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计算机网络——编码&调制
啦啦啦
2023-05-21
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江海入海，知识涌动，这是我参与江海计划的第21篇。
专栏
计算机网络之物理层
第二节：编码&调制
基带信号与宽带信号
信道：信号的传输媒介。一般用来表示向某一个方向传送信息的介质，因此一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接收信道。
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信道上传输的信号分为两种，一种是基带信号，这种信号就是计算机通过网卡之后，就会将信号转变成数字信号，然后因为有中转站，所以就需要将基带信号转变成宽带信号，宽带信号针对的模拟信号。

在传输距离较近时，计算机网络采用基带传输方式（近距离衰减小，从而信号内容不易发生变化）
在传输距离较远时，计算机网络采用宽带传输方式（远距离衰减大，即使信号变化大也能最后过滤出来基带信号）
编码与调制
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数据通过编码方式就会转变成数字信号，数据通过调制方式就会转变成模拟信号。
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数据又分为数字数据和模拟数字，所以加起来就会有四种方式。
数字数据是离散状态的，模拟数据对应的是连续的。
数字数据编码为数字信号
发送端需要发送数据信号和时钟信号，才可以被接收端很好的接受。
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1非归零编码【nrz】
高1低0编码容易实现，但没有检错功能，且无法判断一个码元的开始和结束，以至于收发双方难以保持同步。连续的0或者连续的1就会遇到问题。
2归零编码【rz】
信号电平在一个码元之内都要恢复到零的这种编码成编码方式。
3反向不归零编码
信号电平翻转表示0，信号电平不翻转表示1，就不如说下个信号是0，所以要进行翻转，和上一个信号状态相反，问题出在如果连续的1接收端无法分辨。
4曼彻斯特编码
将一个码元分成两个相等的间隔，前一个间隔为低电平后一个间隔为高电平表示码元1；码元0则正好相反。也可以采用相反的规定。该编码的特点是在每一个码元的中间出现电平跳变，位中间的跳变既作时钟信号（可用于同步），又作数据信号，但它所占的频带宽度是原始的基带宽度的两倍。每一个码元都被调成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的1/2。
一个时钟周期脉冲两次，开端电一下，中间电一下。
5差分曼彻斯特编码
同 1 异 0常用于局域网传输，其规则是：若码元为1，则前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相同，若为0，则相反。该编码的特点是，在每个码元的中间，都有一次电平的跳转，可以实现自同步，且抗干扰性强于曼彻斯特编码。
64b/5b编码
比特流中插入额外的比特以打破一连串的0或1，就是用5个比特来编码4个比特的数据，之后再传给接收方，因此称为4b/5b。编码效率为80%。只采用16种对应16种不同的4位码，其他的16种作为控制码（帧的开始和结束，线路的状态信息等）或保留。

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