第2章+计算机网络通信基础

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1、第2章计算机网络通信基础计算机网络通信的基础包括数据传输中的数学基础和电子学基础，数学基础部分阐述传输中使的主要编码，电子学基础部分说明在模拟传输和数字传输中的基本内容。2.1数据传输的编码基础2.1.1有线和无线通信码型2.1.1.1单极性不归零码(NRZ码)这种编码的规则为：对于数据代码中的“1”用＋Ｅ（或－Ｅ）电平表示，对于数据代码中的“0”用0电平表示。这种码的结构与数据代码中的结构基本相同，这种码对应于传输中的信号波形也与数据并串转换后串行移位输出数据的结构完全相同。如图2-1(a)。图2-1常见的编码波形2.1.1.2单极性归零码(RZ码)这种码的编码规则为：对于数据代

2、码中“1”对应一个＋Ｅ（或－Ｅ）脉冲，脉冲宽度比每位传输周期要短，即每个脉冲都要提前回到零电位；对于数据代码中的“0”则不对应脉冲，仍按0电平传输，如图2-1(b)。2.1.1.3双极性不归零码(NRZ码)这种码的编码规则为：对于数据代码中“1”用＋Ｅ（或－Ｅ）电平传输，对于数据代码中的“0”用－Ｅ（或＋Ｅ）电平传输。RS232即采用这种传输方式。如图2-1(c)。其特点基本同单极性不归零码。2.1.1.4双极性归零码(RZ码)这种码的编码规则为：对于数据代码中“1”用一个＋Ｅ（或－Ｅ）脉冲，对于数据代码中的“0”用一个－Ｅ（或＋Ｅ）脉冲，且相应脉冲宽度都比每位数据所需传输周期要短

3、，即每个＋Ｅ脉冲或－Ｅ脉冲都要在传输本位的周期时间内回到零电位；对于任意数据组合之间都有0电位相隔，如图2-1(d)。这种码利于传输同步信号，但仍有直流分量问题存在。2.1.1.5差分编码这种编码规则为：对于数据代码中的“1”用极性变化表示，即－Ｅ变为＋Ｅ，或＋Ｅ变为－Ｅ；对于数据代码中“0”则极性不变化，即电压（或电流）不变化。差分波形又称为相对波形，（相应地前4种码的波形又称为绝对波形），如图2-1(e)所示。这种码也同样不利于同步信号提取，但由于它是一种极性波形，尽管含有直流分量，但与前4种编码相比，对判决电路的影响不大。2.1.1.6单极性相位编码（曼彻斯特码）这种码的编码

4、规则为：对于数据代码中的“1”用前半周期为0电平，后半周期为＋Ｅ（或－Ｅ）电平；对于数据代码中的“0”则用前半周期为＋Ｅ（或－Ｅ）电平，后半周期为0电平，即通过传输每位数据中间的跳变方向表示传输数据的值，波形如图2-1(f)。曼彻斯特码特点首先每传输一位数据都对应一次跳变，利于同步信号提取；其次对于每一位数据其＋Ｅ（或－Ｅ）电平和0电平占用时间相同，所以直流分量恒定不变，利于判决电路工作。其缺点是数据编码后脉冲频率为数据传输速度的2倍。这种编码被广泛地用于10Ｍ以太网（Ethernet）和无线寻呼的编码中。2.1.1.7交替反转码(AMI码)这种码的编码规则为：对于数据代码的“1”

5、顺序交替地用＋Ｅ和－Ｅ电平表示，对于数据代码的“0”仍变换为传输码的0电平，如图2-1(g)所示。这种编码具有下述特点：(1)首先容易出现连“0”串，不利于提取同步定时信号；(2)其次，其无直流分量，利于在不允许直流和低频信号通过的介质和信道中传输，利于判决电路工作；(3)第三，其数据代码“1”对应的传输码的电平正负交替，利于误码观察。它是脉冲调制编码（PCM）中较常用的一种码型。2.1.1.8三阶高密度码(HDB3码)1.转换方法这种编码方法建立在AMI传输码基础上，即先把数据代码变换成AMI传输码，再对AMI码进行变换。变换方法为：AMI传输码开始之后就对连“0”串进行

6、检查，当不出现4个或4个以上连“0”串时，则传输码型不变，即AMI码就是HDB3码；在遇到首串4个或4个连“0”时，开始将每4个“0”中的第4个“0”或者第1个“0”和第4个“0”转换为＋Ｅ（或－Ｅ）电平，此位码称为扰码，也被称为破坏点或破坏符号（用V表示）。2.编码步骤(1)先将数据代码按AMI码规则转换，直到遇到4个连“0”串；每遇到4个连“0”串就须将第4个“0”码转换为扰码V，其电平可为正极性，也可为负极性；扰码V总与其前相邻的扰码V极性相反，首次扰码不必满足此条件；(2)扰码V之前的相邻非“0”码极性必须与本扰码V极性相同，若不相同，则将连“0”串中的第一个“0”码换为与

7、V极相同并与它之前的非零码极性相反的B码以保证之；(3)扰码之后的非“0”码极性有时需变换，以保证与本扰码极性相反，之后再按AMI规则转换，重复步骤（1）。2.1.2光纤通信码型光纤通信中，传输数据的介质是光导纤维，介质中传输的信号是激光。在光纤数字通信系统中，激光光源只有发光和不发光两种状态，它无法传输第三种以上的状态，所有三种或三以上的流行的、技术成熟的传输码型都无法在光纤中使用，相应的传统技术也无法延用。所以在光纤通信系统中，需要重新编码。目前光纤传输中最为常见