网络课第3讲.ppt

网络课第3讲
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概 述
计算机网络是计算机技术与现代通信技术相结合的产物。
从功能结构上计算机网络可看成是一个两层结构的系统。外层是由主计算机、I/O设备、各种软件换过程叫解调。这个变换器又叫解调器。由于计算机和终端设备之间的数据通信一般是双向的，因此在数据通信的双方既有用于发送信号的调制器又有用于接收信号的解调器，把这两个设备合在一起，就形成通常所说的调制解调器（Modem）。调制解调器就是使用一条标准话路（）提供全双工的数字信道。
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调制解调器最基本的调制方法有以下三种
（三种传输数据的波形示意图如下）：
（1）调幅（AM） 即载波的振幅随基带数字信号而变化。例如，0对应于无载波输出，而1对应于有载波输出。
（2）调频（FM） 即载波的频率随基带数字信号而变化。例如，0对应于频率f1，而1对应于频率f2。
（3）调相（PM） 即载波的初始相位随基带数字信号而变化。例如，0对应于相位0度，而1对应于180度。
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3．模拟数据在数字信道上传输
用数字信道传输模拟数据时，需要对模拟数据进行脉冲编码调制（PCM）。PCM最初设计的目的是为了能使电话局之间的一条中继线不只传送一路电话而是可以同时传送几十路电话所设计的。PCM是将模拟电话信号转变为数字信号，首先要对电话信号进行取样。根据取样定理，只要取样频率不低于电话信号最高频率的2倍，就可以从取样的脉冲信号中无失真地恢复出原来的电话信号。，为方便起见，取最高频率为4KHz，那么取样频率就是8KHz，相当于取样周期为125μs，即每秒钟采样8000次。下一步是进行编码，在我国使用的PCM体制中，电话信号是采用8bit编码，也就是说，将取样后的模拟电话信号量化为256个不同等级中的一个。
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4．数字数据在数字信道上传输
这种方式最典型的例子是在两个装有Windows 98操作系统的计算机上，利用Windows 98中自带的“直接电缆连接”功能把两个计算机通过串行口或并行口直接相连。在这种情况下通信的双方发出的数据和接收的数据以及在信道上所传输的全部都是数字信号。
对于数字数据在数字信道上传输来说，最普遍而且最容易的办法是用两个不同的电压电平来表示两个二进制数字。例如，无电压（也就是无电流）常用来表示0，而恒定的正电压用来表示1。另外，使用负电压（低）表示0，使用正电压（高）表示1也是很普遍的。后一种技术称为不归零制NRZ（Non—Return to Zero）。
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使用这种不归零制NRZ信号的最大问题就是难以确定一位的结束和另一位的开始，并且当出现一长串连续的1或连续的0时，在接收端无法从收到的比特流中提取位同步信号。曼彻斯特编码则可解决这一问题。它的编码方法是将每个码元再分成两个相等的间隔，码元1是由高至低电平转换，即其前半个码元的电平为高电平，后半个码元的电平为低电平。码元0则正好相反，从低电平到高电平的变换，即其前半个码元的电平为低电平，后半个码元的电平为高电平。这种编码的好处是可以保证在每一个码元的正中间出现一次电平的转换，即这个位中间跳变提供了时钟定时，这对接收端提取同步信号是非常有利的。但是从曼彻斯特编码的波形图不难看出其缺点，就是它所占的频带宽度比原始的基带信号增加了一倍。
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曼彻斯特编码还有一个变种叫做差分曼彻斯特编码，这种差分曼彻斯特编码与上面讲的曼彻斯特编码有着共同的特点，即在每一个码元的正中间有一次电平的变换，这种编码在表示码元1时，其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平一样（见图中的实心箭头）；但若码元为0，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相反（见图中的空心箭头），即用每位开始时有无电平的跳变来表示0或1的编码。不论码元是1或0，在每个码元的正中间的时刻，一定要有一次电平的转换。差分曼彻斯特编码需要较复杂的技术，但可以获得较好的抗干扰性能。
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数据通信中的基本概念
1．信息、数据、信号及其编码
计算机网络传输的二进制代码称为数据（Data），它是传递信息（Information）的载体，包括数字、文字、语言、图形、图像等。数据与信息的区别在于数据仅涉及事物的表示形式，而信息则涉及到这些数据的内容和解释。信息是一种有意义的数据，相反，数据又是信息的一种量化物理符号。
目前世界上表