『壹』 計算機網路原理差分曼徹斯特
曼徹斯特編碼是
1和0是固定波形,1是什麼樣
0是什麼樣是固定的。
差分曼徹斯特編碼是編碼1時波形變化,而編碼0時波形同上一個一樣不會變。
『貳』 計算機網路 曼徹斯特1,0高低電位的跳變是什麼規則差分曼徹斯特1和0又是怎麼回事這個問題困擾好久了!
曼徹斯特編碼是從高電平到低電平是0.低到高是1 差分曼徹斯特是遇0跳變,遇1保持。 圖片放大看
『叄』 計算機網路原理差分曼徹斯特
分曼徹斯特編碼:
在信號位開始時不改變信號極性,表示輯"1"
在信號位開始時改變信號極性,表示邏輯"0" ;
【注意】:如果在最初信號的時候,即第一個信號時:
如果中間位電平從低到高,則表示0;
如果中間位電平從高到低,則表示1;
後面的(從第二個開始)就看每個信號位開始時有沒有跳變來決定:
下面我們來舉個例子,來比較標准曼徹斯特編碼、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼:
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這個網頁里有
『肆』 計算機網路——2.物理層
確定與傳輸媒體的 介面 的一些特性,解決在各種傳輸媒體上傳輸 比特流 的問題
1.機械特性 :介面的形狀尺寸大小。
2.電氣特性 :在介面電纜上的各條線的電壓范圍。
3.功能特性 :在某一條線上出現的某個電平電壓表示的意義。
4.過程特性 :對於不同功能的各種可能事件的出現順序。
傳輸媒體主要可以分為 導引型傳輸媒體 和 非導引型傳輸媒體 :
導引型傳輸媒體 :信號沿著固體媒體(銅線或光纖,雙絞線)進行傳輸, 有線傳輸 。
非導引型傳輸媒體 :信號在自由空間傳輸,常為 無線傳輸 。
數據通信系統:包括 源系統 (發送方), 傳輸系統 (傳輸網路), 目的系統 (接收方)。
一般來說源系統發出的信號(數字比特流)不適合直接在傳輸系統上直接傳輸,需要轉化(模擬信號)。
調制 :數字比特流-模擬信號
解調 :模擬信號-數字比特流
數據 ——運送消息的實體。
信號 ——數據的電氣化或電磁化的表現。
模擬信號 ——代表消息的參數的取值是 連續 的。
數字信號 ——代表消息的參數的取值是 離散 的。
碼元 ——在使用時間域代表不同離散值的基本波形。
信道 :表示向某一個方向傳送信息的媒體。
單向通信(單工通信) :只有一個方向的通信,不能反方向。
雙向交替通信(半雙工通信) :能兩個方向通信,但是不能同時。
雙向同時通信(全雙工通信) :能同時在兩個方向進行通信。
基帶信號 :來自信源的信號(源系統發送的比特流)。
基帶調制 :對基帶信號的波形進行變換,使之適應信道。調制後的信號仍是基帶信號。基帶調制的過程叫做 編碼 。
帶通調制 :使用載波進行調制,把基帶信號的頻率調高,並轉換為模擬信號。調制後的信號是 帶通信號 。
1.歸零制 :兩個相鄰信號中間信號記錄電流要恢復到 零電平 。 正脈沖表示1,負脈沖表示0 。在歸零制中,相鄰兩個信號之間這段磁層未被磁化,因此在寫入信息之前必須去磁。
2.不歸零制 : 正電平代表1,負電平代表0 ,不用恢復到零電平。難以分辨開始和結束,連續記錄0或者1時必須要有時鍾同步,容易出現直流分量出錯。
3.曼徹斯特編碼 :在每一位中間都有一個跳變。 低->高表示0,高->低表示1 。
4.差分曼徹斯特編碼 :在每一位的中心處始終都有跳變。位開始邊界有跳變代表0,沒有跳變代表1。 位中間的跳變代表時鍾,位前跳變代表數據 。
調幅( AM ):載波的 振幅 隨著基帶數字信號而變化。
調頻( FM ):載波的 頻率 隨著基帶數字信號而變化。
調相( PM ):載波的 初始相位 隨著基帶數字信號而變化。
失真 :發送方的數據和接收方的數據並不完全一樣。
限制碼元在信道上的傳輸速率的因素:信道能夠通過的 頻率范圍 ; 信噪比 。
碼間串擾 :由於系統特性,導致前後碼元的波形畸變。
理想低通信號的最高碼元傳輸速率為 2W ,單位是波特,W是理想低通信道的 帶寬 ,理想帶通特性信道的最高碼元傳輸速率為W。
信噪比 :信號的平均功率與雜訊的平均功率的比值,單位是 dB , 值=10log10(S/N) 。
信噪比對信道的 極限 信息傳輸速率的影響:速率 C=Wlog2(1+S/N)——香農公式 ,單位為 bit/s 。
信噪比越大,極限傳輸速率越高。實際速率比極限速率低不少。還可以用編碼的方式來提高速率(讓一個碼元攜帶更多的比特量)。
所謂 復用 就是一種將若干個彼此獨立的信號合並成一個可以在 同一信道 上同時傳輸的 復合信號 的方法。
比如,傳輸的語音信號的頻譜一般在300~3400Hz內,為了使若干個這種信號能在 同一信道(相當於共享信道,能夠降低成本,提高利用率) 上傳輸,可以把它們的頻譜調制到不同的頻段,合並在一起而不致相互影響,並能在接收端彼此分離開來( 分用 )。
信道復用技術就是將一個物理信道按照一定的機制劃分多個互不幹擾互不影響的邏輯信道。信道復用技術可分為以下幾種: 頻分復用,時分復用和統計時分復用,波分復用,碼分復用 。
1.頻分復用技術FDM(也叫做頻分多路復用技術): 條件是傳送的信號的帶寬是有限的,而 信道的帶寬要遠遠大於信號的帶寬 ,然後採用 不同頻率 進行調制的方法,是各個信號在信道上錯開。頻分復用的各路信號是在 時間 上重疊而在 頻譜 上不重疊的信號。將整個帶寬分為多份,用戶分配一定的帶寬後通信過程 自始至終都佔用 這個頻帶。另外,為保證各個子信道傳輸不受干擾,可以設立 隔離帶 。
2.時分復用技術TDM:採用同一物理連接的不同時段來傳輸不同的信號。 也就是在信道帶寬上劃分出幾個子信道後,A用戶在某一段時間使用子信道1,用完之後將子信道1釋放讓給用戶B使用,以此類推。將整個信道傳輸時間劃分成若干個時間片(時隙),這些時間片叫做 時分復用幀 。每一個時分用戶在每一個TDM幀中佔用 固定時序 的時隙。
4.波分復用技術WDM: 將兩種或多種不同波長的光載波信號在發送端經過 復用器匯合 在一起,並耦合到光線路的 同一根光纖 中進行傳輸,在接收端經過 分波器 將各種波長的光載波分離進行 恢復 。整個過程類似於頻分復用技術的共享信道。波分復用其實就是光的頻分復用。
1.比特時間,碼片
1比特時間就是發送 1比特 需要的時間,如數據率是10Mb/s,則100比特時間就等於10微秒。
每一個比特時間劃分為m個短的間隔,稱為碼片。每個站被指派一個唯一的m bit 的碼片序列(例如S站的8 bit 碼片序列是00011011)。
如果發送 比特1 ,則發送自己的m bit 碼片序列。如果發送 比特0 ,則發送該碼片序列的二進制反碼。
S站的碼片序列:(-1,-1,-1,+1,+1,-1,+1,+1) -1代表0,+1代表1
用戶發送的信號先受 基帶數字信號 的調試,又受 地址碼 的調試。就比如數據發送後受到基帶數字信號的調試之後變為10,然後又受到地址碼的調試後1就變為了00011011(上面的S站碼片序列),0就變成了11100100。
由於每個比特要轉換成m個比特的碼片序列,因此原本S站的數據率b bit/s要提高到mb bit/s,同時S站所佔用的頻帶寬度也提高到原本數值的m倍。這種方式是擴頻通信中的一種。
擴頻通信通常有兩大類:直接序列擴頻DSSS(上述方式);跳頻擴頻FHSS。
2.碼分多址(CDMA)
CDMA的重要特點 :每個站分配的碼片序列不僅必須 各不相同 ,並且還必須 相互正交 。在實用系統中使用的是 偽隨機碼序列 。
碼片的互相 正交 的關系:令向量S表示站S的碼片向量,令T表示其他任何站的碼片向量。兩個不同站的碼片序列正交,就是向量S和T的 規格化內積 等於0。
即S T=(S1 T1+S2 T2+......Sm Tm)/m(其實就相當於 兩個向量垂直 ,/m對結果其實也沒多大關系)
推論 : 1. 一個碼片向量和另一碼片反碼的向量的規格化內積值為0(如果ST=0,那麼ST'也=0)
2. 任何一個碼片向量和該碼片向量自己的規格化內積都是1,即S S=1
3. 一個碼片向量和該碼片向量的規格化內積值是-1,即S S'=-1
CDMA的工作原理:
用一個列子來說明,假設S站的碼片序列為(-1,-1,-1,+1,+1,-1,+1,+1),S站的擴頻信號為Sx,即若數據比特=1那麼S站發送的是碼片序列本身Sx=S,若數據比特=0那麼S站發送的是碼片序列的反碼Sx=S』。T站的碼片序列為(-1,-1,+1,-1,+1,+1,+1,-1),T站的擴頻信號為Tx。因為所有的站都使用相同的頻率,因此每一個站都能夠收到所有的站發送的擴頻信號。所有的站收到的都是疊加的信號 Sx+Tx 。
當接收站打算收S站發送的信號時,就用S站的碼片序列與收到的信號求規格化內積,即S (Sx+Tx)=S Sx+S Tx。前者等於+1或0,後者一定等於0,具體看下面(參考上面的 CDMA的工作原理 ):
當數據比特=1時,Sx=S,那麼S Sx=S S=1;同理 ,當數據比特=0時,Sx=S』,那麼S Sx=S S』=0
當數據比特=1時,Tx=S,那麼S Tx=S T=0(參考上面 碼片序列的正交關系 );同理 ,當數據比特=0時,Sx=S』,那麼S Tx=S*T』=0
『伍』 關於曼徹斯特編碼
曼徹斯特編碼(Manchester Encoding),也叫做相位編碼(PE);常用於區域網傳輸。在曼徹斯特編碼中,每一位的中間有一跳變,位中間的跳變既作時鍾信號,又作數據信號。但在不同的書籍中,曼徹斯特編碼中,電平跳動表示的值不同,這里產生很多歧義:1、在網路工程師考試以及與其相關的資料中:
位中間電平從高到低跳變表示"0";
位中間電平從低到高跳變表示"1"。
2、在一些《計算機網路》書籍中:
位中間 電平從高到低跳變表示"1";
位中間電平從低到高跳變表示"0"。
在清華大學出版的《計算機通信與網路教程》《計算機網路(第4版)》也是這么說的,就以此為標准,我們就叫這為標准曼徹斯編碼。至於第一種,我們在這里就叫它曼徹斯特編碼。但是要記住,在不同的情況下懂得變通哦,否則會被老師扣分數的哦 。這兩者恰好相反,千萬別弄混淆了。
現在我們要講的 就是差分曼徹斯特編碼:
在信號位開始時不改變信號極性,表示輯"1"
在信號位開始時改變信號極性,表示邏輯"0" ;
[編輯本段]相關
【注意】:如果在最初信號的時候,即第一個信號時:
如果中間位電平從低到高,則表示0;
如果中間位電平從高到低,則表示1;
後面的(從第二個開始)就看每個信號位開始時有沒有跳變來決定:
下面我們來舉個例子,來比較標准曼徹斯特編碼、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼:不論碼元是1或者0,在每個碼元正中間的時刻,一定有一次電平轉換。
曼切斯特和差分曼切斯特編碼是原理基本相同的兩種編碼,後者是前者的改進。他們的特徵是在傳輸的每一位信息中都帶有位同步時鍾,因此一次傳輸可以允許有很長的數據位。
曼切斯特編碼的每個比特位在時鍾周期內只佔一半,當傳輸「1」時,在時鍾周期的前一半為高電平,後一半為低電平;而傳輸「0」時正相反。這樣,每個時鍾周期內必有一次跳變,這種跳變就是位同步信號。
差分曼切斯特編碼是曼切斯特編碼的改進。它在每個時鍾位的中間都有一次跳變,傳輸的是「1」還是「0」,是在每個時鍾位的開始有無跳變來區分的。
差分曼切斯特編碼比曼切斯特編碼的變化要少,因此更適合與傳輸高速的信息,被廣泛用於寬頻高速網中。然而,由於每個時鍾位都必須有一次變化,所以這兩種編碼的效率僅可達到50%左右
『陸』 110100101曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼波形圖怎們畫
之前我也不會畫,但我都會了,你們就一定要會,首先我們要把規則搞清楚。我們的教材是這樣的,曼徹斯特編碼其實就是雙相碼,你看到消息碼0,就是用01來畫(先低電平,再高電平), 對於消息碼1,就用10來畫(先畫高電平,再畫低電平)。
差分曼徹斯特編碼要怎麼畫?先確定第一個電位,消息碼1對應10(先畫高電平再畫低電平), 消息碼0對應01(先畫低電平,再畫高電平), 然後重點來了,我們要看相鄰電位畫後一個波形,如果後一個消息碼是0,表示(後一個波形和前一個波形畫法相同) ,如果後一個消息碼是1,表示(後一個的波形和前一個的波形的畫法不相同,而且始終關於虛線對稱。不信你自己去觀察,over!
『柒』 計算機網路 差分曼徹斯特編碼第一個數怎麼看是零還是一
看第一個沿有無跳變。這個圖畫得有問題,的確不容易讓學生看懂,應該再往前面畫出一點點的。不嚴謹的書會害人啊。
『捌』 曼徹斯特編碼【計算機網路】
曼徹斯特編碼是 1和0是固定波形,1是什麼樣 0是什麼樣是固定的。差分曼徹斯特編碼是編碼1時波形變化,而編碼0時波形同上一個一樣不會變。
『玖』 關於曼切斯特編碼的問題
曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼(Manchester Encoding),也叫做相位編碼(PE),是一個同步時鍾編碼技術,被物理層使用來編碼一個同步位流的時鍾和數據。曼徹斯特編碼被用在乙太網媒介系統中。曼徹斯特編碼提供一個簡單的方式給編碼簡單的二進制序列而沒有長的周期沒有轉換級別,因而防止時鍾同步的丟失,或來自低頻率位移在貧乏補償的模擬鏈接位錯誤。在這個技術下,實際上的二進制數據被傳輸通過這個電纜,不是作為一個序列的邏輯1或0來發送的(技術上叫做反向不歸零制(NRZ))。相反地,這些位被轉換為一個稍微不同的格式,它通過使用直接的二進制編碼有很多的優點。
曼徹斯特編碼,常用於區域網傳輸。在曼徹斯特編碼中,每一位的中間有一跳變,位中間的跳變既作時鍾信號,又作數據信號;從高到低跳變表示"1",從低到高跳變表示"0"。還有一種是差分曼徹斯特編碼,每位中間的跳變僅提供時鍾定時,而用每位開始時有無跳變表示"0"或"1",有跳變為"0",無跳變為"1"。
對於以上電平跳變觀點有歧義:關於曼徹斯特編碼電平跳變,在雷振甲編寫的<<網路工程師教程>>中對曼徹斯特編碼的解釋為:從低電平到高電平的轉換表示1,從高電平到低電平的轉換表示0,模擬卷中的答案也是如此,張友生寫的考點分析中也是這樣講的,而《計算機網路(第4版)》中(P232頁)則解釋為高電平到低電平的轉換為1,低電平到高電平的轉換為0。清華大學的《計算機通信與網路教程》《計算機網路(第4版)》採用如下方式:曼徹斯特編碼從高到低的跳變是 0 從低到高的跳變是 1 。
兩種曼徹斯特編碼是將時鍾和數據包含在數據流中,在傳輸代碼信息的同時,也將時鍾同步信號一起傳輸到對方,每位編碼中有一跳變,不存在直流分量,因此具有自同步能力和良好的抗干擾性能。但每一個碼元都被調成兩個電平,所以數據傳輸速率只有調制速率的1/2。
就是說主要用在數據同步傳輸的一種編碼方式。
【在曼徹斯特編碼中,用電壓跳變的相位不同來區分1和0,即用正的電壓跳變表示0,用負的電壓跳變表示1。因此,這種編碼也稱為相應編碼。由於跳變都發生在每一個碼元的中間,接收端可以方便地利用它作為位同步時鍾,因此,這種編碼也稱為自同步編碼。】
Manchester encoding uses the transition in the middle of the timing window to determine the binary value for that bit period. In Figure , the top waveform moves to a lower position so it is interpreted as a binary zero. The second waveform moves to a higher position and is interpreted as a binary one .
【關於數據表示的約定】
事實上存在兩種相反的數據表示約定。
第一種是由G. E. Thomas, Andrew S. Tanenbaum等人在1949年提出的,它規定0是由低-高的電平跳變表示,1是高-低的電平跳變。
第二種約定則是在IEEE 802.4(令牌匯流排)和低速版的IEEE 802.3 (乙太網)中規定, 按照這樣的說法, 低-高電平跳變表示1, 高-低的電平跳變表示0。
由於有以上兩種不同的表示方法,所以有些地方會出現歧異。當然,這可以在差分曼徹斯特編碼(Differential Manchester encoding)方式中克服.
『拾』 曼特斯特編碼和差分曼徹斯特編碼的時鍾頻率是信號頻率的多少倍
不同教材關於曼徹斯特編碼的說法不同,吳功宜版的計算機網路基礎說的是IEEE 802.3標准規定:曼徹斯特編碼前T/2為反碼,後T/2為原碼,即若數據為1,則編碼為01(波形低到高);若數據為0,則編碼為10(波形高到低)。