通信的目的就是傳遞信息。通信中產生和發(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路稱為信道。信息在進入信道時要變換為適合信道傳輸?shù)男问剑谶M入信宿時又要變換為適合信宿接收的形式。另外，信息在傳輸過程中可能會受到外界的干擾，把這種干擾稱為噪聲。這樣得到的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)基本模型如下圖所示:

信源產生的信息有可能是模擬數(shù)據(jù)，也有可能是數(shù)字數(shù)據(jù)。模擬數(shù)據(jù)取連續(xù)值，而數(shù)字數(shù)據(jù)取離散值。在數(shù)據(jù)進入信道之前要變成適合傳輸?shù)碾姶判盘?，這些信號也可以是模擬的或數(shù)字的。

模擬信號是隨時間連續(xù)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。例如電話機送話器輸出的話音信號、電視攝像機產生的圖像信號等都是模擬信號。

數(shù)字信號只取有限個離散值，大多數(shù)數(shù)字信號在兩個固定值之間振蕩，而且數(shù)字信號之間的轉換幾乎是瞬時的，數(shù)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(shù)字信號的大小常用有限位的二進制數(shù)表示，例如字長為2位的二進制數(shù)可表示4種大小的數(shù)字信號，它們是00、01、10和11。

如果信源產生的是模擬數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)以數(shù)字信號的形式傳輸，那么這種通信方式叫數(shù)字通信。如果信源發(fā)出的是數(shù)字數(shù)據(jù)，當然也有兩種傳輸方式，這時無論是用模擬信號傳輸或是用數(shù)字信號傳輸都叫作數(shù)據(jù)通信。

模擬數(shù)據(jù)以模擬信號傳輸

模擬數(shù)據(jù)以模擬信號傳輸需要進行調制，此場景比較典型的是廣播系統(tǒng)，它們使用的語音信號的頻率（300Hz~3400Hz）都是一樣的。如果每個廣播的數(shù)據(jù)都不做任何處理，直接傳送，各個電臺發(fā)出的信號就會發(fā)生重疊和互相干擾，導致大家什么也聽不清。所以需要先把語音模擬信號調制到分配給他的那個電臺的頻率，比如音樂臺98.8Hz，聽交通臺91.2Hz等，這樣把不同電臺的語音信號調到不同的頻段。這時在接收方（聽眾）會有一個解調過程，收音機調到某一電臺的頻率來接收指定的信號。

數(shù)字數(shù)據(jù)以模擬信號傳輸

在模擬信道中進行數(shù)字傳輸，必須先將數(shù)字信號轉換為模擬信號，這個過程叫做數(shù)字調制?？梢哉{制模擬載波信號的三個參數(shù)——幅度、頻移和相移來表示數(shù)字數(shù)據(jù)。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(shù)字信號的值改變，也稱為幅移鍵控法ASK（Amplitude Shift Keying）。
• 調頻（FM）：即載波的頻率隨數(shù)字信號的值改變, 也稱為頻移鍵控法FSK（Frequency Shift Keying）。
• 調相（PM）：即載波的相位隨數(shù)字信號的值改變，也稱為相移鍵控法PSK（Phase Shift Keying）。

此場景比如電信ADSL寬帶接入，首先需要把計算機中的數(shù)字數(shù)據(jù)通過調制解調器(MODEM)轉變成為模擬信號，然后才能在模擬信道上（比如電話網）進行傳輸，接收方在需要通過MODEM進行解調，將模擬信號恢復成原來的數(shù)字信號接收。

數(shù)字數(shù)據(jù)以數(shù)字信號傳輸

數(shù)字數(shù)據(jù)能夠通過數(shù)字信號傳輸，這是目前計算機網絡最廣泛的運用。但是計算機的數(shù)字數(shù)據(jù)也并不適合直接在數(shù)字信道上進行傳輸，需要對信號進行編碼以提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎蛯崿F(xiàn)通訊雙方的信號同步。在基帶傳輸中，數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)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(shù)據(jù)。例如：用+3V表示二進制數(shù)字“0”，用0V表示二進制數(shù)字“1”。

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

（3）雙極性碼：信號在3個電平（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(xiàn)“1”時電平翻轉，“0”時不翻轉。也叫差分碼。

（7）曼徹斯特編碼：是一種雙相碼。在每個比特中間均有一個跳變，第一個編碼自定義，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中。

（8）差分曼徹斯特編碼：也是一種雙相碼。數(shù)據(jù)的表示在于每一位開始處是否有電平轉換，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)網中。

模擬數(shù)據(jù)以數(shù)字信號傳輸

把模擬數(shù)據(jù)轉化成數(shù)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(shù)據(jù)變換為數(shù)字信號的過程叫模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字化，常用的數(shù)字化技術為脈沖編碼調制PCM（Pulse Code Modulation）。例如：電話網絡，它的遠程的程控交換機之間使用光纖連接，使用數(shù)字的通信技術，由于用戶的話機到本地回路這一段傳送的是模擬信號，這時就需要進行語音的數(shù)字化處理，使模擬信號能夠在數(shù)字信道上傳輸。就是需要經過編碼解碼器完成從模擬數(shù)據(jù)到數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號的編碼，模擬信號經過采樣、量化、編碼等一系列的動作最終轉化成一串0和1組成的數(shù)字信號。而在接收方有一個解碼器再將數(shù)字信號轉換成模擬信號進行接收。

以上就是數(shù)據(jù)通信基本原理的一些簡單介紹了~