通信的目的就是傳遞信息。通信中產(chǎn)生和發(fā)送信息的一端叫作信源，接收信息的一端叫做信宿，信源和信宿之間的通信線(xiàn)路稱(chēng)為信道。信息在進(jìn)入信道時(shí)要變換為適合信道傳輸的形式，在進(jìn)入信宿時(shí)又要變換為適合信宿接收的形式。另外，信息在傳輸過(guò)程中可能會(huì )受到外界的干擾，把這種干擾稱(chēng)為噪聲。這樣得到的數據通信系統基本模型如下圖所示:

信源產(chǎn)生的信息有可能是模擬數據，也有可能是數字數據。模擬數據取連續值，而數字數據取離散值。在數據進(jìn)入信道之前要變成適合傳輸的電磁信號，這些信號也可以是模擬的或數字的。

模擬信號是隨時(shí)間連續變化的信號，這種信號的某種參量（如幅度、相位和頻率等）可以表示要傳送的信息。例如電話(huà)機送話(huà)器輸出的話(huà)音信號、電視攝像機產(chǎn)生的圖像信號等都是模擬信號。

數字信號只取有限個(gè)離散值，大多數數字信號在兩個(gè)固定值之間振蕩，而且數字信號之間的轉換幾乎是瞬時(shí)的，數字信號以某一瞬間的狀態(tài)表示它們傳送的信息。比如在計算機中，數字信號的大小常用有限位的二進(jìn)制數表示，例如字長(cháng)為2位的二進(jìn)制數可表示4種大小的數字信號，它們是00、01、10和11。

如果信源產(chǎn)生的是模擬數據并以模擬信道傳輸，則叫做模擬通信；如果信源發(fā)出的是模擬數據以數字信號的形式傳輸，那么這種通信方式叫數字通信。如果信源發(fā)出的是數字數據，當然也有兩種傳輸方式，這時(shí)無(wú)論是用模擬信號傳輸或是用數字信號傳輸都叫作數據通信。

模擬數據以模擬信號傳輸

模擬數據以模擬信號傳輸需要進(jìn)行調制，此場(chǎng)景比較典型的是廣播系統，它們使用的語(yǔ)音信號的頻率（300Hz~3400Hz）都是一樣的。如果每個(gè)廣播的數據都不做任何處理，直接傳送，各個(gè)電臺發(fā)出的信號就會(huì )發(fā)生重疊和互相干擾，導致大家什么也聽(tīng)不清。所以需要先把語(yǔ)音模擬信號調制到分配給他的那個(gè)電臺的頻率，比如音樂(lè )臺98.8Hz，聽(tīng)交通臺91.2Hz等，這樣把不同電臺的語(yǔ)音信號調到不同的頻段。這時(shí)在接收方（聽(tīng)眾）會(huì )有一個(gè)解調過(guò)程，收音機調到某一電臺的頻率來(lái)接收指定的信號。

數字數據以模擬信號傳輸

在模擬信道中進(jìn)行數字傳輸，必須先將數字信號轉換為模擬信號，這個(gè)過(guò)程叫做數字調制?？梢哉{制模擬載波信號的三個(gè)參數——幅度、頻移和相移來(lái)表示數字數據。3種基本模擬調制方法如圖所示：

• 調幅（AM）：即載波的幅度隨數字信號的值改變，也稱(chēng)為幅移鍵控法ASK（Amplitude Shift Keying）。
• 調頻（FM）：即載波的頻率隨數字信號的值改變, 也稱(chēng)為頻移鍵控法FSK（Frequency Shift Keying）。
• 調相（PM）：即載波的相位隨數字信號的值改變，也稱(chēng)為相移鍵控法PSK（Phase Shift Keying）。

此場(chǎng)景比如電信ADSL寬帶接入，首先需要把計算機中的數字數據通過(guò)調制解調器(MODEM)轉變成為模擬信號，然后才能在模擬信道上（比如電話(huà)網(wǎng)）進(jìn)行傳輸，接收方在需要通過(guò)MODEM進(jìn)行解調，將模擬信號恢復成原來(lái)的數字信號接收。

數字數據以數字信號傳輸

數字數據能夠通過(guò)數字信號傳輸，這是目前計算機網(wǎng)絡(luò )最廣泛的運用。但是計算機的數字數據也并不適合直接在數字信道上進(jìn)行傳輸，需要對信號進(jìn)行編碼以提升數據傳輸的效率和實(shí)現通訊雙方的信號同步。在基帶傳輸中，數字數據的數字信號編碼主要有如下幾種：

（1）單極性碼：只用正的或負的電壓表示數據。例如：用+3V表示二進(jìn)制數字“0”，用0V表示二進(jìn)制數字“1”。

（2）極性碼：分別用正電壓和負電壓表示二進(jìn)制數“0”和“1”。例如：+3V表示二進(jìn)制數字“0”，用-3V表示二進(jìn)制數字“1”。

（3）雙極性碼：信號在3個(gè)電平（正、負、零）之間變化。典型的雙極性碼是信號交替反轉編碼AMI（Alternate Mark Inversion），它用零電平表示“0”，“1”則表示電平在正、負極間交替翻轉。

（4）歸零碼：碼元中間的信號回歸到零電平，“0”表示由正極到零電平，“1”表示由負極到零電平。

（5）雙相碼：雙相碼要求每一位都有一個(gè)電平轉換，一高一低，必須翻轉。低到高代表“0”，高到低代表“1”。

（6）不歸零碼：碼元信號不回歸零電平，出現“1”時(shí)電平翻轉，“0”時(shí)不翻轉。也叫差分碼。

（7）曼徹斯特編碼：是一種雙相碼。在每個(gè)比特中間均有一個(gè)跳變，第一個(gè)編碼自定義，比如用高電平到低電平的跳變代表“0”，由低電平向高電平的跳變代表“1”。曼徹斯特編碼用在以太網(wǎng)中。

（8）差分曼徹斯特編碼：也是一種雙相碼。數據的表示在于每一位開(kāi)始處是否有電平轉換，有電平轉換表示“0”，無(wú)電平轉換表示“1”。差分曼徹斯特編碼用在令牌環(huán)網(wǎng)中。

模擬數據以數字信號傳輸

把模擬數據轉化成數字信號，需使用叫做編碼解碼器（Codec）的設備。這種設備的作用和調制解調器的作用相反。用編碼解碼器把模擬數據變換為數字信號的過(guò)程叫模擬數據的數字化，常用的數字化技術(shù)為脈沖編碼調制PCM（Pulse Code Modulation）。例如：電話(huà)網(wǎng)絡(luò )，它的遠程的程控交換機之間使用光纖連接，使用數字的通信技術(shù)，由于用戶(hù)的話(huà)機到本地回路這一段傳送的是模擬信號，這時(shí)就需要進(jìn)行語(yǔ)音的數字化處理，使模擬信號能夠在數字信道上傳輸。就是需要經(jīng)過(guò)編碼解碼器完成從模擬數據到數字數據的數字信號的編碼，模擬信號經(jīng)過(guò)采樣、量化、編碼等一系列的動(dòng)作最終轉化成一串0和1組成的數字信號。而在接收方有一個(gè)解碼器再將數字信號轉換成模擬信號進(jìn)行接收。

以上就是數據通信基本原理的一些簡(jiǎn)單介紹了~