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知识路径： > 计算机软件与网络基础知识 > 数据通信与计算机网络 > 数据通信的基本知识 > 数据通信基础知识 >
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相关知识点：5个
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人类在长期的社会活动中需要不断地交往和传递信息。这种传递信息的过程就叫做通信。在通过通信媒体发送信息之前，信息必须被编码形成信号。当将数据由一地传送到另一地时，必须将其转换为信号。
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模拟数据通过模拟通道传送的调制方式主要有调幅（Amplitude Modulation，AM）、调频（Frequency Modulation，FM）和调相（Phase Modulation，PM）三种方式。
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调幅技术最常见的应用是收音机，调幅是载波频率固定，载波的振幅随着原始数据的幅度变化而变化；调频和调相都属于调度调制。调频即载波的频率随着基带数字信号而变化，调相即载波的初始相位随着基带数字信号而变化。
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模拟数据必须转变为数字信号，才能在数字通道上传送，这个过程称为“数字化”。脉码调制（Pulse Code Modulation，PCM）是模拟数据数字化的主要方法，PCM要经过采样、量化、编码三个步骤。
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（1）要根据奈奎斯特采样定理，取样速率大于模拟信号的最高频率的2倍。例如，人耳能识别的最高频率为22kHz，因此，采样率一般必须达到44kHz。
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（2）量化是将样本的连续值转换成离散值，采用的方法类似于求圆周长时用内切正多边形的方法。而我们平时提到的8位、16位的声音，指的就是28、216位量化。
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（3）编码就是将量化后的样本值变成相应的二进制代码。
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计算机拨号上网，电话网络传送的是模拟数据，而计算机只能收发数字数据，这就涉及模拟信道传送数字信号的变换问题。也就是一个数据调制与解调的问题。数字数据调制为模拟信号，选取某一频率的正弦信号作为载波用以运载所要传送的数字数据。用待传送的数字数据改变载波的幅值、频率、或相位，到达目的地后进行分离。而在接收端则通过解调以还原信号。有关具体的调制技术，请参考表4-1。
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在数据通信中，编码的作用是用信号来表示数字信息。例如，单极性编码、极化编码、双极性编码等。
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（1）非归零编码（Non-Retum Zero，NRZ）。归零指的是编码信号量是否回归到零电平。非归零编码的码元信号的电压位或正或负（当“1”出现时电平翻转，“0”出现时电平不翻转）。与采用线路空闲态代表0比特的单极性编码法不同，在非归零编码系统中，如果线路空闲意味着没有任何信号正在传输中。非归零编码又可以分为非归零电平编码（No Return Zero-Level，NRZ-L）和非归零反相编码（None Return Zero-Inverse，NRZ-I）。
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在NRZ-L编码方式中，信号的电平是根据它所代表的比特位决定的。一个正电压值代表比特0，一个负电压代表比特1（或相反）。在NRZ-L中，当数据流中存在一连串1或0时，也会出现与单极性编码中同样的同步问题。
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在NRZ-I编码方式中，信号电平的一次反转代表比特1。就是说是从正电平到负电平的一次跃迁（而不是电压值本身）来代表一个比特1。0比特由没有电平变化的信号代表。NRZ-I相对NRZ-L的优点在于：因为每次遇到比特1都发生电平跃迁，这能提供一种同步机制。
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（2）归零编码（Return Zero，RZ）。码元中间的信号回归到0电平（正电平到零电平的转换表示码元0，负电平到零电平的转换表示码元1）。
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（3）双相位编码。现在对同步问题最好的解决方案就是双相位编码。通过不同方向的电平翻转（低到高代表0，高到低代表1），这样不仅可以提高抗干扰性，还可以实现自同步。双相位编码有两种方法，第一种是曼彻斯特编码，主要用在以太局域网中；第二种是差分曼彻斯特编码，主要用在令牌环局域网中。
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曼彻斯特编码用低到高的电平转换表示0，用高到低的电平转换表示1（注意：某些文献中关于此定义有相反的描述，也是正确的）。差分曼彻斯特编码是在曼彻斯特编码的基础上加上了翻转特性，遇0翻转，遇1不变，常用于令牌环网。要注意的一个知识点是：使用曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码时，每传输1bit的信息，就要求线路上有两次电平状态变化（2 Baud），因此要实现100Mbps的传输速率，就需要有200MHz的带宽，即编码效率只有50%。
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（4）mBnX编码。正是因为曼彻斯特编码的编码效率不高，所以在带宽资源宝贵的广域网与高速局域网中，显得不能得到有效利用。mBnX编码是将m比特位编码成n位波特（代码位）的编码，如下表所示。
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：数据通信中还有另一类编码，称为差错控制编码（校验码）。它的作用是通过对信息序列作某种变换，使原来彼此独立、相关性极小的信息码元产生某种相关性，从而在接收端就利用这种特性，来检查或进而纠正信息码元在信道传输中所造成的差错。
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