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本文重点学习差分曼彻斯特编码，同时学习以下几个小知识点：

双相码之差分曼彻斯特编码4B/5B编码数字调制技术：ASK、FSK、PSK脉冲编码调制（PCM）考题示例双相码之差分曼彻斯特编码

双相码要求每一位中都要有一个电平转换，它的特点是自定时（自同步）功能。也有检测错误功能——如果某一位中间没有电平转换，则被认为是错误的。差分曼彻斯特编码和曼彻斯特编码都属于双相码。因为每位中间有电平跳变，因此波特率是数据速率的2倍。对于Mbps的网络而言，如果用两种双相码之一来编码数据，就需要兆的波特率——因为每一个码元都要调制为两个不同的电平。

差分曼彻斯特编码，码元中间的电平转换边只作为定时信号（仅表示时钟），不表示数据。由于其良好的抗噪声特性和自定时功能，被广泛用于宽带高速网中。而曼彻斯特编码用在以太网中，如10BaseT，这里的10表示10M，Base表示基带，T表示双绞线。差分曼彻斯特编码，以码元开始处电平是否发生变化来表示比特0或者比特1。

常用编码，图片来源：湖科大

4B/5B编码

将要发送的数据比特流每4位分为一组，然后按照4B/5B编码规则将其转换成相应的5位码，这时5位码就有32种组合，只采用其中的16种对应16种不同的4位码，另外的16种作为控制码。这些控制码用于来表示帧的开始和结束、线路的状态信息等。

为了保证接收端能提取到同步时钟，编码规则保证无论4位数据为何组合，所转换成5位码中至少有两个1，即保证在传输过程中码元至少发生两跳变。它的编码效率达80%（5位码中有4位有效信息位）。快速以太网（Base-T）和光纤分布式接口（FDDI）都是采用此编码。类似的还有8B/10B、8B/6T（每8位作为一组的数据转换为每6位一组的三元码组，采用4对3类非屏蔽双绞线，最大传输距离为m）。这三种编码规范的对比如下表：

4B/5B编码方法原理图（没什么考试意义）如下：

编码规则

数字调制技术

数字数据在传输中不仅可以用方波脉冲表示，也可以用模拟信号来表示。数字调制是指用数字数据调制模拟信号。主要有3种基本调制方法：调幅、调频、调相。

调幅调幅也称幅度键控（ASK），将不同的数据信息1和0调制成不同幅度但相同频率的载波信号。调频调频也称频移键控（FSK），将不同的数据信息1和0调制成相同幅度但不同频率的载波信号。调相调相也称相移键控（PSK），利用相邻载波信号的相位变化值来表示相邻信号是否具有相同的数据信息值，同时幅度和频率均保持不变。正交调幅（QAM）

基本调制，图片来源：湖科大

脉冲编码调制

脉冲编码调制（PCM）是一种数字化技术，用于将模拟数据变换为数字信号，变换过程分为3个步骤：采样、量化和编码。

采样每隔一段时间，取模拟信号的当前值作为样本，此样本代表了模拟信号在某一时刻的瞬时值。这样就把模拟信息变成了离散信号。采样速率大于模拟信号的最高频率的两倍，则可以用得到的样本空间恢复原来的模拟信号。量化量化的目的是确定采样出的模拟信号的数值。通过规定一定的量化级，对采样得到的模拟信号数值进行“取整”量化，从而得到离散信号的具体值。量化级越高，表示离散信号的值精度越高。编码编码是将量化后的样本值变成相应的二进制代码，当量化级为N时，二进制位数为log2N。考题示例

下图表示了某个数据的两种编码，这两种编码分别是（），该数据是（）。

试题1

A.X为差分曼彻斯特码，Y为曼彻斯特码

B.X为差分曼彻斯特码，Y为双极性码

C.X为曼彻斯特码，Y为差分曼彻斯特码

D.X为曼彻斯特码，Y为不归零码

A.011110

B.011010

C.

D.010

解答：从图可以看出，每个码元中间都发跳变，所以都是双相码。用码元开始处电平是否发生变化，来区分答案A和C，所以第1个答案C。第2题答案为B。

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