电码

定义

电码指电报业务中用于表示字符的编码规则，即把字母、数字、标点等书写符号规定为特定的信号序列，收发电报的两端依据同一套码表完成编码与解码^[1]。它并不等同于承载信号的电报机或线路，而是一份双方约定的符号对照关系，缺了它，电脉冲只是一串通断而已^[2]。

按信号元素的组织方式，电报电码可以分成两类：一类是不等长电码，字符由不同数量的点、划与间隔构成，如摩尔斯电码；另一类是等长电码，每个字符固定占用相同数目的信号单元，如五单位电码^[3]。中国曾长期通行的电报电码有两套并行，一套是国际通用的字母数字电码，另一套是四个阿拉伯数字对应一个汉字的四码电报。

原理

电报通信的基本流程是编码、传输、译码三步。发报方先把报文按码表逐字转换为电码，再由发报机把电码变成电流通断或不同极性的脉冲送上线路；收报方把收到的脉冲还原为电码符号，最后查表译回原文^[4]。这一过程要求收发双方持有同一版本的码表，任何一方的码表差异都会造成错误。

摩尔斯电码由短促的点信号和持续时间较长的划信号组成，二者与不同长度的间隔配合表示字符。通常以点的时间长度为基本单位 $t$，划约为 $3t$，同一字符内点划之间的间隔为 $1t$，字符之间为 $3t$，单词之间则更长^[5]。由于依赖时间长短来区分符号，报务员的拍发节奏直接决定报文能否被正确抄收。

flowchart LR

A[报文文字] --> B[按码表编码]

B --> C[发报机转换为电脉冲]

C --> D[线路或无线电传输]

D --> E[收报机还原电码符号]

E --> F[查表译回文字]

五单位电码的思路不同：每个字符固定由 5 个等长信号单元组成，可得 $2^5=32$ 种组合，恰好容纳 26 个拉丁字母，再通过字母与数字标点两组字符集之间的切换符号扩大表示范围，并在每个字符前后加上起动脉冲和停止脉冲以便接收端同步^[3]。这种等长结构便于机器自动识别和印字，为电传打字机取代人工拍发提供了条件。

汉字无法直接用只覆盖拉丁字母与数字的电码表示，中文电报因此采用间接方式：先把汉字换成 4 位数字，再用数字对应的电码发送，收端按 4 位一组切分后查码本还原^[6]。码本按部首、笔画顺序编排，每页排成 10×10 的对照表，前两位数字对应页码，其余两位对应行与列，例如「中」为 0022^[6]。由于报文只含数字，数字电码还可以作简化处理，个别情况下几段连续的划可用单个划代替^[6]。

发展历程

1837 年，美国人塞缪尔·摩尔斯研制出以通断脉冲传递信息的代码，与同伴一起形成了一套配套电报使用的电码，即后来所称的摩尔斯电码^[7]。1844 年 5 月，他用自己研制的电报机从华盛顿向 64 公里外的巴尔的摩发出了第一封电报^[5]。1851 年的一次国际会议对这套电码作简化后，它成为世界通用的电报电码，其中点用正电流脉动表示、划用负电流脉动表示^[4]。

人工拍发效率有限，促使电报向机械化演进。法国工程师埃米尔·博多(Émile Baudot)于 1870 年前后设计出等长编码方案，1872 年制成多路复用电报机并于 1874 年取得专利，1876 年把 6 位编码改为 5 位编码^[8]。1901 年，新西兰人唐纳德·默里(Donald Murray)配合打字机式键盘改写码位分配，按字符使用频率安排打孔数量，并引入回车、换行等控制符号^[8]。20 世纪 30 年代，国际电报电话咨询委员会(CCITT)把这套编码标准化为国际电报 2 号字母表(ITA2)，一直使用到 1963 年被 7 位 ASCII 码取代^[8]。

中文电码的形成与电报进入中国同步。1871 年大北电报公司铺设沪港海缆后，丹麦天文学家汉斯·谢勒俄普(Hans Schjellerup)起草汉字四位数码方案，法国驻华人员威基杰(Septime Auguste Viguier)随后出版汉字电码本^[6]。1873 年，威基杰参照《康熙字典》的部首排列，挑选常用汉字 6800 多个编成《电报新书》，后由郑观应改编为《中国电报新编》^[2]。四位数码此后经多次修订，中国大陆以邮电部编写、人民邮电出版社出版的《标准电码本(修订本)》为规范，其中 1983 年第 3 版累计印刷 32 次^[9]。

20 世纪后期，电报业务逐步退出。1999 年 2 月 1 日起，全球海上遇险与安全系统(GMDSS)正式取代摩尔斯电码在海上遇险通信中的地位，500 千赫遇险频率停止值守^[10]。中国公众电报业务同步收缩，2001 年 8 月 1 日起取消公众电报中的「特急」「加急」业务^[5]。四位数汉字电报码自 1873 年起使用至 20 世纪 80 年代中期^[11]。

应用

电码最直接的用途是公众电报。用户把文字交与电报局，由报务员译成电码后拍发，收端译出并投递，中国的四码电报即以 4 位数字为一组传输，译电员熟练时每分钟可译出 20 多个汉字^[12]。在无线电报条件下，电码与短波通信结合，设备简单、占用频宽窄，可在高噪声、弱信号环境中工作^[5]。

五单位电码主要用于电传打字机通信，机器自动发报、收报并印字，取代了人工拍发摩尔斯电码的方式^[3]。国际电报 2 号字母表随之成为无线电传打字电报(RTTY)等业务的基础编码^[8]。

中文电码在电报业务之外也留有痕迹。由于它把汉字固定为唯一数字，一些政府与商业表格用其登记姓名，香港市民身份证姓名下方即印有对应的中文电码^[13]。它也曾被尝试用作电脑中文输入法，但因属于无理码、记忆负担重而难以普及^[13]。中国还就电报用五单位电码制定了国家标准，规定了 58 个字符及其编码，用于国内公众电报通信^[14]。

局限

摩尔斯电码是变长码，字符之间没有天然的定界，只能依靠间隔时长区分，发送节奏不稳或线路干扰都会造成歧义；同时它需要长期训练才能听辨与拍发，一名报务员达到熟练水平需数年练习，这是海上遇险通信后来改用卫星系统的原因之一^[10]。收发两个环节都要经过人工转译，程序多、速度慢，也限制了其在高流量场合的使用^[5]。

五单位电码的能力受位数限制，单套组合只有 32 种，必须借助字符集切换才能表示数字与标点，因而属于有状态编码，一旦切换符号在传输中出错，其后字符会被按错误的字符集解读，例如 PAY 与数字之间用于切换的符号若被改变，整句会译成另一个词^[15]。5 个比特的全部组合都被分配为有效字符，没有留出检错余量，收端无法自行判断是否出错，电报系统只能在报文末尾重发其中的数字以作弥补^[15]。

中文四码电报的瓶颈在于码本位与人工环节。4 位数字最多对应一万个汉字与符号，字数不足时需另设字面，香港由录入者手工选择字面，台湾则在第二字面编码前加 1 位数字而成为 5 位编码^[2]。码表本身不体现读音或字形规律，报务员只能逐字背诵常用字的代码，效率与准确性依赖个人熟练程度^[9]。此外，电码只解决字符如何变成信号的问题，本身不含加密功能，报文的保密需另行处理^[16]。

参见

• 摩尔斯电码 —— 由点、划与间隔构成的不等长电码，长期作为国际通用电报电码。

• 中文电码 —— 用 4 位阿拉伯数字表示汉字的编码表，中文电报的基础。

• 五单位电码 —— 每个字符固定占 5 个信号单元的等长电码，电传机的主要编码。

• 电传打字机 —— 采用五单位电码自动收发并印字的电报终端设备。

• ASCII —— 1963 年出现的 7 位字符编码，逐步取代五单位电码。