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（五）差分曼彻斯特码（Differential Manchester Encoding）
一、数字基带信号编码
数字基带传输模式中传输的信号是要经过编码的原始数字信号。但数字基带信号的类型有很多，常见的有矩形脉冲、三角波、高斯脉冲和余弦脉冲等。其中最常用的是矩形脉冲，因为矩形脉冲易于形成和变换。
在矩形脉冲数字信号中主要有以下四种波形：单极性不归零波形、单极性归零波形、双极性不归零波形、双极性归零波形。
（一）单极性和双极性
单极性：就是波形中仅仅用正(或负)电平值表示信号中的二进制1或0
电平就是通常所说的电流。
在单极性中凡是有电流的脉冲部分就代表传输的是二进制码1，无电流的代表0
双极性：分别用正和负电平值表示信号中的二进制1和0
单极性和双极性，每个所传输的数码都占用了整个码元的宽度，所以属于”全宽码“
全宽码存在一个码元难以识别的问题，因为当连续发送1码或0码时，就会使某一位码元与其下一位码元之间没有间隙（因为持续有电流），容易使接收方误以为对应的信号电频时稳定的直流电平。
正因为如此，在数据通信中一般不是直接采用这种原始波形进行传输，二是采用了”归零码“这种编码方式。
（二）归零码与非归零码
归零：指信号电平在一个码元宽度内（通常是在1/2个码元时）信号脉冲电平必须回归零电平（也就是无电流），直到码元宽度结束。
非归零，就是不对脉冲信号波进行任何编码，原来是什么样子，传输就是什么样子，整个码元宽度的电平都是一样，不强制归零。
归零码的优点：容易区分码元之间的界限，而且可以通过1/2码的归零提取位同步信号，容易实现位同步；缺点是：信息码有效率低（每码元只有1/2为有效信息）。
非归零码的优点：不改变原始信号；缺点是：不容易区分码元之间的界限，但可以通过其他方式解决。
二、信道编码
在实际的基带传输系统中，并不是所有编码类型的电信号波形都能在信道中传输。例如上节介绍的含有直流分量和较丰富低频分量的单极性基带波形就不适宜在低频传输特性差的信道中传输，因为其功率较弱，在传输过程中有可能造成信号严重畸变。另外，当信息代码中包含有长串的连续“1”或“0”时，非归零波形呈现出连续的固定电平，会出现无法获取同步的问题。单极性归零码在传送连续“0”信息代码时也会存在同样的问题。因此，信息码在进行传输之前，必须经过码型变换，变换为适用于信道传输的码型，这就是通常所说的传输码，也称线路码或信道编码。
（一）传输码型的选择原则
一是要能从基带信号中提取定时信息（位同步脉冲信息），所以要求传输码型应含有（或者经变换后含有）时钟频率分量（不能出现0电平），且编码转换后不能出现过多的连续“0”码或“1”码，否则提取的时钟信号就会很不稳定，引起同步偏移；
二是要无直流分量、低频成分少，否则影响信号在信道中的传输；
三是信号中高频分量要尽量少，以节省传输频带并减少码间串扰。
常见的传输码型有：传号反转交替码（AMI码,Alternative Mark Inversion）、三阶高密度双极性码（HDB3码,High Density Bipolar of order 3 code）、传号反转码（CMI码,Coded Mark Inversion）、数字双相码（曼彻斯特码）和差分曼彻斯特码。
（二）AMI码
AMI码的优点是：由于“1”码元采用了正、负电平交替，所以AMI码的有信号部分的频谱中不含直流成分，高频和低频成分也很少。另外，AMI码的编译码电路简单，便于利用传号极性交替规律观察误码情况。鉴于这些优点，AMI码是CCITT建议采用的传输码型之一。
AMI码的不足是：当原二进制信号代码出现连续的“0”码时，信号电平会长时间不变，造成提取定时信号的困难（也就是同步比较困难），解决连续“0”码问题的有效方法之一是采用后面要介绍的HDB3码，它是AMI码的改进码型。
（三）CMI码
CMI码具有一定的检测错误的能力，因为“1”码交替地用“11”和“00”来表示，而“0”又固定用“01”表示，所以正常情况下，转换后的编码“10”是不可能在信道中出现的，连续的“00”或“11”也是不可能出现的，这样一来就可以用来检测因信道传输而产生的错误。但是CMI码不能纠错。CMI码也没有直流分量（没有零电平，只有正、页电平），且有频繁出现的波形跳变，便于恢复定时信号（也就是便于同步）。
HDB3码除保持了前面介绍的AMI码的优点外，同时还将连续“0”码限制在3个以内，更有利于位定时信号的提取。HDB3码是应用最为广泛的码型，已成为CCITT协会推荐使用的基带传输码型之一。
（四）曼彻斯特编码
曼彻斯特码，与CMI类似，也是一种双极性而电平（1B2B）非归零码。但它是用电压的变化来分辨信号代码中的0和1，而不是直接根据信号电平来判别信号代码。
曼彻斯特码主要应用在IEEE802.3 CSMA/CD以太网，优点如下：
1.无直流分量（全部转换为双极性电平，无零电平）；
2.最长连续“0”码或连续“1”码的个数仅为2，非常容易实现同步，编译码电路简单。因为如果原来基带信号是连续的“1”码，转换后都为“10”两个码了，不会出现连续的“1”码，如果原来基带信号是连续的“0”码，转换后都为“01”两个码了，不会出现连续的“1”码或“0”码。仅当原来基带信号是连续的“01”码时，才可能出现转换后的连续“0”码；仅当原来基带信号是连续的“10”码时，才可能出现转换后的连续“1”码，而且最多仅2个连续的“0”码或“1”码。
缺点：需要占用双倍的带宽，因为它是1B2B类型码，每个数码最终要变成两个数码传输；
当极性反转时曼彻斯特码会引起译码错误，因为不能通过在信码开始处是否跳变来确定信码是0还是1.
（五）差分曼彻斯特码（Differential Manchester Encoding）
为解决此问题，又引入了它的衍生码型——差分曼彻斯特码（Differential Manchester Encoding）。差分曼彻斯特编码是曼彻斯特编码的一种修改形式，也是每一码元的1/2码元位置必须进行极性跳变，其不同之处在于不同位置的码元转换方式有些不一样。
对于二进制信号中的第一个码元，与曼彻斯特码的转换方式一样，都是在1/2码元时进行电平极性跳变，即把0码转换成01，把1码转换成10。
在差分曼彻斯特编码中，每一码元中间的跳变也只用来作为同步的时钟信号，所以它也是一种自同步编码。但它的时钟和数据是分离的，便于数据提取。差分曼彻斯特编码主要用于令牌环网。