第6講_通信系統(tǒng)線路碼1

1、2021-7-11 第六講第六講 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)線路編碼線路編碼 2021-7-12 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)線路碼線路碼 l 從信源或編碼器輸出的信號(hào)一般為從信源或編碼器輸出的信號(hào)一般為NRZ碼，碼， 但是在進(jìn)行數(shù)字傳輸時(shí)要考慮傳輸信道的特點(diǎn)。但是在進(jìn)行數(shù)字傳輸時(shí)要考慮傳輸信道的特點(diǎn)。 為使終端信息比特與信道相匹配，需要把為使終端信息比特與信道相匹配，需要把NRZ碼碼 變換為適合于信道傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)，這個(gè)過程稱變換為適合于信道傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)，這個(gè)過程稱 為為線路編碼線路編碼。 l 線路編碼的主要功能之一是，根據(jù)線路編碼的主要功能之一是，根據(jù)香農(nóng)香農(nóng) (Shannon)信道編碼理論，

2、信道編碼理論，把冗余度引入到信號(hào)碼把冗余度引入到信號(hào)碼 流中流中，以盡量減少由于信道干擾效應(yīng)而引起的差，以盡量減少由于信道干擾效應(yīng)而引起的差 錯(cuò)。從錯(cuò)。從理論上講理論上講，只要包括所引入的冗余度在內(nèi)，只要包括所引入的冗余度在內(nèi) 的信號(hào)碼率小于信道容量，就可以實(shí)現(xiàn)任何程度的信號(hào)碼率小于信道容量，就可以實(shí)現(xiàn)任何程度 的無(wú)誤數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸（無(wú)誤程度取決于引入冗余的無(wú)誤數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸（無(wú)誤程度取決于引入冗余 度的大?。?。度的大小）。 2021-7-13 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)線路碼線路碼 l電纜數(shù)字通信系統(tǒng)中常采用的線路碼型：電纜數(shù)字通信系統(tǒng)中常采用的線路碼型： 三階高密度雙極性碼三階高密度雙極性碼 H

3、BD3 特點(diǎn)：特點(diǎn)：1. 連連“0”控制在三個(gè)以下；控制在三個(gè)以下； 2. 有有+1/0/-1三個(gè)電平，極性交替出現(xiàn)；三個(gè)電平，極性交替出現(xiàn)； 3. 沒有直流分量的漂移。沒有直流分量的漂移。 l光纖通信的基本碼型：光纖通信的基本碼型：?jiǎn)螛O性不歸零碼單極性不歸零碼 NRZ 單極性歸零碼單極性歸零碼 RZ HBD3HBD3 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 原碼原碼 RZRZ 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 原碼原碼 2021-7-14 l一般概念一般概念 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)線路碼線路碼 PCMPCM 電端機(jī)電端機(jī) HBD

4、3HBD3 碼型變換碼型變換 設(shè)備設(shè)備 單極性單極性 驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路 光源光源線路碼線路碼 原則：原則：1.1.能限制傳號(hào)能限制傳號(hào)“1”1”的概率，節(jié)省發(fā)射功率；的概率，節(jié)省發(fā)射功率； 2.2.能給接收機(jī)提供足夠的定時(shí)信息；能給接收機(jī)提供足夠的定時(shí)信息； 3.3.能對(duì)光電端機(jī)進(jìn)行不中斷業(yè)務(wù)的誤碼檢測(cè)；能對(duì)光電端機(jī)進(jìn)行不中斷業(yè)務(wù)的誤碼檢測(cè)； 4.4.能提供輔助信號(hào)和區(qū)間通信信道等。能提供輔助信號(hào)和區(qū)間通信信道等。 通過增加線路碼率的冗余度實(shí)現(xiàn)。通過增加線路碼率的冗余度實(shí)現(xiàn)。 意義：意義：a.a.實(shí)現(xiàn)不間斷業(yè)務(wù)的誤碼監(jiān)測(cè)；實(shí)現(xiàn)不間斷業(yè)務(wù)的誤碼監(jiān)測(cè)； b.b.可與主信號(hào)傳送勤務(wù)通信；可與主信號(hào)傳

5、送勤務(wù)通信； c.c.平衡碼流，不發(fā)生長(zhǎng)連平衡碼流，不發(fā)生長(zhǎng)連“0”0”或或“1”1”。 2021-7-15 光纖通信系統(tǒng)中光纖通信系統(tǒng)中常用常用線路碼型線路碼型 光端機(jī)的接口有光端機(jī)的接口有電接口電接口和和光接口光接口之分，電接口之分，電接口 碼型應(yīng)選擇與碼型應(yīng)選擇與PCM終端機(jī)的接口碼型一致，如終端機(jī)的接口碼型一致，如 AMI，HDB3等等 ，光接口用于光端機(jī)和光纜線路的，光接口用于光端機(jī)和光纜線路的 連接，其連接，其最適宜采用的仍為二元碼最適宜采用的仍為二元碼。由于二元碼的。由于二元碼的 缺陷通常對(duì)于由電端機(jī)輸出的信號(hào)碼流，在未對(duì)缺陷通常對(duì)于由電端機(jī)輸出的信號(hào)碼流，在未對(duì) LD調(diào)制以前，

6、一般要先調(diào)制以前，一般要先擾碼擾碼或者進(jìn)行或者進(jìn)行碼型變換，碼型變換， 常用的線路碼型有：常用的線路碼型有： l加擾二進(jìn)碼；加擾二進(jìn)碼； 1B2B1B2B碼；碼； l二元分組碼（二元分組碼（mBnBmBnB碼）；碼）； l插入比特碼（插入比特碼（mB1PmB1P碼、碼、mB1CmB1C碼、碼、mB1HmB1H碼）；碼）； 2021-7-16 加擾二進(jìn)碼加擾二進(jìn)碼 l 這是這是最適用最適用的傳輸線路碼型。由于它把信的傳輸線路碼型。由于它把信 息序列按一定規(guī)則進(jìn)行擾碼，使線路碼流中息序列按一定規(guī)則進(jìn)行擾碼，使線路碼流中 “0”和和“1”碼出現(xiàn)的概率相等，所以碼出現(xiàn)的概率相等，所以不僅不僅從統(tǒng)從統(tǒng)

7、計(jì)特性上看不會(huì)存在長(zhǎng)連計(jì)特性上看不會(huì)存在長(zhǎng)連“0”或長(zhǎng)連或長(zhǎng)連“1”碼情碼情 況，況，還還可以把直流成分保持在一定的水平?？煽梢园阎绷鞒煞直３衷谝欢ǖ乃健？?見它見它解決了定時(shí)信息的提取解決了定時(shí)信息的提取和和基線漂移基線漂移兩個(gè)問兩個(gè)問 題，而且并題，而且并不增加信號(hào)碼率不增加信號(hào)碼率，這一點(diǎn)對(duì)于光接，這一點(diǎn)對(duì)于光接 口標(biāo)準(zhǔn)化有特殊意義，因此在新一代的光同步口標(biāo)準(zhǔn)化有特殊意義，因此在新一代的光同步 傳輸網(wǎng)（傳輸網(wǎng)（SDH）中得到了廣泛的應(yīng)用。）中得到了廣泛的應(yīng)用。缺點(diǎn)缺點(diǎn)是是 擾碼后的碼型沒有規(guī)律，不能解決在線檢測(cè)誤擾碼后的碼型沒有規(guī)律，不能解決在線檢測(cè)誤 碼問題。碼問題。 2021-7-

8、17 1B2B碼碼 1B2B碼包括碼包括CMI碼、碼、DMI碼和雙相碼碼和雙相碼 等等，都是用等等，都是用兩個(gè)碼表示一個(gè)信息碼兩個(gè)碼表示一個(gè)信息碼，因，因 此使線路的此使線路的傳輸速率增高了一倍傳輸速率增高了一倍。 優(yōu)點(diǎn)是：優(yōu)點(diǎn)是：1、電路簡(jiǎn)單；、電路簡(jiǎn)單； 2、最大連、最大連“0連連“1”數(shù)僅為數(shù)僅為2； 3、定時(shí)信息豐富，便于不停止、定時(shí)信息豐富，便于不停止 v 業(yè)務(wù)的誤碼檢測(cè)；業(yè)務(wù)的誤碼檢測(cè)； 是低速是低速34Mb/s以下系統(tǒng)中常用的線路碼型以下系統(tǒng)中常用的線路碼型 。 2021-7-18 二元分組碼二元分組碼（mBnBmBnB碼）碼） 把把1B2B碼推廣到一般就是碼推廣到一般就是 mB

9、nB碼碼(mn)， 即將輸入信息序列即將輸入信息序列(信碼流中信碼流中)以每以每 m個(gè)比特為一個(gè)比特為一 個(gè)個(gè)信息組信息組，然后，然后變換為變換為n比特比特。因?yàn)?。因?yàn)?m 2n，所，所 以在以在2n 個(gè)字節(jié)中可以個(gè)字節(jié)中可以找出適合找出適合與與2m 個(gè)輸入字節(jié)個(gè)輸入字節(jié) 相對(duì)應(yīng)的碼。只要適當(dāng)?shù)剡x取相對(duì)應(yīng)的碼。只要適當(dāng)?shù)剡x取m、n值，就可以值，就可以 減小線路傳輸速率的增高比例，可見減小線路傳輸速率的增高比例，可見mBnB碼是碼是 一種能提高信號(hào)傳輸速率的編碼方法。一種能提高信號(hào)傳輸速率的編碼方法。 1mBnB碼分類碼分類 首先介紹首先介紹字不均等值字不均等值 d的概念：的概念：d是是 nB碼

10、組的碼組的 單個(gè)碼字中將單個(gè)碼字中將“0作為作為- 1，“1”作為作為+ 1計(jì)算出計(jì)算出 的的 2021-7-19 代數(shù)和代數(shù)和（有些文獻(xiàn)稱之為字?jǐn)?shù)和（有些文獻(xiàn)稱之為字?jǐn)?shù)和WDS）。滿足）。滿足1 mn的的mBnB碼有許多種，按字不均等值分類，碼有許多種，按字不均等值分類， 有三種情況：有三種情況： （1） 零不均等性零不均等性：符合零不均等性的碼又叫：符合零不均等性的碼又叫均等均等 mBnB碼碼（n m 2），其碼組內(nèi)的），其碼組內(nèi)的“0和和“1”個(gè)個(gè) 數(shù)相等，可見數(shù)相等，可見只有為偶數(shù)時(shí)，才能編出只有為偶數(shù)時(shí)，才能編出d0的均的均 等碼等碼，例如例如6B8B碼，碼，6比特碼字的數(shù)目為比特碼

11、字的數(shù)目為2664， 8比特碼字中比特碼字中d0的碼字?jǐn)?shù)目（的碼字?jǐn)?shù)目（0、1各出現(xiàn)四個(gè)）各出現(xiàn)四個(gè)） 為為C4870，因?yàn)椋驗(yàn)?6 C48 ，故而編出的，故而編出的8 B零不均零不均 等碼字足夠與等碼字足夠與6B的碼組相對(duì)應(yīng)。同時(shí)由于的碼組相對(duì)應(yīng)。同時(shí)由于該碼該碼所所 含含0與與1的個(gè)數(shù)均為偶數(shù)，所以用奇偶校驗(yàn)進(jìn)行誤的個(gè)數(shù)均為偶數(shù)，所以用奇偶校驗(yàn)進(jìn)行誤 碼檢測(cè)比較方便。碼檢測(cè)比較方便。 2021-7-110 （2） 1 1不均等性不均等性：m比特碼只占用比特碼只占用n比特碼中不比特碼中不 均等值為均等值為1的碼字，當(dāng)?shù)拇a字，當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，可采用這為奇數(shù)時(shí)，可采用這 種碼，如種碼，如5B7B

12、碼用的是碼用的是d=-1的碼字。的碼字。5比特碼比特碼 字的數(shù)目為字的數(shù)目為2532，7比特碼字中比特碼字中d1的數(shù)的數(shù) 目有目有C47=35，滿足，滿足 25 C47。由于。由于5B7B碼中的碼中的 “0”多于多于“1”，所以這種碼型可以，所以這種碼型可以節(jié)省發(fā)射光節(jié)省發(fā)射光 功率。功率。 （3）平衡不均等碼平衡不均等碼：大多數(shù)的：大多數(shù)的mBnB碼都屬于碼都屬于 平衡不均等碼。即需要用兩種模式，平衡不均等碼。即需要用兩種模式，使若干使若干 n B碼字的累積數(shù)字和達(dá)到平衡碼字的累積數(shù)字和達(dá)到平衡，如，如 2B3B、 3B4B、5B6B、 7B8B等。等。 2021-7-111 2 3B4B碼

13、碼 為了對(duì)平衡不均等碼作較詳細(xì)的介紹，為了對(duì)平衡不均等碼作較詳細(xì)的介紹， 下面以下面以3B4B碼為例。碼為例。所謂所謂3B4B碼是碼是將輸入信將輸入信 號(hào)碼流每號(hào)碼流每 3b分成一組，它有分成一組，它有23= 8種狀態(tài)，然種狀態(tài)，然 后編成后編成 4b碼，有碼，有24 16種狀態(tài)。現(xiàn)列出種狀態(tài)?，F(xiàn)列出 3B碼碼 和和4B碼的狀態(tài)，如下表所示。如何在碼的狀態(tài)，如下表所示。如何在 4B碼的碼的 16種狀態(tài)中種狀態(tài)中挑選挑選8種種與與 3B碼對(duì)應(yīng)？一個(gè)好的方碼對(duì)應(yīng)？一個(gè)好的方 案必須符合光纖系統(tǒng)對(duì)數(shù)字碼流的要求。案必須符合光纖系統(tǒng)對(duì)數(shù)字碼流的要求。 2021-7-112 在在4B碼的碼的16種狀態(tài)種

14、狀態(tài)中，如果按字不均等值中，如果按字不均等值d分類共有分類共有5 種情況種情況，如表所列。，如表所列。 2021-7-113 表中表中d0的有的有6組，組，d=2的各有的各有4組，組， d=4的各有的各有1 組，首先組，首先從減少同碼連續(xù)數(shù)從減少同碼連續(xù)數(shù)及及基線漂移基線漂移的角度來看，希望的角度來看，希望 選擇選擇d0及連及連0數(shù)少的碼組，所以數(shù)少的碼組，所以d=4 的兩組應(yīng)排除在的兩組應(yīng)排除在 外。即使讓外。即使讓d0的的6組全部入選，還需從組全部入選，還需從d=2 的的8組中再組中再 選兩組。這樣湊成的碼表中，選兩組。這樣湊成的碼表中，“1”碼和碼和“0”碼的分布是不碼的分布是不 均勻的

15、，因此均勻的，因此最好的方案是最好的方案是d=2 的組合搭配使用的組合搭配使用， 分成分成正、負(fù)正、負(fù)兩個(gè)兩個(gè)模式模式 排列排列 表中給出的表中給出的3B4B碼，碼， 把把d0的的6組碼作兩模式的組碼作兩模式的 公用碼公用碼； 0100和和 0010放入放入 負(fù)模式負(fù)模式;1011和和1101放入放入正正 模式模式。 2021-7-114 編碼時(shí)，對(duì)于編碼時(shí)，對(duì)于3B碼的碼的8種組合，除種組合，除000、 111外其余碼凡外其余碼凡含有兩個(gè)含有兩個(gè)“0”的，形成的，形成4B碼時(shí)碼時(shí) 補(bǔ)一個(gè)補(bǔ)一個(gè)“1” ，凡，凡含有兩個(gè)含有兩個(gè)“1”的，形成的，形成4B碼碼 時(shí)時(shí)補(bǔ)一個(gè)補(bǔ)一個(gè)“0”。 這樣形成的

16、這樣形成的6個(gè)個(gè)4B 碼組都是兩個(gè)碼組都是兩個(gè)“1”兩個(gè)兩個(gè) “0”均等碼，即兩種模均等碼，即兩種模 式的公用碼；而式的公用碼；而000用用 0100（負(fù)模式）和（負(fù)模式）和1011 （正模式）交替表示，（正模式）交替表示， 111用用0010（負(fù)模式）和（負(fù)模式）和 1101（正模式）交替表（正模式）交替表 示。示。 2021-7-115 遇到碼組的遇到碼組的累計(jì)數(shù)字和累計(jì)數(shù)字和d=2 時(shí)，就進(jìn)行時(shí)，就進(jìn)行 模式轉(zhuǎn)換模式轉(zhuǎn)換，這樣就達(dá)到了使傳輸碼流中，這樣就達(dá)到了使傳輸碼流中“0”、 “1”碼數(shù)目平衡的目的。模式轉(zhuǎn)換狀態(tài)如圖所碼數(shù)目平衡的目的。模式轉(zhuǎn)換狀態(tài)如圖所 示，圖中示，圖中S為為負(fù)模式

17、，負(fù)模式，S2為為正模式正模式。 4B碼組中共有碼組中共有16組碼，未被采用的組碼，未被采用的6組碼組碼 稱為稱為禁字禁字，可作為，可作為誤碼檢測(cè)誤碼檢測(cè)。 2021-7-116 mBnB編譯碼器編譯碼器 國(guó)內(nèi)設(shè)備一般采用國(guó)內(nèi)設(shè)備一般采用碼表存儲(chǔ)編碼器碼表存儲(chǔ)編碼器即：即： 把設(shè)計(jì)好的碼表把設(shè)計(jì)好的碼表 全部存儲(chǔ)到一塊只讀存儲(chǔ)器全部存儲(chǔ)到一塊只讀存儲(chǔ)器 (PROM)內(nèi)而構(gòu)成。內(nèi)而構(gòu)成。 以以3B4B碼為例，碼表存儲(chǔ)編碼器的工作原理示于碼為例，碼表存儲(chǔ)編碼器的工作原理示于 下圖。首先把設(shè)計(jì)好的碼表存入下圖。首先把設(shè)計(jì)好的碼表存入 PROM內(nèi)，待變換的內(nèi)，待變換的 信號(hào)碼流通過串一并變換電路變?yōu)樾?/p>

18、號(hào)碼流通過串一并變換電路變?yōu)?比特一組的碼比特一組的碼b1、 b2、b3，并行輸出作為，并行輸出作為PROM的的地址碼地址碼，在地址碼作用，在地址碼作用 下，下，PROM根據(jù)存儲(chǔ)的碼表根據(jù)存儲(chǔ)的碼表，輸出與地址對(duì)應(yīng)的并，輸出與地址對(duì)應(yīng)的并 行行 4B碼，再經(jīng)過并碼，再經(jīng)過并串變換電路，讀出已變換的串變換電路，讀出已變換的 4B碼流碼流 。圖中。圖中 A、B、C三條線為三條線為組別控制線組別控制線，當(dāng)，當(dāng)WDS=2時(shí)時(shí) ，從，從A、B分別送出控制信號(hào)，通過分別送出控制信號(hào)，通過C線決定組別線決定組別。 2021-7-117 mBnB編譯碼器編譯碼器 待變換的信號(hào)碼流待變換的信號(hào)碼流 PROM的的

19、地址碼地址碼 輸出與地輸出與地 址對(duì)應(yīng)的并行址對(duì)應(yīng)的并行4B碼碼已變換的已變換的 4B碼流碼流(C線決定組別線決定組別)。 2021-7-118 mBnB編譯碼器編譯碼器 譯碼器譯碼器與編碼器基本相同，只是除去組別與編碼器基本相同，只是除去組別 控制部分。譯碼時(shí)，把送來的已變換的控制部分。譯碼時(shí)，把送來的已變換的4B碼流碼流 ，每，每4比特并聯(lián)為一組，作為比特并聯(lián)為一組，作為PROM的地址，的地址， 然后讀出然后讀出3B碼，再經(jīng)過并碼，再經(jīng)過并串變換還原為原來串變換還原為原來 的信號(hào)碼流。的信號(hào)碼流。 其他的其他的mBnB碼編譯碼電路原理相同，只碼編譯碼電路原理相同，只 是電路復(fù)雜程度有所區(qū)別

20、而已。是電路復(fù)雜程度有所區(qū)別而已。 2021-7-119 l3B4B碼的特點(diǎn)：碼的特點(diǎn)： 1）最大連）最大連“0”連連“1”數(shù)為數(shù)為4，故定時(shí)信息豐富，故定時(shí)信息豐富 ； 2）正、負(fù)模式交替出現(xiàn)，）正、負(fù)模式交替出現(xiàn)，“0”、“1”分布均分布均 等，等， 有利于減少碼流的基線漂移；有利于減少碼流的基線漂移； 3）便于實(shí)現(xiàn)在線誤碼檢測(cè)；）便于實(shí)現(xiàn)在線誤碼檢測(cè)； 4）變換及反變換電路比較簡(jiǎn)單；）變換及反變換電路比較簡(jiǎn)單； 5）碼速率提高了）碼速率提高了 33，主要用于中等速率的，主要用于中等速率的 傳輸系統(tǒng)。傳輸系統(tǒng)。 2021-7-120 3. 5B6B碼簡(jiǎn)介碼簡(jiǎn)介 這是近年來在這是近年來在高速

21、高速光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)中開始應(yīng)光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)中開始應(yīng) 用的一種線路傳輸碼型。它綜合考慮了頻帶利用用的一種線路傳輸碼型。它綜合考慮了頻帶利用 率和設(shè)備復(fù)雜性，雖然率和設(shè)備復(fù)雜性，雖然增加了增加了 20的碼速的碼速，卻換，卻換 取了便于提取定時(shí)信息、低頻分量小、可實(shí)施監(jiān)取了便于提取定時(shí)信息、低頻分量小、可實(shí)施監(jiān) 測(cè)、迅速同步等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)測(cè)、迅速同步等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)已規(guī)定已規(guī)定在在 140 Mb/s系系 統(tǒng)中采用統(tǒng)中采用5B6B碼。碼。 在實(shí)際使用中，同樣是在實(shí)際使用中，同樣是5B6B碼型，按照不同碼型，按照不同 的組合方式，可以有多種變換方案。不同組合的的組合方式，可以有多種變換方案。不同組合的 5B

22、6B碼，雖然都具有上述優(yōu)點(diǎn)，但程度有所不同碼，雖然都具有上述優(yōu)點(diǎn)，但程度有所不同 ，因此如何編制碼表仍是一個(gè)重要問題。，因此如何編制碼表仍是一個(gè)重要問題。 2021-7-121 插入比特碼插入比特碼 插入比特碼是當(dāng)前我國(guó)應(yīng)用較多的一種線路插入比特碼是當(dāng)前我國(guó)應(yīng)用較多的一種線路 碼，碼，優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)靈活，適合于高碼率系統(tǒng)，能是設(shè)計(jì)靈活，適合于高碼率系統(tǒng)，能 傳遞豐富的輔助信息及中途方便地上下話路。傳遞豐富的輔助信息及中途方便地上下話路。 插入比特碼的構(gòu)造插入比特碼的構(gòu)造：把輸入的信息序列以：把輸入的信息序列以m 比特為一組，每組后面比特為一組，每組后面插入插入一個(gè)冗余比特。這一個(gè)冗余比特。這

23、樣組成的線路碼其碼速變換為樣組成的線路碼其碼速變換為(m+1)/m，可見它，可見它 確是一種確是一種高效率高效率的線路碼。根據(jù)插入碼的用途的線路碼。根據(jù)插入碼的用途 不同，可分為下面三種碼型：不同，可分為下面三種碼型： 2021-7-122 1mB1P碼碼 P碼碼稱為稱為奇偶校驗(yàn)碼奇偶校驗(yàn)碼，它可以把，它可以把m位原碼通過末位位原碼通過末位 插入插入P碼，校正為偶數(shù)碼或奇數(shù)碼。以碼，校正為偶數(shù)碼或奇數(shù)碼。以8B1P為例：為例： 圖中的圖中的P為為偶偶校驗(yàn)碼。校驗(yàn)碼。 2021-7-123 2mB1Ci 碼碼 C碼碼稱為稱為反碼反碼或或補(bǔ)碼補(bǔ)碼(Complementary)。若第。若第m 位碼為

24、位碼為“ 1”時(shí)，時(shí)， C碼編為碼編為“0”則稱其為則稱其為mB1C1碼碼 ；若第（；若第（m1）位碼為）位碼為“1”時(shí)，時(shí)，C碼編為碼編為“0就就 稱其為稱其為mB1C2碼，可見碼，可見i僅表示補(bǔ)碼的僅表示補(bǔ)碼的參照碼位置參照碼位置 。 例如有信碼例如有信碼: 11011001 00100100 11110110 則則 8B1C1: 110110010001001001111101101 8B1C2: 110110011001001001111101100 2021-7-124 在高速光纖通信系統(tǒng)中，在高速光纖通信系統(tǒng)中，m以取以取810為宜。概括為宜。概括 起來起來mB1Ci碼有以下特點(diǎn)：

25、碼有以下特點(diǎn)： 1）可以抑制連可以抑制連“0或連或連“1”數(shù)，且有平衡數(shù)，且有平衡“1”碼碼 和和“0”碼的作用，還可以抑制功率譜中的高低頻成碼的作用，還可以抑制功率譜中的高低頻成 分，分，m越小，抑制作用越好；越小，抑制作用越好； 2） mB1Ci碼有抑制抖動(dòng)的作用，如果再加擾碼，碼有抑制抖動(dòng)的作用，如果再加擾碼， 效果更好；效果更好； 3）可以實(shí)現(xiàn)不中斷業(yè)務(wù)的誤碼監(jiān)測(cè)（誤碼檢測(cè)只可以實(shí)現(xiàn)不中斷業(yè)務(wù)的誤碼監(jiān)測(cè)（誤碼檢測(cè)只 針對(duì)針對(duì)C碼的監(jiān)督位碼進(jìn)行）；碼的監(jiān)督位碼進(jìn)行）； 4）電路硬件規(guī)模隨著電路硬件規(guī)模隨著m的增加并不復(fù)雜多少。的增加并不復(fù)雜多少。 2021-7-125 3mB1H碼碼 H

26、碼碼稱為稱為混合碼混合碼（Hybrid），），H碼具有多種功碼具有多種功 用。它實(shí)際上是由同步碼、區(qū)間通信、公務(wù)、用。它實(shí)際上是由同步碼、區(qū)間通信、公務(wù)、 監(jiān)測(cè)、輔助數(shù)據(jù)信息等監(jiān)測(cè)、輔助數(shù)據(jù)信息等插入碼和插入碼和C碼混合而成碼混合而成。 C碼在碼在8B1H中不僅能抑制相同連碼的數(shù)目、中不僅能抑制相同連碼的數(shù)目、 增加定時(shí)信息、平衡傳輸信息中增加定時(shí)信息、平衡傳輸信息中“1”和和“0出出 現(xiàn)的概率，還可以利用現(xiàn)的概率，還可以利用C碼進(jìn)行不中斷業(yè)務(wù)的誤碼進(jìn)行不中斷業(yè)務(wù)的誤 碼監(jiān)測(cè)。碼監(jiān)測(cè)。mB1H碼實(shí)現(xiàn)了各種信息在同一根光纖碼實(shí)現(xiàn)了各種信息在同一根光纖 中傳送中傳送。 2021-7-126 mB1

27、H碼的基本結(jié)構(gòu)如圖所示碼的基本結(jié)構(gòu)如圖所示 圖中圖中C為為mB中中最后一個(gè)最后一個(gè)信號(hào)碼的信號(hào)碼的補(bǔ)碼補(bǔ)碼，S為為 多余比特碼多余比特碼，可以在特定的，可以在特定的mB1H碼中按照各碼中按照各 自的幀結(jié)構(gòu)，組成輔助信號(hào)插入到自的幀結(jié)構(gòu)，組成輔助信號(hào)插入到S碼位中去。碼位中去。 C碼和碼和S碼位插入的輔助信號(hào)碼位插入的輔助信號(hào)統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為H碼碼。 2021-7-127 我國(guó)采用的有我國(guó)采用的有8B1H、4B1H及及1B1H碼。下面碼。下面 以以 8B1H為例詳細(xì)說明。為例詳細(xì)說明。 8B1H 碼碼： 8B1H 碼是對(duì)二元信號(hào)序列進(jìn)行碼是對(duì)二元信號(hào)序列進(jìn)行(m1）/m 9/8的速率變換，的速率變換

28、，每隔每隔 8個(gè)比特附加一個(gè)冗余個(gè)比特附加一個(gè)冗余 比特比特。利用冗余比特。利用冗余比特交替地交替地傳輸傳輸C碼和插入脈碼和插入脈 沖。在沖。在 140 Mbs系統(tǒng)中，插入脈沖可以傳送系統(tǒng)中，插入脈沖可以傳送 三個(gè)三個(gè)2 Mb/s的區(qū)間通信信息（的區(qū)間通信信息（90個(gè)話路），兩個(gè)話路），兩 路數(shù)據(jù)信息，一路監(jiān)測(cè)信號(hào)和一路公務(wù)信號(hào)。路數(shù)據(jù)信息，一路監(jiān)測(cè)信號(hào)和一路公務(wù)信號(hào)。 8B1H碼的幀結(jié)構(gòu)如下圖所示碼的幀結(jié)構(gòu)如下圖所示 2021-7-128 幀結(jié)構(gòu)中，幀結(jié)構(gòu)中，C碼、碼、F（幀同步）碼與（幀同步）碼與S碼碼統(tǒng)稱統(tǒng)稱 為為H碼碼，圖中各符號(hào)表示如下。，圖中各符號(hào)表示如下。 B為為PCM信號(hào)信號(hào)

29、F 1、 、2、3、4為幀同步碼（ 為幀同步碼（1001） S 1、 、5、8、12、15、19、22、26為區(qū)間通信 為區(qū)間通信1 2021-7-129 S 2、 、6、9、13、16、20、23、27為區(qū)間通信 為區(qū)間通信 S 3、 、7、10、14、17、21、24、28為區(qū)間通信 為區(qū)間通信 S4為數(shù)據(jù)信息；為數(shù)據(jù)信息；S11為監(jiān)控信息；為監(jiān)控信息；S18為數(shù)據(jù)信息為數(shù)據(jù)信息 S25為公務(wù)信息；為公務(wù)信息； 輸入信號(hào)碼率輸入信號(hào)碼率： 139. 264 Mb/s 線路碼率線路碼率：139.264Mb/s 139.264Mb/s 9 98 8156.672 Mb156.672 Mbs s

30、 幀長(zhǎng)：幀長(zhǎng)：576576比特比特； 幀頻幀頻： 156.672 MHz156.672 MHz576576 272 kHz272 kHz 區(qū)間通信速率：區(qū)間通信速率：272272 8 8 2.176 Mb2.176 Mbs s 監(jiān)測(cè)用碼速率：監(jiān)測(cè)用碼速率： 272 kb272 kbs s 公務(wù)用碼速率：公務(wù)用碼速率： 272 kb272 kbs s 數(shù)據(jù)速率：數(shù)據(jù)速率： 272 kb272 kbs s 2 2供用戶選用供用戶選用 2021-7-130 mB1H編譯碼器編譯碼器編碼器編碼器 與與mBnB碼不同，碼不同，mB1H碼沒有一一對(duì)應(yīng)的碼結(jié)碼沒有一一對(duì)應(yīng)的碼結(jié) 構(gòu)，所以構(gòu)，所以mB1H碼的變換不能采用碼表法，一般都采碼的變換不能采用碼表法，一般都采 用用緩存插入法緩存插入法來實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)以來實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)以4B1H碼為碼為例例說明說明 。 4B1H碼是碼是每每4個(gè)信號(hào)碼插入一個(gè)個(gè)信號(hào)碼插入一個(gè)H碼碼，因此變，因此變 換后碼速增加換后碼速增