数据通信与计算机网络--03数据通信

时钟
0100 1100 011
NRZ
Manchester
差分 Manchester
第3讲 数据 通信基础(2)
4B/5B编码： 采用NRZI方式用5位信号传4位信息 （信号与时钟同步传） 利用率提高至80%。 5位信号的剩余部分可用于控制， 00000-线路断，11111-线路空，00100中止
第3讲 数据
数字或 模拟
数字信号
g(t) Decoder
数字或 模拟
调制
s(t)
m(t)
Modulator 数字或 模拟
模拟信号
p P—调制参数
m(t)
Demodulator 数字或 模拟
第3讲 数据
数字信号的调制编码 通信基础(2)
三种常用的调制技术： 1） 幅移键控ASK(Amplitude Shift Keying)，调幅 2） 频移键控FSK(Frequency Shift Keying)，调频 3） 相移键控PSK(Phase Shift Keying) ，调相
基本原理：用数字信号对载波的不同参量进行调制。
载波 S(t) = A cos (t+) S(t)的参量包括： 幅度A、频率 、相位 调制就是要使这三个参量随数字基带信号的变化而变化
第3讲 数据 通信基础(2)
0 0 11 0 1 00 0 1 0
ASK调幅 FSK调频 PSK调相
第3讲 数据 通信基础(2)
曼彻斯特编码(Manchester code) 用电压的变化表示0和1。
第3讲 数据 通信基础(2)
规定在每个码元的中间发生跳变： 高 →低的跳变——0，低→高的跳变——1
∵每个码元中间都要发生跳变，接收端可将此变化 提取出来作为同步信号，使接收端的时钟与发送 设备的时钟保持一致。 ∴曼彻斯特编码也称为自同步码（Self-Synchronizing Code ）。它具有自同步机制，无需外同步信号。 缺点：需要双倍的传输带宽（即信号速率是数据速 率的2倍）。
3.2
3.9 2.8
3.4
4.2
1.2
PCM 脉冲
3
4
3
（有量化误差）
3
4
1
011 100 011 011 001 100
PCM 输出 011100011011001100
1）采样——按一定间隔对语音信号进行采样 2）量化——对每个样本舍入到量化级别上 3）编码——对每个舍入后的样本进行编码
第3讲 数据
编码后的信号称为PCM（Pulse Coded Modulation）信 通信基础(2) 号（脉码调制信号）
采样时钟 PAM 信号
PCM 信号
模拟话音
采样电路
量化和编码
课堂讨论：
数据如何用电信号表示？ 信号如何传输？
现代教学方法与手段：
投影 PowerPoint幻灯课件
复习（提问）： 通信系统模型？
带宽和传输速率？
第3讲 数据 通信基础(2)
第3讲 数据
第2章 数据通信基础 通信基础(2)
2.3传输技术 2.4 物理层接口技术
传输技术
模拟传输与数字传输 数字调制技术 模拟信号的脉冲调制 数字信号的编码技术 多路复用技术
频分复用技术 时分复用技术 波分复用技术
第3讲 数据 通信基础(2)
第3讲 数据 通信基础(2)
不同类型的信号在不同类型的信道上传输有4种 组合，每一种相应地需要进行不同的编码处理。
数据：模拟数据、数字数据
信号：模拟信号、数字信号
信道：模拟信道、数字信道
• 模拟传输和数字传输
第3讲 数据 通信基础(2)
第3讲 数据 通信基础(2)
第3讲 数据通信基础（2）
课时授课计划 课 程 内容
第3讲 数据 通信基础(2)
பைடு நூலகம்内容：
调制与编码技术 多路复用技术 物理层模型 物理层接口标准举例
目的与要求：
掌握调制和解调技术、编码与解码技术； 掌握多路复用技术； 了解物理层接口标准；
重点与难点：
重点：调制与编码技术、多路复用技术； 难点：多路复用技术。
5位编码 10010 10011 10110 10111 11010 11011 11100 11101
第3讲 数据
模拟信号的脉码调制 通信基础(2)
奈奎斯特定理（采样定理）：
如果连续变化的模拟信号最高频率为F，若以2F 的采样频率对其采样，则采样得到的离散信号 序列就能完整地恢复出原始信号。
语音信号要在数字线路上传输，必须将语音信号转换 成数字信号。这需要经过三个步骤：
4B/5B编码 通信基础(2) (解决连续0问题：头0<2,尾0<3)
4位数据符号
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
5位编码 11110 01001 10100 10101 01010 01011 01110 01111
4位数据符号
1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
模拟数据，模拟信号
话音
模拟
模拟传输
模拟数据，数字信号
模拟
数字 CODEC
数字数据，模拟信号
数字
1010
模拟 Modem
数字数据，数字信号
数字
1010
数字 数字编码
•编码和调制
用数字信号承载数字或模拟数据——编码 用模拟信号承载数字或模拟数据——调制
第3讲 数据 通信基础(2)
编码
x(t)
g(t) Encoder
开关1 开关2
输出 +
运算放大器
FSK调制原理图
第3讲 数据
数字数据的数字信号编码 通信基础(2)
不归零制(NRZ，Non-Return to Zero) 二进制数字0、1分别用两种电平来表示。
常用－5V表示1，＋5V表示0。
缺点：存在直流分量，传输中不能使用变压器； 不具备自同步机制，必须使用外同步。
--话音信道带宽<4KHz --采样时钟频率：8KHz (> 2倍话音最大频率) --量化级数：256级 (8位二进制码表示) --数据率：8000次/s*8bit = 64Kb/s
∴每路PCM信号的速率 = 64000bps
数声字音化
PCM转换过程举例
第3讲 数据 通信基础(2)
原始信号
PAM脉冲
第3讲 数据 通信基础(2)
差分曼彻斯特编码(Differential Manchester code) 与曼彻斯特编码相同，在每个码元的中间，信号 都会发生跳变；不同之处在于： 用在码元开始处有无跳变来表示0和1 ： 码元开始处有跳变——0 码元开始处无跳变——1
三种数字编码的波形图
第3讲 数据 通信基础(2)