第四章：线路编码

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1、单 极 性 信 号正 值010110110光 信 号正 值01011负 值0110电 信 号双 极 性 信 号单极性与双极性信号单极性与双极性信号简单的二电平码会带来如下问题：简单的二电平码会带来如下问题： 在随机码流中，容易出现长串连“”码或长串连“0”码，这样可能造成位同步信息丢失，给定时提取造成困难或产生较大的定时误差。 不能实现在线(不中断业务)的误码检测， 不利于长途通信系统的维护。在码流中，出现“”码和“0”码的个数是随机变化的， 因而直流分量也会发生随机波动随机波动(基线漂移基线漂移)， 给光接收机的判决带来困难。接收机的单个输入脉冲接收机的单个输出脉冲进入接收机的“1”比特序列

2、接收机输出的“1”比特序列判决阈值基线漂移图8.8 传输长连NRZ “1”码时引起的接收机基线漂移效应 数字光纤通信系统对线路码型的主要要求是保证传输的透数字光纤通信系统对线路码型的主要要求是保证传输的透明性，具体要求有：明性，具体要求有： (1) 能限制信号带宽，减小功率谱中的高低频分量。这样就可以减小基线漂移、提高输出功率的稳定性和减小码间干扰， 有利于提高光接收机的灵敏度。 (2) 能给光接收机提供足够的定时信息。因而应尽可能减少连“”码和连“0”码的数目，使“1”码和“0”码的分布均匀， 保证定时信息丰富。 (3) 能提供一定的冗余码，用于平衡码流、误码监测和公务通信。但对高速光纤通信

3、系统，应适当减少冗余码，以免占用过大的带宽。 扰码改变了“”码与“0”码的分布， 从而改善了码流的一些特性。 例如： 扰码前： 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 扰码后： 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 但是， 扰码仍具有下列缺点： 不能完全控制长串连“”和长串连“0”序列的出现； 没有引入冗余， 不能进行在线误码监测； 信号频谱中接近于直流的分量较大， 不能解决基线漂移。 因为扰码不能完全满足光纤通信对线路码型的要求， 所以许多光纤通信设备除采用扰码外还采用其它类型的线路编码。 1B2B是最简单的mBnB码，常用的有三种编码类型：1、CMI码：“1” ：

4、11、00交替使用 “0” ：用01代替例子2、曼彻斯特码：“1” ：10代替 “0” ：01代替最大的连最大的连“”和连和连“”的数目不会超过两个，的数目不会超过两个，但是在相同时隙内，传输但是在相同时隙内，传输1比特变为传输比特变为传输2比特，比特， 码速提高了码速提高了1倍。倍。 3、DMI码：“1” ：11、00代替 “0” ：01、10代替 mBnB mBnB码是把输入的二进制原始码流进行分码是把输入的二进制原始码流进行分组，每组有组，每组有m m个二进制码，记为个二进制码，记为mBmB，称为一个码字，称为一个码字，然后把一个码字变换为然后把一个码字变换为n n个二进制码，记为个二进

5、制码，记为nBnB，并，并在同一个时隙内输出。这种码型是把在同一个时隙内输出。这种码型是把mBmB变换为变换为nBnB，所以称为所以称为mBnBmBnB码，其中码，其中m m和和n n都是正整数，都是正整数， nmnm，一，一般选取般选取n=m+1n=m+1。mBnBmBnB码有码有1B2B1B2B、3B4B3B4B、5B6B5B6B、 8B9B8B9B、 17B18B17B18B等等。等等。 mBnBmBnB码是一种提高信号传输速率的编码方法码是一种提高信号传输速率的编码方法 （WDSWDS） ： nBnB码组的单个码码组的单个码字中将字中将0 0 作为作为-1-1，1 1作为作为+1+1计

6、算出的代数和，计算出的代数和，即为即为 如果整个码字如果整个码字“”码的数目多于码的数目多于“0”0”码，则码，则WDSWDS为正；如果为正；如果“0”0”码的数目多于码的数目多于“1”1”码，码， 则则WDSWDS为负；为负；如果如果“0”0”码和码和“1”1”码的数目相等，则码的数目相等，则WDSWDS为为0 0。例如：。例如：对于对于01110111，WDS=+2WDS=+2；对于；对于00010001， WDS=-2WDS=-2；对于；对于00110011，WDS=0WDS=0。 1 1、 mBnBmBnB码分类码分类按按WDSWDS分类：分类：A A：叫做均等：叫做均等mBnBmBn

7、B码（码（ n=m+2n=m+2）码）码组内组内0 0、1 1的个数相等。（误码校验方便）的个数相等。（误码校验方便） 例如：例如：6B8B6B8BB B：m m比特码只占用比特码只占用n n比特码中不均等比特码中不均等为为-1-1的码字。（的码字。（0 0多，节省光功率）。多，节省光功率）。 例如：例如：5B7B5B7BC C：需要用两种模式。：需要用两种模式。 2B3B 5B6B2B3B 5B6B mBnBmBnB编码原则：编码原则： 1 1、尽可能选择、尽可能选择 d d 绝对值小的码字绝对值小的码字 2 2、禁止用、禁止用d d 绝对值最大的码字绝对值最大的码字 3 3、选择连、选择连

8、0 0、1 1少的码字（正负模式交替使用）少的码字（正负模式交替使用）码速提高率码速提高率 H= n-m/n H= n-m/n * *100%100%数字3B4B方式1负模式方式2正模式012345670000010100111001011101110100001101010110100110101100001010110011010101101001101011001101 3 3、5B6B5B6B码码5B5B码有码有3232个码字个码字6B6B码共有码共有6464个码字，其中个码字，其中d=0d=0有有2020个，个，d=d=2 2有有3030个，个，共有共有2020个个|d|d|最小的码

9、字可最小的码字可选。由于变换为选。由于变换为6B6B码时需码时需3232个码字，要在选出个码字，要在选出1212对正负对正负模式，正组和负组交替使用。模式，正组和负组交替使用。 表中正组选用表中正组选用2020个个WDS=0WDS=0和和1212个个WDS=+2WDS=+2，负组选用，负组选用2020个个WDS=0WDS=0和和1212个个WDS=-2WDS=-2。 4、mBnB码是一种分组码，可以根据传输特性的要求确码是一种分组码，可以根据传输特性的要求确定某种码表。定某种码表。mBnB码的特点是：码的特点是： (1) 码流中码流中“0”和和“1”码的概率相等，码的概率相等， 连连“0”和连

10、和连“1”的数目较少，定时信息丰富。的数目较少，定时信息丰富。 (2) 信号频谱特性较好，基线漂移小。信号频谱特性较好，基线漂移小。 (3) 在码流中引入一定的冗余码，在码流中引入一定的冗余码， 便于在线误码检测。便于在线误码检测。 mBnB码的缺点是传输辅助信号比较困难。因此，码的缺点是传输辅助信号比较困难。因此，在要求传输辅助信号或有一定数量的区间通信的设备在要求传输辅助信号或有一定数量的区间通信的设备中，不宜用这种码型。中，不宜用这种码型。 1 1、构造：输入的信息序列以、构造：输入的信息序列以m m比特为一组，每组比特为一组，每组后面插入一比特冗余比特，码速变为后面插入一比特冗余比特，

11、码速变为m/m+1 m/m+1 2 2、根据用途不同，分为三种、根据用途不同，分为三种： (1) mB1Ci mB码为： 100 110 001 101 mB1C1码为： 1001 1101 0010 1010mBCmBCmBCCC C码的作用是引入冗余码，可以进行在线误码率监测；码的作用是引入冗余码，可以进行在线误码率监测； 同同时改善了时改善了“0”0”码和码和“1”1”码的分布，有利于定时提取。码的分布，有利于定时提取。(2) mB1PP码为奇校验码时， 其插入规律是使m+1个码内“1”码的个数为奇数， 例如： mB码为： 100 000 001 110 mB1P码为： 1000 000