曼彻斯特编码和差分曼彻斯特

计算机网络部分物理层习题与答案一．选择题1．在同一个信道上的同一时刻，能够进行双向数据传送的通信方式是（）。

A．单工B．半双工C．全双工D．上述三种均不是2．在常用的传输介质中，（）的带宽最宽，信号传输衰减最小，抗干扰能力最强。

A．双绞线B．同轴电缆C．光纤D．微波3．下面属于无线传输媒体的是（）。

A．同轴电缆B．双绞线C．光纤D．光波4．拥有双向信道，但在同一时刻只能进行单向数据传送的通信方式是（）。

A．单工B．半双工C．全双工D．上述三种均不是5．如果某网络波特率为60B，每个波形有8个有效电平，则比特率应为（）。

A．20bps B．80bps C．120bps D．180bps6．光纤传输是运用光的（）特点。

A．光的反射B．光的折射C．光的衍射D．光的全反射7．使用一条双绞线连接两台主机时，如果一端为568B规则，另一端应为（）。

A．568A B．568B C．RS-232 D．以上都不对8．使用一条双绞线连接两台主机时，如果一端为568A规则，另一端应为（）。

A．568A B．568B C．RS-232 D．以上都不对二．填空题1．3类双绞线使用RJ-11连接器，5类双绞线使用____________连接器。

2．QAM中文全称是____________，它是同时改变载波的两个物理量______和______。

3．常用的局域网传输介质包括____________、____________、同轴电缆和无线通信信道等。

4．短波通信主要是依靠________原理，微波通信主要依靠_________和卫星通信。

卫星通信频带很宽，但另一个特点就是有较大的__________。

5．若某网络的波特率为10KB，比特率为50KB，则每个波的有效电平数为____________。

6．若某网络的波特率为10KB，每个波的有效电平数为8，则其比特率为____________。

7．通信系统中，称调制前的电信号为_______信号，调制后的信号为调制信号。

双极编码平衡信号
双极编码（Bipolar Encoding）和平衡信号（Balanced Signal）是与数字通信和数据传输相关的概念，通常用于在传输媒体上有效地表示和传递数字数据。

以下是关于这两个概念的简要介绍：双极编码（Bipolar Encoding）：
双极编码是一种数字信号编码方案，其中信号的幅度在正和负之间交替变化。

常见的双极编码方式包括：
1. 非归零编码（Non-Return-to-Zero，NRZ）：数据位 0 表示为正脉冲，数据位 1 表示为负脉冲。

2. 曼彻斯特编码：将每个比特期间的中点用零电平表示，而数据位 0 用一个负脉冲表示，数据位 1 用一个正脉冲表示。

3. 差分曼彻斯特编码：类似曼彻斯特编码，但区别在于数据位 0 和数据位 1 的表示方式，以减小直流分量。

双极编码的优势之一是它的直流分量较小，有助于减小传输线上的电流波动。

这对于长距离传输和减小线路干扰非常有用。

平衡信号（Balanced Signal）：
平衡信号是指在传输线上使用两个相对相同但方向相反的信号来表示数字信息。

平衡信号通常是通过差分信号传输，其中数据位的表示基于信号对之间的电压差。

在平衡信号中，每个数据位都有一个正信号和一个负信号。

这种平衡结构有助于降低共模噪声的影响，提高信号的抗干扰性能。

差分信号通常采用平衡传输线（例如双绞线）进行传输。

总的来说，双极编码和平衡信号都是数字通信领域中用于提高数据传输性能和降低干扰的技术。

在设计通信系统时，选择适当的编码和信号传输方式是非常重要的。

三种数字数据编码：不归零制编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。

曼彻斯特编码(Manchester coding)编码规则：对应于每一位数据位的中间位置都有一个跳变，用跳变的相位表示数字0或1，如正跳变表示数字0，负跳变表示数字1。

即跳变既表示时钟又表示数据。

编码波形如下图所示。

由于任何两次电平跳变的时间间隔是T/2或T 周期，所以提取电平跳变信号就可作为收发双方的同步信号，故曼彻斯特编码又被称为“自含时钟编码”，或称“自同步编码”。

MC 的优点是： ① 不需要另外的同步信号；② 抗干扰能力强。

3．差分曼彻斯特编码(Differential Manchester Coding)编码规则：用每位开始是否有跳变(正或负跳变均可)来表示数字0或1，若每每一数据位不用来表示数字0或1 ，只用来生成同步时钟信号，数据用位首是否发生跳变来表示 ，故差分曼彻斯特编码也是“自含时钟编码”或“自同步编码”。

DMC 的特点： ① 无需另外的同步信号；② 抗干扰能力强。

③ 易于信号检测名词解释：1.计算机网络2.局域网3.城域网4广域网5 ARPANET 6 通信子网◆ 通信子网主要由通信控制处理机，各种通信线路（如双绞线、同轴电缆、光导纤维、无线电、电磁波、红外线、激光等）以及相应的通信设备（如网卡、调制解调器、编码解码器、多路复用器、集线器、中继器、网桥、路由器、交换机等）构成。

◆ 通信子网主要负责信号转换、整形、放大，数据交换，信息的发送、接收、校验、存储、转发等通信处理业务1.计算机网络的发展主要分为哪几个阶段，每个阶段各有什么特点？答：第一阶段为面向终端的计算机网络，特点是由单个具有自主处理功能的计算机和多个没有自主处理功能的终端组成网络。

不归零制编曼彻斯特编10011010差分曼彻斯特三种码的波形比较第二阶段为计算机-计算机网络，特点是由具有自主处理功能的多个计算机组成独立的网络系统。

第三阶段为开放式标准化网络，特点是由多个计算机组成容易实现网络之间互相连接的开放式网络系统。

曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码曼彻斯特编码与差分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，被物理层用来编码一个同步位流的时钟和数据；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,就是说主要用在数据同步传输的一种编码方式。

但在不同的书籍中，曼彻斯特编码中，电平跳动表示的值不同，这里产生很多歧义：1、在网络工程师考试以及与其相关的资料中，如：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。

位中间电平从高到低跳变表示\；位中间电平从低到高跳变表示\。

2、在一些《计算机网络》书籍中，如《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，《数据通信与网络（第三版）》，《计算机网络（第4版）》采用如下方式：位中间电平从高到低跳变表示\；位中间电平从低到高跳变表示\。

在清华大学出版的《计算机通信与网络教程》也是这么说的，就以此为标准，我们就叫这为标准曼彻斯编码。

至于第一种，我们在这里就叫它曼彻斯特编码。

但是要记住，在不同的情况下懂得变通。

这两者恰好相反，千万别弄混淆了。

【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。

2m速率的电路编码方式
2M速率的电路编码方式通常指的是2Mbps的数字信号传输速率。

常见的编码方式包括非归零编码（NRZ）、归零编码（RZ）、曼彻斯
特编码、差分曼彻斯特编码、双极性编码（Bipolar Encoding）等。

这些编码方式在数字通信中有着不同的特点和应用场景，可以根据
具体的通信需求选择合适的编码方式来进行数据传输。

非归零编码
直接表示数字信号的高低电平，归零编码则在每个位周期内都有一
个零电平，曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码则通过改变信号的边
界来表示数据，而双极性编码则通过正负电平来表示二进制数据。

在实际应用中，选择合适的编码方式可以有效提高数据传输的可靠
性和效率。

曼彻斯特解码原则+125K EM4100系列RFID卡解码源程序分析曼彻斯特解码原则1.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；从高到低跳变表示"1"，从低到高跳变表示"0"。

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0 从低到高的跳变是1。

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。

本文所有的习题均来自教师上课布置的题目和书上，答案是一家之言，仅供参考。

第一章计算机概论1.术语解释计算机网络网络拓扑结构局域网城域网广域网通信子网资源子网2.计算机网络的的发展可以划分为几个阶段？每个阶段各有什么特点？3.以一个你所熟悉的因特网应用为例，说明你对计算机网络定义和功能的理解。

4.计算机网络如何分类？请分别举出一个局域网、城域网和广域网的实例，并说明它们之间的区别。

5.何为计算机网络的二级子网结构？请说明它们的功能和组成。

6.常用的计算机网络的拓扑结构有哪几种？各自有何特点？试画出它们的拓扑结构图。

7.计算机网络具有哪些功能？8.目前，计算机网络应用在哪些方面？第二章网络体系结构与网络协议1.解释下列术语网络体系结构服务接口协议实体协议数据单元数据封装数据解封装2.在OSI参考模型中，保证端-端的可靠性是在哪个层次上完成的？CA．数据连路层B．网络层C．传输层D．会话层3.数据的加密和解密属于 OSI 模型的功能。

BA．网络层 B．表示层 C．物理层 D．数据链路层4.O SI 参考模型包括哪 7 层？5.同一台计算机之间相邻层如何通信？6.不同计算机上同等层之间如何通信？7.简述 OSI参考模型各层的功能。

8.简述数据发送方封装的过程。

9.O SI 参考模型中每一层数据单元分别是什么？10.在 TCP/IP协议中各层有哪些主要协议？11.试说明层次、协议、服务和接口的关系12.计算机网络为什么采用层次化的体系结构？13.试比较 TCP/IP 模型和 OSI 模型的异同点。

计算机网络为什么采用层次化的体系结构？【要点提示】采用层次化体系结构的目的是将计算机网络这个庞大的、复杂的问题划分成若干较小的、简单的问题。

通过“分而治之”，解决这些较小的、简单的问题，从而解决计算机网络这个大问题（可以举例加以说明）。

2.81．用生活中的实例说明面向连接的网络服务与无连接的网络服务解析：面向连接的网络服务与无连接的网络服务就相当于生活中的电话系统和普通邮政系统所提供服务。

数据编码数据编码是根据数据结构特点和使用目标需求，将数据转换为代码的过程。

数据编码是指把需要加工处理的数据库信息，用特写的数字来表示的一种技术，是根据一定数据结构和目标的定性特征，将数据转换为代码或编码字符，在数据传输中表示数据组成，并作为传送、接受和处理的一组规则和约定。

几种常见的数据编码方案有：单极性码,极性码,双极性码,归零码,不归零码,双相码，曼彻斯特编码，差分曼彻斯特编码，多电平编码。

单极性码使用正（或负）的电压表示数据；正电位表示1双极性码是三进制码，1为反转，0为保持零电平。

单极性不归零码无电压(也就是元电流)用来表示"0",而恒定的正电压用来表示"1"。

每一个码元时间的中间点是采样时间,判决门限为半幅度电平(即0.5)。

也就是说接收信号的值在0.5与1.0之间,就判为"1"码,如果在O与0.5之间就判为"0"码。

每秒钟发送的二进制码元数称为"码速"。

双极性不归零码"1"码和"0"码都有电流,但是"1"码是正电流,"0"码是负电流,正和负的幅度相等,故称为双极性码。

此时的判决门限为零电平,接收端使用零判决器或正负判决器,接收信号的值若在零电平以上为正,判为"1"码;若在零电平以下为负,判为"0"码。

根据信号是否归零，还可以划分为归零码和非归零码，归零码码元中间的信号回归到0电平，而非归零码遇1电平翻转，零时不变。

归零码信号电平在一个码元之内都要恢复到零的编码方式，它包括曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码两种编码方式。

return to zero code (RZ) 一种二进制信息的编码，用极性不同的脉冲分别表示二进制的“1”和“0”，在脉冲结束之后要维持一段时间的零电平。