第4章數(shù)據(jù)通信基礎4.1數(shù)字通信系統(tǒng)的基本組成4.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)4.3通信信道4.4數(shù)據(jù)傳輸方式4.5交換方式*4.6差錯控制技術小結

習題數(shù)字通信是使用數(shù)字信號作為載體傳輸信息的通信方式，而模擬通信則是用模擬信號作為信息載體的通信方式。實際通信系統(tǒng)往往是兩種通信方式的混合，在它們的銜接處進行數(shù)/模轉換，這樣的通信方式稱為混合通信方式?；旌贤ㄐ欧绞揭话阋詳?shù)字信號為主，局部采用模擬信號。一般認為，如果信源產(chǎn)生的是模擬信號且以模擬信道傳輸，則稱為模擬通信；如果信源產(chǎn)生的是模擬信號且以數(shù)字信號的形式進行傳輸，稱這種通信方式為數(shù)字通信；而數(shù)據(jù)通信則專指信源和信息中數(shù)據(jù)形式都是數(shù)字的，在信道傳輸時可以根據(jù)需要采用模擬傳輸方式或數(shù)字傳輸方式。實際工作中往往不加嚴格區(qū)分。4.1數(shù)字通信系統(tǒng)的基本組成4.1.1基本數(shù)字通信系統(tǒng)通信的基本功能是傳遞信息，即將由信源（發(fā)送者）產(chǎn)生的信息，通過一定的媒介（即信道）傳輸，最后被信宿（收信者）接收。一個數(shù)字通信系統(tǒng)的基本任務就是把信源產(chǎn)生的信息變換成一定格式的數(shù)字信號，通過信道傳輸，到達接收端后，再變換為適宜于信宿接受的信息形式送至信宿。圖4-1是實現(xiàn)這個過程的數(shù)字通信系統(tǒng)的基本框圖，主要組成部分如下。圖4-1數(shù)字通信系統(tǒng)的基本框圖

1.信源／信宿

信源產(chǎn)生信息，信宿最后接受信息。它們可能是人直接使用的設備，如電話端機、電傳打字機、鍵盤顯示器等，或者其他機器，如檢測器、存儲器、電視攝像機、其他輸入/輸出設備等。信源和信宿可以是分開的設備，也可能是裝在一起，便于像電話那樣進行雙向通信的復合裝置。根據(jù)通信對象和任務的不同，信源產(chǎn)生的信息的形式也不同，總的說來可分為連續(xù)的和離散的兩種，與此對應地分別有連續(xù)信源和離散信源。前者產(chǎn)生幅度隨時間連續(xù)變化的信號（如話筒產(chǎn)生的話音信號）；后者產(chǎn)生各種離散的符號或數(shù)據(jù)。

2.信源編碼／解碼器各種信源產(chǎn)生的信息要在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸，必須變換成統(tǒng)一格式的數(shù)字信號，這個過程稱為信源編碼。對連續(xù)信息要進行模／數(shù)（A／D）變換，用一定的數(shù)字脈沖組合來表示信號的一定幅度；對離散信息則用數(shù)字脈沖組合來一一表示符號、字母等。用一組數(shù)字脈沖信號來表示信息的過程稱為編碼，這組數(shù)字脈沖就稱為代碼、碼組或碼字，其中每個數(shù)字脈沖就稱為碼元。信源編碼往往還有一個重要的作用，就是提高數(shù)字信號的有效性，即在保證一定傳輸質(zhì)量的情況下，用盡可能少的數(shù)字脈沖來表示信源產(chǎn)生的信息。這種編碼稱頻帶壓縮或數(shù)據(jù)壓縮編碼。在接收端的信源解碼是發(fā)端信源編碼的逆過程，它把數(shù)字信號還原為信宿可接受的信息形式。

3.信道與干擾信源與信宿總是隔開的，而且往往距離很遠，其間必須有某種媒介進行電的連接以傳輸信號，這種媒介就是信道。用于模擬通信的各種有線和無線信道都可用作數(shù)字通信。目前在大容量干線通信中，有線通信主要使用同軸電纜；無線通信使用的主要是微波視距中繼；數(shù)字衛(wèi)星通信和光纖通信的進展也很快。各種信道由于物理上的原因，具有種種不完善的特性，會使在其中傳輸?shù)臄?shù)字信號產(chǎn)生衰減和畸變。另外，信號還受到各種不需要的和無法預知的其他信號的干擾。因此，在數(shù)字通信系統(tǒng)中就要設置各種設備，采取專門措施來克服這些不利因素。通信系統(tǒng)設計的主要目標之一就是盡可能地抑制干擾的破壞作用，保證數(shù)字信號可靠而有效地傳輸。干擾可以是信號在傳輸過程中造成信號畸變的所有因素。總的來說，干擾可分為加性干擾和乘性干擾兩個部分。加性干擾是疊加到有用信號上的種種不需要的電磁信號，主要包括隨機噪聲、脈沖干擾和正弦干擾三種。隨機噪聲主要有熱噪聲、宇宙噪聲和電子器件內(nèi)部噪聲等；脈沖干擾主要有大氣干擾和工業(yè)干擾等；正弦干擾主要有鄰臺干擾、鄰信道串擾和人為電子干擾等。乘性干擾是由于信道特性的種種不完善所引起的信號畸變，這些畸變不能簡單看做疊加到信號上而相當于使信號乘上某些畸變因子。引起乘性干擾的主要因素是信道引起的衰變、幅度和相位的畸變、頻率漂移和相位的抖動以及非線性失真等。所有這些干擾在信道中是散布在各環(huán)節(jié)的。

4.調(diào)制／解調(diào)器各種信道都有一定的頻帶限制，二進制脈沖序列往往不能直接在信道上傳輸。調(diào)制器的作用就是把二進制脈沖變換成適宜于在通信信道上傳輸?shù)牟ㄐ?。?shù)字調(diào)制過程就是使一定頻率的高頻正弦振蕩（稱為載波）的振幅、頻率、相位或它們的組合隨著所要傳輸?shù)臄?shù)字脈沖而有規(guī)律地改變。調(diào)制是信息傳輸過程中一個重要的措施，它還有減小信道中干擾的作用，改變信道的頻譜特性匹配以減小由傳輸引起的畸變，提供很多用戶合用一個信道（多路復用）的能力等。解調(diào)是調(diào)制的逆過程。但對一種已調(diào)波形進行解調(diào)以恢復原數(shù)字信號的方法可以有好幾種，具體選用哪一種取決于所要求的解調(diào)精度和所允許的設備復雜性。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，調(diào)制器和解調(diào)器常裝在一起，稱為調(diào)制解調(diào)器（MODEM）。

5.信道編碼／解碼器選擇好的調(diào)制解調(diào)方法可以有效地消除干擾的影響，但這也有一定的局限性。有時候雖然仔細設計了調(diào)制解調(diào)器，但系統(tǒng)仍不能充分抑制干擾的影響，達不到傳輸?shù)目煽啃灾笜?。為此，在?shù)字通信中可采用信道編碼解碼的辦法來進一步提高可靠性。在數(shù)字通信中，信道干擾的有害影響表現(xiàn)為產(chǎn)生錯碼。信道編碼／解碼的作用，就是減少錯碼，以達到指標的要求。信道編碼是一種代碼變換，其方法是有規(guī)律地在信源編碼后的脈沖序列中插入一些附加的脈沖，成為監(jiān)督碼元。這些碼元不代表所傳輸?shù)男畔ⅲ鼈儾迦氲奈恢煤椭蹬c信息脈沖（碼元）之間有固定的關系，稱為監(jiān)督關系，用監(jiān)督方程表示。這個監(jiān)督關系接收端是知道的。如果傳輸中出了差錯，就破壞了這個監(jiān)督關系，接收端就可通過驗證監(jiān)督方程來檢查到錯誤。有的編碼還可糾正某些錯誤。接收端檢測或者糾正錯誤的過程就是信道解碼。

6.發(fā)射／接收機信號在媒介中傳播會被衰減，所以在發(fā)、收兩端進行適當?shù)姆糯笫潜夭豢缮俚?。其次，還要進行濾波，限制頻帶寬度；還需要有耦合裝置，將能量發(fā)送到媒介中或從其中接收下來等。這種設備（例如發(fā)射機和接收機）并不對信號進行改變特性的處理，僅起提供通路的作用，故常視作信道的一部分。一個實際的數(shù)字通信系統(tǒng)除具有圖41所示的基本功能單元外，還包含其他一些重要的單元，如：定時同步系統(tǒng)——數(shù)字信號是一個個碼元依次按節(jié)拍傳輸?shù)模虼吮仨氂卸〞r電路來保證正確的時序關系，必須由同步電路來保證接收端的工作與發(fā)送端步調(diào)一致。定時同步系統(tǒng)控制著數(shù)字信號的可靠傳輸。定時同步系統(tǒng)失效，輕則錯誤增多，重則通信中斷。均衡器——用來補償不理想的信道特性，使信號能正確無誤地接收。再生中繼器——我們知道，在長途電話傳輸過程中，為彌補線路的損耗，沿途要設置若干增音器。在數(shù)字通信中與此相應的是再生中繼器，用來修正脈沖波形，消除干擾和畸變。加密／解密設備——在軍事、國家機密以及其他機要通信中，保密是非常重要的。數(shù)字信號的特點是它比模擬信號易于加密并獲得極好的性能。加密器放在信源編碼后，解密器則放在信源解碼器之前。數(shù)字交換設備——圖4-1是點對點通信系統(tǒng)的基本框圖。在要為很多分散的用戶服務的數(shù)字通信網(wǎng)中，必須有數(shù)字交換設備進行通路的轉接，它起接線員的作用，實現(xiàn)多對用戶之間的并發(fā)通信。數(shù)字復接設備——在通信網(wǎng)中，很多用戶或不同速率級別的數(shù)字信號流需要合用一條信號通路，或幾個低一級速率的數(shù)字信號流要合并成高一級速率的數(shù)字信號流，這時需要用數(shù)字復接設備。4.1.2模擬通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)從世界各國發(fā)展通信的歷史來看，模擬通信系統(tǒng)發(fā)展在先，數(shù)據(jù)通信發(fā)展在后。模擬傳輸系統(tǒng)主要是為傳輸模擬信號，尤其是話音信號而設計的，其特征是具有線性的傳輸特性。在線路距離較長時，線路中間設置若干個必要的線性增音機。所謂“線性”，是指經(jīng)過處理之后不產(chǎn)生新的頻率，也不減少原來信號所含的頻率成分。模擬傳輸系統(tǒng)傳輸多路信號時，一般采用頻分復用（FDM）的原則。頻分復用是若干話路的頻帶合成寬頻帶，以寬頻帶的信號在信道上傳輸。盡管傳送信號路數(shù)增多，它的設備中所包含的器件和部件也增多，但在電的性能上，它在較寬的頻率范圍內(nèi)，仍應該能實現(xiàn)線性傳輸。所以，模擬傳輸系統(tǒng)的容量，除了以多少路數(shù)表示外，也可以用最高使用頻率來表示。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要是為了傳輸數(shù)字信號而設計的。其特征是信號傳輸一定距離后能夠借助于再生作用，繼續(xù)傳輸，而不要求其有嚴格的線性。因此，在較長距離的線路上，要在線路中間設置若干必需的再生中繼機。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳輸多路信號時，一般采用時分復用的原則。數(shù)字傳輸系統(tǒng)的容量，通常由傳輸數(shù)碼（或符號）信息的速率來表示。時分多路復用是把若干低速率數(shù)據(jù)序列合成為高速率的數(shù)據(jù)序列，同時在信道中傳輸。隨著傳輸速率和容量的提高與增大，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中所包含的設備與器件應該相應的有較快的開關速率，能夠更快地傳輸數(shù)字脈沖。未來數(shù)據(jù)通信的進展，在很大程度上取決于其設備和元件的開關速率。由于模擬通信系統(tǒng)發(fā)展較久，過去和現(xiàn)在實際使用的國內(nèi)和國際通信系統(tǒng)，均以模擬通信系統(tǒng)居多。有些國家目前使用的主要還是模擬通信系統(tǒng)，例如在我國，目前部分市內(nèi)電話中繼電纜上以及部分微波中繼信道上，已經(jīng)設置和正在改為時分多路的數(shù)字通信系統(tǒng)，在少數(shù)同軸電纜及光纖電纜上，也已經(jīng)設置了數(shù)字通信系統(tǒng)。但所有明線和電纜載波通信系統(tǒng)，大量的微波接力通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、短波和散射通信系統(tǒng)等，目前都屬于模擬通信系統(tǒng)。改造后，是把數(shù)字信號當作模擬信號在模擬信道上傳輸，但信道仍然是模擬的，自然還不算數(shù)字通信系統(tǒng)。4.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是把計算機技術與通信技術結合起來應用于各種管理業(yè)務的綜合性系統(tǒng)。從通信技術的觀點出發(fā)，由于它是使人們能夠利用計算機的數(shù)據(jù)處理能力的通信，信源信息是數(shù)據(jù)，因此稱為數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，它是繼電報、電話通信之后的一種新型通信系統(tǒng)。4.2.1基本概念

1.數(shù)據(jù)通信方式數(shù)據(jù)通信有單工、半雙工、全雙工三種通信方式，分別如圖4-2（a）、(b)、(c)所示。其中，單工通信方式只允許單方向發(fā)送數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)從甲方發(fā)送到乙方，而乙方到甲方只傳送聯(lián)絡信號，前者稱正向信道，后者稱反向信道，一般反向信道的傳輸率比較低。這種方式適用于數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，如氣象數(shù)據(jù)的收集、電話費集中計算等。

半雙工通信方式允許兩個方向交替而不能同時傳輸數(shù)據(jù)，適用于問訊、檢索、科學計算等系統(tǒng)。電話通信就是采用此方式，甲方講話完畢后，乙方開始講話，不能同時講話。全雙工通信方式允許兩個方向同時傳輸數(shù)據(jù)，適用于計算機—計算機的高速數(shù)據(jù)傳輸，反向信道可按需要選用。公共電報通信采用此種方式，甲方在發(fā)報的同時可以接收乙方發(fā)出的報文。

2.數(shù)據(jù)傳輸電路數(shù)據(jù)傳輸有二線和四線兩種電路，分別如圖4-3和圖4-4所示。圖4-2數(shù)據(jù)通信的三種方式(a)單工通信方式；(b)半雙工通信方式；(c)全雙工通信方式圖4-3二線電路圖4-4四線電路二線電路的典型例子就是日常所用的電話線路。兩地用戶可通過一對電話線進行通話或數(shù)據(jù)通信，它運用于單工和半雙工通信方式。要進行全雙工通信，兩個方向的傳輸應當用不同的頻帶，構成等效的四線電路。四線電路的典型例子是電報通信線路。它相當于兩對二線電路，用一對線發(fā)送信息，用另一對線接收信息。四線電路適用于上述三種通信方式。

3.專用電路與交換電路凡固定接通的電路稱為專用電路，而通過交換機的選線作用接通的稱為交換電路。在專用電路中，加上均衡措施后，可以減少誤碼率，提高數(shù)據(jù)傳輸速率，適用于實時性要求很高的場合。但專用電路只允許某一用戶專用，電路利用率多數(shù)不高。為了提高線路利用率，可采用圖45所示的分支線路和環(huán)狀線路方式，它們都是在一對線路上連接多個數(shù)據(jù)用戶。一般采用探詢和選擇方式工作，即由計算機中心來控制每個用戶的發(fā)送與接收，適用于若干用戶相距較近，而每個用戶的數(shù)據(jù)量不大的情況。圖4-5多線電路(a)支線路；(b)環(huán)狀線路交換電路也稱公用電路。這種電路除用戶至電話局間的線路段以外，其他線路段均為公用，故電路利用率較高。其缺點是接通線路時間長，不適用于高速傳輸。

4.數(shù)據(jù)電路和數(shù)據(jù)鏈路如圖4-6所示，數(shù)據(jù)電路一般由模擬信道和調(diào)制解調(diào)器組成。這里的模擬信道就是指大量采用的載波話路，它可以是交換電路或?qū)Ｓ秒娐?。?shù)據(jù)電路為兩地進行數(shù)據(jù)傳輸提供了物理媒介。數(shù)據(jù)鏈路是由數(shù)據(jù)電路加上傳輸控制器或通信控制器組成，它具備數(shù)據(jù)傳輸功能。所以，只有在形成數(shù)據(jù)鏈路后才可真正進行數(shù)據(jù)傳輸，而數(shù)據(jù)鏈路的建立則以有數(shù)據(jù)傳輸電路為條件。數(shù)據(jù)鏈路大致有點對點鏈路結構和多點鏈路結構。在多點鏈路中有星形多點鏈路、環(huán)狀多點鏈路數(shù)種，如圖47所示。其中星形多點鏈路需要昂貴的通信線路費用，環(huán)狀多點鏈路結構的通信線路費用最省，但系統(tǒng)可靠性差。圖4-6由A到B的數(shù)據(jù)傳輸圖4-7數(shù)據(jù)鏈路(a)點對點鏈路；(b)星形多點鏈路；

(c)環(huán)狀鏈路；(d)多點鏈路

5.異步傳輸和同步傳輸數(shù)據(jù)在傳輸線進行傳輸時，為保證發(fā)送端發(fā)送的信息能夠被接收端正確接收，要求發(fā)送端和接收端必須保持嚴格的對應關系，即發(fā)送端以某一種速率在起止時間內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，接收端也必須以同一種速率在相同的起止時間內(nèi)接收數(shù)據(jù)。不然，收發(fā)端間微小的誤差，會造成失步，使傳輸數(shù)據(jù)出錯。為避免收發(fā)端的失步，使系統(tǒng)有效正確地工作，收發(fā)端必須采取收發(fā)統(tǒng)一的動作，這種措施稱為同步技術?？梢娡郊夹g將直接影響通信質(zhì)量，同步不好，嚴重時會使系統(tǒng)不能正常工作。常見的同步方式有兩種：異步傳輸和同步傳輸。（1）異步傳輸。發(fā)送方和接收方獨立地產(chǎn)生時鐘，但定期地進行同步，以保證信息位的對應關系，這種方式稱為異步傳輸。以串行異步傳輸為例，該方式規(guī)定在傳送字符的首末分別設置1位起始位和1位（或1.5位、2位）停止位，它們分別表示字符的開始和結束。起始位是低電平（數(shù)字“0”狀態(tài)），停止位為高電平（數(shù)字“1”狀態(tài)）。字符可以是5位或8位。一般5位字符的停止位是1.5位，8位字符的停止位是2位。8位字符中包括1位校驗位（奇校驗或偶校驗）。圖48（a）、(b)分別給出了5位字符和8位字符的串行異步傳輸方式。圖4-8異步方式字符結構平時，不傳字符時，傳輸線一直處于停止位狀態(tài)，即高電平，一旦接收端檢測到傳輸線狀態(tài)的變化——從高電平變?yōu)榈碗娖?，這意味著發(fā)送端已開始發(fā)送字符接收端立即利用這個電平的變化啟動定時機構，按發(fā)送的速率順序接收字符。待發(fā)送字符結束，發(fā)送端又使傳輸線處于高電平狀態(tài)，直至發(fā)送下一個字符為止。從圖48不難看出，在異步方式中，每個字符所含比特數(shù)相同。傳送每個字符所用的時間由字符的起始位和終止位之間的時間間隔決定，為一固定值。起始位起了一個字符內(nèi)的各比特同步的作用。各字符之間的間隔沒有規(guī)定，可以任意長短。異步方式實現(xiàn)簡單，但傳輸速率低，因為每個字符都需補加專用的同步信息，即加起始位和停止位（以定時進行同步控制），傳輸字符的輔助開銷多。異步方式適用于低速（每秒10～1500個字符）的終端設備。（2）同步傳輸。同步傳輸是接收端時鐘完全由發(fā)送端時鐘控制，發(fā)送端和接收端時鐘嚴格同步。同步傳輸方式是傳送一組字符之前加入1個（8bit）或2個（16bit）同步字符SYN。同步字符之后可以連續(xù)發(fā)送任意多個字符，每個字符不需要任何附加位。因此，同步字符表示組成字符傳送的開始，如圖49所示。發(fā)送前發(fā)送端和接收端應先約定同步字符的個數(shù)及每個同步字符的代碼，以便實現(xiàn)發(fā)送與接收的同步。同步的過程是：接收端檢測發(fā)送端發(fā)送同步字符的模式，一旦檢測到SYN，說明接收端已找到了字符的邊界，接收端向發(fā)送端發(fā)確認信號，表示準備接收字符，發(fā)送端就開始逐個發(fā)送字符，直到控制字符指出一組字符傳送結束。圖4-9同步傳輸方式4.2.2硬件構成一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本構成如圖4-10所示。若信道是模擬信道，則傳輸數(shù)據(jù)信號必須經(jīng)過調(diào)制和解調(diào)器，信道上傳輸?shù)氖沁B續(xù)模擬信號；若信道是數(shù)字信道，則信道與數(shù)據(jù)終端設備相連時，必須經(jīng)過電平匹配，線路特性的均衡，時鐘同步以及控制連接的建立、保持和拆除。這樣的接口設備（信道與數(shù)據(jù)終端之間）稱為數(shù)據(jù)電路終接設備(DataCircuitterminatingEquipment，DCE)。圖4-10數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本構成圖中數(shù)據(jù)終端設備（DataTerminalEquipment，DTE）可以是產(chǎn)生數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源，也可以是接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)宿，或者是兩者的集合，如數(shù)據(jù)輸入／輸出設備、終端設備或計算機等終端裝置。數(shù)據(jù)電路終接設備DCE可以是調(diào)制解調(diào)器，自動呼叫應答設備，交換機或其他中間裝置的集合?？梢?，一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)應由以下幾部分組成：

1.數(shù)據(jù)終端設備（DTE）數(shù)據(jù)終端設備是用戶與數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)進行對話所必須采用的接口設備，它把用戶送來的信息變換為數(shù)據(jù)信號送入通信網(wǎng)絡，或者接收計算中心所發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信號，并變換為用戶所能理解的形式（顯示或打印出文字等）。它包含輸入設備和輸出設備：輸入就是向計算中心輸入數(shù)據(jù)；輸出就是接收由計算中心發(fā)來的數(shù)據(jù)，向用戶顯示或打印出字符。

2.通信線路在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，通信線路一般包含數(shù)據(jù)電路終接設備（簡稱DCE）、通信信道設施和交換機。數(shù)據(jù)電路終接設備是數(shù)據(jù)終端設備進入通信網(wǎng)絡的媒介。因為電話通信最廣泛，所以一般模擬信號傳輸網(wǎng)絡多是為電話通信而設計的。當利用電話通信網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信時，一般需要附加一些設備，這些設備統(tǒng)稱為“數(shù)據(jù)電路終接設備”。

當利用模擬電話網(wǎng)（它是利用載波調(diào)制技術作為多路傳輸?shù)氖侄危┫蛴嬎阒行膫魉蛿?shù)據(jù)時，必須通過調(diào)制解調(diào)器，把數(shù)據(jù)終端設備輸出的二進制數(shù)字信號變換為適合模擬電話網(wǎng)傳輸?shù)哪M信號后，才能進入電話網(wǎng)；又須通過調(diào)制解調(diào)器，把由電話網(wǎng)傳送來的模擬信號變換為二進制數(shù)字信號，才能送入計算中心。因此，這種調(diào)制解調(diào)器就是模擬電話網(wǎng)內(nèi)的DCE。如果利用數(shù)字電話網(wǎng)（它是利用脈沖編碼調(diào)制技術實現(xiàn)多路傳輸?shù)拿劫|(zhì)）傳輸數(shù)據(jù)，由于每路數(shù)字電話的傳輸速率為64kbit/s，而數(shù)據(jù)終端的傳輸速率一般為(200～4800)bit/s，所以要用時分復用器把各路的低速數(shù)據(jù)匯集成傳輸速率為64kbit/s的數(shù)據(jù)，送入數(shù)字電話網(wǎng)。反之，也要從由數(shù)字電話網(wǎng)收到的64kbit/s的數(shù)據(jù)中分出各路低速數(shù)據(jù)，傳送至相應的數(shù)據(jù)終端設備。因此時分復用器也是一種DCE。除此以外，為數(shù)據(jù)通信所需要而與通信網(wǎng)交界的設備也屬DCE。例如，自動呼叫應答機，它是數(shù)據(jù)終端設備與交換機之間的接口設備。我們知道在電話通信中，電話機上的撥號盤和振鈴器屬人工呼叫應答器。在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，計算機同時要與多個數(shù)據(jù)終端設備通數(shù)據(jù)，人工呼叫應答器已不能適應，故采用自動呼叫應答器。它接收計算機以二進制數(shù)字形式輸出對方終端的號碼，把此號碼變換為電話交換機能識別的信號形式，起撥號盤的作用。當它收到來自交換機的振鈴聲時，自動地把調(diào)制解調(diào)器接上線路，并發(fā)出載頻信號應答。這種自動呼叫應答器也稱“網(wǎng)絡控制器”。通信信道的設施包括“線路”和多路通信設備。在有線通信方式中，“線路”有架空明線、同軸電纜、對稱電纜等。在無線通信方式中，“線路”的意義是沿著一定方向傳輸?shù)碾姴ǎㄎ⒉?、短波等）。為了提高傳輸線路的利用率，在一對線路中或一束電波中同時傳輸盡量多的電話話路所增設的設備，稱多路通信設備，例如多路載波機等。

3.計算機及其外圍設備在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，計算中心實現(xiàn)大容量的數(shù)據(jù)存儲和快速的數(shù)據(jù)處理功能。計算中心是由中央處理器（簡稱CPU）、主存儲器、輸入／輸出（簡稱I／Ο）通道及外圍設備組成的計算機系統(tǒng)。

4.通信控制設備通信控制設備是通信子網(wǎng)的結點，是介于通信線路與計算機之間的中間設備，也是控制數(shù)據(jù)終端設備與計算機的應用程序之間實現(xiàn)通信功能的一種設備。計算機通過通信控制設備控制對信息的接收或發(fā)送，并通過它與通信線路相連接，然后又通過通信線路與遠距離數(shù)據(jù)終端設備相連接，從而把計算機與分散在各處的數(shù)據(jù)終端設備或其他計算機連接起來，構成數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。所以，通信控制設備是為了減輕計算機通信處理負擔而設置的一個外圍設備。它的處理能力視系統(tǒng)要求而定，一般能夠同時接收來自幾個甚至幾百個數(shù)據(jù)終端設備發(fā)出的數(shù)據(jù)，將收到的數(shù)據(jù)向主機傳送，并從主機取回處理結果，轉送到相應的數(shù)據(jù)終端設備或其他計算機。通信控制設備所具有的主要功能有：（1）接收線路信息。接收以同步傳輸方式或異步傳輸方式由通信線路傳來的信息，并向通信線路發(fā)送相應的信息。（2）通信接口線路的控制。

3）傳輸差錯控制。傳輸信道中的各種干擾和失真，會使其所傳輸?shù)男畔⒊霈F(xiàn)差錯，如“1”錯為“0”，或“0”錯為“1”。為了提高傳輸可靠性，在數(shù)據(jù)終端設備和通信控制設備中增設了差錯控制設備，它能使接收端確定所接收的信息組是否有錯。如果有錯，請對方重發(fā)該信息組；如果無錯，則把此信息轉送計算機或數(shù)據(jù)終端設備的存儲部分。由于各種數(shù)據(jù)終端設備可能使用不同的傳輸信道、不同的傳輸速率等原因，它們的差錯控制方式也不一樣，因此通信控制設備要適應該數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)所采用的各種差錯控制方式，并由傳輸控制規(guī)程判別其方式。（4）傳輸控制規(guī)程的執(zhí)行。國際標準化組織ISO規(guī)定了兩種傳輸控制規(guī)程：基本型傳輸控制規(guī)程和高級鏈路控制規(guī)程。不同的數(shù)據(jù)終端設備或計算機廠家，為了維護本廠利益往往使用與ISO規(guī)定不同的規(guī)程，如國際商業(yè)機器公司（IBM公司），使用二進制同步通信規(guī)程（簡稱BSC規(guī)程）和同步數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程（簡稱SDLC規(guī)程）。為了使計算中心能與不同廠家的數(shù)據(jù)終端設備或其他計算機設備通信，通信控制設備應配備相應的通信控制規(guī)程，否則不能通信。（5）字符的組裝與分配。通常為了提高計算機的處理效率，在計算機系統(tǒng)內(nèi)部，以并行形式傳送和處理電文。如果所處理的信息以字符為單位，則以字符形式進行并行組合，即一字符中的8位比特將由8條線進行傳送和處理。但是為了提高線路利用率，在線路上不會用8條線并行傳輸一字符，而是以串聯(lián)的比特形式在一對通信線路上傳輸電文。因此，通信控制設備就要把從通信線路中收到的連續(xù)串行比特流組裝成以字符為單位的并行比特組，以便在計算機內(nèi)進行處理，即需進行串變并的變換。當計算機向終端設備發(fā)送信息時，通信控制設備需要把計算機輸出的并行比特組變?yōu)榇械谋忍亓?，由通信線路進行傳送，即需進行并變串的變換。（6）電碼交換。計算機在進行信息處理時，考慮到信息處理的各種需要，它的電碼一般用能夠表示256種字符的八單位電碼，例如EBCDIC碼等。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，考慮到數(shù)據(jù)終端設備與計算機進行通信的需要，基本型傳輸控制規(guī)程規(guī)定采用128個字符的七單位電碼，其中有10個傳輸控制字符。在低速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，一般采用與電報通信相同的五單位國際二號電碼、六單位電碼在線路上進行傳輸。所以通信控制設備要把從通信線路中傳輸?shù)奈鍐挝?、六單位、七單位等電碼的信息轉換為計算機內(nèi)部采用的八單位EBCDIC碼信息。同理，它要把計算機輸出的EBCDIC碼信息轉換為通信線路上傳輸所要求的五單位、六單位、七單位等電碼信息。（7）電文編輯。在數(shù)據(jù)傳輸中，電文一般是以信息組的形式傳送，并由傳輸控制規(guī)程規(guī)定電文的信息格式。為了提高傳輸?shù)目煽啃裕趥鬏旊娢牡耐瑫r，還要傳輸必要的傳輸控制信息。在基本型規(guī)程中，利用傳輸控制字符作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂菩畔?。在高級?shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程（HDLC）中，利用標志段、地址段、控制段等信息作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂菩畔ⅰ６跀?shù)據(jù)處理過程中，只需要其中的電文。所以通信控制設備在向計算機轉送電文以前，必須除去與數(shù)據(jù)無關的傳輸控制信息。當從計算機中取出處理結果時，又必須按傳輸控制規(guī)程要求的信息格式，在電文中插入必要的傳輸控制信息后，才能在通信線路中傳輸。并不是所有的通信控制設備都需要具備上述功能，某些功能也可在主機實現(xiàn)，視系統(tǒng)規(guī)模的大小而定。

5.集中器集中器是處于計算機和距計算機較遠的終端群之間的設備。在終端密集的地區(qū)，先用集中器把各終端集結，然后再經(jīng)過高速通信線路將集中器與計算機一側的通信控制處理機連接?？梢?，集中器的使用也有信息多路復用的作用，使高速線路成為多個終端共享的線路，提高線路的利用率。集中器的幀結構中，為區(qū)分一幀中的各路信息，在每個信息的開始設有該信息的地址信息，以作為分接標識。4.2.3軟件構成一個完整的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)應由硬件和軟件構成。軟件是以硬件為基礎，為實現(xiàn)各種業(yè)務功能而編制的一整套程序。主機和數(shù)據(jù)終端設備根據(jù)程序的命令進行工作，從而使整個系統(tǒng)按程序指令實現(xiàn)某種業(yè)務功能。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的軟件由計算中心的軟件、通信網(wǎng)絡的軟件及數(shù)據(jù)終端設備的軟件組合而成。計算中心的軟件主要承擔數(shù)據(jù)處理的任務，是以實現(xiàn)某種業(yè)務所需的應用程序為中心而建立的一套軟件。通信網(wǎng)絡的軟件包括傳輸控制軟件和網(wǎng)絡控制軟件。當數(shù)據(jù)終端設備與計算中心、智能終端設備與智能終端設備或計算中心之間進行通信時，各端點要共同遵守一個通信規(guī)程，根據(jù)此規(guī)程實現(xiàn)通信處理的程序稱為傳輸控制程序。如前所述，比較典型的通信規(guī)程有：基本型傳輸控制規(guī)程和高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程（HDLC）。在基本型傳輸控制規(guī)程中，通過傳輸控制代碼設定通信的開始、通信的結束以及信息的交換處理，又通過設備控制代碼控制數(shù)據(jù)終端設備的狀態(tài)及書寫格式。

HDLC規(guī)程以幀為傳輸單位，在每幀的開始和結束均設定標志信息段，通過設定一些命令來控制通信的開始和結束。除標志段以外的數(shù)據(jù)信息，其電碼形式不受限制。網(wǎng)絡控制軟件所需要的網(wǎng)絡控制功能包括：網(wǎng)絡狀態(tài)管理，即管理線路狀態(tài)以及實現(xiàn)路由迂回的路由管理功能；網(wǎng)絡負載管理，即控制網(wǎng)絡各端點及中繼點（轉送信息的結點）的信息流量，以均衡網(wǎng)絡各點的信息量；網(wǎng)絡的運行管理，即管理網(wǎng)絡的統(tǒng)計信息、網(wǎng)絡內(nèi)軟件的維護以及其他管理功能。終端設備的軟件一般是指智能終端上的軟件，它主要有以下幾種：（1）計算中心分擔數(shù)據(jù)處理的軟件。智能終端設備可分擔一部分計算中心的數(shù)據(jù)處理軟件，以減輕計算中心的負擔。具體來說，例如輸出電文的標題印刷及框線等的格式控制處理、圖像處理中的圖形坐標變換處理等，可由智能終端分擔。（2）獨立于計算中心的運行軟件。當計算中心暫停工作時，智能終端軟件可以獨立地進行數(shù)據(jù)收集處理，當計算中心開始運行時，終端設備可以用批量方式傳送數(shù)據(jù)，即所謂的“采集處理”。當終端操作員不在時，智能終端也能自動接收從計算中心傳來的信息，實現(xiàn)所謂“配信處理”。（3）網(wǎng)絡接口的軟件。智能終端具有一定的處理能力，人們可以按照統(tǒng)一的網(wǎng)絡接口標準編制出網(wǎng)絡接口程序置于智能終端內(nèi)，使之直接與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)相連接，起到傳輸控制器的作用。因此，具有“智能”的數(shù)據(jù)終端軟件類似于計算中心軟件，它備有數(shù)據(jù)處理軟件和通信處理軟件。前者具有分擔應用程序的功能，后者用來控制接入終端設備的各種輸入／輸出裝置、線路以及智能終端的CPU與內(nèi)存等。由此可見，終端的軟件也是由操作系統(tǒng)與應用程序所構成。它與計算中心的軟件組合起來構成數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的軟件。4.2.4主要性能指標各種通信系統(tǒng)有各自的技術性能指標，互有差別。但有效性和可靠性是對任何通信過程的基本要求，所以反映這兩項要求的指標是各種通信系統(tǒng)的主要性能指標。

1.有效性指標衡量數(shù)字通信系統(tǒng)有效性的主要性能指標是傳輸速率。通常有以下三種速率指標：（1）信號速率RB，即在單位時間（秒）內(nèi)所傳輸?shù)拇a元數(shù)目，單位是波特。每秒傳輸1碼元為1波特。信號速率也稱調(diào)制速率、碼元速率或數(shù)碼率。這里傳輸?shù)拇a元可能是二進制的，也可能是多進制的。（2）信息速率Rb，即在單位時間內(nèi)所傳輸?shù)男畔⒘浚瑔挝皇潜忍孛棵耄╞it/s）。信息量是對所傳輸信息多少的一種度量。信息論中對信息量的定義是：設信源X是事件ai（i=1~n）的集合，即X={a1，a2，…，an}，若事件ai發(fā)生的概率為P(ai)，則事件ai的信息量為I(ai)=-lbP(ai)，單位為比特（bit）。因為各種信息通過信源編碼最終都可用二進制數(shù)字脈沖表示，所以實用中以二進制碼作為數(shù)字信息度量的單位，一個二進制碼就是1比特。因此信息速率就是單位時間內(nèi)傳輸?shù)亩M制碼元數(shù)，也稱比特率。信息速率與碼元速率不同，但有一定關系。這取決于碼元的進制。對M進制碼元，每碼元的信息量為lbM，即一個M進制碼元可用lbM個二進制脈沖來表示。因此有下述關系：Rb=RBlbM(bit/s)對二進制碼元，Rb=RB。可見，采用多進制碼傳輸，可提高信息傳輸速率。（3）消息速率RM，即在單位時間內(nèi)所傳輸?shù)南?shù)目。如所傳消息單位為字符，則RM的單位就是字符／秒。在各種通信系統(tǒng)中，構成一個消息單位（如字符）的碼元數(shù)目不同，所以當兩個系統(tǒng)的信號速率和信息速率相同時，消息速率不一定相同。以上三種速率指標中，一般以信息速率作為衡量標準。

2.可靠性指標衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可靠性的主要指標是錯誤率。通常也有以下三種可靠性指標：（1）誤碼率Pe，即在所傳碼元總數(shù)中發(fā)生錯誤的碼元所占的比例，即Pe＝錯誤碼元數(shù)÷總碼元數(shù)。這個指標常指其統(tǒng)計平均數(shù)，即多次傳輸?shù)钠骄e碼率。（2）誤比特率Pb，即在傳輸?shù)目偛ㄌ財?shù)中錯誤比特所占的比例。這也是一個統(tǒng)計平均數(shù)。對二進制碼，Pb=Pe；對多進制碼則不等。（3）誤字率PW，即在傳輸?shù)目偞a字中錯誤碼字所占的比例。若一個碼字由k個碼元組成，則錯字率PW＝1-（1-Pe）k。4.3通信信道4.3.1傳輸介質(zhì)（物理信道）通信系統(tǒng)或計算機網(wǎng)絡中使用各種傳輸介質(zhì)來組成物理信道。這些物理信道的特性不同，因而使用的通信技術不同，應用的場合也不同。下面簡要介紹各種常用的傳輸介質(zhì)的特點。

1.雙絞線雙絞線由粗約1mm的互相絕緣的一對銅導線扭在一起組成。對稱均勻的絞扭可以減少線對之間的電磁干擾。這種雙絞線大量使用在傳統(tǒng)的電話系統(tǒng)中，適用于短距離傳輸，超過幾公里，就要加入中繼器。在局域網(wǎng)中可以使用雙絞線作為傳輸介質(zhì)，如果選用高質(zhì)量的芯線，采用適當?shù)尿?qū)動和接收技術，安裝時避開噪聲源，在幾百米之內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸速率可達幾兆比特每秒。雙絞線既能用于傳輸模擬信號，也能用于傳輸數(shù)字信號。由于雙絞線價格便宜，安裝容易，因此得到了廣泛的應用。通常在局域網(wǎng)中的無屏蔽雙絞線的傳送速率是10Mb/s。隨著制造技術的發(fā)展，100Mb/s的雙絞線已經(jīng)出現(xiàn)。同軸電纜的芯線為銅質(zhì)導線，外包一層絕緣材料，再外面是由細銅絲組成的網(wǎng)狀導體，最外面加一層塑料保護膜，如圖411所示。由于芯線與網(wǎng)狀導體同軸，故名同軸電纜。同軸電纜的這種結構，使它具有高帶寬和極好的噪聲抑制特性。圖4-11同軸電纜在局域網(wǎng)中常用的同軸電纜有兩種：一種是特性阻抗為50Ω的同軸電纜，用于傳輸數(shù)字信號。通常把表述數(shù)字信號的方波所固有的頻帶稱為基帶，所以這種電纜也叫基帶同軸電纜，直接傳輸方波信號稱為基帶傳輸。由于計算機產(chǎn)生的數(shù)字數(shù)據(jù)不一定適合于長距離傳輸，因此在信號進入信道前要經(jīng)過編碼器進行編碼，變成適合于傳輸?shù)碾姶糯a。經(jīng)過編碼的數(shù)字信號到達接收器端再經(jīng)譯碼器譯碼恢復為原來的二進制數(shù)字數(shù)據(jù)?；鶐到y(tǒng)的優(yōu)點是安裝簡單而且價格便宜。但因為在傳輸過程中基帶信號容易發(fā)生畸變和衰減，所以傳輸距離不能很長，一般在1km以內(nèi)，典型的數(shù)據(jù)速率是10Mb/s。另一種同軸電纜是特性阻抗為75Ω的CATV電纜，用于傳輸模擬信號。這種電纜也叫寬帶同軸電纜。所謂寬帶，在電話行業(yè)中是指比4kHz更寬的頻帶，這里泛指模擬傳輸?shù)碾娎|網(wǎng)絡。要把計算機產(chǎn)生的比特流變成模擬信號在CATV電纜上傳輸，在發(fā)送端和接收端要分別加入調(diào)制器和解調(diào)器。這樣，對于帶寬為400MHz的CATV電纜，典型的數(shù)據(jù)速率為100～150Mb/s。也可以采用頻分多路技術（FDM），把整個帶寬劃分為多個獨立的信道，分別傳輸數(shù)字、聲音和視頻信號，實現(xiàn)多種電信業(yè)務。這種傳輸方式稱為綜合傳輸，特別適合于在辦公自動化環(huán)境中應用。寬帶系統(tǒng)與基帶系統(tǒng)的主要不同點是模擬信號經(jīng)過放大器后只能單向傳輸。為了實現(xiàn)網(wǎng)絡結點間的相互連接，有時要把整個400MHz的帶寬劃分兩個頻段，分別在兩個方向上傳送信號，這叫分離配置。有時干脆用兩根電纜，這叫雙纜配置。雖然兩根電纜比單根電纜價格要貴一些(大約15%)，但信道容量卻提高一倍多。無論是分離配置還是雙纜配置都要使用一個叫端頭的設備。該設備安裝在網(wǎng)絡的一端，它從一個頻率（或一根電纜）接收所有站發(fā)出的信號，然后用另一個頻率（或電纜）發(fā)送出去。寬帶系統(tǒng)的優(yōu)點是傳輸距離遠，可達幾十千米，而且可同時提供多個信道。然而和基帶系統(tǒng)相比，它的技術更復雜，要求專門的射頻技術人員安裝和維護，寬帶系統(tǒng)的接口設備也更昂貴。

3.光纜光纜由能傳送光波的超細玻璃纖維制成，外包一層比玻璃折射率低的材料。進入光纖的光波在兩種材料的介面上形成全反射，從而不斷地向前傳播，如圖412所示。光纖信道中的光源可以是發(fā)光二極管（LED）或注入式激光二極管（ILD）。這兩種器件在有電流通過時都能發(fā)出光脈沖，光脈沖通過光導纖維傳播到達接收端。接收端有一個光檢測器——光電二極管，它遇光時產(chǎn)生相應的電信號，這樣就形成了一個單向的光傳輸系統(tǒng)，類似于單向傳輸模擬信號的寬帶系統(tǒng)。圖4-12光纖的傳輸原理光波在光導纖維中以多種模式傳播，不同的傳播模式有不同的電磁場分布和不同的傳播路徑，這樣的光纖叫多模光纖。光波在光纖中以什么模式傳播，這與芯線和包層的相對折射率、芯線的直徑以及工作波長λ有關。如果芯線的直徑小到光波波長大小，則光纖就成為波導，光在其中無反射地沿直線傳播，這種光纖叫單模光纖。單模光纖比多模光纖更難制造，因而價格更貴。光導纖維作為傳輸介質(zhì)，其優(yōu)點是很多的。首先是它具有很高的數(shù)據(jù)速率、極寬的頻帶、低誤碼率和低延遲。典型數(shù)據(jù)傳輸速率是10Mb/s，甚至可達1000Mb/s。而誤碼率比同軸電纜可低兩個數(shù)量級，只有10-9。其次是光傳輸不受電磁干擾，不可能被偷聽，因而安全和保密性能好。最后，光纖重量輕，體積小，鋪設容易。然而光纖通信畢竟是比較新的技術領域，而且網(wǎng)絡接口和光纜價格還比較貴，安裝和配置技術都比較復雜。隨著技術的發(fā)展，光纖通信在計算機網(wǎng)絡中將會獲得更廣泛的應用。

4.無線信道前面提到的由雙絞線、同軸電纜和光纖等傳輸介質(zhì)組成的信道可稱為有線信道，這里要講到的信道都是通過空間傳播信號，我們稱之為無線信道。無線信道包括微波、激光、紅外和短波信道。

1）微波信道微波通信系統(tǒng)可分為地面微波系統(tǒng)和衛(wèi)星微波系統(tǒng)，兩者的功能相似，但通信能力有很大差別。地面微波系統(tǒng)由視野范圍內(nèi)的兩個互相對準方向的拋物面天線組成，長距離通信則需要多個中繼站組成微波中繼鏈路。在計算機網(wǎng)絡中使用地面微波系統(tǒng)可以擴展有線信道的連通范圍，例如在大樓的頂上安裝微波天線，使得兩個大樓中的局域網(wǎng)互相連通，這可能比挖地溝埋電纜花費更少。通信衛(wèi)星可看做是懸在天空中的微波中繼站。衛(wèi)星上的轉發(fā)器把它的波束對準地球上的一定區(qū)域，在此區(qū)域中的衛(wèi)星地面站之間就可相互通信。地面站以一定的頻率段向衛(wèi)星發(fā)送信息（這個稱為上行頻段）。衛(wèi)星上的轉發(fā)器將接收到的信號放大并變換到另一個頻段（下行頻段），發(fā)回地面上的接收站。這樣的衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以在一定的區(qū)域內(nèi)組成廣播式通信網(wǎng)絡，特別適合于海上、空中、礦山、油田等經(jīng)常移動的工作環(huán)境。微波通信的頻率段為吉兆赫茲段的低端，一般是1～11GHz，因而它具有帶寬高、容量大的特點。由于使用了高頻率，因此可使用小型天線，便于安裝和移動。不過微波信號容易受到電磁干擾，地面微波通信也會造成相互之間的干擾；大氣層中的雨雪會大量吸收微波信號，當長距離傳輸時會使得信號衰減至無法接受；另外通信衛(wèi)星為了保持與地球自轉的同步，一般停在36000km的高空。這樣長的距離會造成大約240～280ms的時延，在利用衛(wèi)星信道組網(wǎng)時這樣長的時延是必須考慮的重要因素。

2)激光信道在空間傳播的激光束可以調(diào)制成光脈沖以傳輸數(shù)據(jù)。和地面微波一樣，可以在視野范圍內(nèi)安裝兩個彼此相對的激光發(fā)射器和接收器進行通信（如圖413所示）。由于激光的頻率比微波更高，因而可獲得更高的帶寬。激光束的方向性比微波束更好，也不受電磁干擾的影響，不怕偷聽。但激光穿越大氣時會衰減，特別當空氣污染、下雨下霧、能見度很差的情況下，可能會使通信中斷。一般來說，激光束的傳播距離不會很遠，因此只能在短距離通信中使用，距離太長時，只好用光纜代替了。圖4-13激光傳輸

3）紅外信道最新采用的無線傳輸介質(zhì)是紅外線。紅外傳輸系統(tǒng)利用墻壁或屋頂反射紅外線從而形成整個房間內(nèi)的廣播通信系統(tǒng)。這種系統(tǒng)所用的紅外光發(fā)射器和接收器與光纖通信中使用的類似，也常見于電視機的遙控裝置中。紅外通信的設備相對便宜，可獲得高的帶寬，這是這種通信方式的優(yōu)點。其缺點是傳輸距離有限，而且易受室內(nèi)空氣狀態(tài)（例如有煙霧等）的影響。

4）短波信道無線電短波通信早已用在計算機網(wǎng)絡中。已經(jīng)建成的無線通信局域網(wǎng)使用了甚高頻VHF（30～300MHz）和超高頻（300～3000MHz）的電視廣播頻段，這個頻段的電磁波是以直線方式在視距范圍內(nèi)傳播的，所以用作局部地區(qū)的通信是很適宜的。

早期的無線電局域網(wǎng)（例如ALOHA系統(tǒng)）是星形結構——有一個類似于通信衛(wèi)星那樣的中心站，每一個結點機都把天線對準中心站，并以頻率f1向中心站發(fā)送信息，這就是所謂上行線路。中心站向各結點機發(fā)送信息時采用另外一個頻率f2進行廣播，這叫下行線路。采用這種網(wǎng)絡通信方式要解決好上行線路中由于兩個以上的站同時發(fā)送信息而產(chǎn)生沖突的問題。后來的無線電局域網(wǎng)采用分布式結構——沒有中心站，結點機的天線是沒有方向的，每個結點機都可以發(fā)送或接收信息。這種通信方式適合于由微機工作站組成的資源分布系統(tǒng)，在不便于建設有線通信線路的地方可以快速建成計算機網(wǎng)絡。短波通信設備比較便宜，便于移動，沒有像地面微波那樣的方向性，加上中繼站可以傳送很遠的距離，但是也容易受到電磁干擾和地形地貌的影響，而且通信帶寬比更高頻率的微波通信要小。4.3.2多路復用由于單路信道所需的傳輸速率或傳輸頻帶只是傳輸介質(zhì)（物理信道）的一部分。例如電話信號的有效傳輸頻帶一般規(guī)定為300～3400Hz，帶寬為3100Hz?？缮鲜龈鞣N傳輸介質(zhì)的傳輸頻帶遠比一個話路的頻帶寬得多，因此在同一傳輸介質(zhì)上，可以同時傳輸多個話路信號，即所謂多路復用。在通信網(wǎng)上采用的復用方式主要有三種，即頻分復用（FrequencydivisionMultiplexing，F(xiàn)DM）、時分復用（TimedivisionMultiplexing，TDM）和碼分復用（CodedivisionMultiplexing，CDM）。

1.頻分復用頻分復用是利用頻率分隔方式來實現(xiàn)多路復用的，其原理是利用頻率搬移（調(diào)制）方法。例如將原始的0.3～3.4kHz話音頻帶信號搬移到傳輸媒體的不同傳輸頻率范圍內(nèi)。搬移的方法通常采用單邊帶調(diào)制，其原理如圖414所示。圖4-14單邊帶調(diào)制解調(diào)中的頻譜搬移過程圖中平衡調(diào)制器的作用是將輸入的話音信號si（t）與本地載波信號cos2πfct相乘，輸出為g(t)=si(t)cos2πfct。由頻譜分析可知，這一乘積信號的頻譜為其中，si(f)為話音信號si(t)的頻譜。由此可見，經(jīng)過平衡調(diào)制后在fc的上下形成兩個邊帶信號，再經(jīng)過帶通濾波器，將其中的一個邊帶成分濾去，就可以得到需要的單邊帶信號。利用頻率搬移原理，將多路信號的頻譜分別調(diào)制到不同的傳輸頻帶內(nèi)排列起來，形成一個多路頻分復用信號，從而實現(xiàn)同一傳輸介質(zhì)（共享）同時傳輸多路信號的目的。為了能夠從多路復用信號的頻譜中區(qū)分出每一路的頻譜，要求在相鄰路的頻譜之間留有一定的頻率間隔。例如話路信號在構成多路復用系統(tǒng)時，每一話路所分配寬度一般規(guī)定為4kHz。接收過程是與發(fā)送過程相反的頻率搬移過程（解調(diào)）。經(jīng)分路帶通濾波器分出的各路單邊帶信號，通過一個與發(fā)送時所用的平衡調(diào)制器一樣的解調(diào)器，實現(xiàn)與本地載波信號相乘，解調(diào)器的載波頻率fc與發(fā)送時的載波頻率相同。相乘輸出得到一個基帶（0.3～3.4kHz）的話音信號成分和一個圍繞2fc的邊帶信號成分。后者由一個低通濾波器濾除，從而可以完全恢復出發(fā)送的話音信號。這一過程稱為解調(diào)或反調(diào)制。多路頻分復用系統(tǒng)又稱多路載波系統(tǒng)。實際系統(tǒng)的構成必須遵從相應的標準。

2.時分復用時分復用是利用時間分割方式來實現(xiàn)多路復用。它的基本原理是將各路模擬信號（例如話音信號）采樣轉換成二進制數(shù)字信號，然后按照一定格式將各路數(shù)字信號按順序集合在一起，構成復用幀，傳輸時以幀為單位順序進行。由于每一幀都順序包含了各路信號的二進制位，因此實現(xiàn)了多路復用。接收時首先從接到的二進制數(shù)字信號序列中區(qū)分出幀，然后從每一幀中依次分離出各路數(shù)字信號。時分多路復用主要包含兩個步驟：一是將模擬信號轉換成二進制數(shù)字信號；二是構成復用幀。由模擬話音信號轉換成二進制數(shù)字信號序列的方法很多，使用最普遍的一種方法是脈碼調(diào)制（PCM）。其實現(xiàn)原理如圖415所示。圖4-15

PCM實現(xiàn)原理首先，將連續(xù)的話音信號在時間上離散化，也就是對連續(xù)信號進行采樣。采樣頻率應滿足采樣定理要求：fs≥2fM，

fM是連續(xù)信號頻譜的上限頻率。這樣，可以由離散序列不失真地恢復出原始連續(xù)信號。在一般的PCM系統(tǒng)中，fs＝8kHz，這與頻分多路載波系統(tǒng)中每一話路占有4kHz的頻率范圍是對應的。每一個采樣序列的值用8位二進制數(shù)編碼。經(jīng)過數(shù)字化形成的各路數(shù)字話音信號序列按照一定的格式排列起來，構成一次群復用幀。目前國際上有兩種PCM一次群的制式標準：一種是30／32路系統(tǒng)，傳輸速率為2048kb/s；一種是24路系統(tǒng)，傳輸速率為1544kb/s。我國及歐洲國家大多采用前一種制式，日本及美國采用后一種制式。為了使信號幅度改變，在比較大的范圍內(nèi)都能得到較小的量化噪聲（誤差），采取了不均勻量化的方法。即小信號范圍內(nèi)量化單位取比較小的量化單位；在大信號時，取較大的量化單位。具體的分級和編碼方式，目前國際上有兩種標準，分別稱為A律編碼和μ律編碼。前者主要用于30／32路一次群系統(tǒng)中，后者用于24路一次群系統(tǒng)中。構成大容量的時分復用多路數(shù)字傳輸系統(tǒng)時，也可以采取分級復用方式，即以一次群為基礎，逐級構成二、三、四次群，以至更高次群。如采用30／32路系統(tǒng)作一次群時，二、三、四次群分別定為120、480、1920路，相應的傳輸速率為8.448、34.368及139.264Mb/s。

3.碼分復用碼分復用（碼分多址）在無線通信網(wǎng)中被廣泛應用。它建立在偽隨機序列（m序列）應用的基礎上。下面簡要說明它的工作原理。（1）m序列的產(chǎn)生。設一個n位線性反饋移位寄存器如圖4-16所示。其中：an-1，

an-2,…，a1,a0為寄存器某一狀態(tài)；ci為反饋線的連接狀態(tài)；ci=0表示該位反饋線斷開，ci=1表示該位反饋線接通，而cn=c0≡1。圖4-16線性反饋移位寄存器由圖可知，移位寄存器準備下一節(jié)拍移入的最高位狀態(tài)為所以，對任一移位次數(shù)后，準備移入最高位的狀態(tài)為其中：

aj是各位狀態(tài)；cj是各位反饋連接權。上式稱為遞推方程（或遞推多項式）。另外，cj的數(shù)值決定了反饋移位寄存器的連接和輸出序列。cj可以用一個特征多項式（特征方程）表示：(mod2)k≥n(mod2)c0=cn≡1其中：xj只是表示它的系數(shù)cj在多項式（系數(shù)序列）中的位置；cj的值指出了對應位的反饋線如何連接（接通或斷開）。同樣，線性移位反饋寄存器的狀態(tài)和序列也可用多項式表示：其中前n項（k=0，1，2，3，…n-1）則為寄存器的某一狀態(tài)，稱為母函數(shù)，而G(x)應是周期為一定長度（最長為m=2n-1）的無窮周期序列?？梢宰C明，一個線性反饋移位寄存器能夠產(chǎn)生周期最長的二進制數(shù)字序列（m序列）的充要條件是它的特征多項式f(x)為本原多項式。也就是說f(x)滿足下列條件：①f(x)為既約的。②f(x)可整除xm+1，m=2n-1，（n為寄存器位數(shù)）。③f(x)除不盡xq+1,q<m。若f(x)為n次本原多項式，則由它構成的線性移位反饋寄存器的輸出序列，就是周期為2n-1的m序列。由于m序列的均勻性、游程分布、自相關函數(shù)、功率譜密度等統(tǒng)計特性與白噪聲隨機序列很類似，因此稱m序列為偽噪聲序列或偽隨機序列（PN碼）。m序列僅是偽隨機序列的一種，但也是最常用的一種。（2）m序列的應用——碼分多址（復用）。碼分多址通信是對不同通道數(shù)碼信號在發(fā)送端加進不同的m序列進行干擾，接收端對相應的加擾碼進行解調(diào)，從而分離出各個信道發(fā)送的信息碼。設該發(fā)送端的信息序列為｛ak｝，與一組特定的數(shù)據(jù)流（加擾碼）｛bk｝相加作為發(fā)送序列｛ck｝，即在接收端，將｛ck｝與機內(nèi)產(chǎn)生的另一組序列｛dk｝相加，得到｛ek｝。若dk=bk，則可見，只要接收端的加擾序列｛dk｝與發(fā)送端的加擾序列｛bk｝一致，就可以從發(fā)送的序列中恢復出原始的信息序列。加擾碼的設計和產(chǎn)生通過選擇滿足要求的m序列就可以實現(xiàn)。如果以不同的m序列（改變該n位線性反饋移位寄存器的初始狀態(tài)）去加擾，接收端以同樣的m序列作為地址，則可以實現(xiàn)碼分多址通信。（3）m序列的應用——擴頻通信。由于m序列是頻譜很寬的數(shù)字序列（譜密度函數(shù)近乎噪聲隨機序列），若用它作為擴展碼去調(diào)制一個由基帶信號（傳輸信息）調(diào)制的載波信號，接收端以同樣的m序列從擴展頻譜中分離出本站信號，這就是擴頻通信。直接擴頻系統(tǒng)原理如圖4-17所示。圖4-17直接擴頻系統(tǒng)工作原理(a)發(fā)送端；(b)接收端；(c)發(fā)送端等效電路發(fā)送端：基帶信號mi(t)對載波信號Acosωct進行相位調(diào)制，由擴展碼p1(t)再次進行相位調(diào)制，形成擴展頻譜相位調(diào)制信號。其等效電路如圖4-17（c）所示。在碼分多址方式中，以不同的擴展碼去對多路已調(diào)制基帶信號進行調(diào)制，然后送往信道，在信道上組合成多路信號。若有M個發(fā)射機，則組合信號為接收端：其中，l(t)是干擾信號，n(t)是噪聲。在接收機上，各路用戶使用各自的與擴展函數(shù)相同的解擴函數(shù)pi(t)解擴，經(jīng)過帶通濾波器濾除噪聲和干擾，由傳統(tǒng)的相位解調(diào)器得到信息輸出。而對不是本站的信號（pi(t)不同）則不被相關，表現(xiàn)為噪聲，由于頻譜的又一次擴展，使噪聲幅度減小，從而抑制了噪聲。這樣不僅提高了信噪比，而且特別有利于保密通信。4.4數(shù)據(jù)傳輸方式通常，把由消息直接轉換成的，未經(jīng)頻率變換的二進制數(shù)據(jù)波形稱為基帶波形，它們的頻譜一般是從零頻開始的。相應地，與基帶信號的頻譜相適應的信道稱為基帶信道。不經(jīng)任何處理，直接傳輸基帶信號稱為基帶傳輸?；鶐鬏斨饕獞迷谝恍┎捎脤嵕€電路作為傳輸信道的本地網(wǎng)絡中，傳輸距離一般不超過2.5km。大多數(shù)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，在進行與信道匹配以前，也都有一個處理基帶波形的過程。要實現(xiàn)遠距離傳輸，必須將基帶信號調(diào)制到載波頻率上，占用信道的一段頻帶，這就是頻帶傳輸。本節(jié)簡要介紹這兩種傳輸方式。4.4.1數(shù)據(jù)信號的基本形式由終端設備產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)信息通常是由“1”和“0”組成的隨機序列。這樣的序列可以用多種形式的電信號（數(shù)字信號）來表達，從而構成不同形式的數(shù)據(jù)信號。從波形特征出發(fā)，可以把數(shù)據(jù)信號分為如下幾種基本形式。

1.單極性和雙極性信號單極性信號是指用兩個不同數(shù)值但極性相同的電位信號表示“1”和“0”；雙極性信號使用不同極性的電位信號表示“1”和“0”。單極性信號包含比較大的直流成分，且判決的可靠性也不如雙極性信號。但大多數(shù)電子器件是在單極性下工作，在具體的信號處理中主要還是使用單極性信號。

2.歸零信號和不歸零信號根據(jù)每一個數(shù)字信號是否占滿整個符號間隔，可以把數(shù)據(jù)信號分為歸零信號和不歸零信號。不歸零信號也稱為電位脈沖。

3.二電平信號和多電平信號二電平信號是最簡單的數(shù)字信號，它只有兩種電平狀態(tài)，所以稱二元碼或二進碼。多電平信號的幅度可以取大于2的有限個離散值（取2n個值，n為正整數(shù)）。因此，一個多電平信號所含的信息量比二元信號要大。按信息量的定義，設一個信號發(fā)生的概率為p，則信號的信息量所以，二元信號的信息量多元（2n）信號的信息量

可見，多電平信號的信息量比二元信號的信息量大。多電平信號主要用于高速率數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。一個二進制數(shù)據(jù)序列往信道上發(fā)送，首先要進行數(shù)據(jù)編碼，也就是將二進制數(shù)據(jù)表示為信道上的基波信號。較常用的數(shù)據(jù)編碼方法有見“1”翻不歸零碼（NRZ1）、曼徹斯特碼和差分曼徹斯特碼，如圖4-18所示。圖4-18常用數(shù)據(jù)編碼波形（1）見“1”翻不歸零碼（NRZ1）。圖418中所示的不歸零碼（NonReturntoZero，NRZ）的規(guī)律是當1出現(xiàn)時電平翻轉，當0出現(xiàn)時電平不翻轉。因而數(shù)1和0的區(qū)別不是高低電平，而是電平是否轉換。這種代碼也叫差分碼，用在終端到調(diào)制解調(diào)器的接口中。這種編碼的特點是實現(xiàn)起來簡單而且費用低，但不是自定時的，無自同步能力。（2）曼徹斯特碼。曼徹斯特碼是一種雙相碼。如圖4-18所示，在碼元中間用高電平到低電平的轉換邊負跳變表示0，而用低電平到高電平的轉換邊正跳變表示1。位中間的電平轉換邊即表示了數(shù)據(jù)代碼，也作為定時信號使用。曼徹斯特碼用在以太網(wǎng)中。（3）差分曼徹斯特碼。這種編碼也是一種雙相碼，和曼徹斯特編碼不同的是，這種編碼的碼元中間的電平轉換邊只作為定時信號，而不表示數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的表示提前在每一位的開始處：有電平轉換表示0，無電平轉換表示1。差分曼徹斯特編碼用在令牌環(huán)網(wǎng)中。由曼徹斯特碼和差分曼徹斯特碼的圖形中可以看出，這兩種雙相碼的每一個碼元都要調(diào)制為兩個不同的電平，因而調(diào)制速率是碼元速率的二倍。這無疑對信道的帶寬提出了更高的要求，所以實現(xiàn)起來更困難也更昂貴。但由于其良好的抗噪聲特性和自定時（自同步）能力，在局域網(wǎng)中仍被廣泛地使用。在數(shù)據(jù)通信中，選擇什么樣的信道編碼要根據(jù)傳輸?shù)乃俾?、信道的帶寬、線路的質(zhì)量、實現(xiàn)的價格等因素綜合考慮。4.4.2信道對基帶信號傳輸?shù)挠绊懟鶐盘柺且粋€一定寬度和一定高度的矩形脈沖序列。它有一定的頻譜。信道可以看做傳輸系統(tǒng)，它對輸入信號的各種頻率成分的響應是不一樣的。也就是說，信道帶寬將限制信道上的數(shù)據(jù)傳輸速率。

1.數(shù)字信號的頻譜設矩形脈沖的寬度為τ，如圖4-19（a）所示，則矩形脈沖的頻譜如圖4-19（b）所示。圖4-19矩形脈沖及其頻譜對于矩形脈沖，有它的傅里葉變換（頻譜）為它是一個Sa（x）函數(shù)。它的零點為由G(f)波形可見：矩形脈沖的頻譜分布主要集中在第一個零點f=1/τ以內(nèi)，且矩形脈沖寬度τ越小，則它的頻譜寬度越大。若忽略高頻成分，則規(guī)定第一個零點f=1/τ=fM，為矩形脈沖的頻譜寬度。若是周期性矩形脈沖，則它的頻譜是離散的，但頻譜的包絡線仍是一個Sa（x）函數(shù)，它的頻率分量仍然集中在Sa（x）函數(shù)的第一個零點之內(nèi)。所以定義周期性矩形脈沖信號的帶寬為可見，信號帶寬與脈沖寬度成反比。相應地，傳輸?shù)拿}沖頻率越高，脈沖寬度越窄，要求信道的帶寬越大。為了使信號脈沖傳輸失真小，信道要有足夠的帶寬。

2.數(shù)字信道的特性數(shù)字信道是一種離散信道，它只能傳送取離散值的數(shù)字信號。數(shù)字信道的通頻帶（即帶寬）決定了信道中能不失真地傳輸脈沖序列的最高速率，即信道容量。一個數(shù)字脈沖稱為一個碼元，碼元攜帶的信息量由碼元取的離散值個數(shù)決定。若碼元取0和1兩個離散值，則一個碼元攜帶1比特（bit）信息。若碼元取4個離散值，則一個碼元攜帶2比特信息?？傊粋€碼元攜帶的信息量n（比特）與碼元取的離散值個數(shù)N有如下關系：n=lbN下面用碼元和信息量的概念解釋信道的基本特性。（1）波特率和信道容量。我們用碼元速率表示單位時間內(nèi)信號波形的變換次數(shù)，即通過信道傳輸?shù)拇a元個數(shù)。若信號碼元寬度為T秒，則碼元速率B＝1／T。碼元速率的單位叫波特（Baud）。所以碼元速率也叫波特率。早在1924年，貝爾實驗室的研究員亨利·尼奎斯特（HarryNyquist）就推導出了有限帶寬無噪聲信道的極限波特率，稱為尼奎斯特定理。若信道帶寬為W，則尼奎斯特定理指出最大碼元速率為B=2W

(Baud)尼奎斯特定理指定的信道容量也叫做尼奎斯特極限，這是由信道的物理特性決定的，超過尼奎斯特極限傳送脈沖信號是不可能的，所以要進一步提高波特率必須改善信道帶寬。單位時間內(nèi)在信道上傳遞的信息量（比特數(shù)）稱為數(shù)據(jù)速率。在一定的波特率下提高速率的途徑是用一個碼元表示更多的比特數(shù)。如果把兩比特編碼為一個碼元，則數(shù)據(jù)速率可成倍提高。我們有公式R=BlbN=2WlbN

（b/s）其中R表示數(shù)據(jù)速率，單位是比特每秒，簡寫為b/s。數(shù)據(jù)速率和波特率是兩個不同的概念。僅當碼元取0和1兩個離散值時二者才相等（R=B）。對于普通電話線路，帶寬為3000Hz，最高波特率為6000Baud。而最高數(shù)據(jù)速率可隨編碼方式的不同而有不同的取值。這些都是在無噪聲的理想情況下的極限值。至于有噪聲影響的實際信道，則遠遠達不到這個極限。

(2）誤碼率。上面說明了無噪聲信道的最大數(shù)據(jù)速率。實際信道會受到各種噪聲的干擾，因而遠遠達不到按尼奎斯特定理計算出的數(shù)據(jù)傳送速率。香農(nóng)的研究表明，有噪聲信道極限數(shù)據(jù)速率可由下面的公式計算：其中，W為信道帶寬，S為信號的平均功率，N為噪聲平均功率，S/N＝1000時，信噪比為30dB。這個公式與信號取的離散值個數(shù)無關，也就是說無論用什么方式調(diào)制，只要給定了信號和噪聲的平均功率，則單位時間內(nèi)最大的信息傳輸量就確定了。例如，信道帶寬為3000Hz，信噪比為30dB，則最大數(shù)據(jù)速率為C＝3000lb(1+1000)≈3000×9.97≈30000b/s這是極限值，只有理論上的意義。實際上在3000Hz帶寬的電話線上數(shù)據(jù)速率能達到9600b/s就很不錯了。在有噪聲的信道中（實際信道都是有噪聲的），數(shù)據(jù)速率的增加意味著傳輸中出現(xiàn)差錯的概率增加。我們用誤碼率來表示傳輸二進制位時出現(xiàn)差錯的概率。誤碼率可用下式表示：在計算機通信網(wǎng)絡中，誤碼率一般要求低于10-6，即平均每傳送1兆位才允許錯1位。在誤碼率低于一定的數(shù)值時，可以用差錯控制的方法進行檢查和糾正。（3）信道延遲。信號在信道中傳播，從源端到達宿端需要一定的時間。這個時間與源端和宿端的距離有關，也與具體信道中的信號傳播速度有關。我們以后考慮的信號主要是電信號（雖然在某些情況下可能會用到紅外或激光），這種信號一般以接近光速的速度（300m/μs）傳播，但隨傳輸介質(zhì)的不同而略有差別，例如在電纜中的傳播速度一般為光速的77％，即200m/μs左右。對于一個具體的通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡，我們經(jīng)常關心的是相距最遠的兩個站之間的傳播時延，這除了要計算信號傳播速度外，還要知道通信線路的最大長度。例如500m同軸電纜的時延大約是2.5μs，而衛(wèi)星信道的時延大約是270ms。時延的大小對采用什么樣的通信網(wǎng)絡技術有很大關系。4.4.3數(shù)字調(diào)制技術數(shù)字數(shù)據(jù)在傳輸中不僅可以用方波脈沖表示，也可以用模擬信號表示。用數(shù)字數(shù)據(jù)調(diào)制模擬信號叫做數(shù)字調(diào)制。本節(jié)講述數(shù)字調(diào)制技術和調(diào)制解調(diào)器。

1.數(shù)字調(diào)制我們可以調(diào)制模擬載波信號的三個參數(shù)——幅度、頻率和相位來傳送數(shù)字數(shù)據(jù)。由電話系統(tǒng)組成的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡就是傳輸這種經(jīng)過調(diào)制的模擬載波信號的。三種基本模擬調(diào)制方式如圖4-20所示。圖4-20二進制ASK、FSK、PSK的實現(xiàn)邏輯圖與波形（1）幅度鍵控（ASK）。按照這種調(diào)制方式，載波的幅度受到數(shù)字數(shù)據(jù)的調(diào)制而取不同的值。例如對應二進制0載波振幅取0，對應二進制1載波振幅取1。調(diào)幅技術實現(xiàn)起來簡單，但抗干擾性能差。（2）頻移鍵控（FSK）。即按照數(shù)字數(shù)據(jù)的值（0或1）調(diào)制載波的頻率。例如對應二進制0的載波頻率為f1，而對應二進制1的載波頻率為f2。這種調(diào)制技術抗干擾性能好，但占用帶寬較大。在有些低速的調(diào)制解調(diào)器中，用這種調(diào)制技術把數(shù)字數(shù)據(jù)變成模擬音頻信號傳送。（3）相移鍵控（PSK）。用數(shù)字數(shù)據(jù)的值調(diào)制載波的相位，就是相移鍵控。例如用180°相移表示1，用0°相移表示0。這種調(diào)制方式抗干擾性能最好，而且相位的變化也可以作為定時信息來同步發(fā)送機和接收機的時鐘。碼元只取兩個相位值叫2相調(diào)制，碼元可取4個相位叫4相調(diào)制。4相調(diào)制時，一個碼元代表兩位二進制數(shù)（表41）。采用4相或更多相的調(diào)制能提供較高的數(shù)據(jù)速率，但實現(xiàn)技術更復雜。表4-1相調(diào)制方案可見，數(shù)字調(diào)制的結果是模擬信號的某個參量（幅度、頻率和相位）取離散值，而這些值與傳輸?shù)臄?shù)字數(shù)據(jù)是對應的。這正是數(shù)字調(diào)制與傳統(tǒng)的模擬調(diào)制不同的地方。以上調(diào)制技術可以組合起來得到性能更好、更復雜的調(diào)制信號。例如ASK和PSK可結合起來，形成幅度相位復合調(diào)制，每一個碼元表示4位二進制數(shù)，如表4-2所示。表4-2幅度相位復合調(diào)制

2.調(diào)制解調(diào)器(Modem)數(shù)據(jù)終端和計算機產(chǎn)生的數(shù)字脈沖要在模擬電話線上傳輸，必須采用調(diào)制和解調(diào)技術。能把數(shù)字信號變換為模擬信號，并把模擬信號變換為數(shù)字信號的設備稱為調(diào)制解調(diào)器。