数据以及表示数据的信号可以是数字的，也可以是模拟的。线路编码是将数字数据转换为数字信号的过程。通过这种技术，我们将位序列转换为数字信号。在发送方，数字数据被编码为数字信号，而在接收方，数字数据通过对数字信号进行解码来重新创建。
我们可以将线路编码方案大致分为五类：
- 单极(例如 NRZ 方案)。
- 极性(例如 NRZ-L、NRZ-I、RZ 和 Biphase – 曼彻斯特和差分曼彻斯特)。
- 双极(例如 AMI 和伪三元)。
- 多级
- 多重转换
但是，在学习前三种方案之间的区别之前，我们应该首先了解这些线路编码技术的特点：
- 应该有自同步，即接收器和发送器时钟都应该同步。
- 应该有一些错误检测能力。
- 应具有抗噪声和抗干扰能力。
- 复杂性应该更低。
- 不应有低频分量(直流分量)，因为低频分量信号无法进行长距离传输。
- 应该有更少的基线徘徊。
单极方案——
在此方案中，所有信号电平都在轴的上方或下方。
- 不归零 (NRZ) –这是一种单极线路编码方案，其中正电压定义第 1 位，零电压定义第 0 位。信号在位中间不归零，因此称为 NRZ。例如：数据 = 10110。
但是与极性方案相比，这种方案使用更多的功率来每单位线路电阻发送一位。此外，对于连续的一组零或一，将存在自同步和基线漂移问题。
极地计划 –
在极性方案中，电压位于轴的两侧。
- NRZ-L 和 NRZ-I——它们有点类似于单极 NRZ 方案，但这里我们使用两个级别的幅度(电压)。对于NRZ-L(NRZ-Level) ，电压的电平决定了位的值，通常二进制 1 映射到逻辑电平高，二进制 0 映射到逻辑电平低，对于NRZ-I(NRZ- Invert) ，如果我们要传输的下一位是逻辑 1，两电平信号在边界处有一个转换，如果我们要传输的下一位是逻辑 0，则没有转换。
注 –对于 NRZ-I，我们在示例中假设数据集“01001110”开始之前的先前信号为正。因此，开始时没有过渡，当前数据集“01001110”中的第一位“0”从+V开始。示例：数据 = 01001110。
NRZ-L 和 NRZ-I 之间的比较：基线漂移对它们来说都是一个问题，但对于 NRZ-L，它是 NRZ-I 的两倍。这是因为 NRZ-I 边界处的转换(如果我们要传输的下一位是逻辑 1)。同样，自同步问题在 0 的长序列中是相似的，但对于 1 的长序列在 NRZ-L 中更严重。
- 归零 (RZ) – NRZ 问题的一种解决方案是 RZ 方案，它使用三个正值、负值和零值。在这个方案中，信号在每个位的中间变为 0。
注意 –我们在这里用来表示数据的逻辑是，对于位 1，信号的一半由 +V 表示，一半由零电压表示，对于位 0，信号的一半由 -V 表示，一半由零电压表示。示例：数据 = 01001。
RZ 编码的主要缺点是它需要更大的带宽。另一个问题是复杂性，因为它使用三级电压。由于所有这些缺陷，今天没有使用该方案。相反，它已被性能更好的曼彻斯特和差异曼彻斯特计划所取代。
- 双相(曼彻斯特和差分曼彻斯特)——曼彻斯特编码在某种程度上是 RZ(位中间的转换)和 NRZ-L 方案的组合。位的持续时间分为两半。电压在前半部分保持在一个电平，并在后半部分移动到另一个电平。位中间的转换提供同步。
差分曼彻斯特是 RZ 和 NRZ-I 方案的某种组合。在位的中间总是有一个转变，但位值是在位的开始处确定的。如果下一位为 0，则有过渡，如果下一位为 1，则没有过渡。
笔记 –
1.我们在这里使用曼彻斯特来表示数据的逻辑是，对于位 1，位中间有 -V 到 +V 伏特的转换形式，而对于位 0，则从 +V 到 -V 伏特的转换在位位的中间。
2.对于差分曼彻斯特，我们在示例中假设数据集“010011”开始之前的先前信号为正。因此在开始处有转换，当前数据集“010011”中的第一位“0”从-V开始。示例：数据 = 010011。
曼彻斯特方案克服了与 NRZ-L 相关的几个问题，差分曼彻斯特克服了与 NRZ-I 相关的几个问题，因为没有基线漂移和直流分量，因为每个位都有正负电压贡献。
唯一的限制是曼彻斯特和差分曼彻斯特的最小带宽是 NRZ 的两倍。
双极计划——
在该方案中，有正、负和零三个电压电平。一个数据元素的电压电平为零，而另一个元素的电压电平在正负之间交替。
- 交替标记反转 (AMI) –中性零电压代表二进制 0。二进制 1 由交替的正负电压表示。
- 伪三元 –位 1 编码为零电压，位 0 编码为交替的正负电压，即与 AMI 方案相反。示例：数据 = 010010。
双极方案是NRZ的一种替代方案。该方案具有与NRZ相同的信号速率，但没有直流分量，因为每次都用零电压表示一位，其他交替。
参考 –
Behrouz A.Forouzan 的数据通信和网络(书籍)