線路碼

把從信源或編碼器輸出的信號變換為適合於信道傳輸的數位訊號的過程稱為線路編碼。所採用的碼型稱為線路碼。典型的線路碼包括：NRZ, HDB3, mBnB, 插入比特碼和加擾二進碼。

中文名稱	線路碼
英文名稱	line code
定　　義	為數字線路系統生成線路信號而規定的編碼規則，其中定義了在傳送源信號與相應線路信號之間的映射關係。
套用學科	通信科技（一級學科），線纜傳輸與接入（二級學科）

基本介紹

• 中文名：線路碼
• 外文名：line code

定義

在光纖數字傳輸系統中，通常不是直接將信息碼或電纜PCM碼去做電-光變換，而是先變換為一種適合於光纖線路傳輸系統的碼型，這種變換稱為線路編碼。線路編碼的主要功能之一是，根據香農信道編碼理論，把冗餘度引入到信號碼流中，以減少由於信道干擾效應而引起的差錯。常用編碼類型有：光接口碼型有NRZ、NRZI；電接口碼型有HDB3、BnZS、CMI、Manchester、MLT-3

選擇原則

選擇線路編碼方案是要考慮下列因素：

1. 能實現不中斷通信而監測中繼器和終端的誤碼
   
2. 能採用交流耦合放大器。線路碼經隔直流電容後，基線漂移應儘量小，有利於判決
   
3. 減少碼流中的長連0、連1，使定時提取可靠
   
4. 便於用光纖本身來建立傳送遙測、遙控登輔助信號的額外信道
   
5. 編碼後的線路碼率不宜增的太高。碼率增高使傳輸頻帶增寬，使接收機靈敏度降低
   
6. 誤碼增殖要小
   
7. 設備要經濟、易於實現
   

分類方法

1. 按接收的電平數：二電平碼、多電平碼
   
2. 按是否有字碼變換表：字變換碼、非字變換碼
   
3. 按線路碼流中取不同電平的碼數是否平衡：平衡碼、非平衡碼
   

典型編碼類型

非歸0制編碼(NRZ)

非歸零制編碼(NRZ)是光纖通信的基本碼型，採用兩個電壓來表示兩個二進制數字。NRZ可分為單極性和雙極型。單極性NRZ：無電壓表示數字0，恆定的正電壓表示數字1；雙極性NRZ：恆定的正電壓表示數字1，恆定的負電壓表示數字0。光接口STM-NO、1000Base-SX、1000Base-LX採用此碼型。NRZ是一種很簡單的編碼方式，用0電位和1點位分別二進制的“0”和“1”，編碼後速率不變，有很明顯的直流成份，不適合電接口傳輸，並且NRZ和NRZI編碼本身不能保證信號中不包含長連“0”或長連“1”出現，不利於時鐘恢復。

三階高密度雙極性碼(HDB3)

三階高密度雙極性碼(HDB3碼)是電纜數字通信系統中常採用的線路碼型。主要有以下三個特點：

1. 連“0”控制在三個以下
   
2. 有+1/0/-1三個電平，極性交替出現
   
3. 沒有直流分量的漂移
   

分組碼(mBnB)

mBnB碼也是光纖通信中常採用的一種編碼方式。將m個二元碼按一定規則變換為n個二元碼，變換後的碼稱為mBnB碼。1B2B碼是其中最簡單的一種。1B2B碼包括CMI碼、DMI碼和雙相碼（曼徹斯特碼）等等，都是用兩個碼錶示一個信息碼，因此使線路的傳輸速率增高了一倍，是低速34Mb/s以下系統中常用的線路碼型。其特點是：

1. 電路簡單

2.最大連“0”連“1”僅為2

3.定時信息豐富，便於不停止業務的誤碼檢測

然而，在碼率較高（例如140Mbit/s）的情況下不宜採用1B2B碼，比1B2B碼頻寬利用更好的mBnB碼有3B4B, 5B6B, 7B8B。其中5B6B碼在光纖通信中較為常用，我國已規定在140Mb/s系統中採用5B6B碼。

插入比特碼(mB1P,mB1Ci,mB1H)

插入比特碼是當前我國套用較多的一種線路碼，優點是設計靈活，適合於高碼率系統，能傳遞豐富的輔助信息及中途方便地上下話路。

在信息碼流中每m個二元碼後插入一個奇偶校驗碼P，使m+1個碼中1的個數為偶數（奇數），這樣得到的碼叫做mB1P碼。

mB1C碼是在每m個二元碼後面插入C碼，C碼是前i位信息碼的反碼，i表示補碼的參照碼位置。

mB1H碼是在每m個二元碼後面插入H碼，H碼由插入碼和C碼混合而成，包括如幀同步碼、奇偶校驗碼聯絡電話用碼等等。mB1H碼實現了各種信息在同一根光纖中傳送。我國採用的有8B1H、4B1H、1B1H碼。

加擾二進碼

加擾二進碼把信息序列按一定規則進行擾碼，使線路碼流中“0”“1”的出現機率相同。從統計特性上看不存在長連“0”或“1”，同時把直流成分保持在了一定的水平。解決了定時信息的攝取和極限漂移兩個問題，同時不增加信號碼率。缺點是擾碼後的碼型沒有規律，不能解決線上檢測誤碼問題。