課程3 光傳輸技術(shù).

1、課程2：光傳輸技術(shù)課程內(nèi)容：一、光傳輸基本知識(shí)1、 光傳輸系統(tǒng)組成2、 同步、異步、準(zhǔn)同步的概念二、準(zhǔn)同步數(shù)字傳輸體系（PDH）1、 PDH的基本概念2、 PDH的速率等級(jí)3、 PDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)三、同步數(shù)字傳輸體系（SDH）1、SDH的產(chǎn)生和發(fā)展2、SDH原理簡述3、SDH的結(jié)構(gòu)4、SDH復(fù)用原理四、GW 光傳輸產(chǎn)品簡介光通信概述一、 通信概述光纖即光導(dǎo)纖維的簡稱。光纖通信是以光信號(hào)為載體，光導(dǎo)纖維為傳輸介質(zhì)的一種通信方式。由于光纖通信具有傳輸頻帶寬、通信容量大、損耗低、不受電磁干擾等一系列優(yōu)點(diǎn)，光纖通信技術(shù)近年來得到飛速發(fā)展。二、 光纖通信的三個(gè)低損耗窗口光波是人類最熟悉的電磁波，其波長在微

2、米級(jí)，頻率為1014Hz1015Hz。目前光纖通信使用的波長范圍在近紅外區(qū)，即波長為0.8m1.8m。目前光纖通信所采用的三個(gè)實(shí)用的波長為0.8m，1.31m和1.55m，而0.8m，1.31m和1.55m左右則是光纖通信中常用的三個(gè)低損耗窗口。0.8m（短波長）窗口是最早發(fā)現(xiàn)的，因?yàn)槭紫妊兄瞥晒Φ陌雽?dǎo)體激光器（GaAlAs）的發(fā)射波長剛好在這一區(qū)域。隨著對(duì)光纖損耗機(jī)理的深入研究，人們發(fā)現(xiàn)在長波長1.31m和1.55m處光纖的傳輸損耗更小。因此，長波長光纖通信受到重視并得到非常迅速的發(fā)展。i. 光纖的結(jié)構(gòu)目前通信用的光纖，是用石英玻璃（SiO2）制成的橫截面很小的雙層同心圓柱體，未經(jīng)涂覆和套塑

3、時(shí)稱為裸光纖。如圖1-3所示，裸光纖由纖芯和包層組成，折射率高的中心部分叫做纖芯，其折射率為n1，直徑為2a；折射率低的中心部分叫做包層，其折射率為n2，直徑為2b。根據(jù)在光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波長和模式的不同，a與b具有不同的值。圖1-3 裸光纖剖面結(jié)構(gòu)示意圖由于石英玻璃質(zhì)地脆、易斷裂，為了保護(hù)光纖表面，提高抗拉強(qiáng)度以及便于使用，一般需在裸光纖外面進(jìn)行兩次涂覆而構(gòu)成光纖芯線。如圖1-4所示，光纖芯線是由纖芯、包層、涂覆層及套塑四部分組成。包層的外面涂覆一層很薄的涂覆層，涂覆材料為硅酮樹脂或聚氨基甲酸乙脂，涂覆層的外面套塑（或稱二次涂覆），大都采用尼龍或聚乙烯等塑料。圖1-4 光纖芯線的剖面結(jié)構(gòu)

4、示意圖ii. 光纖的分類光纖可以根據(jù)構(gòu)成光纖的材料成分、制造方法、傳輸模數(shù)、橫截面上的折射率分布以及工作波長進(jìn)行分類。對(duì)目前通信上所采用的石英系光纖，常從以下兩方面來分類：1按照折射率分布不同進(jìn)行分類（1）均勻光纖，光纖纖芯的折射率n1和包層的折射率n2都為常數(shù)，且n1n2，在纖芯和包層的交界處折射率呈階梯形變化，這種光纖稱為均勻光纖。（2）非均勻光纖，光纖纖芯的折射率n1隨著半徑的增加而按一定規(guī)律減小，到纖芯與包層交界處為包層的折射率n2，這種光纖稱為非均勻光纖。2按照傳輸模式數(shù)量進(jìn)行分類所謂模式，實(shí)質(zhì)上是電磁場的一種分布形式，模式不同，其電磁場的分布形式也不同。根據(jù)光纖中傳輸模式數(shù)量來分，

5、可分為單模光纖和多模光纖。（1）單模光纖（SM），單模光纖的纖芯直徑很小，約為4m10m，理論上只傳輸一種模式。由于單模光纖只傳輸主模，從而完全避免了模式色散，使得這種光纖的傳輸頻帶很寬，傳輸容量很大，適用于大容量、長距離的光纖通信。（2）多模光纖（MM），在一定的工作波長下，當(dāng)有多個(gè)模式在光纖中傳輸時(shí)，則這種光纖稱為多模光纖。多模光纖的纖芯直徑一般為50m75m，包層直徑為100m200m。這種光纖的傳輸性能較差，帶寬比較窄，傳輸容量也比較小。由于單模光纖具有帶寬大、易于升級(jí)擴(kuò)容和成本低的優(yōu)點(diǎn)，國際上已一致認(rèn)為同步光纜數(shù)字傳輸系統(tǒng)只使用單模光纖作為傳輸媒質(zhì)。在3個(gè)光傳輸窗口中，850nm窗口

6、只用于多模傳輸，1310nm和1550nm兩個(gè)窗口用于單模傳輸。光信號(hào)在光纖中的傳輸距離要受到色散和損耗雙重影響。色散會(huì)使在光纖中傳輸?shù)臄?shù)字脈沖展寬，引起碼間干擾從而降低信號(hào)質(zhì)量；當(dāng)碼間干擾使傳輸性能劣化到一定程度時(shí)，傳輸系統(tǒng)將不能工作。損耗使在光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)強(qiáng)度隨著傳輸距離的增加而逐漸下降，當(dāng)光功率下降到一定程度時(shí)，傳輸系統(tǒng)也無法正常工作。為了延長系統(tǒng)的傳輸距離，人們主要在減小色散和損耗兩方面入手。1310nm光傳輸窗口稱為零色散窗口，光信號(hào)在此窗口的傳輸色散最小，1550nm窗口稱為最小損耗窗口，光信號(hào)在此窗口的傳輸衰減最小。ITU-T規(guī)定了三種常用光纖規(guī)范：G.652，G.653和G

7、.654。G.652光纖又稱標(biāo)準(zhǔn)光纖，其零色散波長在1310nm，在波長為1550nm處衰減最小，所以G.652光纖可以工作于1310nm和1550nm兩個(gè)窗口。G.653光纖又稱色散位移單模光纖。它通過改變光纖內(nèi)部的折射率分布將零色散點(diǎn)從1310nm處位移至1550nm處，成功實(shí)現(xiàn)了在1550nm處的低衰減和零色散。這種光纖主要工作于1550nm窗口。G.654光纖又稱1550nm波長最低衰減光纖，優(yōu)點(diǎn)是在1550nm處的最低衰減為0.15dB/km，主要工作于1550nm窗口。這種光纖制造困難，價(jià)格昂貴，主要應(yīng)用于需要很長再生段傳輸距離的海底光纖通信。三、 同步數(shù)字體系（SDH）i. SD

8、H簡介SDH全稱同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy），SDH規(guī)范了數(shù)字信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)、復(fù)用方式、傳輸速率等級(jí)、接口碼型等特性，提供了一個(gè)國際支持框架，在此基礎(chǔ)上發(fā)展并建成了一種靈活、可靠、便于管理的世界電信傳輸網(wǎng)。這種傳輸網(wǎng)易于擴(kuò)展，適于新電信業(yè)務(wù)的開展，并且使不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備互通成為可能，這正是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)者長期以來追求的目標(biāo)。ii. SDH的優(yōu)越性SDH是為克服PDH的缺點(diǎn)而產(chǎn)生的，它是先有目標(biāo)再定規(guī)范，然后研制設(shè)備，這個(gè)過程與PDH正好相反。顯然，這就可能最大限度地以最理想的方式來定義符合未來電信網(wǎng)要求的系統(tǒng)和設(shè)備。下列的SDH主要特點(diǎn)反映了這些要求。1

9、使北美、日本和歐洲三個(gè)地區(qū)性的標(biāo)準(zhǔn)在STM-1及其以上等級(jí)獲得了統(tǒng)一。數(shù)字信號(hào)在跨越國界通信時(shí)不再需要轉(zhuǎn)換成另一種標(biāo)準(zhǔn)，因而第一次真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)字傳輸體制上的世界性標(biāo)準(zhǔn)。2統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)光接口能夠在基本光纜段上實(shí)現(xiàn)橫向兼容，允許不同廠家的設(shè)備在光路上互通，滿足多廠家環(huán)境的要求。3SDH采用同步復(fù)用方式和靈活的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)。各種不同等級(jí)的碼流在幀結(jié)構(gòu)凈負(fù)荷內(nèi)的排列是有規(guī)律的，而凈負(fù)荷與網(wǎng)絡(luò)是同步的，因而只需利用軟件即可使高速信號(hào)一次直接分插出低速支路信號(hào)，也就是所謂的一步解復(fù)用特性。參照?qǐng)D1-5，要從155Mbit/s碼流中分出一個(gè)2Mbit/s的低速支路信號(hào)，采用了SDH的分插復(fù)用器ADM后，可以利

10、用軟件直接一次分出2Mbit/s的支路信號(hào)，避免了對(duì)全部高速信號(hào)進(jìn)行逐級(jí)分解后再重新復(fù)用的過程，省去了全套背靠背的復(fù)用設(shè)備。所以SDH的上下業(yè)務(wù)十分容易，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和設(shè)備都大大簡化，而且數(shù)字交叉連接的實(shí)現(xiàn)也比較容易。圖1-5 SDH與PDH分插信號(hào)的比較示意圖4SDH采用大量的軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置和控制，使得配置更為靈活，調(diào)度也更為方便。5SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開銷比特，這些開銷比特大約占了整個(gè)信號(hào)的5%，可利用軟件對(duì)開銷比特進(jìn)行處理，因而使網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理和維護(hù)能力都大大加強(qiáng)。6SDH網(wǎng)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能夠完全兼容，即SDH兼容現(xiàn)有PDH的各種速率，使SDH可以支持已經(jīng)建起來的PDH網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也有利

11、于PDH向SDH順利過渡。同時(shí)，SDH網(wǎng)還能容納像ATM信元等各種新業(yè)務(wù)信號(hào)，也就是說，SDH具有完全的后向兼容性和前向兼容性。iii. SDH速率SDH信號(hào)的速率等級(jí)表示為STM-N，其中N是正整數(shù)。目前SDH只能支持一定的N值，即N只能為1，4，16和64，其中最基本、也是最重要的模塊信號(hào)是STM-1，其速率是155.520Mbit/s，更高等級(jí)的STM-N信號(hào)是將基本模塊信號(hào)STM-1經(jīng)過字節(jié)間插后得出，STM-4等級(jí)的速率為622.080Mbit/s，STM-16等級(jí)的速率為2488.320Mbit/s，STM-64等級(jí)的速率為9953.280Mbit/s。四、 SDH傳送網(wǎng)的物理拓?fù)?/p>

12、網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)浞褐妇W(wǎng)絡(luò)的形狀，即網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和傳輸線路的幾何排列，它反映了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在物理上的連接性。網(wǎng)絡(luò)的效能、可靠性、經(jīng)濟(jì)性在很大程度上都與具體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)。網(wǎng)絡(luò)的基本物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有5種，用于SDH網(wǎng)絡(luò)時(shí)，如圖1-14所示。1線形將通信網(wǎng)中的所有節(jié)點(diǎn)串聯(lián)起來，并使首尾兩個(gè)節(jié)點(diǎn)開放時(shí)就形成了線形拓?fù)?。在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，為了使兩個(gè)非相鄰節(jié)點(diǎn)之間完成連接，其間的所有節(jié)點(diǎn)都應(yīng)完成連接。線形拓?fù)涫荢DH早期應(yīng)用的比較經(jīng)濟(jì)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问?。這種結(jié)構(gòu)無法應(yīng)付節(jié)點(diǎn)和鏈路失效問題，生存性較差。2星形（樞紐形）將通信網(wǎng)中的一個(gè)特殊的樞紐節(jié)點(diǎn)與其余所有節(jié)點(diǎn)相連，而其余所有節(jié)點(diǎn)之間互相不能直接相連時(shí)，就形成了星形拓?fù)洌?/p>

13、又稱樞紐形拓?fù)?。在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，除樞紐節(jié)點(diǎn)之外的任意兩節(jié)點(diǎn)間的連接都是通過樞紐節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的，樞紐節(jié)點(diǎn)為經(jīng)過的信息流進(jìn)行路由選擇并完成連接功能。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢詫屑~站節(jié)點(diǎn)的多個(gè)光纖終端連接成一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綜合的帶寬管理。這種結(jié)構(gòu)對(duì)樞紐節(jié)點(diǎn)依靠性過大，存在樞紐點(diǎn)的潛在瓶頸問題和失效問題。3樹形將點(diǎn)到點(diǎn)拓?fù)鋯卧哪┒斯?jié)點(diǎn)連接到幾個(gè)特殊節(jié)點(diǎn)時(shí)就形成了樹形拓?fù)洹湫瓮負(fù)淇梢钥闯墒蔷€形拓?fù)浜托切瓮負(fù)涞慕Y(jié)合。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適合于廣播式業(yè)務(wù)，但存在瓶頸問題和光功率預(yù)算限制問題，不適用于提供雙向通信業(yè)務(wù)。圖1-14 SDH網(wǎng)的物理拓?fù)鋱D4環(huán)形將通信網(wǎng)中的所有節(jié)點(diǎn)串聯(lián)起來，而且首尾相連，沒有任何節(jié)點(diǎn)開放

14、時(shí)，就形成了環(huán)形網(wǎng)。線形網(wǎng)的首尾兩個(gè)開放節(jié)點(diǎn)相連時(shí)就變成了環(huán)形網(wǎng)。在環(huán)形網(wǎng)中，為了完成兩個(gè)非相鄰節(jié)點(diǎn)之間的連接，這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的所有節(jié)點(diǎn)都應(yīng)完成連接功能。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖畲髢?yōu)點(diǎn)是具有很高的生存性，這對(duì)現(xiàn)代大容量光纖網(wǎng)絡(luò)是至關(guān)重要的，因而環(huán)形網(wǎng)在SDH網(wǎng)中受到特殊重視。5網(wǎng)孔形將通信網(wǎng)的許多節(jié)點(diǎn)直接互連時(shí)就形成了網(wǎng)孔形拓?fù)?，如果所有的?jié)點(diǎn)都直接互連時(shí)則稱為理想網(wǎng)孔形拓?fù)洹Ｔ诜抢硐刖W(wǎng)孔形拓?fù)渲?，沒有直接相連的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間需要經(jīng)由其它節(jié)點(diǎn)的連接功能才能實(shí)現(xiàn)連接。網(wǎng)孔形結(jié)構(gòu)不受節(jié)點(diǎn)瓶頸問題和失效的影響，兩節(jié)點(diǎn)間有多種路由可選，可靠性很高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高，適用于業(yè)務(wù)量很大且分布又比較均勻的干線網(wǎng)。

15、綜上所述，所有這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都各有特點(diǎn)，在網(wǎng)中都有可能獲得不同程度的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪x擇應(yīng)考慮眾多因素，如網(wǎng)絡(luò)應(yīng)有高生存性、網(wǎng)絡(luò)配置應(yīng)當(dāng)容易、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)適于新業(yè)務(wù)的引進(jìn)等。實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，不同的網(wǎng)絡(luò)部分采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也可以不同，例如本地網(wǎng)（即接入網(wǎng)或用戶網(wǎng)）中，一般采用環(huán)形和星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，有時(shí)也采用線形拓?fù)?；在市?nèi)局間中繼網(wǎng)中，一般采用環(huán)形和線形拓?fù)?；長途網(wǎng)則主要采用網(wǎng)孔形拓?fù)?。五?時(shí)分多路復(fù)用（TDM）將許多信號(hào)按一定規(guī)律安排在同一域（時(shí)間、頻率（或波長）、空間、能量或其它域）的不同“位置”、同時(shí)沿單個(gè)承載體傳送的過程稱為復(fù)用（Multiplexing）。在發(fā)送端復(fù)用后的信號(hào)經(jīng)由信道傳輸?shù)浇邮?/p>

16、端，再分離成原來的各個(gè)單獨(dú)的信號(hào)的過程稱為去復(fù)用（De-multiplexing）。實(shí)現(xiàn)復(fù)用和去復(fù)用過程的裝置分別稱為復(fù)用器（Multiplexer）和去復(fù)用器（De-multiplexer）。復(fù)用技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于電子工程領(lǐng)域，特別是現(xiàn)代電信和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。許多信號(hào)可以被復(fù)用在長度不到1m的信道上傳輸，如在計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)總線和控制總線中，或沿長達(dá)幾千公里的距離傳輸，如在兩個(gè)國際 交換機(jī)間的路由中。復(fù)用的目的在于提高信道的利用率，增加信道容量，減小傳輸和通信設(shè)備的成本。在現(xiàn)在大容量遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)和大容量的交換系統(tǒng)中，沒有不采用某種（某些）復(fù)用方式的。i. 復(fù)用的原理和常見復(fù)用種類多路復(fù)用的基礎(chǔ)在于利

17、用信號(hào)的正交性。從數(shù)學(xué)上說，信號(hào)的正交性可表示為I= =0其中f1（x）和f2（x）為兩個(gè)具有正交性的信號(hào)。它們的正交性可以表現(xiàn)在時(shí)間、頻率、空間或能量方面，上式中的x就分別表現(xiàn)為時(shí)域、頻域、空域或能量域的一個(gè)變量。于是，就有時(shí)分多路復(fù)用（TDM）、頻分多路復(fù)用（FDM）、波分多路復(fù)用（WDM）、空分多路復(fù)用（SDM）和碼分多路復(fù)用（CDM）之分。如果時(shí)分多路復(fù)用方式用于復(fù)用數(shù)字信號(hào)，則常稱為數(shù)字復(fù)接（Digital Multiplexing），以與模擬信號(hào)（如PAM 信號(hào)）的時(shí)分多路復(fù)用相區(qū)別。如同TDM 既可用于復(fù)用數(shù)字信號(hào)又可用于復(fù)用模擬信號(hào)一樣，F(xiàn)DM 也可以用于復(fù)用模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)

18、。在現(xiàn)代光通信系統(tǒng)中，越來越多地采用波分復(fù)用（WDM），以最大限度地增大系統(tǒng)的容量。WDM 實(shí)際上也屬于FDM的一類。SDM 的目的不是提高信道的利用率，而是用多個(gè)并行的信道來提高傳輸容量和速率。顯然它可以復(fù)用模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。CDM 是一種利用擴(kuò)展頻譜技術(shù)從能量域復(fù)用信號(hào)的。它是衛(wèi)星通信和移動(dòng)通信中碼分多址（CDMA）的基礎(chǔ)。這種復(fù)用方式只能復(fù)用數(shù)字信號(hào)，而不能復(fù)用模擬信號(hào)。ii. 復(fù)用系統(tǒng)組成去復(fù)用器復(fù)用器1n復(fù)用線串行高速信號(hào)n1圖1.2.2-1 復(fù)用系統(tǒng)組成并行低速數(shù)據(jù)并行低速數(shù)據(jù)復(fù)用系統(tǒng)由復(fù)用器、復(fù)用線（Multiplexed Highway）和去復(fù)用器組成，如圖1.2.2-1所示

19、。復(fù)用器和去復(fù)用器總是成對(duì)出現(xiàn)的，也就是說復(fù)用系統(tǒng)是一種可逆系統(tǒng)。AA同步時(shí)鐘n+1 N1n N1DCBADCBAd N1a N1d N1a N11.2.2-2 四路信號(hào)復(fù)用過程示意圖BCDBCD幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸舉例 AAA變壓器發(fā)定時(shí)12 64kb/s/ 2Mb/s變換30TS16DX幀發(fā)邏輯編 碼2/4線入?yún)R總總變壓器2Mb/s出（TX） 同步定時(shí) 2Mb/s / 64Kb/s變換TS16DR 2Mb/s 時(shí)鐘提取 譯 碼 T變壓器30收邏輯12/4線出分接總變壓器2Mb/s入（RX）圖1.2.3-1 PCM30/32基群信號(hào)形成二四變換單路編/譯碼器 T2Mb/s出（TX）2Mb/s入（R

20、X）變壓器變壓器稱集中器，或智能復(fù)用器）。它采用動(dòng)態(tài)分配時(shí)隙的方法，并采用對(duì)輸入數(shù)字信息的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式。在STDM中，時(shí)隙不是固定分給某一用戶的，而只是臨時(shí)分配給有信息要進(jìn)行發(fā)送的用戶。 采用這種措施，可使其平均效率比固定時(shí)隙的TDM 高四倍。STDM廣泛用于分組交換（包括ATM 交換）中。iii. 數(shù)字復(fù)接技術(shù)前面已述，數(shù)字復(fù)接就是數(shù)字信號(hào)的時(shí)分多路復(fù)用。應(yīng)該指出，我們談?wù)摂?shù)字復(fù)接時(shí)，也應(yīng)該包含數(shù)字分接（即去復(fù)用）。它們是成對(duì)出現(xiàn)的。所以，為了簡單有時(shí)只提數(shù)字復(fù)接。首先來看30路PCM 系統(tǒng)的一次群（又稱基群）復(fù)接?；海≒rimary Group）是由30路速率為64Kb/sMb/s NR

21、Z碼變換成HDB3碼輸出，接收的HDB3碼經(jīng)譯碼成NRZ碼送入收邏輯。2.048Mb/s信令幀長125ms時(shí)隙01-151617-3031時(shí)隙長3.9ms幀同步字 極性碼 段落碼 段內(nèi)碼 話音信道 (時(shí)隙1-15和17-31) 圖1.2.3-2 30/32 PCM信號(hào)幀格式 D1D2D3D4D5D6D7D8D1D2D3D4D5D6D7D8 除了上述基群（一次群）外，還有更高階的數(shù)字復(fù)接群：二次群、三次群和四次群等。這類群的各個(gè)支路（Tributary）信號(hào)一般來自不同的晶體振蕩器所控制的信源, 傳輸網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘是允許相互獨(dú)立的，頻率的精度在給定標(biāo)稱值下可能有一個(gè)小的偏差。盡管它們有相同的標(biāo)

22、稱比特率，但卻不是精確同步的，所以稱其為準(zhǔn)同步信號(hào)。由它們所形成的數(shù)字復(fù)接群，稱為準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）。六、 PCM簡介對(duì)于時(shí)間上連續(xù)的模擬語音信號(hào)，要實(shí)現(xiàn)時(shí)分復(fù)用，就要先將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)間上離散的信號(hào)，即模擬信號(hào)數(shù)字化。PCM（Pulse Code Modulation脈沖編碼調(diào)制）就是一種常用的模擬信號(hào)數(shù)字化技術(shù)，其通信系統(tǒng)的簡單方框圖如圖1-1所示。圖1-1 PCM系統(tǒng)的方框圖如圖1-1所示，PCM通信系統(tǒng)由三部分組成：（1）發(fā)送端，包括低通濾波、抽樣、量化和編碼（即模數(shù)變換）；（2）信道部分，包括傳輸線路和再生中繼；（3）接收端，包括信號(hào)再生和數(shù)模變換，而數(shù)模變換又包括解碼和低通

23、濾波。PCM基本單元完成的信號(hào)處理過程如下：1抽樣：所謂抽樣就是每隔一定的時(shí)間間隔T，抽取模擬信號(hào)的一個(gè)瞬時(shí)浮動(dòng)值（抽樣值）。抽樣后所得的一系列在時(shí)間上離散的抽樣值稱為抽樣值序列。根據(jù)奈奎斯特抽樣定理，只要抽樣脈沖的時(shí)間間隔T1/2fm，即抽樣頻率fs2fm（fm是模擬信號(hào)的最高頻率），則抽樣后的樣值序列可以不失真地還原成原來的模擬信號(hào)。2量化：量化是將幅度連續(xù)的抽樣值，通過相應(yīng)的辦法變換為幅度離散的樣值序列，這樣就能用有限位的二進(jìn)制數(shù)字來表示信號(hào)的幅度。3編碼和解碼：編碼是將抽樣并量化后的信號(hào)幅度值變換成一組二進(jìn)制碼元。解碼是將一組二進(jìn)制碼元還原成相應(yīng)信號(hào)幅度的量化值。i. PCM30/32

24、系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)了模擬信號(hào)的PCM數(shù)字化后，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)多路終端信號(hào)的時(shí)分復(fù)用。將信道按抽樣周期T加以分割，得到的時(shí)間段稱為幀，再將幀等分成N個(gè)小時(shí)間段，每個(gè)小時(shí)間段T/N稱為時(shí)隙。在一幀內(nèi)，為每一路終端信號(hào)分配一個(gè)時(shí)隙，多路終端信號(hào)交替?zhèn)魉停蛯?shí)現(xiàn)了信道的PCM復(fù)用。根據(jù)ITU-T建議，話音信號(hào)（300Hz3400Hz）的抽樣頻率為8kHz，抽樣值量化級(jí)數(shù)為256，抽樣值編碼位數(shù)為8，所以單路話音PCM信號(hào)的傳輸速率為88k=64kbit/s。對(duì)于PCM基群（一次群），目前國際上有兩種復(fù)用制式：30/32路幀結(jié)構(gòu)和24路幀結(jié)構(gòu)。我國采用的是30/32路幀結(jié)構(gòu)，即每一幀占125s，分為32個(gè)時(shí)隙，但只傳送30路話音信息，一次復(fù)用后的基群復(fù)用速率為3264kbit/s=2048kbit/s=2.048Mbit/s，也就是我們常說的E1，用它可組成高次群，也可獨(dú)立使用，在市話電纜、長途電纜、數(shù)字微波、光纖等傳輸信道中傳輸。PCM30/32基群的具體參數(shù)和幀結(jié)構(gòu)如下：1基本特性時(shí)隙數(shù)/幀：32話路數(shù)/幀：30抽樣頻率：8k