2B1Q

计算机术语

2B1Q是一种四级脉冲幅度调制（Pulse Amplitude Modulatnon，PAM)技术，将一个2b数据调制成一个四进制数据信号，每一个信号对应线路中振幅和极性的4种变化之一。因此，信令速率为比特速率的一半，而传输速率提高了一倍。ISDN的主要调制技术是2B1Q，它是在交替传号反转（Alternate Mark Inversion，AMI)技术的基础上发展起来的基带调制技术，能够利用AMl一半的频带达到与AMI同样的传输速率。

编码方式

2B1Q是在综合业务数字网（ISDN）基本速率接口（BRI）和高比特率数字用户线（HDSL）的U接口中使用的线路代码。2B1Q是没有冗余的四电平脉冲幅度调制（PAM-4）方案，将两个比特（2B）映射成一个四元符号（1Q）。

为了最大限度地减少错误传播，根据格雷码将位对（双位）分配给电压电平，其编码规则如下：

如果电压被误读为相邻电平，则这仅导致解码数据中的1位错误。2B1Q代码不是DC平衡的。符号率是数据速率的一半。

应用

2B1Q主要应用于ISDN、HDSL和SDSL等技术中。由于降低了对带宽的要求，提高了传输距离。在网络综合方面最早的尝试开始于20世纪80年代初期。首先提出了综合业务数字网(ISDN,Integrated Service Digital Network)的概念及技术。在ITU的建议中，ISDN是一种在数字电话网IDN(该网能够提供端到端的的数字连接)的基础上发展起来的通信网络，ISDN能够支持多种业务(包括电话业务以及非电话业务)。

几种常见的编码方案

1. 单极性码

在这种编码方案中，只用正的（或负的）电平表示数据。例如，用+3 V表示二进制数字“0”，而用 0 V表示二进制数字“1”。单极性码用在电传打字机（TTY）接口以及PC机与TTY兼容的接口中，这种代码需要单独的时钟信号配合定时，否则当传送一长串0或1时，发送机和接收机的时钟将无法同步。另外单极性码的抗噪声特性也不好，而且这种编码的功率谱中有丰富的低频分量，不能用于基带传输。

2. 极性码

在这种编码方案中，分别用正和负电平表示二进制数“0”和“1”，例如用+3 V表示二进制数字“0”，而用-3V表示二进制数字“1”。由于这种编码有正负极性的差别，因而抗干扰特性较好，但仍然需要另外的同步信号。另外，这种二元码中“1”或“0”分别对应某个电平，相邻电平不存在制约关系，没有纠错能力。

3. 归零码

在归零码（Return to Zero，RZ）中，码元中间的信号回归到0电平，因此任意两个码元之间被0电平隔开，与以上仅在码元之间有电平转换的编码方案相比，这种编码方案有更好的噪声抑制特性。因为噪声对电平的干扰比对电平转换的干扰要强，而这种编码方案是以识别电平转换边来判别“0”和“1”信号的。可以看出，从正电平到零电平的转换边表示码元“0”，而从负电平到零电平的转换边表示码元“1”，同时每一位码元中间都有电平转换，使得这种编码成为自定时的编码。

4. 不归零码

整个码元期间电平保持不变的代码称为不归零码（Not Return to Zero，NRZ）。不归零码的规律是当“1”出现时电平翻转，当“0”出现时电平不翻转，也叫做见一就翻不归零码（NRZ-1）。这种代码也叫差分码，用于区别数据“1”和“0”的不是电平高低，而是电平是否转换。NRZ-1用在终端到调制解调器的接口中。这种编码实现简单而且费用低，但不是自定时的，长串的“0”会使得码流失去同步。

5. 双相码

双相码要求每一比特中都要有一个电平转换，因而这种编码的最大优点是自定时，同时双相码也有检测错误的功能，如果某一位中间缺少了电平翻转，则被认为是违例代码。

6. 双极性码

在双极性编码方案中，信号在正、负、零3个电平之间变化。一种典型的双极性码就是所谓的信号交替反转编码（Alternate Mark Inversion，AMI）。在AMI信号中，数据流中遇到“1”时使电平在正和负之间交替翻转，而遇到“0”时则保持零电平。双极性是三进制编码方法，脉冲宽度是码元周期的一半，它比二进制编码的抗噪声特性更好。AMI具有内在的检错能力，当正负脉冲交替出现的规律被打乱时容易识别出来，这种情况叫AMI违例。AMI编码用在T1线路中。

这种编码方案的缺点是传送长串“0”时会失去位同步信息，对此改进的方案有两种。一种是3阶高密度双极性码HDB3，这种码流中连续“0”的个数不能大于3，当出现4个连续“0”时用B00V或000V代替，这里B表示正常的信号交替，V表示AMI违例；另一种是双极性6零取代编码B6ZS，即把连续6个“0”用0VB0VB来代替。HDB3用在E1～E3通信系统中，B6ZS用在贝尔系统的T2标准中。

7. 曼彻斯特编码

曼彻斯特编码（Manchester Code）是一种双相码（或称分相码）。我们用高电平到低电平的转换边表示“0”，而用低电平到高电平的转换边表示“1”，相反的表示也是允许的。比特中间的电平转换边既表示了数据代码，同时也作为定时信号使用。曼彻斯特编码用使在以太网中。

8. 差分曼彻斯特编码

差分码又称相对码，在差分码中利用电平是否跳变来分别表示“1”或“0”，分为传号差分码和空号差分码。传号差分码是输入数据为“1”时，编码波型相对于前一代码电平产生跳变；输入为“0”时，波型不产生跳变。空号差分码是当输入数据为“0”时，编码波型相对于前一代码电平产生跳变；输入为“1”时，波型不产生跳变。

差分曼彻斯特编码兼有差分码和曼彻斯特编码的特点，与曼彻斯特编码不同的是，这种码元中间的电平转换边只作为定时信号，而不表示数据。差分曼彻斯特编码用在令牌环网中。

9. 4B/5B编码

在曼彻斯特和差分曼彻斯特编码中，每比特中间都有一次电平跳变，因此波特率是数据速率的两倍。对于100Mb/s的高速网络，如果采用这类编码方法，就需要200M的波特率，其硬件成本是100M波特率硬件成本的5～10倍。

为了提高编码的效率，降低电路成本，可以采用4B/5B编码。这种编码方法的原理。

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