单线实现同步传输曼彻斯特编码
计算机网络概述
计算机网络概述计算机网络的形成和发展：（1）第一代－面向终端。
特点是面向终端－一台主机面对多个终端；除了主机，其余终端设备都没有自主处理能力；（2）第二代：以通信子网为中心。
分组交换技术，使得计算机间通信得以实现。
特点是计算机网络称为以通信子网为中心得计算机－计算机间得通信。
结构分为由主机组成得用户子网和通信处理机组成得通信子网组成；（3）第三代－网络体系结构与协议标准化。
标志是网络体系结构得形成与标准化，在这一时期，局域网技术也出现突破进展；（4）第四代－高速化、综合化。
代表是宽带综合业务数字网B－ISDN。
高速化是指网络具有宽频带和低时延，采用光缆做介质可实现宽频带，采用快速交换技术保证低时延。
综合化是指将语言、视频、图像、数据多种业务综合到一个网络中去。
//目前，从概念结构看，Internet属于第三代。
计算机网络的四个特征：（1）具有共享能力。
支持网上所有主机共享网络资源；（2）互连的计算机应该是独立的计算机。
网上计算机没有明确的主从关系，可联机工作，也可脱机工作；（3）具有网络管理和控制的一系列网络协议。
网上计算机要有网络协议作为约定和标准；（4）通信网是计算机网络的一个基本要素，是连接计算机，并构成计算机网络的主要组成部分。
计算机网络的构成（13类：访问节点、转接节点、混合节点。
访问节点也称端节点或站点，是拥有计算机资源的用户设备；转接节点也称中间节点，有通信资源和通信能力，入集中器、交换机、路由、集线器；混合节点也称全功能节点。
②链路是两节点之间承载信息和数据的线路。
可用各种传输介质实现。
分为物理链路和逻辑链路。
物理链路是一条点到点的物理线路，中间没有交换节点；逻辑链路是具有数据传输控制能力，在逻辑起作用的物理链路。
//只有在逻辑链路上才能真正传输数据，物理链路是逻辑链路形成的基础，当采用多路复用时，一条物理链路可以形成多条逻辑链路。
（2）计算机网络的用户子网和通信子网。
①用户子网/资源子网。
基于FPGA的曼彻斯特编解码实现
基于FPGA的曼彻斯特编解码实现
徐鲁
【期刊名称】《信息技术与信息化》
【年(卷),期】2022()4
【摘要】石油测井中为了安全稳定的实现地面收发系统,井下收发终端及相关仪器的工作,信道的传输是保证仪器正常工作非常关键的部分。
井下环境复杂,信号容易出现失真、传输错乱、同步错误等各种情况,为了减小和消除相关影响,选择一种在井下复杂环境仍能有效传输相关信号的方式是很有必要的。
曼彻斯特码数据与时钟统一编码拥有足量的时钟信息,无直流分量,十分适合复杂环境的数据传输工作。
针对相关传输问题基于曼彻斯特编解码技术提出一种适用于石油井下的数据传输方案,针对传统测井地面系统采用专用芯片实现曼彻斯特码编码解码的不足,以ALTERA 公司的EP4CE6F17C8N现场可编程逻辑门阵列即FPGA为核心芯片实现曼彻斯特码数据编码解码的设计方法。
利用Modelsim仿真软件对程序时序进行仿真验证,确保了时序的正确,验证了基于EP4CE6F17C8N芯片的编解码程序的设计方法是有效的。
【总页数】4页(P142-145)
【作者】徐鲁
【作者单位】长江大学
【正文语种】中文
【中图分类】TN9
【相关文献】
1.基于FPGA的曼彻斯特码编解码器的实现
2.基于FPGA的1553B总线曼彻斯特编解码器设计与实现
3.用FPGA实现曼彻斯特编解码
-STD-1553B总线曼彻斯特编解码器的FPGA实现
5.基于FPGA的曼彻斯特编解码器设计与实现
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通信原理实验15曼彻斯特码编解码实验
实验十五曼彻斯特码编解码实验实验内容1. 熟悉曼彻斯特码编码实验2．熟悉曼彻斯特码译码实验一、实验目的1．掌握曼彻斯特码的编解码规则的过程2．掌握曼彻斯特码的编解码原理3. 学习通过CPLD编程实现曼彻斯特码编译码实验二、实验电路工作原理在实际的基带传输系统中，并不是所有码字都能在信道中传输。
例如，含有直流和低频成分的基带信号就不适宜在信道中传输，因为它有可能造成信号严重畸变。
同时，一般基带传输系统都从接收到的基带信号流中提取收定时信号，而收定时信号却又依赖于传输的码型，如果码型出现长时间的连“0”或连“1”符号，则基带信号可能会长时间的出现0电位。
从而使收定时恢复系统难以保证收定时信号的准确性。
实际的基带传输系统还可能提出其它要求，因而对基带信号也存在各种可能的要求。
归纳起来，对传输用的基带信号的主要要求有两点：①对各种代码的要求，期望将原始信息的符号编制成适合于传输用的码型，②对所传码型的电波波形要求，期望电波波形适宜于在信道中传输。
前一问题称为传输码型选择，后一问题称为基带脉冲的选择。
这是两个既有独立性又有联系的问题，也是基带传输原理中十分重要的两个问题。
传输码（又称线路码）的结构将取决于实际信道特性和系统工作的条件。
在较为复杂的基带传输系统中，传输码的结构应具有下列主要特性：①能从其相应的基带信号中获取定时信息；②相应的基带信号无直流成分和只有很小的低频成分；③不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；④尽可能地提高传输码型的传输效率；⑤具有内在的检错能力，等等。
曼彻斯特码（Manchester code）又称裂相码、双向码，是一种用电平跳变来表示1或0的编码，它是计算机网络中常用的两种编码方法（曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码）。
未经编码的二进制基带数字信号就是高电平和低电平不断交替的信号。
至于用低电平代表1或0都是可以的。
使用这种最简单的基带信号的最大问题就是当出现一长串的连1或0时，在接收端无法收到的比特流中提取位同步信号。
曼彻斯特编码
曼彻斯特编码曼彻斯特编码（Manchester Encoding），也叫做相位编码(PE)，是⼀个曼彻斯特编码同步时钟编码技术，被物理层使⽤来编码⼀个同步位流的时钟和数据。
曼彻斯特编码被⽤在以太⽹媒介系统中。
曼彻斯特编码提供⼀个简单的⽅式给编码简单的⼆进制序列⽽没有长的周期没有转换级别，因⽽防⽌时钟同步的丢失，或来⾃低频率位移在贫乏补偿的模拟链接位错误。
在这个技术下，实际上的⼆进制数据被传输通过这个电缆，不是作为⼀个序列的逻辑1或0来发送的（技术上叫做反向不归零制(NRZ)）。
相反地，这些位被转换为⼀个稍微不同的格式，它通过使⽤直接的⼆进制编码有很多的优点。
曼彻斯特编码，常⽤于局域⽹传输。
在曼彻斯特编码中，每⼀位的中间有⼀跳变，位中间的跳变既作时钟信号，⼜作数据信号；从⾼到低跳变表⽰"1"，从低到⾼跳变表⽰"0"。
还有⼀种是差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，⽽⽤每位开始时有⽆跳变表⽰"0"或"1"，有跳变为"0"，⽆跳变为"1"。
对于以上电平跳变观点有歧义：关于曼彻斯特编码电平跳变，在雷振甲编写的＜＜⽹络⼯程师教程＞＞中对曼彻斯特编码的解释为：从低电平到⾼电平的转换表⽰1，从⾼电平到低电平的转换表⽰0，模拟卷中的答案也是如此，张友⽣写的考点分析中也是这样讲的，⽽《计算机⽹络（第4版）》中（P232页）则解释为⾼电平到低电平的转换为1，低电平到⾼电平的转换为0。
清华⼤学的《计算机通信与⽹络教程》《计算机⽹络（第4版）》采⽤如下⽅式：曼彻斯特编码从⾼到低的跳变是 0 从低到⾼的跳变是 1。
两种曼彻斯特编码是将时钟和数据包含在数据流中，在传输代码信息的同时，也将时钟同步信号⼀起传输到对⽅，每位编码中有⼀跳变，不存在直流分量，因此具有⾃同步能⼒和良好的抗⼲扰性能。
但每⼀个码元都被调成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的1/2。
曼彻斯特
摘要在电信领域，曼彻斯特码是一种数据通讯线性码，它的每一个数据比特都是由至少一次电压转换的形式所表示的。
曼彻斯特编码因此被认为是一种自定时码。
自定时意味着数据流的精确同步是可行的。
每一个比特都准确的在一预先定义时间时期的时间中被传送。
曼彻斯特编码已经被许多高效率且被广泛使用的电信标准所采用，例如以太网电讯标准. 曼彻斯特编码是一种超越传统数字传输的信道编码技术，由于其具有隐含时钟、去除了零频率信号的特性使得它在石油勘探测井中得到广泛的应用。
报告论述了曼彻斯特码的原理，介绍了其编码规则。
对其特点和应用范围进行了说明。
提出了曼彻斯特编解码方案，重点运用VHDL语言对同步信号提取电路进行了硬件仿真。
以及对使用Protel软件绘制电路图进行了介绍。
系统成功实现了曼彻斯特码数据传送的要求而且电路简单，性能稳定。
关键词：曼彻斯特码,同步信号,VHDL仿真ABSTRACT第一章绪论1.1 项目背景测井技术发展到今天，已经发生了很大的变化：一是由模拟测井技术发展到了数字测井技术；二是由数字测井技术发展到了数控测井技术。
进入90年代，成像测井技术获得了较大的发展，测井系统中需要传送的数据信息量越来越大，为此必须解决数据的高速传输与正确接收两个问题，如相关编码技术、缆芯多路复用技术、基带均衡技术等用以提高数据传输速率和降低误码率.在测井数据传输系统中，由于曼彻斯特码既能提供足够的定时分量，又无直流漂移，编码过程相对简单，因而曼彻斯特（Manchester）码是测井数据传输中常用的编码方式之一。
曼彻斯特码，又称数字双相码或分相码。
在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示”1″，从低到高跳变表示”0″。
曼彻斯特编码是将时钟和数据包含在数据流中，在传输代码信息的同时，也将时钟同步信号一起传输到对方，每位编码中有一跳变，不存在直流分量，因此具有自同步能力和良好的抗干扰性能。
锐能微科技单线通讯协议
择命令
0xEA 0xEA 0xEA
0xEA
WDATA 0xE5 0xDC 0x5A
0xA5
弃进位，最 后的结果按 位取反
向地址为 REG_ADR[6:0]的寄 存器中写数据。
见 RN8203/RN8209 用户手册特 殊命令章节。 电流通道选择命令只对 RN8209 有效。
图 1-6 是一个数据（DATA）长度为 2 字节的写操作的时序图，图 1-7 是一个数据（DATA） 长度为 2 字节的读操作的时序图，这两个图是从总线主设备的角度来描述操作的过程。
2 RSIO编程模型.........................................................................................................................7 2.1 单片机资源需求...........................................................................................................7 2.2 写数据过程...................................................................................................................8 2.3 读数据过程...................................................................................................................9 2.3 单片机程序例程.........................................................................................................10
曼彻斯特码
曼彻斯特码Manchester code (又称裂相码、双向码），一种用电平跳变来表示1或0的编码，其变化规则很简单，即每个码元均用两个不同相位的电平信号表示，也就是一个周期的方波，但0码和1码的相位正好相反。
其对应关系为：0--》011--》10信码0 1 0 0 1 0 1 1 0双向码01 10 01 01 10 01 10 10 01曼彻斯特编码是一种自同步的编码方式，即时钟同步信号就隐藏在数据波形中。
在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示"1"，从低到高跳变表示"0"。
还有一种是差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示"0"或"1"，有跳变为" 0"，无跳变为"1"。
两种曼彻斯特编码是将时钟和数据包含在数据流中，在传输代码信息的同时，也将时钟同步信号一起传输到对方，每位编码中有一跳变，不存在直流分量，因此具有自同步能力和良好的抗干扰性能。
但每一个码元都被调成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的1/2。
曼彻斯特编码曼彻斯特编码（Manchester Encoding），也叫做相位编码(PE)，是一个同步时钟编码技术，被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。
曼彻斯特编码被用在以太网媒介系统中。
曼彻斯特编码提供一个简单的方式给编码简单的二进制序列而没有长的周期没有转换级别，因而防止时钟同步的丢失，或来自低频率位移在贫乏补偿的模拟链接位错误。
在这个技术下，实际上的二进制数据被传输通过这个电缆，不是作为一个序列的逻辑1或0来发送的（技术上叫做反向不归零制(NRZ)）。
相反地，这些位被转换为一个稍微不同的格式，它通过使用直接的二进制编码有很多的优点。
曼彻斯特编码，常用于局域网传输。
物理层协议
物理层协议1. 引言物理层是计算机网络体系结构中的第一层，负责将逻辑数据转换为物理信号并通过通信媒体传输。
为确保可靠和高效的数据传输，物理层需要遵循一定的协议。
本文将介绍物理层协议的基本概念、功能和工作原理，以及常见的物理层协议。
2. 物理层协议的概念和功能物理层协议是指在物理层上制定的一组规则和约定，用于确保不同设备之间的数据传输能够在通信媒体上进行。
物理层协议主要有以下几个功能：•信号传输：物理层协议负责将数字信号（0和1）转换为模拟信号，通过物理介质（如电缆、光纤等）进行传输。
•数据编码：为了提高数据传输的可靠性和抗干扰能力，物理层协议需要对数据进行编码和调制。
常见的编码方式包括非归零编码、曼彻斯特编码等。
•时钟同步：物理层协议需要确保发送方和接收方的时钟同步，以便正确解析传输的数据。
•帧同步：物理层协议需要确保发送方和接收方的数据帧同步，以便正确划分和解析数据帧。
3. 常见的物理层协议3.1 EthernetEthernet是一种常用的局域网物理层协议，基于CSMA/CD（载波监听多点接入/碰撞检测）技术。
它采用4对双绞线作为传输介质，支持不同传输速率（如10Mbps、100Mbps、1Gbps等）。
Ethernet协议定义了数据帧的格式、帧同步机制、传输介质的电气和物理特性等。
Ethernet协议采用非归零编码进行数据传输，同时使用曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码进行时钟同步。
在数据传输过程中，如果检测到碰撞，则通过CSMA/CD机制进行碰撞检测和重传。
3.2 Wi-FiWi-Fi是一种无线局域网物理层协议，基于无线电波进行数据传输。
Wi-Fi协议定义了数据帧的格式、传输介质的频段和调制方式，以及接入点和终端之间的认证和加密机制。
Wi-Fi协议采用OFDM（正交频分复用）技术进行数据传输，可以实现高速数据传输和抗干扰能力。
同时，Wi-Fi协议还支持多信道和MIMO（多输入多输出）技术，提高无线传输的带宽和可靠性。
曼彻斯特编码
数字数据编码在数字信道中传输计算机数据时，要对计算机中的数字信号重新编码就行基带传输，在基带传输中数字数据的编码包括一、非归零码：nonreturn to zero code (NRZ)一种二进制信息的编码，用两种不同的电联分别表示“1”和“0”，不使用零电平。
信息密度高，但需要外同步并有误码积累。
0：低电平1：高电平二.曼彻斯特编码：曼彻斯特编码（Manchester Encoding），也叫做相位编码(PE)，是一个同步时钟编码技术，被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。
曼彻斯特编码被用在以太网媒介系统中。
曼彻斯特编码提供一个简单的方式给编码简单的二进制序列而没有长的周期没有转换级别，因而防止时钟同步的丢失，或来自低频率位移在贫乏补偿的模拟链接位错误。
在这个技术下，实际上的二进制数据被传输通过这个电缆，不是作为一个序列的逻辑1或0来发送的（技术上叫做反向不归零制(NRZ)）。
相反地，这些位被转换为一个稍微不同的格式，它通过使用直接的二进制编码有很多的优点。
曼彻斯特编码，常用于局域网传输。
在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从低到高跳变表示"0"，从高到低跳变表示"1"。
还有一种是差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示"0"或"1"，有跳变为"0"，无跳变为"1"。
对于以上电平跳变观点有歧义：关于曼彻斯特编码电平跳变，在雷振甲编写的＜＜网络工程师教程＞＞中对曼彻斯特编码的解释为：从低电平到高电平的转换表示1，从高电平到低电平的转换表示0，模拟卷中的答案也是如此，张友生写的考点分析中也是这样讲的，而《计算机网络（第4版）》中（P232页）则解释为高电平到低电平的转换为1，低电平到高电平的转换为0。
数据通信全部习题以及答案
数据通信及工业控制网络习第一章习题1计算机网络的发展经历了哪些阶段？各有什么特点？（1）面向终端的计算机通信网：其特点是计算机是网络的中心和控制者，终端围绕中心计算机分布在各处，呈分层星型结构，各终端通过通信线路共享主机的硬件和软件资源，计算机的主要任务还是进行批处理，在20世纪60年代出现分时系统后，则具有交互式处理和成批处理能力。
（2）分组交换网：分组交换网由通信子网和资源子网组成，以通信子网为中心，不仅共享通信子网的资源，还可共享资源子网的硬件和软件资源。
网络的共享采用排队方式，即由结点的分组交换机负责分组的存储转发和路由选择，给两个进行通信的用户段续（或动态）分配传输带宽，这样就可以大大提高通信线路的利用率，非常适合突发式的计算机数据。
（3）形成计算机网络体系结构：为了使不同体系结构的计算机网络都能互联，国际标准化组织ISO提出了一个能使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架—开放系统互连基本参考模型OSI.。
这样，只要遵循OSI标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循同一标准的其他任何系统进行通信。
（4）高速计算机网络：其特点是采用高速网络技术，综合业务数字网的实现，多媒体和智能型网络的兴起。
2利用计算机网络可以共享的资源包括：硬件、软件、数据资源。
3计算机网络有那几个部分组成？几何构成：拓扑结构=节点+链路。
物理构成：软件+硬件。
逻辑构成：通信子网+资源子网。
4按照覆盖的地理范围，计算机网络可以分为：局域网LAN，广域网W AN，城域网MAN。
按系统归属分为：公共网CBX，专用网PBX。
按照逻辑功能分为：通信子网，资源子网。
5计算机网络的拓扑结构有哪几种？环形，星型，总线型，树型，网状型。
第二章习题1一个数据通信系统由三个部分组成，它们是？源系统（发送端）、传输系统（传输网络）和目的系统（接收端）。
2按信号的特征分，通信系统可分为：模拟通信，数字通信3通信系统按通信方式分为三种，它们是？单工，半双工，双工4对于带宽为4KHz的通信信道，如果采用16种不同的物理状态来表示数据，信道的信噪比为30dB，按照奈圭斯特定理，信道的最大传输速率是多少？按照香农定理，信道的最大传输速率是多少？奈奎斯特：C=2H*log（2）N。
曼彻斯特编码 和 奈氏准则
曼彻斯特编码和奈氏准则全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：曼彻斯特编码和奈氏准则是通信和信息处理领域中的两个重要概念，它们在数字信号处理和编码理论中起着重要作用。
曼彻斯特编码和奈氏准则都是为了提高数据传输的可靠性和稳定性而设计的，下面将分别对这两个概念进行详细介绍。
曼彻斯特编码是一种数字信号编码技术，也被称为差分曼彻斯特编码。
它通过在每个位周期中改变电平来表示数字信号的逻辑值，从而实现了信号的同步和时序的恢复。
曼彻斯特编码的特点是在每个位周期的中点处总是发生电平的变化，通过这种方式来实现信号的同步和错误检测。
曼彻斯特编码能够避免长时间没有信号变化造成的定时误差，提高了数据传输的稳定性和可靠性。
奈氏准则是由著名的通信工程师哈里·奈氏提出的一个准则，用于判断信号的最大传输速率。
奈氏准则认为，在信道的信噪比达到一定值后，信号的传输速率将达到最大值，再增大信噪比将不会再提高传输速率。
奈氏准则的本质是要在信噪比和传输速率之间找到一个平衡点，从而实现最佳的性能表现。
奈氏准则在通信系统设计和优化中起着非常重要的作用，帮助工程师确定最优的传输参数。
第二篇示例：曼彻斯特编码（Manchester code）是一种常见的双极性线路编码技术，被广泛应用于数字通信系统中。
曼彻斯特编码能够提高数据传输的可靠性和抗干扰能力，同时也能够简化时钟信号的提取过程。
而奈氏准则则是用来评估数字通信系统的性能和质量的准则之一，通过对系统的不同性能指标进行量化分析，可以更好地评估系统的工作状态和稳定性。
曼彻斯特编码的基本原理是将每个比特时间分成两个相等的时间段，分别用高电平和低电平表示。
当数据位为1时，信号先跳变到高电平，然后跳变到低电平；当数据位为0时，信号先跳变到低电平，然后跳变到高电平。
这种编码方式确保了信号在每个比特时间内都会有跳变，从而可以减少数据传输过程中的误码率。
曼彻斯特编码还可以简化时钟信号的提取，因为每个比特都有唯一的跳变点，接收端可以根据这些跳变点来精确地确定时钟信号的位置。
曼彻斯特编码
曼彻斯特编码
曼彻斯特编码（Manchester encoding）是一种数字通信中常用的线路编码方法，用于将数字信号转换为线路电压的变化。
曼彻斯特编码的特点是，每个二进制位都会在时钟的上升沿或下降沿上产生一次电压变化，从而实现数据的同步和传输。
具体而言，曼彻斯特编码将0表示为在时钟的上升沿上有一次电压变化，而1则表示为在时钟的下降沿上有一次电压变化。
曼彻斯特编码具有以下优点：
1. 数据同步：由于每个二进制位都有电压变化，接收方可以根据这些变化来同步数据。
2. 防止误码：曼彻斯特编码不同于传统的非归零编码，每个位都有电压变化，可以减少误码的发生。
3. 容错性强：曼彻斯特编码可以检测出一位的错误，从而提高了传输的可靠性。
然而，曼彻斯特编码也存在一些缺点：
1. 带宽占用：由于每个位都有电压变化，曼彻斯特编码的带宽要比非归零编码大一倍。
2. 传输速率：由于每个位都有电压变化，曼彻斯特编码的传输速率要比非归零编码慢一倍。
总的来说，曼彻斯特编码是一种可靠的线路编码方法，常被应用在数字通信系统中，如以太网、无线通信等。
通信协议中的数据传输方式详解
通信协议中的数据传输方式详解随着信息技术的不断发展，通信协议在现代社会中起着至关重要的作用。
通信协议旨在确保不同设备之间的有效通信，并提供数据传输的各种方式。
本文将详细介绍通信协议中的数据传输方式，并分点列出相应步骤。
一、串行传输和并行传输1. 串行传输：串行传输是指逐位地传输数据。
数据的每个位都按照顺序先后传输，这种传输方式适用于需要长距离传输的场景。
串行传输可以进一步分为同步串行传输和异步串行传输。
a. 同步串行传输：同步串行传输需要发送方和接收方之间的时钟信号同步，在时钟的控制下进行数据传输。
发送方根据时钟信号逐位传输数据，并且在每个字节的开头和结尾位置进行同步标记。
接收方通过比特同步标记来实现数据接收。
b. 异步串行传输：异步串行传输不需要时钟信号同步，而是通过在数据中添加起始位和停止位来实现数据传输。
发送方在每个字节的开头添加起始位，接收方通过检测起始位和停止位来同步数据传输。
2. 并行传输：并行传输是指同时传输多个位数据，这些数据位通过不同的通道进行传输。
并行传输可以提高数据传输的速度，适用于短距离传输的场景。
a. 并行传输的实现需要多个信号线，并且每个信号线都用来传输数据的一个位。
同时需要确保每个信号线的时序同步，以免数据丢失或产生冲突。
b. 并行传输具有较高的传输速度，但由于需要多个信号线，会增加传输线路的复杂度和成本。
二、基带传输和带通传输1. 基带传输：基带传输是指将数字信号直接传输到信道上的传输方式。
数字信号可以是二进制数据或其他数字形式的信号。
基带传输适用于短距离传输的场景，如计算机之间的数据传输。
a. 基带传输的方法有不归零码（NRZ）、非归零码（RZ）、曼彻斯特编码等。
这些编码方式根据传输的不同规则来进行数据传输和解码，以确保数据的可靠传输。
2. 带通传输：带通传输是指将数字信号转换成模拟信号进行传输，并在传输结束后再次将模拟信号转换为数字信号。
带通传输适用于远距离传输场景，如无线通信。
数据传输的同步技术
模拟 电话机
传输数字信号
模拟信号 程控
交换机
模拟 电话机
模拟信号
模拟 电话机
计算机 Modem
模拟信号
公用电话交换网
模拟信号 Modem 计算机
模拟信号
数字信号 PCM编码
PCM的工作原理
脉冲编码调制包括三部分：采样、量化和编码。 采样 每隔一定的时间间隔，采集模拟信号的瞬时电平值做为样本， 表示模拟数据在某一区间随时间变化的值。 量化 量化是将取样样本幅度按量化级决定取值的过程。 量化级可以分为8级、16级，或者更多的量化级，这取决于系统 的精确度要求。 编码 编码是用相应位数的二进制代码表示量化后的采样样本的量级。
数据的编码和调制技术
在计算机中，数据是以离散的二进制“0”、“1”比特序列方式 表示的。计算机数据在传输过程中的数据编码类型主要取决 于它采用的通信信道所支持的数据通信类型。
通信信道分为模拟信道和数字信道，而依赖于信道传输的数 据也分为模拟数据与数字数据。因此，数据的编码方法包括 数字数据的编码与调制和模拟数据的编码与调制。
φ=π φ=0
φ=0
φ=π
相对相移键控PSK
相位 偏移π φ不变 偏移π 偏移π φ不变 φ=0 φ=π φ=π φ=0 φ=π φ=π
多相调制
43. 信号传输中的同步问题如何解决？
43. 信号传输中的同步问题如何解决？43、信号传输中的同步问题如何解决？在当今数字化的世界中，信号传输无处不在，从我们日常使用的手机通信，到广播电视的播放，再到复杂的工业控制系统，都离不开信号的准确传输。
然而，在信号传输过程中，同步问题常常成为影响传输质量和可靠性的关键因素。
那么，究竟什么是信号传输中的同步问题？又该如何有效地解决它们呢？首先，让我们来理解一下什么是信号传输中的同步。
简单来说，同步就是指发送端和接收端在时间和频率上保持一致，使得接收端能够准确地解读发送端发送的信号。
如果同步出现问题，就好比两个人在对话时节奏完全不一致，一方说话快，一方说话慢，或者一方的语调与另一方不同，这样就会导致信息的误解和丢失。
在数字通信中，同步问题主要包括位同步、字符同步和帧同步。
位同步是确保接收端能够准确地识别每个二进制位的开始和结束；字符同步则是在传输字符数据时，保证接收端能够正确地划分字符；帧同步则是在传输数据帧时，让接收端知道每一帧的起始和结束位置。
造成信号传输中同步问题的原因是多种多样的。
其中，信号的传输延迟是一个重要因素。
信号在传输介质中传播需要一定的时间，而且不同的信号路径可能会导致不同的延迟，这就容易使接收端和发送端的时间不一致。
此外，噪声和干扰也会对同步产生影响。
噪声可能会扭曲信号的波形，使得接收端难以准确判断信号的边沿和位置，从而导致同步错误。
另外，发送端和接收端的时钟频率偏差也会引发同步问题。
如果两者的时钟频率不完全相同，随着时间的推移，累积的误差会越来越大，最终导致同步失调。
那么，面对这些同步问题，我们有哪些解决方法呢？一种常见的方法是使用同步时钟。
发送端和接收端通过一个共同的高精度时钟来控制信号的发送和接收，从而保证时间上的一致性。
这就好比两个人都看着同一个准确的时钟来行动，自然能够保持同步。
在实际应用中，常常会使用晶体振荡器来提供稳定的时钟信号。
另一种方法是采用同步信号。
发送端在发送数据的同时，额外发送一个专门用于同步的信号，接收端通过检测这个同步信号来调整自己的接收状态。
曼彻斯特编解码电路设计
中南大学本科生毕业论文（设计）题目曼彻斯特编解码电路设计学生姓名李天栋指导教师肖大光娄田心学院信息科学与工程学院专业班级通信工程03级2班完成时间2007年5月目录目录 (I)摘要 (IV)ABSTRACT (V)第一章绪论 (6)1.1项目背景 (6)1.2项目研究内容和任务 (6)1.3论文各部分主要内容 (6)第二章曼彻斯特码的原理及其编码规则 (8)2.1曼彻斯特码简介及其编码规则 (8)2.2曼彻斯特码原理 (8)2.3曼彻斯特码的应用范围 (10)2.3.1 曼彻斯特码在LAN中的应用 (12)2.3.2 曼彻斯特码在测井系统中的应用 (12)第三章曼彻斯特编解码方案 (14)3.1编码电路 (14)3.2解码电路 (20)3.3同步信号提取电路 (21)3.3.1 利用电压比较器整形曼码 (23)3.3.2 利用微分电路检出曼码跳变沿 (24)3.3.3 全波整流电路 (26)3.3.4 窄带滤波电路 (29)3.3.5 锁相环 (32)第四章运用VHDL语言对同步方法仿真 (35)4.1VHDL语言简介 (35)4.2VHDL语言仿真 (35)第五章 PROTEL软件绘制电路图简介 (38)5.1P ROTEL软件简介 (38)5.2电路图绘制 (38)第六章结论与展望 (41)参考文献 (42)致谢 (43)附录 (44)摘要在电信领域，曼彻斯特码是一种数据通讯线性码，它的每一个数据比特都是由至少一次电压转换的形式所表示的。
曼彻斯特编码因此被认为是一种自定时码。
自定时意味着数据流的精确同步是可行的。
每一个比特都准确的在一预先定义时间时期的时间中被传送。
曼彻斯特编码已经被许多高效率且被广泛使用的电信标准所采用，例如以太网电讯标准. 曼彻斯特编码是一种超越传统数字传输的信道编码技术，由于其具有隐含时钟、去除了零频率信号的特性使得它在石油勘探测井中得到广泛的应用。
报告论述了曼彻斯特码的原理，介绍了其编码规则。
习题答案--计算机网络技术(第六版)
8．简述计算机网络中常见的几种有线传输介质。
答：常见的有线传输介质有双绞线、同轴电缆、光纤三种。
双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可以减少相互间的电磁干扰。双绞线性能好、成本低、组网灵活，在网络布线系统中被普遍采用。双绞线是一种广泛使用的通信传输介质，既可以用于传输模拟信号，也可以用于传输数字信号。双绞线分为屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线两大类。
1．通信功能；
2．资源共享；
3．高可靠性；
4．提供分布处理环境；
5．集中管理与处理；
6．负载分担与均衡；
7．跨越时间和空间的障碍；
4．简述计算机网络的组成。
答：一个大型的计算机网络是一个复杂的系统。它是一个集计算机硬件设备、通信设施、软件系统以及数据处理能力为一体的，能够实现资源共享的现代化综合服务系统。
香农定理：
C=Hlog2(1+S/N),分贝(dB)的计算是:10lgS/N=20db,S/N=102,C=3K*log2101=18kbps
13.已知信道的带宽为100 kHZ，要想以1 Mbps的数据传输速率传输信号，则信噪比至少应达到多少dB？
答：C=H log2(1+S/N),1000Kbps=100k*log2(1+S/N),S/N=1023,10lgS/N=30dB
曼彻斯特码原理与应用
曼彻斯特码1 曼彻斯特原理介及其编码规则12 曼彻斯特码的各方面应用43 曼彻斯特码与差分曼彻斯特码61 曼彻斯特原理介及其编码规则Manchester编码是一种常用的基带信号编码。
它具有内在的时钟信息，因而能使网络上的每一个系统保持同步。
在Manchester编码中，时间被划分为等间隔的小段，其中每小段代表一位数据。
每一小段时间本身又分为两半，前半个时间段所传信号是该时间段传送比特值的反码，后半个时间段传送的是比特值本身。
可见在一个时间段内，其中间点总有一次信号电平的变化，因此携带有信号传送的同步信息而不需另外传送同步信号。
Manchester编码采用电平由高到低变化的下降沿代表0，电平由低到高变化的上升沿代表1；发送和接收的同步工作方式保证了信息传递的方便和可靠。
为了减少控制器与位置反馈单元之间的连线数目，信息的传递可采用两根线的串行方式。
发送端和接收端的同步靠信息脉冲串之前的同步脉冲串来实现。
在电信领域，曼彻斯特码,(也称作相位码或者PE）是一种数据通讯线性码，它的每一个数据比特都是由至少一次电压转换的形式所表示的曼彻斯特编码被图1 二进制码和曼彻斯特码对比图因此被认为是一种自定时码。
自定时意味着数据流的精确同步是可行的。
每一个比特都准确的在一预先定义时间时期的时间中被传送。
但是,今天有许许多多的复杂的编码方法(例如8B/10B编码）,在达到同等目的情况下只需要更少带宽负荷并且只有更少的同步信号相位模糊。
二进制码与曼彻斯特码波形的对比关系如图1所示。
在曼彻斯特编码中，用电压跳变的相位不同来区分1和0，即用正的电压跳变表示0，用负的电压跳变表示1。
因此，这种编码也称为相应编码。
由于跳变都发生在每一个码元的中间，接收端可以方便地利用它作为位同步时钟，因此，这种编码也称为自同步编码。
用于数字基带传输的码型种类较多，Manchester码是其中常用的一种。
Manchester码是一种用跳变沿（而非电平）来表示要传输的二进制信息（0或1），一般规定在位元中间用下跳变表示“1”，用上跳变表示“0”. 曼彻斯特编码被被认为是一种自定时码自定时意味着数据流的精确同步是可行的。
曼彻斯特编码与解码实验
计算机通信网实验一 曼彻斯特编码与解码实验一、实验目的1．掌握曼彻斯特编解码原理；2．了解如何利用曼彻斯特的时钟特征实现收/发时钟同步及其实现方法。
二、预习要求1．复习曼彻斯特编解码原理； 2．复习软件Maxpluss Ⅱ的使用方法。
三、实验原理1．编码原理在曼彻斯特编码方式中，每一位的中间有一个跳变，位中间的跳变为时钟，也作为数据。
从高电平到低电平的跳变表示数据“1”（称为“1”跳变）。
从低电平到高电平的跳变表示数据“0”（称为“0”跳变）。
因此发送时钟必须在发送数据位的中间进行采样，即发送时钟TxC 的频率应为数据TxD 频率的两倍。
2．解码原理解码可通过解码器来实现，解码器从曼彻斯特码中分离出接收数据RxD 与接收时钟RxC 。
具体方法是：解码器从曼码中分别提出“1”跳变和“0”跳变信号，但需区分位中跳变与位间跳变，前者是表示数据的跳变，后者是当数据中有连续“1”信号或连续“0”信号时产生的不反应数据特征的无效跳变。
解码器提取位中跳变后，可将其转换为二进制1212（1）D触发器在编码中的作用。
（2）D触发器的时钟信号为何用2TxC？2．解码电路（1）图中如何提取Mc中的“1”跳变和“0”跳变信号的，试解释4个非门和YH1的作用。
（2）八位移位寄存器的作用是取得延迟信号，用于封住YF门以便除去无效的位间跳Q）的输出，是否可选择用其它输出？为变。
延迟时间应如何选取？为何选用第七位（7什么？（3）移位寄存器的时钟为什么要用8TxC（TxC的8倍频信号），如选用16TxC或4TxC 将会如何？八、实验报告要求1．绘制编解码电路图（给定或自行设计均可）；2．描绘8TxC、TxC、Mc、A、B、B’、C、D、Q G1、Q G2、RxD、RxC各点信号波形图；3．回答思考题。
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单线能实现同步传输曼彻斯特编码
光纤灭”。
传输比特速率为2.5Mbit/s或其整数倍。
采样率为4KHz和12.8KHz。
光波长范围为820nm～860nm(850nm)，光缆类型为62.5/125μm多模光纤，光纤接头宜采用ST或FC接头。
数字编码采用曼彻斯特编码，首先传输MSB(最高有效位)。
曼彻斯特编码：从高位转移到低位(下降沿)为二进制1，从低位转移到高位(上升沿)为二进制0，即图1的Manchester G.E.Thomas。
图 1 曼切斯特编码传输协议
1、编码
如图1所示，曼切斯特编码一种简单的实现就是数据和时钟的异或，这种实现的前提是数据是依据时钟信号进行输出，即当前的数据和时钟是同步的，这种方式实现在数据和时钟的边沿处可能会出现毛刺信号。
如果数据和时钟异步的，那毛刺信号就很多了，就不能简单采用异或的方式实现。
因此为了得到质量较好的曼切斯特编码不能简单的采用异或方式实现，另一种实现方式就是采用两倍的是时钟进行调制，即得到时钟双边沿，双边沿采用数据，依据数据的电平决定输出的信号，较好的实现方式就是采用状态机进行转换，由于实现比较复杂因此也就不详细讲解了。
2、解码
如图1所示，曼切斯特解码一种简单的实现就是曼切斯特信号和时钟的异或，这种实现是不稳定的，因为解码端的时钟和编码端时钟是很难保证一样，都有各自的时钟抖动和偏差。
因此保证正确的解码，一种好的实现方式是采用高频时钟信号去采用曼切斯特信号，得到曼切斯特信号的脉宽和边沿类型，脉宽可以得到时钟频率，脉宽和边沿一起可以解码出具体数据，由于实现比较复杂因此也就不详细讲解了。
3、应用
由于曼切斯特编码具有自同步能力和良好的抗干扰性能，因此在智能变电站中，互感器采样得到数据传输通信就采用了曼切斯特编码作为传输协议，并定义了数据传输规约，简称为FT3。
FT3是IEC60044-8电子式电流互感器标准里规定使用的帧格式，所以描述FT3实际上要从IEC60044-8的标准说起。
FT3的数据传输采用串行传输，可采用异步方式传输，也可采用同步方式传输。
FT3同步传输介质宜采用光纤传输系统，逻辑“1”定义为“光纤亮”，逻辑“0”定义为“光纤灭”。
传输比特速率为2.5Mbit/s或其整数倍。
采样率为4KHz和12.8KHz。
光波长范围为820nm～860nm(850nm)，光缆类型为
62.5/125μm多模光纤，光纤接头宜采用ST或FC接头。
数字编码采用曼彻斯特编码，首先传输MSB(最高有效位)。
曼彻斯特编码：从高位转移到低位(下降沿)为二进制1，从低位转移到高位(上升沿)为二进制0，即图1的Manchester G.E.Thomas。
FT3帧结构如表1所示。
(1) 每帧固定长度，每个字节8位。
(2) 每帧由起始符开始，起始符由两个字节组成，固定为0x0564。
(3) 报文类型：表示不同的帧类型和数据长度、信息排序。
(4) 用户数据，不同帧类型代表的意义不同。
(5) 用户数据之后跟随一个16位的CRC校验序列，由下列多项式生成校验，序列码为
X16+X13+X12+X11+X10+X8+X6+X5+X2+1，生成的16比特校验序列再取反成为所要求的校验序列。
数字变电站光分析仪DT6000系统都支持FT3的编码和解码，FT3的解码为自适应波特率，不需要用户配置波特率。
并且解码自动识别报文类型，目前支持报文类型有，FT3标准帧、FT3扩展帧和四种互感器协议，自适应解码如图2所示。
曼切斯特编码具有自同步能力和良好的抗干扰性能，单线串行传输数据和时钟，因此在智能变电站中，FT3协议就
采用了曼切斯特编码作为传输协议，智能变电站光分析仪DT6000系列支持FT3的编码与解码，并且解码为自适应波特率，自识别FT3帧格式。