数据编码技术

第六节数据编码技术

1.数据编码类型

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。

根据数据通信类型，网络中常用的通信信道分为两类：模拟通信信道与数字通信信道。相应的用于数据通信的数据编码方式也分为两类：模拟数据编码与数字数据编码。

2.模拟数据编码方法

电话通信信道是典型的模拟通信信道，它是目前世界上覆盖面最广、应用最普遍的一类通信信道。无论网络与通信技术如何发展，电话仍然是一种基本的通信手段。传统的电话通信信道是为传输语音信号设计的，只适用于传输音频范围为300～3400Hz的模拟信号，无法直接传输计算机的数字信号。为了利用模拟语音通信的电话交换网实现计算机的数字数据信号的传输，必须首先将数字信号转换成模拟信号。

3.调制与解调

调制：将发送端数字数据信号变换成模拟数据信号的过程；调制设备称为调制器；

解调：将接收端把模拟数据信号还原成数字数据信号的过程；解调设备称为解调器。

同时具备调制与解调功能的设备，被称为调制解调器（modem）。

4.数字数据编码方法

在数据通信技术中，我们将利用模拟通信信道通过调制解调器传输模拟数据信号的方法称为频带传输，将利用数字通信信道直接传输数字数据信号的方法称为基带传输。

频带传输的优点是可以利用目前覆盖面最广、普遍应用的模拟语音通信信道。用于语音通信的电话交换网技术成熟并且造价较低，但其缺点是数据传输速率与系统效率较低。基带传输在基本不改变数字数据信号频带（即波形）的情况下直接传输数字信号，可以达到很高的数据传输速率和系统效率。因此，基带传输是目前迅速发展与广泛应用的数据通信方式。

在基带传输中，数字数据信号的编码方式主要有以下几种：(1) 非归零码

非归零码（NRZ码）可以规定用负电平表示逻辑“0”，用正电平表示逻辑“1”；也可以有其他表示方法。

(2) 曼彻斯特（Manchester）编码

每个比特的中间有一次电平跳变，可以把“0”定义为由高电平到低电平的跳变,“1”定义为由低电平到高电平的跳变。

(3) 差分曼彻斯特（difference Manchester）编码

差分曼彻斯特编码是对曼彻斯特编码的改进。“0”和“1”是根据两比特之间有没有跳变来区分的。如果下一个数是“0”，则在两比特中间有一次跳变；如果下一个数据是“1”，则在两比特中间没有电平跳变。