信息在通过通信介质进行传输前必须先转换为电磁信号。将信息转换为电磁信号需要对信息进行编码,即数字-模拟编码:用模拟信号表示数字信息的编码。在模拟传输中,发送设备产生一个高频信号作为基波,来承载信息信号。
1.数据通信的编码方式
基带传输中可用各种不同的方法来表示二进制数0和1,即数字编码。
1)平衡与非平衡传输
信息传输有平衡传输和非平衡传输。平衡传输时,无论0还是1均有规定的传输格式。非平衡传输时,只有1被传输,而0则以在指定的时刻没有脉冲信号来表示。
2)归零与不归零传输
根据对零电平的关系,信息传输可以分为归零传输和不归零传输。归零传输是指在每一位二进制信息传输之后均让信号返回零电平;不归零传输是指在每一位二进制信息传输之后让信号保持原电平不变。
3)单极性与双极性传输
根据信号的极性,信息传输分为单极性传输和双极性传输。单极性是指脉冲信号的极性是单方向的,双极性是指脉冲信号有正和负两个方向。
(1)单极性码:信号电平是单极性的,如逻辑1为高电平,逻辑0为0电平的信号表达方式。
(2)双极性码:信号电平为正、负两种极性。如逻辑1为正电平,逻辑0为负电平的信号表达方式。
2.常用的数据表示方法
1)平衡、归零、双极性
用正极性脉冲表示1,用负极性脉冲表示0,在相邻脉冲之间保留一定的空闲间隔。在空闲间隔期间,信号归零,如图5-6(a)所示。这种方法主要用于低速传输,其优点是可靠性较高。
2)平衡、归零、单极性
这种方法又称为曼彻斯特(Manchester)编码方法。在每一位中间都有一个跳变,这个跳变既作为时钟,又表示数据。从高到低的跳变表示1,从低到高的跳变表示0,如图5-6(b)所示。由于这种方法把时钟信号和数据信号同时发送出去,简化了同步处理过程,所以,有许多数据通信网络采用这种表示方法。
3)平衡、不归零、单极性
如图5-6(c)所示,它以高电平表示1,低电平表示0。这种方法主要用于速度较低的异步传输系统。
4)非平衡、归零、双极性(www.xing528.com)
如图5-6(d)所示,用正负交替的脉冲信号表示1,用无脉冲表示零。由于脉冲总是交替变化的,所以它有助于发现传输错误,通常用于高速传输。
5)非平衡、归零、单极性
这种表示方法与上一种表示方法的区别在于它只有正方向的脉冲而无负方向的脉冲,所以只要将前者的负极性脉冲改为正极性脉冲,就得到后一种表达方法,如图5-6(e)所示。
图5-6 数据表示方法
(a)平衡、归零、双极性;(b)平衡、归零、单极性;(c)平衡、不归零、单极性;(d)非平衡、归零、双极性;(e)非平衡、归零、单极性;(f)非平衡、不归零、单极性
6)非平衡、不归零、单极性
这种方法的编码规则是,每遇到一个1电平就翻转一次,所以又称为“跳1法”或NRZ-1编码法,如图5-6(f)所示。这种方法主要用于磁带机等磁性记录设备中,也可以用于数据通信系统中。
3.调制方式
载带传输是指用基带信号去调制载波信号,然后传输调制信号的方法。载波信号是正弦波信号,有3个描述参数,即振幅、频率和相位,所以相应地也有3种调制方式,即调幅方式、调频方式和调相方式。
1)调幅方式
调幅方式(Amplitude Modulation,AM)又称为幅移键控法(Amplitude-Shift Keying,ASK)。它是用调制信号的振幅变化来表示一个二进制数,如用高振幅表示1,用低振幅表示0,如图5-7(a)所示。
2)调频方式
调频方式(Frequency Modulation,FM)又称为频移键控法(Frequency-Shift Keying,FSK)。它是用调制信号的频率变化来表示一个二进制数,如用高频率表示1,用低频率表示0,如图5-7(b)所示。
3)调相方式
调相方式(Phase Modulation,PM)又称为相移键控法(Phase-Shift Keying,PSK)。它是用调制信号的相位变化来表示二进制数,如用0°相位表示二进制的0,用180°相位表示二进制的1,如图5-7(c)所示。
图5-7 调制方式
(a)调幅;(b)调频;(c)调相
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