實(shí)驗(yàn)三光纖通信線路碼實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私夤饫w通信編譯碼方式了解各種編譯碼方式的性能了解光纖線路碼的選碼原那么掌握CMI編碼/譯碼原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)習(xí)光纖通信編譯碼方式了解各種碼型的性能掌握光纖線路碼的選碼原那么觀察CMI編譯碼的波形學(xué)習(xí)CMI編譯碼模塊的使用實(shí)驗(yàn)儀器示波器，RC-GT-II型光纖通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。根本原理〔一〕、常見光纖線路碼1．mBnB碼mBnB碼又叫分組碼(BlockCode)。其特點(diǎn)是將輸入的原始簡(jiǎn)單二進(jìn)制碼流按m比特分組，形成m比特的碼字，然后將每一碼字在同樣長(zhǎng)的時(shí)隙內(nèi)變成n比特的碼字輸出(取n>1m)。常見的有1B2B碼、3B4B碼、4B6B碼、5B6B碼、5B7B碼和6B8B碼等等。由于n>m，2n個(gè)nB碼字中僅有2m個(gè)與mB碼字對(duì)應(yīng)，其余不用的nB碼字稱為禁字。通常把nB碼字中“1〞、“0〞個(gè)數(shù)懸殊的碼字作為禁字，而且把錄用的“1〞、“0〞個(gè)數(shù)不均字分成兩種模式，并使“1〞多的正模式與“0〞多的負(fù)模式交替出現(xiàn)，這樣就消除了線路碼的直流電平浮動(dòng)。mB碼字到nB碼字的變換及逆變換是按預(yù)定的碼表進(jìn)行的，不同的碼表產(chǎn)生不同的線路碼性能。mBnB碼中，5B6B碼被認(rèn)為是在編碼復(fù)雜性和比特冗余度之間最合理的折衷。它的線路碼速只比原始碼速增加20％，而變換、反變換電路也不太復(fù)雜。2．mBlP碼mBIP碼是一類脈沖插入碼。在原始mB碼字后插入1比特P碼，作為前面m比特碼元的奇偶校驗(yàn)比特。奇偶校驗(yàn)控制可以是奇數(shù)性的，也可以是偶數(shù)性的。在偶數(shù)控制時(shí)，假設(shè)mB中傳號(hào)個(gè)數(shù)為偶數(shù)，取P碼為“0〞；假設(shè)mB中傳號(hào)個(gè)數(shù)為奇數(shù)，那么取P碼為“1〞。奇數(shù)性控制可以解決長(zhǎng)連“0〞問(wèn)題，使連“0〞數(shù)≤2m，當(dāng)陰為奇數(shù)時(shí)又能使連“1〞數(shù)≤2m。偶數(shù)性控制不能解決連“0〞問(wèn)題，但便于不中斷業(yè)務(wù)的誤碼監(jiān)測(cè)。應(yīng)當(dāng)指出，在某些外國(guó)產(chǎn)品資料中，線路碼的名稱不夠標(biāo)準(zhǔn)，易造成mBlP碼與mBnB的混淆，例如，7B8B碼、17B18B碼實(shí)際上是7B1P碼和17B1P碼(如圖3-1所示)。圖3-117B18B(17BIP)碼的例子圖3-117B18B(17BIP)碼的例子3、mB1Ci碼mB1Ci碼是另一類脈沖插入碼，在原始的mB碼字后，插入1比特C碼，它是前面m比特碼元中第i位的補(bǔ)碼(i值從C碼往前數(shù))。圖3-2是5B1C碼(即5B1C碼)的例子。補(bǔ)碼的插入可以控制連“1〞數(shù)和連“0〞數(shù)。改變i值可以調(diào)節(jié)線路碼的功率譜形狀。誤碼監(jiān)測(cè)可以靠檢查C是否與前面對(duì)應(yīng)碼元互補(bǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)。放棄局部C碼，而以交替插入的各種附加信息比特代替，在我國(guó)又叫mBlH碼，這種線路碼具有幀結(jié)構(gòu)。圖3-25B1C碼結(jié)構(gòu)例如4．CMI碼和DMI碼CMI碼和DMI碼是兩種二電子傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼，它們的變換規(guī)那么如表3-1所示。圖3-3是CMl碼變換的實(shí)例。變換后碼率提高了一倍。圖3-3CMI碼變換實(shí)例表3-1CMI與DMI碼變換規(guī)那么普通二進(jìn)制CMIDMI模式1模式2模式1模式2010100011101〔在1之后〕0010〔在0之后〕11CMI的連“0〞連“1〞數(shù)為3，DMI的連“0〞連“1〞數(shù)為2，故這兩種線路碼含有豐富的定時(shí)信息，便于定時(shí)提取。這兩種碼都容許進(jìn)行不中斷業(yè)務(wù)的誤碼監(jiān)測(cè)。CMI碼在ITU—TG．703建議中被規(guī)定為139．264Mbit／s和155．520Mb~t／s的物理／電氣接口的碼型。因此有不少139．264Mbit／s數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)就用CMI碼作為光線路碼型。除了上述優(yōu)點(diǎn)外，直接將四次群復(fù)用設(shè)備送來(lái)的CMI碼調(diào)制光源98件，接收端再生復(fù)原的CMI碼直接送給四次群復(fù)用設(shè)備，這樣做無(wú)需電接口和線路碼型的變換／反變換，具有設(shè)備簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。5、Biphase碼和DM碼Biphase(雙相)碼又稱為Manchester碼，實(shí)際上是1BIC碼。它的變換規(guī)那么極簡(jiǎn)單：原始二進(jìn)制碼“0〞變?yōu)?01〞，原始二進(jìn)制碼“1〞變?yōu)椤?0〞。這種線路碼的直流電平恒定，最長(zhǎng)連“0〞連“1〞數(shù)為2，定時(shí)信息豐富，且便于不中斷業(yè)務(wù)的誤碼監(jiān)測(cè)。變換電路簡(jiǎn)單，變換后碼率提高了一倍。DM(延遲調(diào)制)碼又稱為Miller碼，被認(rèn)為是一種對(duì)雙相碼的改良。它在原始二進(jìn)制“0〞碼結(jié)束時(shí)產(chǎn)生一個(gè)跳變；在原始二進(jìn)制“1〞碼周期的中點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)跳變，好似“1〞碼被延遲了半個(gè)周期。變換規(guī)那么如表3-2所示。表3-2DM碼的變換規(guī)那么普通二進(jìn)制DM模式1模式20001111001這種變換沒(méi)有提高碼率。DM碼中最大連“0〞連“l(fā)〞數(shù)為4，含有足夠的定時(shí)成分，功率譜很窄，高頻分量很小，但零頻分量不為零。它不適宜于在線誤碼監(jiān)測(cè)。6．?dāng)_碼擾碼是線路編碼的最簡(jiǎn)單形式。它將輸入的簡(jiǎn)單二進(jìn)制序列打亂，重新排列，使已擾序列中“1〞、“0〞分布統(tǒng)計(jì)均勻，從而使定時(shí)提取比擬方便。擾碼能提高碼流的比特序列獨(dú)立性。擾碼不增加碼速，對(duì)高速系統(tǒng)有利。擾碼還有一個(gè)重要的作用就是抑制靜態(tài)圖案抖動(dòng)。由圖3-4可以看出，不用擾碼時(shí)，有約200％的抖動(dòng)寬度，加擾碼后抖動(dòng)迅速減少，5級(jí)以上的擾碼使抖動(dòng)寬度抑制到l0％以下，并趨于恒定值。因此，為了有效抑制靜態(tài)圖案抖動(dòng)，宜采用5級(jí)以上擾碼。大多數(shù)設(shè)備為簡(jiǎn)單、有效起見，采用7級(jí)擾碼。用輸入碼序列參加線性移位存放器序列。有反應(yīng)線的m級(jí)移位存放器可以產(chǎn)生的最長(zhǎng)序列，周期為2m一1，這個(gè)序列又叫M序列。這種移位存放器序列可以用特征多項(xiàng)式f(X)表示式中aixi表示第i級(jí)存放器，ai=1表示這一級(jí)有反應(yīng)線，ai＝0表示這一級(jí)無(wú)反應(yīng)線。所產(chǎn)生的M序列可以由下式得出式中bixi表示M序列中的第i個(gè)比特，bi=1那么該比特為“1〞碼，否那么為“0〞碼。M序列的研究已比擬成熟，特征多項(xiàng)式中適宜做擾碼器且只有兩條反應(yīng)線的列于表3-3中(只列出23級(jí)以內(nèi))。表中的特征多項(xiàng)式是一種簡(jiǎn)寫方法。把表中特征多項(xiàng)式對(duì)應(yīng)的數(shù)字用二一十進(jìn)制表示，那么得到各項(xiàng)的系數(shù)(即ai)，其中首位或首二位均為0，那么取消這些0。例如m=5時(shí)：表3-3擾碼器的特征多項(xiàng)式級(jí)數(shù)特征多項(xiàng)式級(jí)數(shù)特征多項(xiàng)式級(jí)數(shù)特征多項(xiàng)式277211174000113139102918100020142310202320400001154511400521100000056103151000323400000041圖3-4靜態(tài)圖案抖動(dòng)與擾碼級(jí)數(shù)的曲線圖實(shí)際上將二—十進(jìn)制倒過(guò)來(lái)看也是對(duì)的，即可得出：f2(x)=1+x2+x5采用這兩個(gè)特征多項(xiàng)式中的任一個(gè)均可。以．f1(x)為例，畫出擾碼器，如圖3-5所示。圖中第3級(jí)和第5級(jí)存放器有反應(yīng)線。加法器為模二加電路。圖3-55級(jí)擾碼器示意圖無(wú)淪采用哪—種線路碼型，其碼型變換電路都可用圖3-6所示的方框圖來(lái)實(shí)現(xiàn)。由圖可見，碼變換電路主要由編碼器和時(shí)鐘頻率變換電路組成。需要指出的是，無(wú)淪選用mBnB碼或是脈沖插入碼，都和擾碼結(jié)合使用。這是因?yàn)閿_碼不提高碼速，卻可以使不具有比特序列獨(dú)立性的碼型，變成具有準(zhǔn)比特序列獨(dú)立性。圖3-6碼型變換電路方框圖圖3-6碼型變換電路方框圖〔二〕、光纖線路碼的性能比擬光纖線路碼的性能表達(dá)在以下九個(gè)方面，下面從這些方面來(lái)比擬各種碼型的優(yōu)劣。1．線路速率為了實(shí)現(xiàn)所需的線路碼功能，須提高線路速率，造成碼流的冗余度。碼速提高的比率為式中f1為原始碼速，f2為線路碼速。線路速率的增加會(huì)牽涉到系統(tǒng)功率預(yù)算和電路器件速度。光接收機(jī)的帶寬(MHz)與線路速率(Mbit/s)成正比(比例系數(shù)通常為0．65～0．75)。線路速率的升高要求接收機(jī)的帶寬加寬，導(dǎo)致電路噪聲增大，另外光纖色散的影響亦增加，因而接收機(jī)靈敏度降低。計(jì)算和實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，線路速率每提高一倍，在50Mbit／s以下接收機(jī)靈敏度降低2～3dB，而在50Mbit／s以上接收機(jī)靈敏度降低2～3dB(APD-BIP0LAR接收機(jī))或3～4dB(PIN—FET接收機(jī))。線路速率的升高要求電路器件工作速度加快。在高碼速時(shí)，器件速度可能成為線路速率提高的障礙。幾種常見線路碼的速率提高率見表3-4。如果僅僅從碼速提高率考慮，那么顯然8B1C類線路碼最好。表3-4常見線路碼的碼速提高率碼型8B1C7B1P5B6BCMIDMIH/〔%〕12.514.320.01001002．功率譜線路碼脈沖序列及其功率譜的表示式為式中fb為線路碼速，T為碼元周期；g(t)和G(t)分別為線路碼的單個(gè)碼元脈沖的波形和頻譜；ak為碼元值，m和R(k)分別為它的統(tǒng)計(jì)平均值和相關(guān)函數(shù)，定義為對(duì)于各種線路碼序列，只要先求出R(k)，就能夠計(jì)算它們的功率譜。幾種常見線路碼的功率譜如圖3-7所示?？梢钥闯觯?B6B碼的直流分量為零，低頻高頻分量都很小。8B1C碼的高頻分量很小，但直流和低頻分量最大。CMl碼、DMI碼的直流分量為零，低頻分量很小，但高頻分量最大。DM碼的高頻分量很小，但低頻分量較大。所以假設(shè)單從功率譜看，顯然是5B6B碼最正確。3．連“0〞連“1〞數(shù)線路碼流中的連“0〞連“1〞數(shù)目越小，那么給定時(shí)間內(nèi)發(fā)生在碼元銜接點(diǎn)和碼元中點(diǎn)的電平跳變次數(shù)越多，即碼元功率譜中的時(shí)鐘成分越豐富，使定時(shí)提取越容易實(shí)現(xiàn)。常見線路碼的最大連“0〞連“1〞數(shù)如表3-5所示。在這一方面，DMI碼最好，CMI碼次之，nB1P碼最差。圖3-7常見線路碼的理論功率譜表3-5常見線路碼的連“0〞連“1〞數(shù)碼型DMICMI5B6B8B1Ci7B1P同碼連續(xù)數(shù)2358+i144．誤碼增殖系數(shù)由于線路碼的碼元間存在相關(guān)性，在接收端譯碼時(shí)，線路碼中一個(gè)碼元的誤碼可能被演繹成原始碼中的幾個(gè)誤碼。常見光纖線路碼的誤碼增殖系數(shù)M如表3-6所示。表3-6常見線路碼的誤碼擴(kuò)展系數(shù)碼型DMICMI5B6BmB1CimB1PM111.281115．誤碼監(jiān)測(cè)光纖線路碼必須提供不中斷業(yè)務(wù)誤碼監(jiān)測(cè)的可能性。線路碼是發(fā)送端按一定規(guī)那么從原始碼變換而成的。在接收端可以利用編碼規(guī)那么在線監(jiān)測(cè)線路誤碼率。檢測(cè)的方法、檢測(cè)的快慢和精度依編碼規(guī)律而異。通常有以下一些方法。(1)同步監(jiān)測(cè)法同步監(jiān)測(cè)法是在收到的碼字與發(fā)端取得同步的情況下監(jiān)測(cè)誤碼，多在端機(jī)中使用。對(duì)有些碼型在中繼器也必須采用同步監(jiān)測(cè)法。同步監(jiān)測(cè)法精度較高，但因需碼字同步電路，故監(jiān)測(cè)電路比擬復(fù)雜。1)碼結(jié)構(gòu)違犯檢查法。對(duì)于mBnB類有固定結(jié)構(gòu)的線路碼，可檢查正負(fù)不均字交替的違犯及禁字的出現(xiàn)來(lái)確認(rèn)誤碼。這種監(jiān)測(cè)借助于收端譯碼器本身再加一些輔助器件就可完成，且精度較高。2)奇偶校驗(yàn)法。對(duì)于mBIP類線路碼，在收端只需檢查每一碼字中傳號(hào)個(gè)數(shù)是否為偶數(shù)(或奇數(shù))，假設(shè)不是，那么表示有誤碼。應(yīng)當(dāng)指出，奇偶校驗(yàn)只能檢測(cè)出一個(gè)碼字中的奇數(shù)個(gè)(特別是1個(gè))誤碼，而不能檢測(cè)出偶數(shù)個(gè)誤碼。但在誤碼率不高的情況下，每一碼字中出現(xiàn)兩個(gè)以上比特錯(cuò)誤的概率遠(yuǎn)小于出現(xiàn)一個(gè)比特錯(cuò)誤的概率，所以檢測(cè)精度還是較高的。3)補(bǔ)碼監(jiān)測(cè)法。對(duì)于mBlC，類線路碼，可監(jiān)測(cè)每一碼字中C碼與前面第i位碼是否互補(bǔ)，假設(shè)不是，那么說(shuō)明有誤碼。這種監(jiān)測(cè)用模二加電路實(shí)現(xiàn)，十分簡(jiǎn)單。但由于只監(jiān)測(cè)C碼或m+1-i位碼的誤碼(兩位同時(shí)誤碼測(cè)不出)，故總的誤碼率須經(jīng)換算，為測(cè)出誤碼率的(m-I-1)倍。當(dāng)誤碼率很小時(shí)，監(jiān)測(cè)時(shí)間要求較長(zhǎng)。(2)非同步監(jiān)測(cè)法在中繼器中往往不需要將線路碼復(fù)原為原始碼，故為了使中繼器簡(jiǎn)單、體積小、功耗低，希望不采用碼字同步電路。這樣就需用非同步誤碼監(jiān)測(cè)法。非同步監(jiān)測(cè)法的精度一般比同步監(jiān)測(cè)法差。1)游動(dòng)數(shù)字和(RDS)法。mBnB碼及CMI碼都可以采用RDS法。從任意時(shí)刻開始對(duì)線路碼元計(jì)數(shù)，以“1〞碼做加1，“0〞碼做減l，那么在沒(méi)有誤碼時(shí)，累計(jì)數(shù)字和RDS總介于某一范圍內(nèi)。假設(shè)RDS超出這一范圍，即可知產(chǎn)生了誤碼。利用這一特性，只要用一個(gè)一定長(zhǎng)度的可逆計(jì)數(shù)器就可以方便地監(jiān)測(cè)線路誤碼的情況。CMl碼和表9—7的5B6B碼的RDS值如表3-7所示。表3-7CMl碼與5B6B碼的RDS值碼型RDS可能值個(gè)數(shù)CMI±125B6B-3≤RDS≤372)奇偶校驗(yàn)法。mBlP類線路碼中的奇偶性控制使得碼流在兩個(gè)特定時(shí)刻之間傳號(hào)的個(gè)數(shù)為偶數(shù)。于是對(duì)于這種碼流，無(wú)需與發(fā)端同步，只要用很簡(jiǎn)單的電路就能監(jiān)測(cè)其誤碼情況。3)特殊圖案監(jiān)測(cè)法。對(duì)于mBlC類線路碼，不易采用前兩種非同步監(jiān)測(cè)法?？衫米畲筮B“0〞數(shù)為m+i這一特性，假設(shè)檢測(cè)到m+i+1個(gè)連“0〞，那么說(shuō)明有誤碼。這種檢測(cè)用移位存放器就可實(shí)現(xiàn)，十分簡(jiǎn)單。但因碼流中長(zhǎng)連“0〞的出現(xiàn)概率很小，誤碼時(shí)又必須是與長(zhǎng)連“0〞相鄰的“1〞碼誤為“0〞才能被檢出，這種概率更小，所以檢測(cè)誤碼所需的時(shí)間很長(zhǎng)，誤碼率低時(shí)尤其如此。從在線誤碼監(jiān)測(cè)的難易程度看，以非同步監(jiān)測(cè)較為可取。但是如果為了插入附加比特(用于業(yè)務(wù)通話、故障監(jiān)測(cè)告警或區(qū)間通信)而在線路碼中安排了幀結(jié)構(gòu)的話，即使在中繼器中也往往只能應(yīng)用同步監(jiān)測(cè)法。從在線誤碼監(jiān)測(cè)的角度看，CMI碼比其他碼型優(yōu)越。6．碼字再同步時(shí)間碼字同步為收端譯碼所必需，而在線誤碼監(jiān)測(cè)也往往依靠碼字同步，故收端從失步到恢復(fù)同步所需要的時(shí)間，即碼字再同步時(shí)間越短越好。碼字同步有以下兩種方法。(1)幀同步碼檢出法對(duì)于有幀結(jié)構(gòu)的線路碼，幀同步碼的檢出即意味著碼字已經(jīng)同步。當(dāng)檢出有誤時(shí)，用逐碼移位法將分組(幀)后移一個(gè)比特，再行檢出判斷，直到同步為止。這一過(guò)程稱為同步捕捉。為了防止因假同步而放棄捕捉及假失步而重新捕捉，還必須設(shè)置前方保護(hù)和前方保護(hù)時(shí)間。幀同步平均建立時(shí)間為式中N。為復(fù)幀長(zhǎng)度(比特?cái)?shù))，r為幀同步碼長(zhǎng)度(比特?cái)?shù))，人為線路碼速率。對(duì)于交替插入幀同步比特、奇偶監(jiān)測(cè)比特、業(yè)務(wù)比特和輔助比特的8B1C；碼，假設(shè)1個(gè)復(fù)幀包含8個(gè)子幀，1個(gè)子幀包含8個(gè)碼字，每一碼字包含9bit，那么復(fù)幀長(zhǎng)度為N0=576，設(shè)幀同步碼長(zhǎng)度r=4，那么四次群信號(hào)的幀同步建立時(shí)間為對(duì)于交替插入幀同步比特、奇偶監(jiān)測(cè)比特、業(yè)務(wù)比特和輔助比特的5B6B碼，1個(gè)復(fù)幀包含12個(gè)子幀，1個(gè)子幀包含18個(gè)碼字，每一碼字包含6bit，那么復(fù)幀長(zhǎng)度N0＝1296。假設(shè)幀同步碼長(zhǎng)度r=2，那么可得(2)大誤碼檢測(cè)法對(duì)于沒(méi)有幀結(jié)構(gòu)的單純mBnB、mBlP、mBlC碼和CMI碼由于碼字未同步時(shí)，會(huì)在碼流中檢測(cè)到大量違犯編碼規(guī)律的情況，這時(shí)誤碼監(jiān)測(cè)電路將指示極高的誤碼率，遠(yuǎn)大于正常通信時(shí)的數(shù)值。因此可在出現(xiàn)異常高的誤碼率時(shí)將碼字后移1比特，再行檢測(cè)，直至同步為止。碼字再同步時(shí)間與線路誤碼率和碼字同步恢復(fù)的可信度有關(guān)。如果誤碼監(jiān)測(cè)方法是RDS監(jiān)測(cè)，同步檢出標(biāo)準(zhǔn)是3個(gè)連續(xù)的RDS值不超出編碼規(guī)律給出的范圍，那么四次群5B6B碼的碼字再同步時(shí)間可算得如表3-8?？梢娬`碼率小于1X10-3時(shí)，5B6B碼的碼字再同步時(shí)間在3～6Ps范圍。7B1P、8B1Ci碼按大誤碼檢測(cè)法實(shí)現(xiàn)的碼字再同步時(shí)間略小于1us。CMI碼的碼字同步是在兩個(gè)碼字之間進(jìn)行的，因此碼字再同步時(shí)間非常短，四次群CMI碼的碼字再同步時(shí)間小于20ns。因此假設(shè)只從碼字再同步時(shí)間觀察，那么無(wú)疑是CMl碼最正確，5B6B最差。加有附加比特而形成幀結(jié)構(gòu)后，mBnB、mBlP、mBICi碼的碼字再同步時(shí)間可能加長(zhǎng)1000倍。表3-8140Mbit／s5B6B碼的碼宇再同步時(shí)間誤碼碼字?jǐn)?shù)碼字再同步時(shí)間可信度可信度99%99．9%99%99．9%1.0X10-237723413．5420．143.16X10-21602345．748．401．0X10-31041523．735．463．16X10-4801192．874．271．0X10-469992．483．553．16X10-566862．373．091．0X10-565822．332．943．16X10-665812．332．911．0X10-965802．332．871．0X10-1065802．332．877．傳輸附加信息的可能性在光纖通信系統(tǒng)中需要傳送業(yè)務(wù)信息、監(jiān)控信息。在我國(guó)的長(zhǎng)途干線中還常要求傳送區(qū)間通信信息。單純的mBnB碼和CMI碼是不能攜帶附加信息的。通常傳送附加信息的方法是將低速附加信息碼用淺的幅度鍵控方式調(diào)制在線路碼流上，簡(jiǎn)稱“調(diào)頂法〞。這種方法的依據(jù)是這些線路碼幾乎不含低頻成分，故可容易地將附加通路迭加到線路碼流之上而不會(huì)對(duì)主信道引起干擾，如圖3-8所示。圖中將CMl編碼的128kbit／s附加信道和140Mbit／s主信道放在一起以供比擬。為了不造成接收機(jī)靈敏度的明顯劣化，調(diào)頂法的調(diào)制深度應(yīng)控制到小于10％。這種方法所能提供的附加信道容量不大，對(duì)四次群系統(tǒng)通常小于256kbit／s。圖3-8CMl編碼附加信道與主信道的頻譜比擬對(duì)于CMl碼，還有一種將輔助信號(hào)與主信號(hào)模二加之后一起傳送的方法。這種方法如圖3-9所示。為了簡(jiǎn)便，可以取輔助信道的時(shí)鐘為主信道時(shí)鐘的整數(shù)分頻，為了方便，圖中取為8分頻。由模二加的規(guī)那么可知：由于輔助信息速率比主信息速率低得多，可以看出，當(dāng)輔助信息為0時(shí)，主信息按CMI原碼送出。當(dāng)輔助信息為1時(shí)，主信息按CMI反碼即/CMI送出。因CMI碼的編碼規(guī)那么非常簡(jiǎn)單，所以在接收端很容易將主信息和輔助信息復(fù)原。主要方法是尋找再生信號(hào)中哪一段是原碼，哪一段是反碼。對(duì)于CMI編碼前的“0〞，原碼是“01〞，反碼成為“10"；對(duì)于CMl編碼前的“1〞，原碼、反碼都是“00〞、“11〞交替出現(xiàn)，但在原碼和反碼的交界處，會(huì)發(fā)現(xiàn)“00〞、“11〞中的一種重復(fù)出現(xiàn)，用上述方法就可以找出原碼段與反碼段。在原碼段，主信息就是再生出的原碼，輔助信息為“0〞。在反碼段，主信息是將再生出的反碼再取反，輔助信息為“1〞。這樣就很方便地實(shí)現(xiàn)了輔助信息與主信息的同時(shí)傳送。接收端對(duì)輔助信息無(wú)需提取時(shí)鐘，只要把提取的主信息時(shí)鐘做與發(fā)端同樣的分頻即可。如果處理得好，這種方法傳送輔助信息的容量可以比擬大，除傳送操作、維護(hù)、管理信息外，還可以提供一局部區(qū)間通信能力。對(duì)于5B6B碼可安排一種幀結(jié)構(gòu)，周期性地讓某些5B碼字不變，而在第6個(gè)碼位插入幀同步、奇偶校驗(yàn)和附加信息比特，既解決在線誤碼監(jiān)測(cè)問(wèn)題，也解決附加信息的傳送問(wèn)題。但為了不破壞5B6B碼的原有特性，用這種方法提供的附加信道容量不會(huì)超過(guò)1Mbit／s，圖3-9輔助信號(hào)與CMl模二加一起傳送示意圖缺乏以用于區(qū)間通信。對(duì)于mBlC，和mBlP類線路碼，可周期性地放棄局部C碼或P碼，甚至mB碼字的第1位，而以幀同步、監(jiān)控和附加信息比特取代，形成特定的幀結(jié)構(gòu)。這樣能提供的附加信道容量可到達(dá)2Mbit／s。我國(guó)開發(fā)的8B1H、4B1H碼用這種方法可提供30個(gè)區(qū)間通信話路。所有插入附加信息比特而形成幀結(jié)構(gòu)的安排，都要以極大地增加碼字再同步時(shí)間和降低在線誤碼檢測(cè)精度為代價(jià)。假設(shè)僅僅從傳輸附加信息可能性這一角度看，帶有幀結(jié)構(gòu)的mBlCi碼(mBlH碼)顯然是最好的，而CMl碼與單純的5B6B碼不相上下。8．比特序列獨(dú)立性(BSl)為了適應(yīng)各種傳輸業(yè)務(wù)，希望使用的線路碼對(duì)輸入二進(jìn)制序列不設(shè)置任何約束，即滿足序列比特獨(dú)立性條件。這一特性與線路碼的變換與反變換規(guī)律有關(guān)。不滿足BSI條件的線路碼在收端做反變換時(shí)可能出現(xiàn)假同步。CMI碼本身按編碼規(guī)律是比特序列獨(dú)立的。mBlC，和mBlP類線路碼的比特序列獨(dú)立性較差，而mBnB類分組碼本質(zhì)上不可能是比特序列獨(dú)立的，這就使得對(duì)原始信號(hào)的擾碼過(guò)程成為必需，從而導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜性增加。9．系統(tǒng)的復(fù)雜性從實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性考慮，線路碼的變換和反變換電路(除編譯碼器本身外還包括時(shí)鐘頻率變換電路、幀同步或碼字同步電路及誤碼監(jiān)測(cè)電路)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，因?yàn)楹?jiǎn)單意味著低本錢、低功耗、小體積和高可靠性。從這一方面看，顯然CMl碼是最好的。CMl編碼技術(shù)不難，電路非常簡(jiǎn)單，而且ITU—TG．703建議已規(guī)定四次群信號(hào)電接口碼型為CMl碼。四次群電端機(jī)輸出的已是CMl碼，四次群光端機(jī)的發(fā)送支路對(duì)輸入電信號(hào)不必做變換就可直接用它來(lái)調(diào)制光源，接收支路也不需反變換電路就可將再生碼直接送往電端機(jī)。CMl碼的RDS只可能有兩個(gè)數(shù)值，很容易進(jìn)行在線誤碼監(jiān)測(cè)。碼字再同步過(guò)程也簡(jiǎn)單而快速。mBlC，和mBlP類線路碼的變換、反變換所需的邏輯運(yùn)算不難，電路也較為簡(jiǎn)單。mBnB類線路碼在編譯碼、誤碼監(jiān)測(cè)和碼宇再同步等方面都需要較繁的算法、較特殊的和較多的硬件，例如含PR0M的專用集成電路等，因此電路比擬復(fù)雜。為實(shí)現(xiàn)低速附加信息的傳輸而采用線路碼調(diào)頂方法使電路難度增加不多，但如果為實(shí)現(xiàn)區(qū)間通信而采用具有幀結(jié)構(gòu)的線路碼，那么電路的復(fù)雜程度就要大大增加。綜合上述九個(gè)方面，可以清晰地看到，各種線路碼各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。假設(shè)將最常見的5B6B碼、8B1H和CMI碼依九個(gè)方面分別作出相對(duì)評(píng)價(jià)，那么可得表3-9，表中分別以“+〞、“0〞、“-〞表示好、中、差。表3-9三種典型線路碼的比擬性能碼型CMI5B6B8B1H線路速率-0+功率譜-+0連“0〞連“1〞數(shù)+0-誤碼增殖系數(shù)+0+誤碼監(jiān)測(cè)+0-碼字再同步時(shí)間+0-傳輸附加信號(hào)可能性00+比特序列獨(dú)立性+-0系統(tǒng)簡(jiǎn)單性+-0〔三〕、光纖線路碼選擇線路碼型的選擇是復(fù)雜的問(wèn)題，除了技術(shù)因素之外，還有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、?jīng)濟(jì)等諸方面的因素。自光纖通信問(wèn)世以來(lái)，各國(guó)對(duì)線路碼型都進(jìn)行了大量的深入的研究。在已付諸實(shí)用的數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中，采用了多達(dá)數(shù)十種的線路碼型。但是原ITU—T卻一直沒(méi)有對(duì)光線路碼型制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而且不打算制定這種標(biāo)準(zhǔn)。單從技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，因?yàn)楣鈧鬏斚到y(tǒng)的電氣輸入／輸出接口都是符合ITU—TG．703建議的，易于互相連接，一般的數(shù)字信道連接或轉(zhuǎn)接都是通過(guò)這類接口實(shí)現(xiàn)的。而光接口上通常不進(jìn)行不同制造廠家之間設(shè)備的互連，因此也無(wú)須規(guī)定統(tǒng)一的碼型。當(dāng)然從管理的角度來(lái)說(shuō)，在一個(gè)國(guó)家統(tǒng)一幾種碼型有一定的意義，但也有相當(dāng)?shù)碾y度。因?yàn)橐鏉M足上述對(duì)線路碼型的要求是不可能的。因?yàn)樵谶@些要求中，有些相互就是矛盾的，很難選出一種在各種條件下均為最正確的碼型。只能根據(jù)具體情況選用能滿足主要要求的碼型。這從碼型研究和選用歷史開展的過(guò)程也可以看出這一點(diǎn)。光通信開展的初期，著重考慮簡(jiǎn)單易行地監(jiān)測(cè)誤碼方面，因此采用插入奇偶校驗(yàn)位碼型的相對(duì)較多。隨著對(duì)光線路碼型研究的深入，對(duì)碼型性能的分析漸臻完備，