【计算机网络】物理层 : 编码 ( 数字数据 编码 数字信号 | 非归零编码 | 归零编码 | 反向不归零编码 | 曼彻斯特编码 | 差分曼彻斯特编码 | 4B/5B 编码 )

文章目录

• 一、 数字数据 编码 数字信号
• 二、 非归零编码 ( NRZ )
• 三、 归零编码 ( RZ )
• 四、 反向不归零编码 ( NRZI )
• 五、 曼彻斯特编码
• 六、 差分曼彻斯特编码
• 七、 4B/5B 编码

一、 数字数据 编码 数字信号

数字数据 编码为 数字信号 的编码方式 :

① 非归零编码 ( NRZ )

② 曼彻斯特编码

③ 差分曼彻斯特编码

后面的编码仅做了解

④ 归零编码 ( RZ )

⑤ 反向不归零编码 ( NRZI )

⑥ 4B/5B 编码

二、 非归零编码 ( NRZ )

非归零编码 ( NRZ ) :

高电平

, 低电平

;

编码 实现 简单 ;

没有检错功能 ;

无法判断 码元 的 开始 , 结束 ;

收发双方 无法 保持同步 ;

非归零编码 同步示例 :

① 发送数据 : 如果发送连续 50 个 高电平

;

② 接受数据 : 那么接收端就会接受到一个长条持续高电平 , 无法判断接收了多少高电平 ;

③ 码元宽度信息 : 接收端需要知道发送端的 码元宽度 , 才可以解析接受到了多少高电平数据 ;

④ 建立同步 : 因此在发送数据之前 , 首先要通知接收方 , 当前发送的数据的码元宽度 , 建立同步后 , 才能开始发送数据 ;

三、 归零编码 ( RZ )

归零编码 ( RZ ) :

信号 电平 在一个码元之内 , 必须要恢复到

;

每个码元的 后半段 都是

, 前半段表示 电平 高低 ;

如果发送持续低电平数据 , 此时也会出现大量持续的低电平数据 ;

这里需要 发送端 和 接收端 同步 ;

四、 反向不归零编码 ( NRZI )

反向不归零编码 ( NRZI ) :

信号 电平翻转 表示

, 信号电平不变 表示

;

如果 发送端 持续 发送

数据 , 此时可以明确分辨出数据个数 ;

如果 发送端 持续 发送

高电平数据 , 接收端还是会接收到 连续的长条形的 高电平数据 ;

这里需要 发送端 和 接收端 同步 ;

五、 曼彻斯特编码

曼彻斯特编码 :

码元间隔 : 将 码元 分成 相等间隔 ;

前低后高 : 前一个间隔 低电平 , 后一个间隔 高电平 表示 码元

;

前高后低 : 前一个间隔 高电平 , 后一个间隔 低电平 表示 码元

;

两个作用 : 每个 码元 中间 都会出现电平跳变 , 该跳转既可以作为时钟信号 , 又可以作为 数据信号 ;

时钟信号 : 可以使 发送方 和 接收方 进行时钟同步 ;

频带宽度 : 该编码 占用的 频带宽度 是 原始基带宽度 的

倍 ; 一个时钟周期内 , 其脉冲个数是

个 , 其数据传输速率 , 是调制速率的

, 一个脉冲就是一个码元 , 相当于

个码元携带

比特的数据量 ;

六、 差分曼彻斯特编码

差分曼彻斯特编码 :

码元为

: 前半个码元 电平 与 上一个 码元的 后半个码元 电平相同 ;

码元为

: 前半个源码 电平 与 上一个 码元的 后半个码元 电平相反 ;

编码特点 : 每个码元 都有一次电平跳变 ; 实现 自同步 ;

差分曼彻斯特编码 与 曼彻斯特编码 区别是 : 差分曼彻斯特编码 抗干扰性强 , 其它与曼彻斯特编码一致 , 也是

码元 携带

比特信息量 ;

七、 4B/5B 编码

4B/5B 编码 : 在 比特流 中 插入 额外 比特 , 打破 一连串的

或

, 使用

比特 编码

比特数据 , 然后传递给接收方 ;

编码效率 :

;