2B1Q

2B1Q是一種四級脈衝幅度調製（Pulse Amplitude Modulatnon，PAM)技術，將一個2b數據調製成一個四進制數據信號，每一個信號對應線路中振幅和極性的4種變化之一。因此，信令速率為比特速率的一半，而傳輸速率提高了一倍。ISDN的主要調製技術是2B1Q，它是在交替傳號反轉（Alternate Mark Inversion，AMI)技術的基礎上發展起來的基帶調製技術，能夠利用AMl一半的頻帶達到與AMI同樣的傳輸速率。

基本介紹

• 中文名：雙二進制，一四進制
• 外文名：Two-binary,one-quaternary
• 簡稱：2B1Q

編碼方式

2B1Q是在綜合業務數字網（ISDN）基本速率接口（BRI）和高比特率數字用戶線（HDSL）的U接口中使用的線路代碼。2B1Q是沒有冗餘的四電平脈衝幅度調製（PAM-4）方案，將兩個比特（2B）映射成一個四元符號（1Q）。

為了最大限度地減少錯誤傳播，根據格雷碼將位對（雙位）分配給電壓電平，其編碼規則如下：

雙位	信號水平
10	+450mV
11	+150mV
01	-150mV
00	-450mV

如果電壓被誤讀為相鄰電平，則這僅導致解碼數據中的1位錯誤。2B1Q代碼不是DC平衡的。符號率是數據速率的一半。

套用

2B1Q主要套用於ISDN、HDSL和SDSL等技術中。由於降低了對頻寬的要求，提高了傳輸距離。在網路綜合方面最早的嘗試開始於20世紀80年代初期。首先提出了綜合業務數字網(ISDN,Integrated Service Digital Network)的概念及技術。在ITU的建議中，ISDN是一種在數字電話網IDN(該網能夠提供端到端的的數字連線)的基礎上發展起來的通信網路，ISDN能夠支持多種業務(包括電話業務以及非電話業務)。

幾種常見的編碼方案

幾種常見的編碼方案

1. 單極性碼

在這種編碼方案中，只用正的（或負的）電平表示數據。例如，在圖2-3中我們用+3 V表示二進制數字“0”，而用 0 V表示二進制數字“1”。單極性碼用在電傳打字機（TTY）接口以及PC機與TTY兼容的接口中，這種代碼需要單獨的時鐘信號配合定時，否則當傳送一長串0或1時，傳送機和接收機的時鐘將無法同步。另外單極性碼的抗噪聲特性也不好，而且這種編碼的功率譜中有豐富的低頻分量，不能用於基帶傳輸。

2. 極性碼

在這種編碼方案中，分別用正和負電平表示二進制數“0”和“1”，例如在圖2-3中用+3 V表示二進制數字“0”，而用-3V表示二進制數字“1”。由於這種編碼有正負極性的差別，因而抗干擾特性較好，但仍然需要另外的同步信號。另外，這種二元碼中“1”或“0”分別對應某個電平，相鄰電平不存在制約關係，沒有糾錯能力。

3. 歸零碼

在歸零碼（Return to Zero，RZ）中，碼元中間的信號回歸到0電平，因此任意兩個碼元之間被0電平隔開，與以上僅在碼元之間有電平轉換的編碼方案相比，這種編碼方案有更好的噪聲抑制特性。因為噪聲對電平的干擾比對電平轉換的干擾要強，而這種編碼方案是以識別電平轉換邊來判別“0”和“1”信號的。圖2-3中表示出的是一種雙極性歸零碼。可以看出，從正電平到零電平的轉換邊表示碼元“0”，而從負電平到零電平的轉換邊表示碼元“1”，同時每一位碼元中間都有電平轉換，使得這種編碼成為自定時的編碼。

4. 不歸零碼

整個碼元期間電平保持不變的代碼稱為不歸零碼（Not Return to Zero，NRZ）。圖2-3中所示的不歸零碼的規律是當“1”出現時電平翻轉，當“0”出現時電平不翻轉，也叫做見一就翻不歸零碼（NRZ-1）。這種代碼也叫差分碼，用於區別數據“1”和“0”的不是電平高低，而是電平是否轉換。NRZ-1用在終端到數據機的接口中。這種編碼實現簡單而且費用低，但不是自定時的，長串的“0”會使得碼流失去同步。

5. 雙相碼

雙相碼要求每一比特中都要有一個電平轉換，因而這種編碼的最大優點是自定時，同時雙相碼也有檢測錯誤的功能，如果某一位中間缺少了電平翻轉，則被認為是違例代碼。

6. 雙極性碼

在雙極性編碼方案中，信號在正、負、零3個電平之間變化。一種典型的雙極性碼就是所謂的信號交替反轉編碼（Alternate Mark Inversion，AMI）。在AMI信號中，數據流中遇到“1”時使電平在正和負之間交替翻轉，而遇到“0”時則保持零電平。雙極性是三進制編碼方法，脈衝寬度是碼元周期的一半，它比二進制編碼的抗噪聲特性更好，如圖中a所示。AMI具有內在的檢錯能力，當正負脈衝交替出現的規律被打亂時容易識別出來，這種情況叫AMI違例。AMI編碼用在T1線路中。

這種編碼方案的缺點是傳送長串“0”時會失去位同步信息，對此改進的方案有兩種。一種是3階高密度雙極性碼HDB3，這種碼流中連續“0”的個數不能大於3，當出現4個連續“0”時用B00V或000V代替，這裡B表示正常的信號交替，V表示AMI違例，如圖中b所示；另一種是雙極性6零取代編碼B6ZS，即把連續6個“0”用0VB0VB來代替，如圖中c所示。HDB3用在E1～E3通信系統中，B6ZS用在貝爾系統的T2標準中。

7. 曼徹斯特編碼

曼徹斯特編碼（Manchester Code）是一種雙相碼（或稱分相碼）。在圖2-3中，我們用高電平到低電平的轉換邊表示“0”，而用低電平到高電平的轉換邊表示“1”，相反的表示也是允許的。比特中間的電平轉換邊既表示了數據代碼，同時也作為定時信號使用。曼徹斯特編碼用使在乙太網中。

8. 差分曼徹斯特編碼

差分碼又稱相對碼，在差分碼中利用電平是否跳變來分別表示“1”或“0”，分為傳號差分碼和空號差分碼。傳號差分碼是輸入數據為“1”時，編碼波型相對於前一代碼電平產生跳變；輸入為“0”時，波型不產生跳變。空號差分碼是當輸入數據為“0”時，編碼波型相對於前一代碼電平產生跳變；輸入為“1”時，波型不產生跳變。

差分曼徹斯特編碼兼有差分碼和曼徹斯特編碼的特點，與曼徹斯特編碼不同的是，這種碼元中間的電平轉換邊只作為定時信號，而不表示數據。差分曼徹斯特編碼用在令牌環網中。

9. 4B/5B編碼

在曼徹斯特和差分曼徹斯特編碼中，每比特中間都有一次電平跳變，因此波特率是數據速率的兩倍。對於100Mb/s的高速網路，如果採用這類編碼方法，就需要200M的波特率，其硬體成本是100M波特率硬體成本的5～10倍。

為了提高編碼的效率，降低電路成本，可以採用4B/5B編碼。這種編碼方法的原理，如圖所示。

4B/5B編碼原理

其編碼規則如下：

4B/5B編碼規則