhuǎn)化為模擬信號后，才能實(shí)現(xiàn)在寬帶網(wǎng)中的傳輸。在寬帶網(wǎng)中傳輸?shù)闹荒苁悄M信號，而且可以復(fù)用?；鶐ЬW(wǎng)只傳輸一路信號，對信號的種類無特殊要求，在這樣的一條信道中既可以傳輸模擬信號，也可以傳輸數(shù)字信號。9基帶傳輸和頻帶傳輸基帶傳輸信號源產(chǎn)生的原始電信號稱為基帶信號，即：將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)0、1直接用兩種不同的電壓表示，然后送到線路上去傳輸。在信道上直接傳輸基帶信號而不作任何處理如：以太網(wǎng)原因：進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，要借用已有通信網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字基帶信號無法直接進(jìn)行傳輸。頻帶傳輸：將數(shù)字信號經(jīng)過調(diào)制后，變?yōu)槟M信號傳輸，新的模擬信號由一個(gè)或幾個(gè)頻率組成，占用了一個(gè)固有的頻帶優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)公共信道要求；可實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用頻帶傳輸10在傳輸過程中，同一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)中的各個(gè)位同時(shí)傳輸，也就是傳輸一個(gè)字節(jié)，在時(shí)間上是同時(shí)的。B7B6B5B4B3B2B1B0B7B6B5B4B3B2B1B0并行傳輸采用這種方法，一位數(shù)據(jù)占用一條數(shù)據(jù)線，根據(jù)數(shù)據(jù)位的不同，需要不同的數(shù)據(jù)通道，每一位有自己的傳輸線和發(fā)送、接收設(shè)備。速率高，但設(shè)備和線路多，適于距離較近的傳輸。（計(jì)算機(jī)內(nèi)部、計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間）根據(jù)在傳輸介質(zhì)中的存在狀態(tài)和先后順序，數(shù)字傳輸分為并行傳輸和串行傳輸11

在傳輸過程中，同一個(gè)字節(jié)的各個(gè)不同的位按順序先后發(fā)送，在同一個(gè)信道上傳輸。B7B6B5B4B3B2B1B0B7B6B5B4B3B2B1B0B7B6B5B4B3B2B1B0串行傳輸一個(gè)并行的數(shù)據(jù)被改造成一個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)流。在相同時(shí)鐘頻率下，傳輸速率明顯低于并行傳輸。但節(jié)省大量的數(shù)據(jù)通道，降低信道成本。此種方式適用于遠(yuǎn)距離通信，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)普遍采用。12單工通信與雙工通信?單工通信發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間只有一個(gè)傳輸通道數(shù)據(jù)單向傳輸，方向不能改變簡單，傳輸效率不高，適用于計(jì)算機(jī)與輸出設(shè)備之間發(fā)收在串行傳輸中，按數(shù)據(jù)傳輸方向及時(shí)間關(guān)系又可將通信方式分為：單工、半雙工、全雙工13控制較復(fù)雜，傳輸效率不高適用于對話式終端或用于傳輸通道無足夠帶寬支持雙向通道的場合發(fā)收收發(fā)半雙工通信兩設(shè)備間輪流雙向傳輸數(shù)據(jù)，不能同時(shí)。要求每一端都具有發(fā)送、接收設(shè)備和改變方向的控制器14可同時(shí)雙向傳輸，具有兩條物理上獨(dú)立信道發(fā)收收發(fā)全雙工傳輸速率高，控制簡單，要求信道有足夠帶寬15信息發(fā)送出去就該考慮接收了。正確接收和發(fā)送信息要考慮同步的問題。同步------收發(fā)雙方在時(shí)間上保持一致并行傳輸：采用握手信號線，由發(fā)送方控制，使接收方保證數(shù)據(jù)接收的準(zhǔn)確性。串行傳輸：為節(jié)省信道，不另外加入控制信號線，而是通過通信協(xié)議來保證同步，使收發(fā)雙方在時(shí)間基準(zhǔn)上一致(包括開始時(shí)間、位邊界、重復(fù)頻率等)。根據(jù)通信協(xié)議所定義的同步方式在串行傳輸中兩種不同的工作方式是：異步傳輸和同步傳輸。16異步傳輸以字符為單位的獨(dú)立數(shù)據(jù)傳輸在每個(gè)字符前，附加上起始位、停止位來標(biāo)記字符的開始和結(jié)束，實(shí)現(xiàn)字符的同步。接收時(shí)，接收方以接收到的起始位確認(rèn)接收開始。起始位和結(jié)束位是用來實(shí)現(xiàn)字符的同步。010001110數(shù)據(jù)位起始位校驗(yàn)位停止位傳號傳號字符2字符1字符3字符4┗┳┛┗┳┛任意間隔任意間隔任意間隔┗┳┛以字符為單元，每兩個(gè)字符之間的時(shí)間間隔是任意長的，但每個(gè)字符所占用的時(shí)間固定，也就是發(fā)送每一位的時(shí)間固定。每一位占用時(shí)間的倒數(shù)叫波特率。收發(fā)雙方約定相同的傳輸速率傳送字符，如：1200、2400、9600b/s等，實(shí)現(xiàn)位同步。附加差錯(cuò)校驗(yàn)位收發(fā)雙方采用相同的數(shù)據(jù)格式（字符位數(shù)、停止位數(shù)、有無校驗(yàn)位、校驗(yàn)方式據(jù)位起始位校驗(yàn)位停止位傳號傳號字符2字符1字符3字符4┗┳┛┗┳┛任意間隔任意間隔任意間隔┗┳┛數(shù)據(jù)發(fā)送前一直是高電平，起始信號的下跳沿就是接收端的同步參考信號。接收端利用這個(gè)變化，啟動(dòng)定時(shí)機(jī)構(gòu)，按發(fā)送的速率順序地接收字符，待發(fā)送字符結(jié)束時(shí)，發(fā)送端又使傳輸線處于高電平狀態(tài)，等待發(fā)送下一個(gè)字符。在異步傳輸方式中，收發(fā)雙方雖然有各自的時(shí)鐘，但它們的頻率必須一致，并且每個(gè)字符都要同步一次，在接收一個(gè)字符期間不會(huì)發(fā)生失步，從而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。18優(yōu)點(diǎn)---控制簡單異步傳輸通過約定傳輸速率來實(shí)現(xiàn)位同步，收發(fā)雙方的時(shí)鐘不需嚴(yán)格同步。通過起始位和結(jié)束位來實(shí)現(xiàn)字符同步，通過特殊字符來保證幀同步。缺點(diǎn)傳輸效率低例如，1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、2個(gè)停止位時(shí)，其效率為8/11＜72％傳輸速率低因?yàn)槭瞻l(fā)雙方的時(shí)鐘存在差異。常用于低速傳輸中。19同步傳輸以數(shù)據(jù)塊為單位的數(shù)據(jù)傳輸塊開始標(biāo)志數(shù)據(jù)塊（二進(jìn)制位流）塊校驗(yàn)序列塊結(jié)束標(biāo)志同步傳輸數(shù)據(jù)格式在同步傳輸方式下，以固定的時(shí)鐘節(jié)拍來發(fā)送數(shù)據(jù)信號，字符間順序相連，既無間隙也無插入字符。收發(fā)雙方的時(shí)鐘與傳輸?shù)拿恳晃粐?yán)格對應(yīng)，以達(dá)到位同步。數(shù)據(jù)塊頭尾附加特殊字符，標(biāo)記開始和結(jié)束附加校驗(yàn)序列（如16或32位的CRC）實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)控制20

位同步：對一個(gè)數(shù)據(jù)塊內(nèi)的每一位接收端都要和發(fā)送端保持同步。實(shí)現(xiàn)位同步的方法有兩種：內(nèi)同步法、外同步法

內(nèi)同步法：接收端從信號內(nèi)部提取同步時(shí)鐘信號。

外同步法：在發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)塊前，發(fā)送端先向接收端發(fā)送一串同步時(shí)鐘脈沖，接收端按照該脈沖序列的頻率鎖定接收頻率，使其在接收數(shù)據(jù)過程中始終與發(fā)送端保持同步。同步傳輸分為面向字符和面向位流的同步傳輸21面向字符的同步傳輸數(shù)據(jù)塊頭部用一個(gè)或多個(gè)同步字符“SYN”來標(biāo)記開始；尾部用一個(gè)唯一字符“ETX”來標(biāo)記結(jié)束特殊字符的位模式與任何普通字符都有顯著不同同步字符尾部數(shù)據(jù)傳輸幀SYNSYNETX典型協(xié)議：IBM的二進(jìn)制同步通信規(guī)程BISYNC22面向位流的同步傳輸數(shù)據(jù)塊的頭尾用特殊比特序列標(biāo)記開始和結(jié)束數(shù)據(jù)塊作為位流而不是字符流來處理為避免在流中出現(xiàn)標(biāo)記塊開始和結(jié)束的特殊位模式，通常采用位插入的方法幀首0111111001111110幀尾數(shù)據(jù)HDLC數(shù)據(jù)幀典型:高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程(HDLC)同步數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程(SDLC)23異步方式和同步方式的比較 異步方式 同步方式簡單 復(fù)雜字符為單位 數(shù)據(jù)塊為單位每個(gè)字符需要同步 數(shù)據(jù)塊在發(fā)方和收方同步字符間不需同步 后作為一個(gè)整體傳送效率低 效率高速率低 速率高收發(fā)雙方時(shí)鐘不需嚴(yán)格一致收發(fā)雙方時(shí)鐘必須嚴(yán)格一致錯(cuò)誤影響一個(gè)字符錯(cuò)誤影響整個(gè)數(shù)據(jù)塊24數(shù)據(jù)的調(diào)制與編碼編碼

在通信設(shè)備內(nèi)部傳輸數(shù)據(jù)，由于各電路功能模塊之間的距離短，工作環(huán)境可以控制，在傳輸過程中一般采用簡單高效的數(shù)據(jù)信號傳輸方式，比如直接將二進(jìn)制信號送上傳輸通道進(jìn)行傳輸?shù)?。在遠(yuǎn)距離傳輸?shù)倪^程中，由于線路較長，數(shù)據(jù)信號在傳輸介質(zhì)中將會(huì)產(chǎn)生損耗和干擾，為減少在特定的介質(zhì)中的損耗和干擾，需要將傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行轉(zhuǎn)換，使之成為適于在該介質(zhì)上傳輸?shù)男盘?，這一過程稱為信號編碼。用數(shù)字信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)——編碼25調(diào)制數(shù)字信號一般是方波脈沖信號。由方波的頻譜可知，其帶寬很大，占用了整個(gè)信道，在實(shí)際的信道中無法不失真地傳輸。另外為了節(jié)約帶寬，提高傳輸效率，要求信號的帶寬越小越好。實(shí)際中常采用以固定頻率的正弦波作為載波，利用的是它的頻帶窄，把要傳輸?shù)男盘柤虞d在正弦波上，合成的信號若保持載波的原頻率，而幅度按照要傳輸?shù)男盘柕姆茸兓?，這樣的一個(gè)過程叫做幅度調(diào)制。常用的調(diào)制方式還有調(diào)頻、調(diào)相等。用模擬信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)——調(diào)制26不同類型的信號在不同類型的信道上傳輸有4種情況數(shù)據(jù)：模擬數(shù)據(jù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號：模擬信號、數(shù)字信號信道：模擬信道、數(shù)字信道27每一種相應(yīng)地需要進(jìn)行不同的編碼處理模擬模擬傳輸模擬數(shù)字模擬模擬數(shù)字傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字傳輸數(shù)字模擬數(shù)據(jù)，模擬信號數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，模擬信號數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，數(shù)字信號模擬數(shù)據(jù)，數(shù)字信號10101010模擬傳輸(調(diào)制器調(diào)制編碼）(信號編碼）(PCM編碼器采樣編碼）(放大器、調(diào)制器）28編碼器解碼器調(diào)制器解調(diào)器數(shù)字或模擬數(shù)字或模擬數(shù)字信號模擬信號g(t)m(t)px(t)s(t)g(t)m(t)數(shù)字或模擬數(shù)字或模擬P—調(diào)制參數(shù)編碼調(diào)制編碼和調(diào)制用數(shù)字信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)——編碼用模擬信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)——調(diào)制29模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼(采樣編碼）奈奎斯特定理（采樣定理）

如果連續(xù)變化的模擬信號最高頻率為F，若以2F的采樣頻率對其采樣，則采樣得到的離散信號序列就能完整地恢復(fù)出原始信號。

例如：語音信號要在數(shù)字線路上傳輸，必須將語音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。這需要經(jīng)過三個(gè)步驟：

1）采樣——按一定間隔對語音信號進(jìn)行采樣，采樣獲得的樣本是模擬數(shù)據(jù)。

2）量化——將這些模擬數(shù)據(jù)人為地分為若干個(gè)級別，對每個(gè)樣本舍入到量化級別上。量化級別越多，獲得的數(shù)據(jù)越為精確，失真越小。

3）編碼——對每個(gè)舍入后的樣本進(jìn)行編碼30模擬話音采樣時(shí)鐘PAM信號PCM信號采樣電路量化和編碼

數(shù)字化聲音話音信道帶寬<4KHz采樣時(shí)鐘頻率：8KHz(>2倍話音最大頻率)量化級數(shù)：256級(8位二進(jìn)制碼表示)數(shù)據(jù)率：每路PCM信號的速率=8000次/s*8bit=64kb/s編碼后的信號稱為PCM信號（脈沖編碼調(diào)制信號）31PCM轉(zhuǎn)換過程舉例

3.23.92.83.41.24.2343314011100011011001100

原始信號

PAM脈沖

(采樣）

PCM脈沖

（有量化誤差）011100011011001100

PCM輸出（編碼）32數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號編碼(調(diào)制編碼）三種常用的調(diào)制技術(shù)：

1）幅移鍵控ASK(AmplitudeShiftKeying)，調(diào)幅

2）頻移鍵控FSK(FrequencyShiftKeying)，調(diào)頻

3）相移鍵控PSK(PhaseShiftKeying)，調(diào)相

載波S(t)=Acos(t+)S(t)的參量包括：幅度A、頻率

、相位計(jì)算機(jī)通信的遠(yuǎn)距離線路通常是模擬線路，需用載波對基帶脈沖調(diào)制，變換成適于遠(yuǎn)距離傳輸?shù)哪M信號基本原理：用數(shù)字信號對載波的不同參量進(jìn)行調(diào)制3300110100010ASK調(diào)幅FSK調(diào)頻PSK調(diào)相(相對調(diào)相)ASK調(diào)幅：用載波的兩個(gè)不同振幅表示0和1FSK調(diào)頻：用載波的兩個(gè)不同頻率表示0和1PSK調(diào)相：用載波的起始相位的變化表示0(同相)和1(反相)34多級調(diào)制方法1-單參量多級調(diào)制0110000+90+180+27011數(shù)據(jù)率

=信號速率xlog2N N：調(diào)制級數(shù)+900010000+2700

11+1800104-PSK35多級調(diào)制方法2–多參量多級調(diào)制16-QAM(正交振幅調(diào)制):使用振幅和相位的16種組合045

16-QAM的星座圖9018027013531522536數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼數(shù)據(jù)在通信設(shè)備內(nèi)部傳輸時(shí)，由于距離短，工作環(huán)境相對穩(wěn)定，通常采用最簡單的數(shù)據(jù)傳輸方式。但在實(shí)際的應(yīng)用中，傳輸介質(zhì)所處的環(huán)境比較差，雜波干擾比較多，數(shù)據(jù)傳輸過程中就會(huì)受到它們的干擾。

為了減少特定傳輸介質(zhì)中的傳輸損耗和提高抗干擾能力，需要將所傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。單極性歸零碼雙極性不歸零碼雙極性歸零碼差分編碼單極性相位編碼（曼徹斯特編碼）交替反轉(zhuǎn)碼37

單極性不歸零碼（NonReturntoZero,NRZ）

二進(jìn)制數(shù)字0、1分別用兩種電平來表示。 用+E電平表示1，0電平表示0

01001100011

時(shí)鐘+E0V信號

優(yōu)點(diǎn)：通常用在近距離傳輸上，接口電路簡單缺點(diǎn)：1.容易出現(xiàn)連續(xù)0或1，不利于接收端同步信號的提取。

2.因?yàn)殡娖讲粴w零和電平單極性造成這種碼型有直流分量，不利于判決電路工作。38

單極性歸零碼數(shù)據(jù)位“1”對應(yīng)一個(gè)脈沖，脈沖寬度比每位的傳輸周期短，即提前歸零數(shù)據(jù)位“0”為零電平

01001100011

時(shí)鐘+E0V信號39

雙極性不歸零碼數(shù)據(jù)位1用正電平或負(fù)電平表示數(shù)據(jù)位0用相反電平表示（RS-232電平標(biāo)準(zhǔn)采用這種編碼）01001100011

時(shí)鐘+E0V-E1：負(fù)電平0：正電平信號40

雙極性歸零碼數(shù)據(jù)位“1”對應(yīng)正或負(fù)脈沖數(shù)據(jù)位“0”為相反脈沖兩種脈沖都提前回到零01001100011

時(shí)鐘+E0V-E0：負(fù)脈沖

1：正脈沖信號由于有零電平間隔，這種碼型有利于傳輸同步信號，但有直流分量存在。41

差分編碼

數(shù)據(jù)位1：電壓極性的跳變來表示。數(shù)據(jù)位0：電壓極性不跳變01001100011

時(shí)鐘+E-E信號1

111142

交替反轉(zhuǎn)碼

數(shù)據(jù)位“1”交替使用+E和-E表示數(shù)據(jù)位“0”為零電平01001100011

時(shí)鐘+E0V-E信號特點(diǎn)：1.容易出現(xiàn)連續(xù)0串，不利于同步信號的提取

2.無直流分量，便于判別電路工作

3.數(shù)據(jù)代碼1輪流用正負(fù)電平表示利于誤碼觀察。常用于脈沖編碼調(diào)制（PCM）中43

曼徹斯特編碼(Manchestercode)

用電壓的變化表示0和1。

規(guī)定在每個(gè)碼元的中間發(fā)生跳變：高→低的跳變——0，低→高的跳變——1∵每個(gè)碼元中間都要發(fā)生跳變，接收端可將此變化提取出來作為同步信號，使接收端的時(shí)鐘與發(fā)送設(shè)備的時(shí)鐘保持一致。∴曼徹斯特編碼也稱為自同步碼（Self-SynchronizingCode）。它具有自同步機(jī)制，無需外同步信號4401001100011

時(shí)鐘Manchester高→低的跳變——0，低→高的跳變——1信號000000111111BitTime45差分曼徹斯特編碼(DifferentialManchestercode)

與曼徹斯特編碼相同，在每個(gè)碼元的中間，信號都會(huì)發(fā)生跳變；不同之處在于：用在碼元開始處有無跳變來表示0和1：

碼元開始處有跳變——0

碼元開始處無跳變——14601001100011

時(shí)鐘差分Manchester

曼徹斯特編碼廣泛應(yīng)用于以太網(wǎng)中。

1001100011信號bit中間有信號跳變，bit與bit之間也有信號跳變，表示下一個(gè)bit為0bit中間有信號跳變，bit與bit之間無信號跳變，表示下一個(gè)bit為1碼元開始處無跳變——1碼元開始處有跳變——04701001100011

時(shí)鐘信號1BitTime差分Manchesterbit中間有信號跳變，bit與bit之間無信號跳變，表示下一個(gè)bit為1bit中間有信號跳變，bit與bit之間也有信號跳變，表示下一個(gè)bit為0碼元開始處無跳變——11001100011碼元開始處有跳變——048作業(yè)：1簡述異步傳輸和同步傳輸?shù)牟顒e。2請畫出信息00110101的單極性歸零碼、差分編碼、曼徹斯特編碼、和差分曼徹斯特編碼49在長途通信中，常常用到一些帶寬很大的傳輸介質(zhì)，如同軸電纜、衛(wèi)星、地面微波和光纖等。為有效利用傳輸系統(tǒng)，采用多路復(fù)用技術(shù)。將多個(gè)信號共享同一線路，即多路信號在同一物理信道中傳輸。從而降低通信電纜的安裝和維護(hù)成本。

解復(fù)用器共享信道復(fù)用器多路復(fù)用技術(shù)FDM(頻分復(fù)用)TDM(時(shí)分復(fù)用）終端終端復(fù)用器將多路信號組合后經(jīng)信道傳輸后再經(jīng)復(fù)用器分解為原有的信號，放回到相應(yīng)的傳輸通路上。50頻分復(fù)用(FDM)FrequencyDivisionMultiplexing基本條件：

傳輸介質(zhì)的可用帶寬超過各路給定信號所需帶寬的總和。如果在介質(zhì)上同時(shí)傳輸多路信號，每路信號以不同的載波頻率進(jìn)行調(diào)制，而且各個(gè)載波頻率完全獨(dú)立即載波形成的信號不互相重疊，則各路信號可以成功地在介質(zhì)上傳輸。原理：整個(gè)傳輸頻帶被劃分為若干個(gè)頻率通道（頻段），每個(gè)用戶占用一個(gè)頻段。頻率通道之間留有防護(hù)頻帶。子信道A可用頻段子信道B子信道C子信道D51頻分復(fù)用CH2CH1CH3原帶寬CH1CH2CH3移頻后帶寬MUXCH1CH2CH3帶寬復(fù)用f適用于模擬信號傳輸

52時(shí)分復(fù)用TimeDivisionMultiplexing原理：將物理信道按時(shí)間分割成小的時(shí)間片，每個(gè)時(shí)間片分為若干個(gè)時(shí)隙，每個(gè)用戶占用一個(gè)時(shí)隙傳輸數(shù)據(jù)在任意時(shí)刻，整個(gè)通路上只有一個(gè)特定用戶的信號，即每個(gè)用戶交替使用單一信道，多個(gè)信號從宏觀上同時(shí)進(jìn)行傳輸時(shí)分多路復(fù)用器時(shí)分多路復(fù)用器12345612345612345612345653同步時(shí)分復(fù)用SynchronousTDM原理：信道固定時(shí)間分配方式，每個(gè)時(shí)隙分配給固定的用戶，任意時(shí)刻整個(gè)通路上只有一個(gè)特定用戶的信號。無論用戶使用與否，時(shí)隙不會(huì)被其它用戶占用。A2A1A3原始信號D2D1D3數(shù)字化信號MUX復(fù)用后數(shù)據(jù)時(shí)隙1234D3D2D1適用于數(shù)字信號傳輸54時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BCDBCDBCDBCDAAAA在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀55時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間CDCDCDAAAABBBBCD在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀56時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BDBDBDAAAABCCCCD在