通信原理与通信技术 张卫钢 第5章 数字复接与SDH.ppt

第5章数字复接与SDH5.1PCM复用与数字复接这样，对每路信号的处理时间（抽样、量化和编码）不到1μs，实际系统只有0.95μs（这种对120路话音信号直接编码复用的方法，称为PCM复用）。如果复用的信号路数再增加，比如480路，则每路信号的处理时间更短。要在如此短暂的时间内完成大路数信号的PCM复用，尤其是要完成对数压扩PCM编码，对电路及元器件的精度要求就很高，在技术上实现起来也比较困难。因此，对于一定路数的信号（比如电话），直接采用时分复用FDM是可行的，但对于大路数的信号而言，PCM复用在理论上是可行的，而实际上难以实现。那么我们自然就会提出一个问题，如何实现大路数信号的多路复用呢？或者说，如何利用分时传输提高通信系统的通信容量或线路利用率？数字复接是解决这一问题的“良方”。我们首先给出数字复接的定义：数字复接就是指将两个或多个低速数字流合并成一个高速率数字流的过程、方法或技术。它是提高线路利用率的一种有效方法，也是实现现代数字通信网的基础。比如对30路电话进行PCM复用（采用8位编码）后，通信系统的信息传输速率为8000×8×32＝2048kb/s，即形成速率2048kb/s的数字流（比特流）。现在要对120路电话进行时分复用，即把4个这样的2048kb/s的数字流合成为一个高速数字流，就必须采用数字复接技术才能完成。
5.1.2数字比特系列与复接等级
根据不同传输介质的传输能力和电路情况，在数字通信中将数字流比特率划分为不同等级，其计量基本单元为一路PCM信号的比特率8000（Hz）×8（bit）＝64kb/s（零次群）。复用设备按照给定比特率系列划分为不同的等级，在各个数字复用等级上的复用设备就是将数个低等级比特率的信号源复接成一个高等级比特率的数字信号。在国际上，CCITT为了便于国际通信的发展，推荐了两类群路比特率系列和数字复接等级。两类数字速率系列和数字复接等级如表5-1和图5-1所示。
表5―1两种数字系列速率图5―1数字复接等级示意图北美和日本采用的系列和相应数字复接等级是1.544Mb/s（基群）、6.312Mb/s（二次群）等，简称为1.5M系列。欧洲各国和我国都采用的系列和相应数字复接等级是2.048Mb/s（基群）、8.488Mb/s（二次群）等，即所谓的2M系列。
CCITT建议中大多数都是逐级复接，即采用N~（N+1）方式复接等级。比如二次群复接为三次群（N=2），三次群复接为四次群（N=3）。也有采用N~（N+2）方式复接，比如由二次群直接复接为四次群（N=2）。
采用2Mb/s基群数字速率系列和复接等级具有如下一些好处：
(1)复接性能好，对传输数字信号结构没有任何限制，即比特独立性较好；
(2)信令通道容量大；
(3)同步电路搜捕性能较好（同步码集中插入）；
(4)复接方式灵活，可采用N~（N+1）和N~（N+2）两种方式复接；
(5)2Mb/s系列的帧结构与数字交换用的帧结构是统一的，便于向数字交换统一化方向发展。
5.1.3PCM基群帧结构
从第3章中我们知道，国际上通用的PCM有两种标准，即A律与μ律PCM，其编码规则与帧结构均不相同。由于抽样频率为8000Hz，故每帧的长度应为125μs。在A律PCM基群中，一帧共有32个时间间隔，称为时隙。各个时隙从0~31顺序编号，分别记作TS0、TS1、TS2、…、TS31，其中TS1~TS15和TS17~TS31这30个路时隙用来传送30路电话信号的8位编码码组，TS0分配给帧同步，TS16专用于传送话路信令。每个路时隙包含8位码，占时3.91μs，每位码占0.488μs，一帧共含256个码元，帧结构如图5―2所示。图5―2PCM基群帧结构帧同步码组为10011011，它是每隔一帧插入TS0的固定码组，接收端识别出帧同步码组后，即可建立正确的路序。其中第一位码“1”保留作国际电话间通信用。在不传帧同步的奇数帧TS0的第2位固定为1，以避免接收端错误识别为帧同步码组。
在传送话路信令时，可以将TS16所包含的总比特率64kb／s集中起来使用，称为共路信令传送，也可以按规定的时间顺序分配给各个话路，直接传送各话路所需的信令，称为随路信令传送。
采用共路信令传送方式时，必须将16个帧构成一个更大的帧，称为复帧。复帧的重复频率为500Hz，周期2.0ms。复帧中各帧顺次编号为F0，F1，…，F15。其中F0的TS16前4位码用来传送复帧同步码组0000，F1~F15的TS16用来传送各话路的信令。每个信令用4位码组来表示，因此，每个TS16时隙可以传送两路信令．这种帧结构中每帧共有32个路时隙，但真正能用于传送电话或数据的时隙只有30路，因此有时称为30／32路基群。
采用μ律的24路基群则用另一种帧结构。每帧长193个码元，其中第1