信息时代的高速路

　　如果你要从北京到上海去参加一个会议，采用什么方式旅行以保证准时到达就是你面临的问题。你也许会选择乘坐小汽车、出租车、公共汽车、飞机、火车、骑自行车或步行。显然这些旅行方式在旅途中所花费的时间、费用、舒适程度和路线正确与否诸方面有所差别。但是你想要做的是到达上海，对此而言，你需要的就是“传输”。根据旅行的目的地和你个人的条件，选择某些交通工具也许是不明智、不合逻辑或者不可能的。如果你要到月球去，你会骑自行车吗？

千里之行，始于足下--基带传输与曼彻斯特编码
　　直接使用数字信号传输数据时，数字信号几乎要占用整个频带，终端设备把数字信号转换成脉冲电信号时，这个原始的电信号所固有的频带，称为基本频带，简称基带。在信道中直接传送基带信号时，称为基带传输。大多数局域网（LAN）使用的都是基带传输。

　　使用基带传输时，数字数据由许多不同形式的电信号的波形来表示。表示二进制数字的码元的形式不同，便产生出不同的编码方案。主要有单极性不归零码、单极性归零码、双极性不归零码、双极性归零码、曼彻斯特码和差分曼彻斯特码等。其中两种曼彻斯特编码都得到了广泛的应用。曼彻斯特编码最大的优点是，无论编码怎样变化，脉冲中每发生一次跳变，不是在同步脉冲开始位置就是在中间位置。也就是说，发送端在发送曼彻斯特编码的时候，同时也把同步信号（每位的中间时刻）告诉接收端，这对接收端先提取同步信号，然后再检测数字信号，是非常有利的。

骑上飞驰的骏马--频带传输
　　采用模拟信号传输数据时，往往只占用有限的频带，对应基带传输将其称为频带传输。使用模拟信号传输数字数据时，需要借助于调制解调装置，把数字信号（基带脉冲）转换成模拟信号，使其变为适合于电话线路传输的信号。调制就是用基带脉冲对载波波形的某些参量进行控制，使这些参量随基带脉冲变化。经过调制的信号称为已调信号。已调信号通过线路传输到接收端，在接收端通过解调恢复为原始基带脉冲。

　　任何载波信号有三个特征：振幅（A）、频率（f）和相位（P）。相应地，把数字信号转换成模拟信号就有三种基本技术：振幅调制（ASK）、频率调制（FSK）和相位调制（PSK）。

速度与质量--数据传输的指标
　　当我们寄包裹时，总是希望一要快，二不要丢包。实际上前者是速度要求，后者是质量要求。数据传送也是一样，存在着速度与质量问题。数据传输通常按下列指标衡量：传输速度（讯号移动的速度）、传输差错率（由于车库大门开启、太阳黑子、UFO发射等现象的干扰）、信道容量。

　　常见的传输速率指标有二：信息速率和码元速率。信息速率表示每秒传送信息量的多少，信息量的单位是“比特”（bit），显然信息速率是“比特/秒”（bit/s或b/s或bps）。码元速率表示每秒传送的“码元”数多少，其单位是“波特”（baud）。对二进制调制来讲，基带信号的信息速率等于调制后的码元速率；对多进制调制来讲，基带信号的速率大于调制后的码元速率。

　　常见的传输差错指标也有二：误码率和误比特率。误码率和传输速率是一对矛盾，就像车开得越快，事故率越高一样。在什么情况下能够尽量提高速度？这要看信道条件的好坏，正如开车要看道路条件。

　　值得注意的是，传输速率不可能无止境地提高，它是有限的，这个极限就是有名的香农公式提出的“信道容量”。信道容量C就是指信道可能达到的最大传输能力，即极限信息速率。

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