一、光纖研究傳輸碼型的通信必要性
    數字通信中，傳輸碼型的線路選擇是一個必須考慮的問題．在數字光纖通信系統中，因為使用的碼型信號源是光源，傳輸手段是光纖光導纖維，由此帶來的通信新問題更須對光纖中傳輸的碼型作專門討論．
    在數字光纖通信系統中，所傳的線路信號是數字信號．然而，根據原國際電報、碼型電話咨詢委員（CCITT）的光纖建議，在脈碼調制(PCM)通信系統中，通信接口碼速率與接口碼型如表3-1所示．    表中，線路HDB3稱為三階高密度雙極性碼，碼型這種碼型的光纖特點之一是具有雙極性，亦即具有+1，通信-1,0三種電平．這種雙極性碼由于采取了一定措施，線路使碼流中的+1和-1交替出現，因而沒有直流分量．于是在PCM端機，PCM系統的中繼器與電纜線路連接時，可以使用變量器，從而實現遠端供電．同時，這種碼型又可利用其正、負極性交替出現的規律進行自動誤碼監測等．
    CMI為傳號反轉碼，它是一種兩電平不歸零碼，它的碼表如表3-2所示．即將原來的二進制碼的“0"編為01；將原來二進制的“1”編為00或1 1．若前一次用00，則后一次用11，即00和11是交替出現的，從而使“0"，“1"在碼流中是平衡的，并且它不出現10，作為禁字使用．因此，一旦碼流中出現10就知道前面產生了誤碼，因而具有誤碼監測功能．    以上介紹的是PCM系統與光纖通信系統接口的兩種碼型．
    然而，PCM系統中的這些碼型并不都適合在光纖數字通信系統中傳輸，例如HDB3碼有+1,0，-1三種狀態，而在光纖數字通信系統中，光源只有發光和不發光兩種狀態，沒有發負光這種狀態．因此，在光纖系統中無法傳輸HDB3碼，為此，在光發射機中傳輸140 Mbit/s以下碼速率時，必須將HDB3解碼，變為單極性的“0”，“1"碼．但是HDB3解碼后，這種碼型所具有的上述誤碼監測等功能都將失去．以上是需要重新編碼的一個原因．另一方面，在光纖線路中，除了需要傳輸主信號外，還需增加一些其他的功能，如傳輸監控信號、區間通信信號、公務通信信號、數據通信信號，當然也仍需要有不間斷進行誤碼監測功能等．為此，需要在原來碼速率基礎上，提高一點碼速率，以增加一些信息余量（冗余度）從而實現上述目的．具體作法是在原有碼流中插入脈沖，這也需要重新編碼。
    綜上所述，在光纖通信系統中，需要重新編碼，例如：
    將二次群的HDB3碼解碼后，編為1B2B碼；
    將三次群的HDB3碼解碼后，編為4B1H或8B1H或5B6B碼，
    關于1B2B,586B,4B1H等碼型將在下面討論．
    二、選擇碼型應滿足的主要要求
    選擇在數字光纖通信系統中傳輸的碼型，除上面所述應為兩電平碼外，還應考慮到：
    ①避免信碼流中出現長“0”和長“1"碼
    因為信碼流如果連“0”或連“l"，定時信號因無法提取而消失．即使是歸零碼因經光纖的長距離百輸后脈沖出現拖尾，定時信號也難于提?。?BR>    ②能進行不中斷業務的誤碼監測
    如前所述，HDB3碼是利用雙極性碼中正、負極性的有規律交替來實現誤碼監測的．現在，在光纖通信中變換為單極性碼，故需另想措施來實現不中斷誤碼監測．
    ③盡量減少信碼流中直流分量的起伏
    由于HDB3碼是雙極性的，故正、負極性的交替可以使碼流中沒有直流分量，現在變為單極性碼，必然存在直流分量，由于信碼流的隨機性就會出現直流分量的浮動，顯然，這種影響不利于判決電路的工作．為此，在選擇碼型時，應考慮這個因素．
    在光纖通信系統中有許多類碼型可以使用，但常用的有偽雙極性碼，m.BnB碼，插入比特碼和加擾二進碼等．下面分別進行介紹．
    三、光纖通信中的常用碼型
    1．mBnB碼
    mBnB又稱分組碼(Block Code)，它是把輸入信碼流中每m比特碼分為一組，然后變換為n比特，且n>rn．這就是說，變換以后碼組的比特數比變換前大．這就使變換后的碼流有“富余”（冗余）．有了它，在碼流中除了可以傳原來的信息以外，還可以傳送與誤碼監測等有關的信息．另一方面，經過適當編碼后還可以改善定時信號的提取和直流分量的起伏問題，這些問題將在后面說明．
    mBnB類碼型中有1B2B,2B3B,3B4B,5B6B,5B7B, 6B8B等碼．下面，通過介紹在光纖通信中最常用的5B6B碼來說明這種碼型的組成．
    (1)編碼的情況
    5B6B碼是將使碼流中每五位碼元分為一組，然后，再將這組五位碼變換為六位碼．
    按照數學中的排列理論可知，由“0”，“l”這種二元信號組成的五位和六位碼，可以有如下種排列：
    五位碼的排列數：25= 32種；
    六位碼的排列數：26= 64種．
    (2)碼流“平衡”情況的分析
    如果將這64種排列一一列出來可以發現：
    ①六位碼中含有三個“1"和三個“O"的平衡碼組共有20個．所謂平衡是指在一個碼組中“0”和“l"的個數相同．顯然，這樣的碼組在信碼流中對保持碼流中直流分量的穩定（不起伏）是有利的．
    ②六位碼組中含有四個“1"兩個“0”或四個“0"兩個“l”的不完全平衡碼組各有15個．這種碼組雖然不完全平衡，但“0"和“1"的個數差別不太大．在5B6B碼中只選用了其中的各12組．
    ③除上述兩種碼組外，尚有
                        64 - 20 -2×15=14
    種碼組，這種碼組在一個六位碼組中，“0”和“1”的個數懸殊太大，不利于穩定碼流中的直流分量，因此不選用．
    (3)碼組的選用
    通過上面分析看出，如果采用如下方式來選取碼組，對于平衡信碼流中的直流分量以及監測誤碼將是有利的．
    ①首先應選取碼組中含有三個“0"，三個“l”的20個平衡碼組，
    ②再選取含有四個“l"兩個“0”和四個“0”兩個“1"的不完全平衡碼組，即
                            2×15=30
    個碼組中的2×12=24個碼組，并為正、負兩種模式．正模式中“l”的個數多；負模式中“0"的個數多，當信碼流中出現上述某個模式后，則后一碼組應選用另一種模式，這樣，由于正、負碼交替使用，就保持了信碼流中“O"和“1”出現的概率相同，從而保持直流分量穩定，基線不起伏，
    ③對于上述那種“0”，“1"個數懸殊的14種碼組則不予選用．
    由于采取了上述選擇碼組的措施，顯然就可保持信碼流直流分量的穩定．
    ④綜上各點還可看出，在5B6B的64個碼組中，只用了
                          20+2×12=44
    個碼組，尚有
                          64 - 44=20
    個碼組未使用．這樣，一旦在接收端出現了這20個碼組中的任一組，必定在傳輸過程中出現誤碼，由此，即可通過這種編碼方式對系統進行誤碼監測．一般把這種不使用的碼組稱為禁字．
    2．偽雙極性碼（CMI和DMI）
    眾所周知，利用電纜來傳數字信號是用雙極性碼，它的優點是雙極性碼的正、負極性可使信碼流的直流分量為零．
    光纖通信中使用的偽雙極性碼是用“11”和“00"來代表雙極性瑪中的+l和一1．從而使信碼流中“0”和“l”出現的概率均等．這樣就可消除信碼流中直流分量的起伏．CMI和DMI碼的碼表如表3-3。    3．插入比特碼
    這種碼型是將信碼流中每rn比特劃為一組，然后在這一組的末尾一位之后插入一個比特碼．隨著所插入碼的功能的不同，這種碼型又可分為如下三種形式．
    (l)rnBIP碼
    它是在每m比特以后插入一個奇、偶校正碼，稱為P碼．P碼的作用，是保證每個碼組內l碼的個數為偶數．這里可用8BIP碼來舉例說明．
    若信碼流中每8個碼元為一組的碼組為
                1101100l
    由于這個碼組中“l"的個數是5，為奇數，故編為8B1P碼時，應再插入一個“l”，使碼組中“1”的個數變為6，是偶數，即碼組變為
                110110011
    若信碼流中每8個碼元為一組的碼組為
                00010010
    在這個碼組中“1"的個數為2，已是偶數，故所插入的P碼應用“0"，以保證碼組中“1"的個數仍為偶數，即碼組為
                000100100
    由于rnBIP碼中“1"碼的個數是偶數，因此，可通過監測每組碼流中“1”碼的奇偶狀況來進行誤碼監測．
    (2) m.BIC碼
    這種碼型是將信碼流每m比特分為一組，然后在其末位之后再插入一個反碼（又稱補碼）即C碼．C碼的作用是：如果第m位碼為“1”，則反碼為“0”；反之則為“1"．例如，m=8的一組碼為
                11011001
    由于末位碼是“l"，因此，插入的C碼應為0，即碼組變為
                110110010
    顯然，根據插入C碼的這種特點，就可進行誤碼監測．此外，C碼還可減少連“0"連“1”的不良影響．
    (3) rnBIH碼
    這種碼是將信碼流中每m比特碼分為一組，然后在其末位之后插入一個混合碼，稱為H( Hybrid)碼．這種碼型具有多種功能．它除了可以完成m BIP或rnBIC碼的功能外，還可同時用來做幾路區問通信、公務聯絡、數據傳輸以及誤監測等功能．
    下面，以8BIH碼為例說明插入混合碼的功能．如圖3-27所示，在圖的頂部：    B——表示主信號的碼元；
    H——表示插入混合碼的碼元，
    由圖看出，這種插入方式是每八個信號碼元之后插入一個混合碼元．
    在圖的中部：
    表示所插入的混合碼是由G碼和C碼來構成的，其中
    C一一是插入的反碼，作誤碼監測用，若碼流中c碼的前一個碼是“l”，則C碼即為“0"；
    反之，若C碼前一個碼為“0”，則C碼為“l"．
    G—一是插入的混合碼中除去C碼外的碼，它是由圖下部的一系列內容所構成．
    圖的下部表示插入混合碼中G碼的成分，其中
    F1，F2， ——是幀同步碼，是F1, F2的反碼．
    S11——是監測碼碼元；
    S25——是公務通信碼碼元；
    S4——是數據通信（1路）碼碼元；
    S18——是數據通信另一路碼碼元；
    S1，S5，S8，S12，S15，S19，S22，S26——分別為區間通信l的碼元，可通30路區間通信話路；
    S2，S6，S9，S13，S16，S20，S23，S27——分別為區間通信2的碼元，亦為30路區間通信話路；
    S3，S7，S10，S14，S17，S21，S24，S28——分別為區間通信3的碼元，亦為30路區間通信話路；
    這樣，總共提供了90個話路的區間通信信道．這種區間通信話路可以不通過PCM復用設備，直接在中繼站上、下話路，這為系統帶來了靈活性．
    上述這種插入混合碼，除了8B1H碼型外，4B1H,1B1H亦常采用．
    由于篇幅限制，對于幀結構的詳細理解可參看有關《數字遁信原理》方面的教科書．
    4．加擾二進碼
    這是一種在同步數字體系(SDH)中廣泛采用的碼型．它是根據一定規則將信號碼流進行擾碼．經過擾碼后使線路碼流中的“0"，“l"出現的概率相等，因此，采用這種碼型后在線l碼流中不會出現長“1”，長“1”情況，因為如果線路碼流中出現長“0”，長“l"將會給系統中時鐘信號的提取帶來困難．
    在光的發射端采用加擾二進碼后，在接收端還需將被擾的碼流恢復過來．