數(shù)字通信 第4章

1、第4章 準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接PDH4.1 復(fù)接的基基概念4.2 同步復(fù)接與異步復(fù)接4.3 PCM高次群4.4 PCM零次群、子群4.1 復(fù)接的基本概念 數(shù)字復(fù)接技術(shù)就是把低次群PCM碼流變換成高次群PCM碼流的技術(shù)。 國際上主要有兩大復(fù)接體系：準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接體系PDH和同步數(shù)字復(fù)接體系SDH。4.1.1 PCM復(fù)用與數(shù)字復(fù)用1 PCM復(fù)用 基群所采用的對各路信號分別進(jìn)行抽樣、量化編碼，在這個過程中進(jìn)行合路，達(dá)到多路復(fù)用的目的。 這種對120路語聲信號直接編碼復(fù)用的方法，叫做PCM復(fù)用。2 數(shù)字復(fù)用 數(shù)字復(fù)用就是將幾個經(jīng)PCM復(fù)用后的信號（例如PCM30/32路基群）進(jìn)行時隙疊加合成，即對低次群的碼元

2、進(jìn)行壓縮，然后在時隙的空隙中疊加。 數(shù)字復(fù)用是采用數(shù)字復(fù)接的方法，即碼元合成的方法來實現(xiàn)的，所以又叫做數(shù)字復(fù)接。4.1.2 數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)的構(gòu)成1 數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)的構(gòu)成 數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)由復(fù)接器（Digital Multiplexer）和分接器（Digital Demultiplexer）兩部分組成，圖4-1 數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)方框圖 數(shù)字復(fù)接器的功能是把兩路或兩路以上的低次群數(shù)字信號，按時分復(fù)用方式，合并成一路高次群數(shù)字信號。 數(shù)字復(fù)接器主要由定時、碼速調(diào)整和復(fù)接等單元組成。 數(shù)字分接器是由同步、定時、分接和恢復(fù)等單元組成的。2 低次群數(shù)字信號的復(fù)接類型圖4-2 數(shù)碼率相同的低次群復(fù)接圖4-3 數(shù)碼率不同

3、的低次群復(fù)接 將低次群復(fù)接到高次群時，必須采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣碚{(diào)整各低次群系統(tǒng)的碼速使其同步。這種系統(tǒng)與系統(tǒng)間的同步叫做系統(tǒng)同步。 系統(tǒng)同步的方法有兩種，即同步復(fù)接和異步復(fù)接。4.1.3 數(shù)字復(fù)接方式1 數(shù)字復(fù)接方式（1） 按位復(fù)接 按位復(fù)接又叫做“比特單位復(fù)接”，用這種方法每次每個支路依次復(fù)接一位碼形成高次群。 優(yōu)點是設(shè)備簡單，要求碼速調(diào)整電路的存儲容量小，較易實現(xiàn)，（PDH）。 它的缺點是破壞了一個字節(jié)的完整性，不利于以字節(jié)為單位的信號的處理和交換。（2） 按字復(fù)接 按字復(fù)接是每次輪流復(fù)接每個支路的一個碼字，即8位碼，形成高次群。 缺點是要求緩存器有較大的存儲容量，優(yōu)點是保證了一個碼字的完整性

4、，有利于以字節(jié)為單位的信號的處理和交換。（SDH）（3） 按幀復(fù)接 按幀復(fù)接是每次輪流復(fù)接每個支路的一個幀。用得很少。2 準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接體系（PDH） 根據(jù)信號傳輸?shù)男枰?，有不同話路?shù)和不同速率的信號，由低向高逐級復(fù)接，形成一個系列（或等級），稱為數(shù)字復(fù)接系列。圖4-4 復(fù)接方式示意圖 表4-1 數(shù)字復(fù)接系列一次群（基群）二次群三次群四次群五次群日本24路1.544Mbit/s96路(244)6.312Mbit/s480路(965)32.064Mbit/s1440路(4803)97.728Mbit/s5760路(4404)397.200 Mbit/s北美24路1.544Mbit/s96路(24

5、4)6.312 Mbit/s672路(967)44.736 Mbit/s4032路(6726)274.176 Mbit/s歐洲中國30路2.048 Mbit/s120路(304)8.448 Mbit/s480路(1204)34.368 Mbit/s1920路(4804)139.264 Mbit/s7680路(19204)564.992 Mbit/s 準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接系列具有如下優(yōu)點：易于構(gòu)成通信網(wǎng)，便于支路信號的分支與插入，并且復(fù)用倍數(shù)適中（一般在35倍之間），傳輸效率較高；電視信號、可視電話信號和頻分制載波信號能與某個高次群相適應(yīng)；傳輸速率能與對稱電纜、同軸電纜、微波、波導(dǎo)和光纖等傳輸媒介的傳

6、輸容量相匹配。圖4-5 PCM復(fù)接體制4.2 同步復(fù)接與異步復(fù)接 4.2.1 同步復(fù)接技術(shù) 同步復(fù)接中雖然發(fā)送端被復(fù)接的各低次群支路信號的數(shù)碼率是完全一致的， 但復(fù)接后的數(shù)字碼序列中還要插入幀同步碼、告警碼等附加碼元， 使得信號的數(shù)碼率增加，所以在復(fù)接過程中要進(jìn)行碼速變換。 在接收端要將經(jīng)復(fù)接后的高次群信號進(jìn)行分接，取出附加碼元，并恢復(fù)各低次群支路信號的速率。圖4-6 碼速變換示意圖圖4-7 碼速恢復(fù)示意圖2同步復(fù)接二次群幀結(jié)構(gòu)圖4-8 同步復(fù)接二次群幀結(jié)構(gòu)3 同步復(fù)接系統(tǒng)的構(gòu)成圖4-9 二次群同步復(fù)接器、分接器原理框圖 復(fù)接器由定時時鐘電路、緩沖存儲器、幀同步碼產(chǎn)生電路、勤務(wù)碼產(chǎn)生電路、復(fù)接

7、合成及輸出電路組成。 分接器由再生電路、定時時鐘電路、幀同步電路、分群分接電路、緩沖存儲器及勤務(wù)碼檢出電路等組成。4.2.2 異步復(fù)接技術(shù)1 碼速調(diào)整與恢復(fù)在復(fù)接前要進(jìn)行碼速調(diào)整。 碼速調(diào)整是用插入一些碼元的方法將一次群的速率由2 048kbit/s左右統(tǒng)一調(diào)整成2 112kbit/s。（1） 正碼速調(diào)整原理 正碼速調(diào)整是指通過只插入脈沖的方法，對碼速進(jìn)行調(diào)整。圖4-10 正碼速調(diào)整電路和碼速恢復(fù)電路 碼速調(diào)整電路的主體是緩沖存儲器，此外，還有復(fù)接時鐘產(chǎn)生電路，讀、寫時鐘控制電路等。圖4-11 正碼速調(diào)整時間關(guān)系碼速恢復(fù)電路的主體是緩存器。 鎖相環(huán)的任務(wù)就是使脈沖間隔均勻化。鎖相環(huán)電路主要由鑒

8、相器、低通濾波器及壓控振蕩器VCO等部分組成。 異步復(fù)接的碼速調(diào)整和同步復(fù)接的碼速變換有根本的區(qū)別。（2）正/負(fù)碼速調(diào)整 正/負(fù)碼速調(diào)整指同時使用插入脈沖和扣除脈沖的方法對支路碼速進(jìn)行調(diào)整。圖4-12 正/負(fù)碼速調(diào)整幀結(jié)構(gòu)示意圖（3）正/0/負(fù)碼速調(diào)整4.2.3 異步復(fù)接二次群幀結(jié)構(gòu) PCM異步復(fù)接二次群是由四個PCM基群復(fù)接而成的。圖4-13 基群支路子幀碼位示意圖圖4-14- 異步復(fù)接二次群幀結(jié)構(gòu)4.2.4 二次群異步復(fù)接系統(tǒng)構(gòu)成4.2.5 復(fù)接抖動 采用正碼速調(diào)整的異步復(fù)接系統(tǒng)，在復(fù)接分接過程中會產(chǎn)生一種定時時鐘脈沖間隔不均勻的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象被稱為插入定時抖動，簡稱插入抖動。圖4-15

9、二次群異步復(fù)接系統(tǒng)構(gòu)成框圖圖4-16 扣除插入脈沖后的時鐘脈沖序列圖4-17 鎖相環(huán)方框圖圖4-18 抖動分量頻譜示意圖4.3 PCM高次群 4.3.1 PCM三次群幀結(jié)構(gòu) PCM三次群復(fù)接速率為34.368Mbit/s，有480個話路，它是由4個支路速率為8.4483010-6Mbit/s的二次群分別進(jìn)行碼速調(diào)整， 將其速率統(tǒng)一調(diào)整成8.592Mbit/s，然后按位復(fù)接成三次群的。圖4-19 異步復(fù)接三次群幀結(jié)構(gòu)圖4-20 PCM三次群異步復(fù)接設(shè)備方框圖4.3.2 PCM四次群幀結(jié)構(gòu) PCM四次群復(fù)接速率為139.264Mbit/s，有1 920個話路，它是由4個支路速率為34.368201

10、0-6Mbit/s的三次群分別進(jìn)行碼速調(diào)整， 將其速率統(tǒng)一調(diào)整成34.816Mbit/s，然后按位復(fù)接成四次群的。圖4-21 異步復(fù)接四次群幀結(jié)構(gòu) 4.3.3 PCM五次群幀結(jié)構(gòu) PCM五次群復(fù)接速率為564.922Mbit/s，有7.680個話路，它是由4個支路速率為136.2641510-6 Mbit/s的四次群分別進(jìn)行碼速調(diào)整， 將其速率統(tǒng)一調(diào)整成141.2305Mbit/s，然后按位復(fù)接成五次群的。4.3.4 PCM高次群接口碼型 表4-2 接口碼型群路等級一次群(基群)二次群三次群四次群接口速率(Mbit/s)2.0488.44834.368139.264接口碼型HDB3DCB3HD

11、B3CMI圖4-22 異步復(fù)接五次群幀結(jié)構(gòu)4.4 PCM零次群、子群通常將64kbit/s數(shù)據(jù)碼流稱為PCM零次群。 通常將速率介于64kbit/s和2048kbit/s之間的信號稱為PCM子群。4.4.1 PCM零次群 為了有效地利用PCM信道傳送低速數(shù)據(jù)，可以將多個低速數(shù)據(jù)信號復(fù)接成一個64kbit/sJP的話路通道在PCM信道中傳輸，這種方法通常稱為零次群復(fù)用。1 數(shù)據(jù)時分復(fù)用的時隙分配方式 根據(jù)時隙的長短，數(shù)據(jù)時分復(fù)用可以分為3種。（1） 比特復(fù)用TDM。（2） 字符復(fù)用TDM。（3） 數(shù)據(jù)塊復(fù)用TDM。 數(shù)據(jù)時分復(fù)用向低速信道分配時隙的方式有兩種。 時隙固定分配。 時隙按需分配。2 同步數(shù)據(jù)時分復(fù)用幀結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)時分復(fù)用方式也分為同步數(shù)據(jù)時分復(fù)用和異步數(shù)據(jù)時分復(fù)用。 同步數(shù)據(jù)時分復(fù)用是指由復(fù)用設(shè)備向各數(shù)據(jù)終端提供時鐘，即各路低速數(shù)據(jù)時鐘與TDM設(shè)備時鐘保持嚴(yán)格的同步關(guān)系，復(fù)用時只需要對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行多路化處理。 異步數(shù)據(jù)時分復(fù)用是指各路低速數(shù)據(jù)時鐘相互不同步，并且與復(fù)用設(shè)備時鐘不同步，復(fù)用時需要對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行速率適配處理。 ITU-T X.50和X.51規(guī)定，采用（6+2）和（8+2）包封格式將同步的用戶數(shù)據(jù)流復(fù)用成64kbit/s的零次群信號。圖4-23 兩種包封格式 表4-3 （62）包封組構(gòu)成F1