A. 数字数据采用什么编码 求一个计算机网络的高手 最好有QQ现场解决问题。。。急死了 考试呢
在数字信道中传输计算机数据时,要对计算机中的数字信号重新编码进行基带传输,在基带传输中数字数据的编码包括 一、非归零码: nonreturn to zero code (NRZ) 一种二进制信息的编码,用两种不同的电联分别表示“1”和“0”,不使用零电平。信息密度高,但需要外同步并有误码积累。 0:低电平 1:高电平 二.曼彻斯特编码:
曼彻斯特编码(Manchester Encoding),也叫做相位编码(PE),是一个同步时钟编码技术,被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。曼彻斯特编码被用在以太网媒介系统中。曼彻斯特编码提供一个简单的方式给编码简单的二进制序列而没有长的周期没有转换级别,因而防止时钟同步的丢失,或来自低频率位移在贫乏补偿的模拟链接位错误。在这个技术下,实际上的二进制数据被传输通过这个电缆,不是作为一个序列的逻辑1或0来发送的(技术上叫做反向不归零制(NRZ))。相反地,这些位被转换为一个稍微不同的格式,它通过使用直接的二进制编码有很多的优点。 曼彻斯特编码,常用于局域网传输。在曼彻斯特编码中,每一位的中间有一跳变,位中间的跳变既作时钟信号,又作数据信号;从低到高跳变表示"0",从高到低跳变表示"1"。还有一种是差分曼彻斯特编码,每位中间的跳变仅提供时钟定时,而用每位开始时有无跳变表示"0"或"1",有跳变为"0",无跳变为"1"。 对于以上电平跳变观点有歧义:关于曼彻斯特编码电平跳变,在雷振甲编写的<<网络工程师教程>>中对曼彻斯特编码的解释为:从低电平到高电平的转换表示1,从高电平到低电平的转换表示0,模拟卷中的答案也是如此,张友生写的考点分析中也是这样讲的,而《计算机网络(第4版)》中(P232页)则解释为高电平到低电平的转换为1,低电平到高电平的转换为0。清华大学的《计算机通信与网络教程》《计算机网络(第4版)》采用如下方式:曼彻斯特编码从高到低的跳变是 1 从低到高的跳变是 0 。 两种曼彻斯特编码是将时钟和数据包含在数据流中,在传输代码信息的同时,也将时钟同步信号一起传输到对方,每位编码中有一跳变,不存在直流分量,因此具有自同步能力和良好的抗干扰性能。但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。 就是说主要用在数据同步传输的一种编码方式。 【在曼彻斯特编码中,用电压跳变的相位不同来区分1和0,即用正的电压跳变表示0,用负的电压跳变表示1。因此,这种编码也称为相应编码。由于跳变都发生在每一个码元的中间,接收端可以方便地利用它作为位同步时钟,因此,这种编码也称为自同步编码。】 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 . 【关于数据表示的约定】 事实上存在两种相反的数据表示约定。 第一种是由G. E. Thomas, Andrew S. Tanenbaum等人在1949年提出的,它规定0是由低-高的电平跳变表示,1是高-低的电平跳变。 第二种约定则是在IEEE 802.4(令牌总线)和低速版的IEEE 802.3 (以太网)中规定, 按照这样的说法, 低-高电平跳变表示1, 高-低的电平跳变表示0。 由于有以上两种不同的表示方法,所以有些地方会出现歧异。当然,这可以在差分曼彻斯特编码(Differential Manchester encoding)方式中克服. 三.差分曼彻斯特编码:
曼彻斯特编码的编码规则是: 在信号位中电平从高到低跳变表示1 在信号位中电平从低到高跳变表示0 差分曼彻斯特编码的编码规则是: 在信号位开始时不改变信号极性,表示辑"1" 在信号位开始时改变信号极性,表示逻辑"0" 不论码元是1或者0,在每个码元正中间的时刻,一定有一次电平转换。 曼切斯特和差分曼切斯特编码是原理基本相同的两种编码,后者是前者的改进。他们的特征是在传输的每一位信息中都带有位同步时钟,因此一次传输可以允许有很长的数据位。 曼切斯特编码的每个比特位在时钟周期内只占一半,当传输“1”时,在时钟周期的前一半为高电平,后一半为低电平;而传输“0”时正相反。这样,每个时钟周期内必有一次跳变,这种跳变就是位同步信号。 差分曼切斯特编码是曼切斯特编码的改进。它在每个时钟位的中间都有一次跳变,传输的是“1”还是“0”,是在每个时钟位的开始有无跳变来区分的。 差分曼切斯特编码比曼切斯特编码的变化要少,因此更适合与传输高速的信息,被广泛用于宽带高速网中。然而,由于每个时钟位都必须有一次变化,所以这两种编码的效率仅可达到50%左右 详细分析: 分别用标准曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码画出1011001的波形图 (如右上图) 一:标准曼彻斯特编码波形图1代表从高到低,0代表从低到高 二:差分曼彻斯特编码波形图1代表没有跳变(也就是说上一个波形图在高现在继续在高开始,上一波形图在低继续在低开始)开始画0代表有跳变(也就是说上一个波形图在高位现在必须改在低开始,上一波形图在高位必须改在从低开始) 注:第一个是0的从低到高,第一个是1的从高到低,后面的就看有没有跳变来决定了(差分曼彻斯特编码) 给出比特流101100101的以下两个波形。 (如图) (1)曼彻斯特码脉冲图形; (2)差分曼彻斯特码脉冲图形。
B. 求计算机网络技术的知识点
计算机网络技术的知识点主要包括以下几个方面:
物理层:
- 功能:在通信系统间建立物理链接,实现原始位流的传输。
- 设备:中继器、集线器、网卡等。
- 传输单位:比特流。
数据链路层:
- 功能:实现物理网络中的系统标识,具有组帧功能,在共享传输介质的网络中提供访问控制功能,确保数据的无错传输。
- 设备:交换机、网桥等。
- 传输单位:帧。
网络层:
- 功能:对整个互联网络中的系统进行统一的标识,具有分段和重组功能,还具有寻址和拥塞控制功能。
传输层:
- 功能:实现主机间进程到进程的数据通信。
- 传输单位:段。
会话层:
- 功能:组织和同步不同主机上各种进程间的通信。
表示层:
- 功能:为应用进程间传送的数据提供表示的方法,即确定数据在计算机中的编码方式。
应用层:
- 功能:直接给网络应用进程提供服务,是OSI模型中唯一直接与应用软件交互的层次。
这些知识点涵盖了计算机网络技术从底层到高层的各个层次,每一层都有其特定的功能和设备,共同协作以实现数据的传输和通信。
C. 0010是什么意思
0010在计算机领域中有多重含义,主要包括以下几点:
二进制数转换为十进制数:
- 0010对应的十进制数是2。在计算机科学中,二进制是计算机内部存储和处理数据的基础,每一位只能是0或1。因此,0010转换为十进制数就是2。
程序中的二进制编码或数据:
- 0010可能代表程序中的某个特定二进制编码。在编程中,二进制数常被用作各种编码的基础,如指令编码、数据编码等。因此,0010在不同的程序中可能有不同的含义,具体取决于程序的上下文和设计。
TCP/IP协议中的传输控制协议的二进制编码:
- 在计算机网络中,0010有时特指TCP的二进制编码。TCP/IP协议是互联网通信的基础,其中TCP负责数据的可靠传输。虽然在实际的网络通信中,协议的实现和编码要复杂得多,但0010作为TCP的一个简单表示,有助于理解协议的基本概念。
物理地址信息中的操作码:
- 0010也可能表示物理地址信息中的某个操作码。在计算机硬件和底层软件设计中,物理地址和操作码是控制硬件行为和数据处理的关键。0010作为操作码的一部分,可能指示硬件执行特定的操作或响应特定的信号。
总结:0010在计算机领域中是一个重要且广泛应用的编码方式,其具体含义取决于上下文和应用场景。了解二进制数及其转换、编程中的二进制编码、网络协议中的二进制表示以及硬件设计中的操作码等概念,有助于深入理解0010在不同情况下的含义和作用。
D. 计算机网络-物理层(3)
计算机网络-物理层(3)在计算机网络物理层中,编码调制技术、复用技术以及数据交换方式是重要的组成部分。下面将详细介绍这些技术。
1. 信号编码技术数据无论是数字的还是模拟的,为了传输都必须变成信号。把数据变换为模拟信号的过程称为调制,把数据变换为数字信号的过程称为编码。
基带传输与通带传输:
基带信号:信号从0运行到最大频率的信号。
通带信号:信号被移动到某一个更高的频率范围。
基带传输:信号占据的频率从0到最大频率。
通带传输:信号占据载波信号频率附近的频带。
基带传输-编码:
比特流:数字数据的原始形式,主要表现形式为01字符串。
归零编码RZ:高电平表示1、低电平表示0,每个时钟周期的中间均跳变到低电平(归零)。接收方可以根据该跳变调整自身的时钟基准,为双方提供了自同步机制,但由于归零需要占用一部分带宽,因此传输效率受到了一定的影响。
非归零编码NRZ:与RZ的区别就是不用归零,一个周期可以全部用来传输数据。但是NRZ无法传输时钟信号,双方难以同步,因此想要传输高速同步数据,需要带时钟线。
曼彻斯特编码ME:将一个码元分为两个相等的间隔,前1后0表示码元1,前0后1表示码元0。在每个码元中间出现电平跳变,位中间的跳变既可以作为时钟信号,也可以作为数据信号(频带宽度是原始基带宽度的两倍),带宽效率不高,以太网使用的编码方式就是ME。
双极编码AMI:AMI编码是一种双极性编码,它的编码规则是:代码中的0也就是传输码中的0,传输码中的+1、-1交替,1码通常称为传号,0码则叫做空号。AMI码是平衡信号,但是没有时钟信号。
基带传输中有三个主要特性:带宽效率、平衡信号和时钟恢复。这三个特征可以衡量一个编码的效率。
带宽效率:带宽是一种有限资源,更有效地使用有限带宽的一种策略便是使用两个以上的信令级别。例如,AMI的效率挺高;当比特率为B bps,NRZ至少需要B/2的带宽,曼彻斯特的带宽效率为50%,信号电平的数量也不一定是2的幂。
平衡信号:在平衡信号中,即编码后高电平和低电平的数量相等。一段时间内的平均电压值为0,没有直流。平衡信号更具有抗噪声的能力。ME和AMI都是平衡信号,但是NRZ不一定。
时钟恢复:有两种策略,要不就单独发送一个时钟信号,要不就将时钟信号与数据信号混合。对于ME来说,信号X异或0=X,X异或1=非X,即Clock异或NRZ=ME。
通带传输-调制:
数字数据调制技术在发送端将数字信号转换为模拟信号,在接收端将模拟信号还原为数字信号,分别对应调制解调器的调制和解调过程。
基本的数字调制方法有以下几种:
幅移键控ASK:通过改变载波信号的振幅来表示数字信号1和0,载波频率和相位都不改变,比较容易实现,但是抗干扰能力较差。
频移键控FSK:通过改变载波信号的频率来表示数字信号1和0,载波振幅和相位都不变,容易实现,抗干扰能力强。
相移键控PSK:通过改变载波的相位来表示数字信号1和0,载波的振幅和频率都不改变,它又分为绝对调相和相对调相。
正交振幅调制QAM:在频率相同的前提下,将ASK和PSK结合起来,形成叠加信号。设波特率为B,采用m个相位,每个相位有n种振幅,则QAM技术的数据传输速率R=Blog2(mn) bps。
调制解调器使用调制技术的组合,如QPSK(正交相移键控)和QAM(正交振幅调制)。星座图用于表示调制信号的相位和振幅。
2. 模拟信号编码为数字信号模拟信号转换成数字信号需要经过采样、量化、编码这三个过程。
- 采样(Sampling):根据奈奎斯特定理,为了不失真地恢复模拟信号,采样频率应该不小于模拟信号频谱中最高频率(低通信号)的2倍。
- 量化(Quantizing):采样后,还需要对采样信号进行量化。量化将信号强度分成线性或者对数的电平。采样和量化两个阶段,实际上分别是将时间连续、幅度连续的模拟信号,通过时间离散分割、幅度离散分割。此时,模拟信号还没有变成数字信号,只是在时间和幅度上变成了离散的信号,为编码做准备。
- 编码(Encoding):通过Codec编码解码器,将量化电路输出的状态转成特定的二进制编码进行输出,这个阶段会根据输出芯片的不同,产生不同的编码格式。PCM脉冲编码调制是数字通信的编码方式之一,主要过程便是上述过程。
复用技术是一种共享信道提供的方法,将若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上同时传输的复合信号。
- 常见的复用技术:
TDM(时分复用):将时间划分为若干时隙,某一用户通信在某一时隙上周期性传送。频率相同,时间不同。固定分配带宽。信号在同一通信信道上作为子信道同时传输,但是在信道物理上轮流传输。因为时域被划分为几个固定长度的循环时隙,每个子通道一个。但可能造成资源浪费,因此将时分复用技术改进为统计时分复用(STDM),动态分配带宽。
FDM(频分复用):将频率划分为多个频带,某一用户通信频率固定。频率不同,时间相同。
CDM(码分复用):码分复用是一种扩频通信的形式,每个用户使用特殊挑选的不同码型,因此可以在同样的时间使用同样的频带进行通信,而不产生干扰。频率时间相同,码型不同。原理是每比特时间被分成m个更短的时间片,称为码片(Chip),通常情况下每比特有64个或128个码片。每个站点被指定一个唯一的m位的代码(码片序列)。当发送1时站点就发送码片序列,发送0时就发送码片序列的反码。当两个或多个站点同时发送时,各路数据在信道中被线性相加。
WDM(波分复用):把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送(每个波长承载一个TDM电信号)的方式统称为波分复用。
复用技术可以形象地理解为:假设有A、B、C三位绅士使用一个房间进行沟通,频分复用则是三个人同时在这个房间中,每个人只能在固定的区域使用;时分复用便是三个人轮流使用;码分复用是三个人同时共同使用,但是每个人都使用不同的语言交流。
通过以上介绍,我们详细了解了计算机网络物理层中的编码调制技术、复用技术以及模拟信号编码为数字信号的过程。这些技术是物理层实现数据传输和通信的基础。