【正文】 編碼方法是在每一個碼元時間間隔內(nèi)，無論發(fā) “ 0” 或發(fā) “ 1” ，在間隔的中間都有電平的跳轉(zhuǎn)。這種編碼的特點就是在每一個碼元時間間隔內(nèi)，都有一次電平的跳轉(zhuǎn)，對提取位同步信號非常有利。 判 決 門 限（ 0 ）1 0 11 0 1 0 1（ a ） 雙 極 性 全 寬 碼采 樣 時 間判 決 門 限（ 0 ）1 0 11 0 1 0 1（ b ） 雙 極 性 歸 零 碼采 樣 時 間1 11 1圖 211雙極性全寬碼和歸零碼 35 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼 –曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼 –曼徹斯特編碼的編碼方法是將每一個碼元再分成兩個相等的間隔。 34 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼 –雙極性全寬碼和歸零碼 –二進制序列 10110101的雙極性全寬碼和歸零碼。這種情況下的判決門限定為 0電平，在接收端對收到的每個脈沖信號進行判決，在取樣時刻，若該信號值在 0電平以下就判為 “ 0” 碼，在 0電平以上就判為 “ 1” 碼。采樣時間是對準脈沖的中心，判決門限為 。 –歸零碼就是指一個碼元的信號波形占一個碼元的部分時間間隔，其余時間信號波形幅度為 “ 0” 。 –這里主要介紹單極性全寬碼和歸零碼、雙極性全寬碼和歸零碼、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼。最普遍且最容易的方法是用兩種碼元分別表示二進制數(shù)字符號 “ 0” 和 “ 1” ，每位二進制符號和一個碼元相對應。數(shù)字數(shù)據(jù)可以由多種不同形式的電脈沖信號的波形來表示。在通信信道中直接傳輸這種基帶信號的傳輸方式就是基帶傳輸，它將占用線路的全部帶寬，也稱為數(shù)字基帶傳輸。 28 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼 –在數(shù)據(jù)通信中，由計算機或終端等數(shù)字設(shè)備產(chǎn)生的、未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字數(shù)據(jù)相對應的電脈沖信號通常呈矩形波形式，即表示計算機中二進制數(shù)據(jù)比特序列的數(shù)據(jù)信號是典型的矩形脈沖信號，這個矩形脈沖信號就是基帶信號?；鶐盘査加校ü逃校┑念l率范圍稱為基本頻帶，簡稱基帶。 –同步傳輸克服了異步傳輸方式中的每一個字符都要附加起始和結(jié)束信號的缺點，具有較高的效率，但實現(xiàn)較為復雜，常用于大于2400bps速率的傳輸。外同步法就是在傳輸線中增加一根時鐘信號線以連接到接收設(shè)備的時鐘上，在發(fā)送數(shù)據(jù)信號前，先向接收端發(fā)一串同步時鐘脈沖，接收端則按照這個頻率來調(diào)整自己的內(nèi)部時鐘，并把接收時鐘重復頻率鎖定在同步頻率上，該方法適用于近距離傳輸。 –在暫時沒有信息傳輸時，連續(xù)發(fā)送 01111110使接收端可以一直保持和發(fā)送端同步。特定標志字符一般隨不同的規(guī)程而有所不同。 24 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 同步傳輸 –在同步傳輸中，數(shù)據(jù)的發(fā)送一般是以一組字符或比特流為單位。實際上，在同步傳輸方式中，不管是否傳送信息，要求收發(fā)兩端的時鐘都必須在每一位上保持一致。在數(shù)字信息流中，各位的寬度相同，且字符順序相連，字符之間沒有間隙。起始位和結(jié)束位的作用是實現(xiàn)字符的同步，字符之間的間距是任意的，但發(fā)送一個字符時，每個字符包含的位數(shù)都是相同的，且每一位占用的時間長度是雙方約定好的，而且保持各位都恒定不變。每個字符在傳輸時都在字符前加上起始位和在字符后加上結(jié)束位，以表示一個字符的開始和結(jié)束。 20 數(shù)據(jù)傳輸方式 發(fā) 送 接 收發(fā) 送接 收發(fā) 送接 收發(fā) 送接 收發(fā) 送接 收（ a ） 單 工 通 信（ b ） 半 雙 工 通 信（ c ） 全 雙 工 通 信圖 27 三種通信方式。 19 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 半雙工通信 –半雙工通信是指兩個通信設(shè)備間的信息交換可以雙向進行，但不能同時進行。 18 數(shù)據(jù)傳輸方式 ? 單工、半雙工和全雙工 – 1． 單工通信 –單工通信是指在兩個通信設(shè)備間，信息只能沿著一個方向被傳輸。 發(fā) 送 設(shè) 備 接 收 設(shè) 備T X R X0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1圖 26 串行傳輸 17 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 串行傳輸 –相對于并行傳輸，串行傳輸?shù)男实?，傳輸速率慢，但由于只有一條信道，減少了設(shè)備的成本，且易于實現(xiàn)與維護。 16 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 串行傳輸 –串行傳輸就是將比特流逐位在一條信道上傳送。 發(fā)送設(shè)備接收設(shè)備D 0D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1圖 25 并行傳輸 15 數(shù)據(jù)傳輸方式 ? 并行、串行傳輸 – 1． 并行傳輸 –并行傳輸?shù)膬?yōu)點在于傳送速率高，發(fā)收雙方間不存在字符同步的問題，缺點是需要多個并行信道，增加了設(shè)備的成本，而且并行線路的電平相互干擾也會影響傳輸質(zhì)量，不適合做較長距離的通信，主要用于計算機內(nèi)部或同一系統(tǒng)設(shè)備間的通信。 –為計算帶寬，需要從頻率范圍內(nèi)將最高頻率減去最低頻率。 時 間信 號 值圖 24 數(shù)字信號 13 數(shù)據(jù)通信基本概念 ? 信道與帶寬 – 1． 信道 –信道是通信雙方以傳輸介質(zhì)為基礎(chǔ)的傳輸信息的通道，它是建立在通信線路及其附屬設(shè)備（如收發(fā)設(shè)備）上的。 11 數(shù)據(jù)通信基本概念 – 4． 模擬信號和數(shù)字信號 –模擬信號是在一定范圍內(nèi)可以連續(xù)取值的信號，是一種連續(xù)變化的電信號，它可以不同頻率在介質(zhì)上傳輸，如正弦波信號。 –當數(shù)據(jù)采用離散的電信號方式表達時，這樣的數(shù)據(jù)就是數(shù)字數(shù)據(jù) 。 10 數(shù)據(jù)通信基本概念 – 3． 數(shù)字數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù) –信號是數(shù)據(jù)的具體物理表示，具有確定的物理描述，信號是數(shù)據(jù)的電編碼、電磁編碼或其它編碼等。 9 數(shù)據(jù)通信基本概念 – 2． 信號 –信號是數(shù)據(jù)的具體物理表示，具有確定的物理描述，信號是數(shù)據(jù)的電編碼、電磁編碼或其它編碼等。 –信息則是數(shù)據(jù)的具體內(nèi)容和解釋，有具體的意義。由于網(wǎng)絡(luò)中絕大多數(shù)信息都是雙向傳輸?shù)?，所以在大多?shù)情況下，信源也作為信宿，信宿也作為信源；編碼器也具有譯碼功能，譯碼器也應能編碼，因此通稱編碼譯碼器；同樣調(diào)制器也能解調(diào)，解調(diào)器也能調(diào)制，因此通稱為調(diào)制解調(diào)器。譯碼器的功能是在接收端完成編碼的反過程。發(fā)送端的信號變換器可以是編碼器或調(diào)制器，接收端的信號變換器相對應的就是譯碼器或解調(diào)器。 5 數(shù)據(jù)通信基本概念 – 2． 信號變換器 –信號變換器的作用是將信源發(fā)出的信息變換成適合在信道上傳輸?shù)男盘枴? 圖 21簡單的數(shù)據(jù)通信模型 4 數(shù)據(jù)通信基本概念 – 1．信源和信宿 –信源就是信息的發(fā)送端，是發(fā)出待傳送信息的設(shè)備；信宿就是信息的接收端，是接收所傳送信息的設(shè)備。 3 數(shù)據(jù)通信基本概念 ? 簡單的通信模型 – 通信系統(tǒng)的基本作用是在發(fā)送方 (信源 )和接收方 (信宿 )之間傳遞和交換信息。數(shù)據(jù)通信是兩實體間的數(shù)據(jù)傳輸和交換，在計算機網(wǎng)絡(luò)中占有十分重要的地位，它是通過各種不同的方式和傳輸介質(zhì)，把處在不同地理位置的終端與主計算機或計算機與計算機連接起來，從而完成數(shù)據(jù)傳輸、信息交換和通信處理等任務。第 2章 數(shù)據(jù)通信技術(shù)基礎(chǔ) 2 數(shù)據(jù)通信技術(shù)的發(fā)展與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)密切相關(guān)，是促進計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的重要因素之一。因此，學習計算機網(wǎng)絡(luò)，必然涉及許多關(guān)于數(shù)據(jù)通信的問題，數(shù)據(jù)通信的任務是利用通信媒體傳輸信息。本章重點介紹與計算機網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的數(shù)據(jù)通信的基本概念、數(shù)據(jù)傳輸方式、多路復用技術(shù)、數(shù)據(jù)交換技術(shù)和差錯控制技術(shù)等內(nèi)容，主要是為計算機網(wǎng)絡(luò)的學習和實踐打好基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本組成有三要素：信源、信宿和信道。大部分信源和信宿設(shè)備都是計算機或其他數(shù)據(jù)終端設(shè)備。 圖 22 信號變換器的作用 6 數(shù)據(jù)通信基本概念 – 2． 信號變換器 –對應不同的信源和信宿，信號變換器有不同的組成和變換功能。 –編碼器的功能是把信源或其他設(shè)備輸入的信息作相應的變換，使之成為適合在通信信道上傳輸?shù)男盘枴? 7 數(shù)據(jù)通信基本概念 – 2． 信號變換器 –調(diào)制器的作用是把信源輸入的二進制脈沖信號變換（調(diào)制）成模擬信號，以便在模擬信道上進行遠距離傳輸；解調(diào)器的作用是反調(diào)制，即把接收端接收的模擬信號還原成二進制脈沖數(shù)字信號。 8 數(shù)據(jù)通信基本概念 ? 數(shù)據(jù)、信息和信號 – 1． 數(shù)據(jù)與信息 –數(shù)據(jù)是由數(shù)字、字符和符號等組成，可以用來描述任何概念和事物，是傳送信息的載體。信息是數(shù)據(jù)經(jīng)過加工處理后得到的，即信息是按一定要求以一定格式組織起來的、具有一定意義的數(shù)據(jù)。 –信號可以分為模擬信號和數(shù)字信號。 –信號可以分為模擬信號和數(shù)字信號。 –當數(shù)據(jù)采用電波表示時這樣的數(shù)據(jù)就是 模擬數(shù)據(jù) 。 時 間信 號 值圖 23 模擬信號 12 數(shù)據(jù)通信基本概念 – 4． 模擬信號和數(shù)字信號 –數(shù)字信號是一種離散的脈沖序列，它的取值是有限個數(shù)，它以恒定的正電壓／負電壓或正電壓／ 0電壓，表示 “ 1”、 “ 0” ，可以用不同的位速率在介質(zhì)上傳輸，如脈沖信號。 – 2． 帶寬 –信道的帶寬是指信道中能夠傳送的信號的頻率范圍。 14 數(shù)據(jù)傳輸方式 ? 并行、串行傳輸 – 1． 并行傳輸 –并行傳輸是指數(shù)字信號以成組的方式在多個并行信道上傳輸，數(shù)據(jù)由多條數(shù)據(jù)線同時傳送與接收，每個比特使用單獨的一條線路。 –常見的并行傳輸如計算機與打印機之間的數(shù)據(jù)傳輸。各數(shù)據(jù)位依次串行地通過通信線路。串行傳輸使用于覆蓋面很廣的公共電話網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所以在現(xiàn)行的計算機網(wǎng)絡(luò)通信中，串行通信應用非常廣泛。 –采用單工通信時，在通信設(shè)備雙方中，一方為發(fā)送設(shè)備，另一方為接收設(shè)備。 – 3． 全雙工通信 –全雙工通信是指兩個通信設(shè)備間可以同時進行兩個方向上的信息傳輸。 21 數(shù)據(jù)傳輸方式 ? 異步傳輸與同步傳輸方式 – 1． 異步傳輸 –異步傳輸方式又稱為起止式同步方式，它是以字符為單位進行傳輸?shù)?，即每個字符都獨立傳送，且每一字符的起始時刻可以為任意。 –一般起始位信號的長度規(guī)定為 1位的寬度，極性為 “ 0” ，結(jié)束位信號可以為 1位、 2位的寬度，極性為 “ 1” ，其長度的選取與所采用的傳輸代碼類型有關(guān)。 22 數(shù)據(jù)傳輸方式 ? 異步傳輸與同步傳輸方式 – 1． 異步傳輸 起 始 位1 0 0 1011 0結(jié) 束 位圖 28 異步傳輸方式 23 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 同步傳輸 –同步傳輸方式是以固定的時鐘節(jié)拍來連續(xù)串行發(fā)送數(shù)字信號的一種方法。為使接收方能夠從連續(xù)不斷的數(shù)據(jù)流中正確區(qū)分出每一位（比特），則需要先建立收發(fā)雙方的同步時鐘。因此，同步傳輸方式又常被稱為比特或位同步。為了使接收方容易確定數(shù)據(jù)組的開始和結(jié)束，需要在每組數(shù)據(jù)的前后加上特定字符作為起始和結(jié)束標志，同時還可以用這些標志來區(qū)分和隔離連續(xù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。 25 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 同步傳輸 –例如：在面向比特的高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程 HDLC中，是采用比特串 01111110作為起始和結(jié)束標志。 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0數(shù) 據(jù)同 步 字同 步 字圖 29同步傳輸方式 26 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 同步傳輸 –實現(xiàn)同步傳輸方式的收發(fā)時鐘同步方法有兩種：外同步法和自同步法。自同步法是讓接收方從接收的數(shù)據(jù)流中直接提取同步信號，以獲得與發(fā)送時鐘完全相同的接收時鐘，該方法常用于遠距離傳輸。 27 數(shù)據(jù)傳輸方式 ? 基帶傳輸與數(shù)字信號編碼 – 1． 基帶傳輸 –在數(shù)據(jù)通信中，由計算機或終端等數(shù)字設(shè)備產(chǎn)生的、未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字數(shù)據(jù)相對