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編碼是什么？
下面從最基本的語音通信開始講什么是“編碼”。形容某地比較貧窮，人們常說“交通基本靠走，治安基本靠狗，通信基本靠吼”。這段極具戲謔色彩的文字，道出了沒有現(xiàn)代化工具時，社會生活的真實狀況。兩個人說話，沒有現(xiàn)代化通信手段，該怎么做？就是那句話—“通信基本靠吼”，在這一方面只能說，生理學(xué)會給你滿意的解釋。
現(xiàn)代社會中兩個人說話，方法就多了，除了“吼”之外，人類還發(fā)明了麥克風(fēng)、擴(kuò)音喇叭等工具，借助于它們把聲音放大，那是物理學(xué)、聲學(xué)的范疇。單說兩個人遠(yuǎn)距離通話也就是在兩個人“吼”不到的地方，用麥克風(fēng)或喇叭也傳遞不到的地方，怎么做呢？首先
要解決傳送問題。那么遠(yuǎn)的距離，用電磁信號傳送是個好的選擇（當(dāng)然，科學(xué)的解釋是這是目前主流的選擇，即使非要用錄音機(jī)把聲音錄制到磁帶上并通過特快專遞傳送到目的地，也是需要此技術(shù)來儲存的）。電信號在金屬介質(zhì)上傳輸最好，而人們又不能用一根光管來傳送，那樣投入太大且很不實際。人們需要用合適的銅絲來解決電磁信號的傳送。那么如何把一個人的語音變成電磁信號呢？拋開一切已知的東西，從頭開始想象—在信息的源頭，需要一個盒子，在這個盒子里有能夠把人的說話聲變成電磁信號的裝置，并且有一個出口，以防止其成為“孤島”；而在信息目的地，有另外一個盒子，這個盒子里面有能夠把電磁信號還原成人的聲音的裝置?？紤]信息的雙向傳遞，也就是“你說給我聽，我說給你聽”，那么兩邊的盒子各自都帶有聲音和電磁信號互相轉(zhuǎn)換的裝置。如果在18世紀(jì)或者更早，人們會給這個盒子起很多有趣的名字，但很不幸，現(xiàn)在是21世紀(jì)，人們已經(jīng)失去的對比盒子的命名權(quán)，因為這個盒子就叫作“電話機(jī)”。
前面講過，“通信”也就是“電信”，是用電磁信號傳送媒體情報信息，那么通信第個要解決的問題是，如何把聲音、圖像、文本等變成電磁信號，如何把一系列的電磁信號有效傳送給對方，又如何在對端將其還原成聲音、圖像和文本。對于語音通信，從這個電話機(jī)開始，信息開始進(jìn)入“編碼之旅”，聲音信息通過整個通信網(wǎng)，它數(shù)次變換編碼樣式，最成功到達(dá)彼岸，就像人的出行，坐火車也好，坐飛機(jī)也罷，坐船也是有可能的，期間還不可避免地要走幾步路，最終到達(dá)目的地。而在通信中，任何一種編碼都必須有非常嚴(yán)格、規(guī)范的定義，都要考慮諸多因素。
可以把編碼問題用貨物運(yùn)輸?shù)睦觼碜黝惐取＞幋a過程就像對貨物進(jìn)行拆分和打包，以便把貨物通過交通工具和軌道安全運(yùn)輸?shù)倪^程。
根據(jù)貨物的體型、重量，客戶要求的到貨時間，價格等因素，來決定用火車、飛機(jī)、汽車還是輪船來運(yùn)輸。有些命題更加復(fù)雜，比如要運(yùn)送貨物到一個地方，必須通過陸路和水那么采取何種方式的組合才是最佳的運(yùn)輸路徑？
對于一件形狀復(fù)雜的貨物，可以把它拆成若干份，貨物到達(dá)目的地以后，是不是還要考慮組裝？別指望組裝的這個人對這件貨物很了解，只有對每個部件作好編號，兩個貨棧協(xié)商好拆包、組裝規(guī)則（也許是一張圖紙），才能把貨物拆散、打包；同時，還要考慮用哪種合適的交通工具在特定的軌道上運(yùn)輸，以及是否要在外包裝上標(biāo)注“輕放”“向上”“防潮等字樣到達(dá)目的地后還要檢查是否所有貨物的所有部件都已經(jīng)安全到達(dá)，若沒有安全到達(dá)，還要考慮如何花最小的代價重新發(fā)送一個新的部件。
任何選擇都是適應(yīng)需求的，“絕又對合適”任何場景和需求的選擇是不存在的。任何編碼都是為了適應(yīng)不同的傳送需求，這一點和貨運(yùn)的例子如出一轍。
飛機(jī)是迄今最快捷的交通工具，但其運(yùn)輸成本也是最高的，如果運(yùn)輸貨物從北京到天津，大可不必用飛機(jī)來“擺譜”；輪船是大宗貨物的上佳選擇，但要運(yùn)輸新鮮瓜果蔬菜的話，千萬不要指望它，希望在船上腌醬菜的除外。再比如，有的貨物運(yùn)輸對實時性的要求很高，而體積較大，么就要考慮如何把貨物拆得大小得體，并通過較快的運(yùn)輸工具和路線進(jìn)行運(yùn)輸。太大的包會需要很大的車（如火車和卡車），如果走水路，還需要考慮輪船航運(yùn)，而很大的交通工具的運(yùn)送時間會較長；拆分后的包如果很大，丟失一個包造成的影響將會很大，而太小的包會增加打包時間，并且會增加額外的開銷（比如要考慮貨物打包后的外包裝，其既占空間又增加重量，可能還要多印刷幾個“輕放”之類的標(biāo)簽?zāi)兀?。另外，包多了以后，車的?shù)量也要增多，又需要增加人手來開車和押運(yùn)，所有成本都會不同程度地增加。除此之外，有的包丟失一個兩個沒有關(guān)系，就像在公路上運(yùn)輸煤，掉落幾塊煤并不會影響其他煤的使用，而有的貨物，比如數(shù)控機(jī)床，一旦拆開，必須保證每個部件都送達(dá)對方，少一個包（即少若干部件）就會造成整臺機(jī)床無法使用?？傊?，需要根據(jù)貨物的特點打包，然后選擇合適的交通工具運(yùn)輸。
當(dāng)然，通信和貨運(yùn)還是有很大區(qū)別的。對于貨物和汽車，絕對不會有人把它們弄混，用肉眼就能區(qū)別出來。而在通信中傳送的信息和承載這些信息的額外“包裝”是組合在一起的，要區(qū)分它們，就沒這么容易。比如銅線上傳送的是電壓的高低，無論是信息開銷（“包裝”），還是信息本身，都是類似“0”“1”這樣的狀態(tài)電壓，如果不用特定的技術(shù)，是沒辦法把它們區(qū)別開的。后面講到的每種技術(shù)體制，如以太網(wǎng)、IP、ATM、SDH，都有專門的技術(shù)把“信息開銷”和“信息”區(qū)別開來。除此之外，通信中的信號還有一些特性是貨運(yùn)不具備的，那就是電磁信號的可復(fù)制性和可再生性。在貨運(yùn)中，貨物如果丟失，只能重新購買一份相同的，因為貨物無法復(fù)制和再生。而在通信網(wǎng)中，如果某個信號丟失，從信息源處可以很容易復(fù)制出一個一樣的信號而再次發(fā)送，而整個通信系統(tǒng)的設(shè)計，只需考慮如何偵測是否有信號丟失，若有信號丟失，如何通知信息源重新傳送該信號。