信号的转换。
2.3.1 －数字数据通信
?数字信道传输数字数据 典型的例子是将两个计算机通过接口直接相连。
2.3.1 －模拟与数字通信比较
?模拟数据通信长距离传输时，需用放大器增加信号中的能量。虽克服了衰减，但增加了噪声。 ?数字数据通信 长距离传输时，需用中继器增加信号中的能量。既克服了衰减，又克服了噪声，
可以做到信号的完全复原。
2.3.2 －数字数据的数字信号编码
?研究如何用信号来表示相应的数据―0‖和―1‖ 。 ?数字信号编码的工作由网络上的硬件完成 ?常用的编码方法有：
– 不归零码NRZ （non-return to zero ） – 归零码 – 自同步码
2.3.2 －不归零码NRZ
?单极性不归零码
?双极性不归零码
2.3.2 －不归零码NRZ特点
?不归零码是指编码在发送―0‖或―1‖时，在一码元的时间内不会返回初始状态（零）。?缺点：无法保持同步。
?必须用另一个信道同时发送同步时钟信号。
?计算机串口与调制解调器之间使用的就是采用不归零码。
2.3.2 －归零码
?单极性归零码 ?双极性归零码
2.3.2 －自同步码
?自同步码是指编码在传输信息的同时，将时钟同步信号一起传输过去。 ?在局域网中通常使用自同步码。
?自同步码典型代表有曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。
2.3.2 －曼彻斯特编码
?Manchester
?每比特周期分前T/2和后T/2两部分。 ?前T/2传反码，后T/2传原码。 ?自含同步时钟 ?无直流分量 ?传输效率较低
2.3.2 －差分曼彻斯特编码
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?Difference Manchester
?每比特中间跳变仅作同步之用。 ?每比特值由临界是否发生跳变决定。 ?发生跳变表示传输逻辑―0‖ ?不发生跳变表示传输逻辑―1‖
2.3.2 －例 数据编码方式
2.3.3 数字数据的模拟信号编码
?基本应用
在电话信道传输数字信号，必须把数字信号转换成模拟信号。? 采用技术
– 调制Modulation – 解调Demodulation
? 常用设备
– 调制器Modulator – 解调器Demodulator – 调制解调器Modem
2.3.3 －交流信号三要素
?载波信号
u(t)=Umsin(?t+?0)
? 三要素
幅值、频率、初相位
? 模拟数据编码基本思想
– 用―0‖―1‖ 改变载波三要素（调制），经信道传输后再还原（解调）。2.3.3 －振幅调制
? Amplitude-Shift Keying
? 通过改变载波信号振幅来表示数字信号1和0。 ?
2.3.3 －移频调制
? Frequency-Shift Keying
? 通过改变载波信号角频率来表示数字信号1和0。 ?
2.3.3 －移相调制
?Phase-Shift Keying
?通过改变载波信号相位值来表示数字信号1和0
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?三种形式
– 绝对调相 – 相对调相 – 多相调相
2.3.3 －绝对相移键控
?用两个固定的不同相位表示数字―0‖和―1‖
2.3.3 －相对相移键控
?用载波在两位数字信号的交接处产生的相位偏移来表示载波所表示的数字信号
?最简单的相对调相方法是： 与前一个信号同相表示数字―0‖，相位偏移180度表示―1‖ ?这种方法具有较好的抗干扰性
2.3.3 －多相调相
?用载波信号在两位数字信号的交接处产生的不同相位偏移来表示载波所表示的数字信号多种
组合。
?结合ASK、FSK和PSK可以实现高速调制
2.3.4 －模拟数据的数字信号编码
?数字信号传输模拟数据的数字信号编码最常用的方法是脉冲编码调制（PCM ，pulse code
modulation）。
?PCM技术的典型应用是语音数字化 ?过程
– 采样 – 量化 – 编码
2.3.4 －理论基础（采样定理）
?若对连续变化的模拟信号进行周期性采样，只要采样频率大于等于有效信号最高频率或其带宽
的两倍，则采样值便可包含原始信号的全部信息，利用低通滤波器可以从这些采样中重新构造出原始信号。
?即采样频率：
?其中： T 为采样周期
? fmax为模拟信号的最高频率分量
2.3.4 －采样
?根据采样频率，隔一定的时间间隔采集模拟信号的值，得到一系列模拟值 。
2.3.4 －量化
?将采样得到的模拟值按一定的量化级（本例采用16级）进行\取整\，得到一系列离散值。
2.3.4 －编码
?将量化后的离散值数字化，得到一系列二进制值；然后将二进制值进行编码，得到数字信号。
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2.3.4 －模拟信号的PCM编码 2.3.4 －三类声音信号编码参数 2.3.5 －基带传输与频带传输
?数字信号频谱
? 在数据通信中，由计算机或终端等数字设备直接发出的信号是二进制数字信号，是
典型的矩形电脉冲信号，其频谱包括直流、低频和高频等多种成份。
?在数字信号频谱中，把直流（零频）开始到能量集中的一段频率范围称为基本频带，简称为基
带。
2.3.5 －基带传输
?数字信号被称为数字基带信号，在信道中直接传输这种基带信号就称为基带传输。 ?在基带传输中，整个信道只传输一路信号，通信信道利用率低。
?由于在近距离范围内，基带信号的功率衰减不大，从而信道容量不会发生变化，因此，在局域
网中通常使用基带传输技术。
?在基带传输中，需要对数字信号进行编码来表示数据。
2.3.5 －频带传输
?频带传输就是先将基带信号变换（调制）成便于在模拟信道中传输的、具有较宽频率范围的模
拟信号（称为频带信号），再将这种频带信号在模拟信道中传输。
?计算机网络的远距离通信通常采用的是频带传输。
?基带信号与频带信号的转换是由调制解调技术完成的。
2.4 多路复用技术
?Multiplexing
?在一条物理线路上建立多条通信信道的技术 ?研究原因与目的
? 通信线路建设费用昂贵，需要充分利用线路容量 ? 实际传输介质容量已超过单一信道通信量
2.4.1－多路复用原理
?将一个区域的多个用户信息通过多路复用器汇集，然后将汇集后的信息群通过一条高速物理线
路传送到接收设备，接收设备通过多路复用器将信息群分离成各个单独的信息，再分发给多个用户。
2.4.1－多路复用技术基本形式
?频分多路复用 FDM
– Frequency Division Multiplexing
? 波分多路复用 WDM
– Wavelength Division Multiplexing
? 时分多路复用 TDM
– Time Division Multiplexing
2.4.2－频分多路复用
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?以信道频带为分割对象，通过为多个信道分配不重叠的频率范围来实现的多路复用方法。 ?充分利用信道带宽
?使用FDM的前提是：物理信道的可用带宽要远远大于各原始信号的带宽。 ?适合模拟数据信号传输，广泛用于广播电视等领域
2.4.2－频分多路复用 2.4.3－波分多路复用
?波分多路复用主要用于全光纤网组成的通信系统中
?光纤通道技术采用波长分隔多路复用技术，简称波分复用，波分复用是频分复用的一种特殊表
现形式。
2.4.4－时分多路复用
?以信道传输时间为分割对象，通过为多个信道分配不重叠的时间片（时隙）来实现的多路复用
方法。
?时间片内独占信道带宽 ?适合基带数据信号传输 ?分类：
–同步时分多路复用
– 统计时分多路复用（异步时分多路复用）
2.4.4－时分多路复用 2.4.4－同步时分多路复用
?STDM Synchronous TDM
?将时间片预先分配给各个信道，时间片固定不变，各个信道发送与接收必须同步,顺序发送接
收。
?缺点：平均分配，计划分配，信道资源浪费。 ?周期 1s 复用信道n=10 每时间片0.1s
?
2.4.4－同步与统计时分多路复用 2.4.4－统计时分多路复用
?异步时分多路复用
?ATDM Asynchronous TDM ?按需动态分配时间片。
?动态分配通过呼叫响应来实行 ?分为有周期和无周期（动态）两种 ?ATDM为ATM奠定了理论基础
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