确定字符与二进制数之间的对应关系仅是向前迈出了第一步，若要使数据为计算机所用，还需要将二进制数转变成为电信号。在数据通信中有很多种采用直流信号表示二进制中0和1的方式，其中用直流信号表示二进制中0和1的信号形式被称为码型。表0-1中列出了几种常见码型的编码方式，下面分别对这几种常见码型进行详细的介绍。
表0-1：常见码型的编码方式
欲进一步详细了解相关编码方式的请进入：常用字符集编码方式；基带信号的常用编码方式
1、二电平码
二电平码是最简单、最基本的一种码型，它采用两种不同的电平来分别表示二进制中的0和1。例如，用恒定的正电平表示1，用无电压的状态表示0。而更为常见的方法则是用一个正电平表示0，用一个负电平表示1，这种码型被称为非归零电平码（NRZ-L）。图1-1描述了非归零电平码对数据流110001011010进行编码的情形。与第一种情况不同，在采用NRZ-L的情况下，若线路上的电压为0，则说明当前线路上没有信号传输。
图1-1：非归零电平码
这种码型的思想简单，便于实现。但是它具有直流分量，不适于使用变压器和交流耦合的情况。此外，它还难于确定一个比特的开始和停止时刻，特别是在传输连续的比特1或连续的比特0的情况下。为此收发双方需要从其他途径获取同步信息，以便实现同步控制。
2、差分码
与二电平码不同，差分码是一种以电平跳转状况来表示数据信息的码型。值得注意的是，以差分码传输数据时，在一个比特持续的时间内信号电平不会出现跳变，而且这段时间内电平的值与数据信息不相关。而与数据信息相关的电平跳转只发生在比特传输的开始时刻。非归零反相码（NRZ-I，Non Return to Zero-Invert on ones）就是一种差分码。采用这种码型时，如果传输一个比特的起始时刻电平发生了跳转，那么这个比特就表示二进制的1；如果此刻电平没有发生跳转，那么这个比特就代表二进制的0。图2-1描述了非归零反相码对数据流110001011010进行编码的情况。
图2-1：非归零反相码
由于差分码不是用信号电平的绝对状态表示数据信息，所以在接收信号时只需检测信号电平是否发生跳变，不必将其与阈值进行比较，从而在有噪声影响的情况下这种码型更为可靠，而且在传输过程中某些环节引起的基带信号反相也不会影响最终的接收结果。但是差分码也有其不足之处，它仍缺乏完善的同步机制。以非归零反相码为例，虽然在传输连续的比特1时，每个比特开始时刻都将发生电平的转换，此时信号自身具备了同步信息，但是对于传输连续比特0的情况它却无能为力。
3、双极码
双极码是一种采用三个电平表示二进制数的码型。目前在数据通信中得到广泛应用的双极码是信号交替反转码（AMI）、8零替换码（B8ZS）和高密度双极性3零码（HDB3）。其中8零替换码和高密度双极性3零码均是信号交替反转码的变种，此二者与AMI码的实现基本相同，只是在遇到长0串时其实现方式与AMI码略有差别。它们分别以各自的方式对长0串进行替换，以便使收发双方更有效地实现步调一致。
1）双极性信号交替反转码：双极性信号交替反转码用无电压的状态表示二进制0，用交替的正、负电平表示二进制1。图3-1描述了用双极性信号交替反转码对数据110001011010进行编码的情况。双极性信号交替反转码用交替变换的正、负电平表示比特1的方法使其所含的直流分量为零。而且在传输比特1时，无论其前导数据是比特0还是比特1都将引起信号电平的变化，这在一定程度上为收发双方取得同步提供了方便。特别是在传输连续的比特1时，信号电平将连续出现反转。但对于较长的比特0序列，它还是无法提供同步信息。
图3-1：双极性信号交替反转码
2）双极性8零替换码：8零替换码（B8ZS，Bipolar with 8-Zero Substitution）是北美地区使用的一种AMI变形码，它在一定程度上解决了为长0串提供同步信息的问题。B8ZS通过对连续8个比特0进行替换来实现上述功能，具体的替换方法如图3-2所示。两种模式的选择取决于待转换序列的前导比特1所采用的极性。但无论选择哪种模式，在替换后的序列中均会出现两次相邻非零电平同极的现象。接收端正是通过检测这个特征来确定被替换序列的位置的，以便把它还原成连续的8个比特0。
图3-2：8零替换码的替换方式
3）高密度双极性3零码和双极讯号3零替换：高密度双极性3零码（HDB3，High-Density Bipolar 3-Zero）是日本和欧洲地区用于处理长0串的一种AMI变形码。采用这种码型时，如果遇到由连续的4个比特0组成的序列，则根据位于上一次已转换序列和本次待转换序列之间比特1的数量来决定待转换序列的转换模式。
另外，类似HDB3码的双极讯号3零替换(B3ZS，Bipolar with 3-Zero Substitution)是一种如果用户数据流包含一行三个或三个以上连续零值时，双极变异值(bipolar violations)就会被插入的T型载波线路编码。双极讯号三零替换被用来确保当用户数字流所包含的“1”值不充足时，确保充分数量的转换以维护系统的同步性。
例如，若采用B8ZS码对数据10100000000010进行编码，假设序列中第一个比特1的极性为正，注意长0串前导比特1的极性，编码后如图3-3所示。若采用HDB3码将数据100000000010000进行编码，假设位于这段数据序列首部的比特1极性为正，且其后继数据是4个连续的比特0，则编码后如图3-4所示。
图3-3：双极性8零替换码 图3-4：高密度双极性3零码
欲详细了解HDB3、B3ZS码编码规则的请进入。
4、裂相码
裂相码是一种在比特中点位置上电平跳转为相反极的码型。目前，最常用的两种裂相码是曼彻斯特码和差分曼彻斯特码。
1）曼彻斯特码：曼彻斯特码（Manchester Encoding）是一种将出现在比特中点位置的电平跳变既作为数据信息又作为同步信息的裂相码。它以在比特中点位置上出现的从负电平到正电平的跳变表示二进制的1，将此刻出现从正电平到负电平的跳变表示二进制的0。图4-1描述了用曼彻斯特码对数据 110001011010进行编码的情况。
图4-1：曼彻斯特码
2）差分曼彻斯特码：差分曼彻斯特码（Differential Manchester Encoding）是一种融入了差分码特点的裂相码。这种码型以比特中点位置的电平跳转作为同步信息，以比特开始时刻是否出现电平跳变的情况作为数据信息。若在比特开始时刻出现电平跳变，则该比特表示0，否则表示1。图4-2描述了用差分曼彻斯特码对数据110001011010进行编码的情况。
图4-2：差分曼彻斯特码
由上述两种码型的实现方式可知，裂相码通过位于比特中点的电平转换使数据信号自身夹带了时钟节拍，从而确保收发双方能够同步工作。但这却使得在传输裂相码时需要更大的带宽。
5、密勒码
密勒码也是一种利用电平的跳变表示数据信息的码型。它以位于比特中点的电平跳转表示二进制的1，而比特中点没有出现电平跳转时则表示二进制的0。若当前传输的比特0后面紧跟另一个比特0，则该比特0的传输要进行电平跳转。图5-1描述了用密勒码对数据110001011010进行编码的情况。这种编码方式消除了裂相码出现的频带过宽的问题，并且较完善地解决了同步问题。
图5-1：密勒码
6、多电平码
多电平码是一种以M个电平状态表示由n个比特组成的码元的编码（其中n与M的关系是n = log2M）。较为常见的多电平码有自然码和格雷码。一般地，多电平码所需的M个电平是以0电平为中心对称等距设置的。例如，当M=4时多电平码所选用的4个电平为3a，a，-a和-3a。表6-1分别列出了在四电平自然码和四电平格雷码中电平与码元之间的对应关系。
表6-1：M=4时自然码和格雷码的定义表
多电平码的优点是提高了传输效率和频带利用率。在输入比特率一定的情况下，M的取值越大频带利用率就越高。但在发送功率一定的情况下，M越大抗噪声干扰的能力就越低。鉴于此，M的取值一般不宜超过16。例如分别采用四电平自然码和四电平格雷码对数据001110011000进行编码，如图6-1和图6-2所示。
图6-1：四电平自然码 图6-2：四电平格雷码
7、双二进制码
双二进制码是一种通过电平状态表示数据信息的码型。它用无电压状态表示二进制中的1，用正、负电平交替表示二进制的0。当两个比特0之间出现奇数个比特1时，则位置靠后的那个比特0需改变电平极性。图7-1描述了用双二进制码对数据110001011010进行编码的情况。
图7-1：双二进制码
通过上述介绍可知，常用的码型种类很多，每种码型都有其各自的特点，例如，不同码型所采用的电平数量可能不同，包含的同步信息量不同，所具有的直流成分不同等。于是在选择码型的过程中，需要根据实际情况从差错检测能力、信号自同步能力、抗干扰能力、实现费用等因素出发进行综合考虑。
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