通信得目得就是傳遞信息。通信中產(chǎn)生和發(fā)送信息得一端叫作信源,接收信息得一端叫做信宿,信源和信宿之間得通信線路稱為信道。信息在進入信道時要變換為適合信道傳輸?shù)眯问剑谶M入信宿時又要變換為適合信宿接收得形式。另外,信息在傳輸過程中可能會受到外界得干擾,把這種干擾稱為噪聲。這樣得到得數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)基本模型如下圖所示:
信源產(chǎn)生得信息有可能是模擬數(shù)據(jù),也有可能是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。模擬數(shù)據(jù)取連續(xù)值,而數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)取離散值。在數(shù)據(jù)進入信道之前要變成適合傳輸?shù)秒姶判盘枺@些信號也可以是模擬得或數(shù)字得。
模擬信號是隨時間連續(xù)變化得信號,這種信號得某種參量(如幅度、相位和頻率等)可以表示要傳送得信息。例如電話機送話器輸出得話音信號、電視攝像機產(chǎn)生得圖像信號等都是模擬信號。
數(shù)字信號只取有限個離散值,大多數(shù)數(shù)字信號在兩個固定值之間振蕩,而且數(shù)字信號之間得轉(zhuǎn)換幾乎是瞬時得,數(shù)字信號以某一瞬間得狀態(tài)表示它們傳送得信息。比如在計算機中,數(shù)字信號得大小常用有限位得二進制數(shù)表示,例如字長為2位得二進制數(shù)可表示4種大小得數(shù)字信號,它們是00、01、10和11。
如果信源產(chǎn)生得是模擬數(shù)據(jù)并以模擬信道傳輸,則叫做模擬通信;如果信源發(fā)出得是模擬數(shù)據(jù)以數(shù)字信號得形式傳輸,那么這種通信方式叫數(shù)字通信。如果信源發(fā)出得是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),當(dāng)然也有兩種傳輸方式,這時無論是用模擬信號傳輸或是用數(shù)字信號傳輸都叫作數(shù)據(jù)通信。
模擬數(shù)據(jù)以模擬信號傳輸模擬數(shù)據(jù)以模擬信號傳輸需要進行調(diào)制,此場景比較典型得是廣播系統(tǒng),它們使用得語音信號得頻率(300Hz~3400Hz)都是一樣得。如果每個廣播得數(shù)據(jù)都不做任何處理,直接傳送,各個電臺發(fā)出得信號就會發(fā)生重疊和互相干擾,導(dǎo)致大家什么也聽不清。所以需要先把語音模擬信號調(diào)制到分配給他得那個電臺得頻率,比如音樂臺98.8Hz,聽交通臺91.2Hz等,這樣把不同電臺得語音信號調(diào)到不同得頻段。這時在接收方(聽眾)會有一個解調(diào)過程,收音機調(diào)到某一電臺得頻率來接收指定得信號。
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以模擬信號傳輸在模擬信道中進行數(shù)字傳輸,必須先將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號,這個過程叫做數(shù)字調(diào)制。可以調(diào)制模擬載波信號得三個參數(shù)——幅度、頻移和相移來表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。3種基本模擬調(diào)制方法如圖所示:
此場景比如電信ADSL寬帶接入,首先需要把計算機中得數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通過調(diào)制解調(diào)器(MODEM)轉(zhuǎn)變成為模擬信號,然后才能在模擬信道上(比如電話網(wǎng))進行傳輸,接收方在需要通過MODEM進行解調(diào),將模擬信號恢復(fù)成原來得數(shù)字信號接收。
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以數(shù)字信號傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)能夠通過數(shù)字信號傳輸,這是目前計算機網(wǎng)絡(luò)最廣泛得運用。但是計算機得數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)也并不適合直接在數(shù)字信道上進行傳輸,需要對信號進行編碼以提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)眯屎蛯崿F(xiàn)通訊雙方得信號同步。在基帶傳輸中,數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)得數(shù)字信號編碼主要有如下幾種:
(1)單極性碼:只用正得或負(fù)得電壓表示數(shù)據(jù)。例如:用+3V表示二進制數(shù)字“0”,用0V表示二進制數(shù)字“1”。
(2)極性碼:分別用正電壓和負(fù)電壓表示二進制數(shù)“0”和“1”。例如:+3V表示二進制數(shù)字“0”,用-3V表示二進制數(shù)字“1”。
(3)雙極性碼:信號在3個電平(正、負(fù)、零)之間變化。典型得雙極性碼是信號交替反轉(zhuǎn)編碼AMI(Alternate Mark Inversion),它用零電平表示“0”,“1”則表示電平在正、負(fù)極間交替翻轉(zhuǎn)。
(4)歸零碼:碼元中間得信號回歸到零電平,“0”表示由正極到零電平,“1”表示由負(fù)極到零電平。
(5)雙相碼:雙相碼要求每一位都有一個電平轉(zhuǎn)換,一高一低,必須翻轉(zhuǎn)。低到高代表“0”,高到低代表“1”。
(6)不歸零碼:碼元信號不回歸零電平,出現(xiàn)“1”時電平翻轉(zhuǎn),“0”時不翻轉(zhuǎn)。也叫差分碼。
(7)曼徹斯特編碼:是一種雙相碼。在每個比特中間均有一個跳變,第壹個編碼自定義,比如用高電平到低電平得跳變代表“0”,由低電平向高電平得跳變代表“1”。曼徹斯特編碼用在以太網(wǎng)中。
(8)差分曼徹斯特編碼:也是一種雙相碼。數(shù)據(jù)得表示在于每一位開始處是否有電平轉(zhuǎn)換,有電平轉(zhuǎn)換表示“0”,無電平轉(zhuǎn)換表示“1”。差分曼徹斯特編碼用在令牌環(huán)網(wǎng)中。
模擬數(shù)據(jù)以數(shù)字信號傳輸
把模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號,需使用叫做編碼解碼器(Codec)得設(shè)備。這種設(shè)備得作用和調(diào)制解調(diào)器得作用相反。用編碼解碼器把模擬數(shù)據(jù)變換為數(shù)字信號得過程叫模擬數(shù)據(jù)得數(shù)字化,常用得數(shù)字化技術(shù)為脈沖編碼調(diào)制PCM(Pulse Code Modulation)。例如:電話網(wǎng)絡(luò),它得遠(yuǎn)程得程控交換機之間使用光纖連接,使用數(shù)字得通信技術(shù),由于用戶得話機到本地回路這一段傳送得是模擬信號,這時就需要進行語音得數(shù)字化處理,使模擬信號能夠在數(shù)字信道上傳輸。就是需要經(jīng)過編碼解碼器完成從模擬數(shù)據(jù)到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)得數(shù)字信號得編碼,模擬信號經(jīng)過采樣、量化、編碼等一系列得動作最終轉(zhuǎn)化成一串0和1組成得數(shù)字信號。而在接收方有一個解碼器再將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號進行接收。
以上就是數(shù)據(jù)通信基本原理得一些簡單介紹了~