数字通信-第4章解析课件.ppt

1、第第4 4章章 准同步数字复接准同步数字复接PDHPDH4.1 4.1 复接的基基概念复接的基基概念4.2 4.2 同步复接与异步复接同步复接与异步复接4.3 PCM4.3 PCM高次群高次群4.4 PCM4.4 PCM零次群、子群零次群、子群4.1 4.1 复接的基本概念复接的基本概念 数字复接技术就是把低次群数字复接技术就是把低次群PCMPCM码流变换码流变换成高次群成高次群PCMPCM码流的技术。码流的技术。国际上主要有两大复接体系：准同步数国际上主要有两大复接体系：准同步数字复接体系字复接体系PDHPDH和同步数字复接体系和同步数字复接体系SDHSDH。4.1.1 PCM4.1.1 P

2、CM复用与数字复用复用与数字复用1 1 PCMPCM复用复用 基群所采用的对各路信号分别进行抽样、基群所采用的对各路信号分别进行抽样、量化编码，在这个过程中进行合路，达到多量化编码，在这个过程中进行合路，达到多路复用的目的。路复用的目的。这种对这种对120120路语声信号直接编码复用的方路语声信号直接编码复用的方法，叫做法，叫做PCMPCM复用。复用。2 2 数字复用数字复用 数字复用就是将几个经数字复用就是将几个经PCMPCM复用后的信号复用后的信号（例如（例如PCM30/32PCM30/32路基群）进行时隙叠加合成，路基群）进行时隙叠加合成，即对低次群的码元进行压缩，然后在时隙的即对低次群

3、的码元进行压缩，然后在时隙的空隙中叠加。空隙中叠加。数字复用是采用数字复接的方法，即码数字复用是采用数字复接的方法，即码元合成的方法来实现的，所以又叫做数字复元合成的方法来实现的，所以又叫做数字复接。接。4.1.2 4.1.2 数字复接系统的构成数字复接系统的构成1 1 数字复接系统的构成数字复接系统的构成 数字复接系统由复接器（数字复接系统由复接器（Digital Digital MultiplexerMultiplexer）和分接器（）和分接器（Digital Digital DemultiplexerDemultiplexer）两部分组成，）两部分组成，图图4-1 4-1 数字复接系统方

4、框图数字复接系统方框图 数字复接器的功能是把两路或两路以上数字复接器的功能是把两路或两路以上的低次群数字信号，按时分复用方式，合并的低次群数字信号，按时分复用方式，合并成一路高次群数字信号。成一路高次群数字信号。数字复接器主要由定时、码速调整和复数字复接器主要由定时、码速调整和复接等单元组成。接等单元组成。数字分接器是由同步、定时、分接和恢数字分接器是由同步、定时、分接和恢复等单元组成的。复等单元组成的。2 2 低次群数字信号的复接类型低次群数字信号的复接类型图图4-2 4-2 数码率相同的低次群复接数码率相同的低次群复接图图4-3 4-3 数码率不同的低次群复接数码率不同的低次群复接 将低次

5、群复接到高次群时，必须采将低次群复接到高次群时，必须采取适当的措施来调整各低次群系统的码取适当的措施来调整各低次群系统的码速使其同步。这种系统与系统间的同步速使其同步。这种系统与系统间的同步叫做系统同步。叫做系统同步。系统同步的方法有两种，即同步复接和系统同步的方法有两种，即同步复接和异步复接。异步复接。4.1.3 4.1.3 数字复接方式数字复接方式1 1 数字复接方式数字复接方式（1 1）按位复接按位复接 按位复接又叫做按位复接又叫做“比特单位复接比特单位复接”，用，用这种方法每次每个支路依次复接一位码形成这种方法每次每个支路依次复接一位码形成高次群。高次群。优点是设备简单，要求码速调整电

6、路的优点是设备简单，要求码速调整电路的存储容量小，较易实现，（存储容量小，较易实现，（PDHPDH）。）。它的缺点是破坏了一个字节的完整性，它的缺点是破坏了一个字节的完整性，不利于以字节为单位的信号的处理和交换。不利于以字节为单位的信号的处理和交换。（2 2）按字复接按字复接 按字复接是每次轮流复接每个支路的一按字复接是每次轮流复接每个支路的一个码字，即个码字，即8 8位码，形成高次群。位码，形成高次群。缺点是要求缓存器有较大的存储容量，优缺点是要求缓存器有较大的存储容量，优点是保证了一个码字的完整性，有利于以字点是保证了一个码字的完整性，有利于以字节为单位的信号的处理和交换。节为单位的信号的

7、处理和交换。（SDHSDH）（3 3）按帧复接按帧复接 按帧复接是每次轮流复接每个支路的一按帧复接是每次轮流复接每个支路的一个帧。用得很少。个帧。用得很少。2 2 准同步数字复接体系（准同步数字复接体系（PDHPDH）根据信号传输的需要，有不同话路数和根据信号传输的需要，有不同话路数和不同速率的信号，由低向高逐级复接，形成不同速率的信号，由低向高逐级复接，形成一个系列（或等级），称为数字复接系列。一个系列（或等级），称为数字复接系列。图图4-4 4-4 复接方式示意图复接方式示意图 表表4-1 4-1 数字复接系列数字复接系列一次群一次群（基群）（基群）二次群二次群三次群三次群四次群四次群五次

8、群五次群日本日本24路路1.544Mbit/s96路路(244)6.312Mbit/s480路路(965)32.064Mbit/s1440路路(4803)97.728Mbit/s5760路路(4404)397.200 Mbit/s北美北美24路路1.544Mbit/s96路路(244)6.312 Mbit/s672路路(967)44.736 Mbit/s4032路路(6726)274.176 Mbit/s欧洲欧洲中国中国30路路2.048 Mbit/s120路路(304)8.448 Mbit/s480路路(1204)34.368 Mbit/s1920路路(4804)139.264 Mbit/s

9、7680路路(19204)564.992 Mbit/s 准同步数字复接系列具有如下优点：准同步数字复接系列具有如下优点：易于构成通信网，便于支路信号的分支与易于构成通信网，便于支路信号的分支与插入，并且复用倍数适中（一般在插入，并且复用倍数适中（一般在3 35 5倍之倍之间），传输效率较高；间），传输效率较高；电视信号、可视电话信号和频分制载波信电视信号、可视电话信号和频分制载波信号能与某个高次群相适应；号能与某个高次群相适应；传输速率能与对称电缆、同轴电缆、微波、传输速率能与对称电缆、同轴电缆、微波、波导和光纤等传输媒介的传输容量相匹配。波导和光纤等传输媒介的传输容量相匹配。图图4-5 PC

10、M4-5 PCM复接体制复接体制4.2 4.2 同步复接与异步复接同步复接与异步复接 4.2.1 4.2.1 同步复接技术同步复接技术 同步复接中虽然发送端被复接的各低同步复接中虽然发送端被复接的各低次群支路信号的数码率是完全一致的，次群支路信号的数码率是完全一致的，但复接后的数字码序列中还要插入帧同但复接后的数字码序列中还要插入帧同步码、告警码等附加码元，步码、告警码等附加码元，使得信号的数码率增加，所以在复接过使得信号的数码率增加，所以在复接过程中要进行码速变换。程中要进行码速变换。在接收端要将经复接后的高次群信号进在接收端要将经复接后的高次群信号进行分接，取出附加码元，并恢复各低次群支行

11、分接，取出附加码元，并恢复各低次群支路信号的速率。路信号的速率。图图4-6 4-6 码速变换示意图码速变换示意图图图4-7 4-7 码速恢复示意图码速恢复示意图2 2同步复接二次群帧结构同步复接二次群帧结构图图4-8 4-8 同步复接二次群帧结构同步复接二次群帧结构3 3 同步复接系统的构成同步复接系统的构成图图4-9 4-9 二次群同步复接器、分接器原理框图二次群同步复接器、分接器原理框图 复接器由定时时钟电路、缓冲存储器、复接器由定时时钟电路、缓冲存储器、帧同步码产生电路、勤务码产生电路、复接帧同步码产生电路、勤务码产生电路、复接合成及输出电路组成。合成及输出电路组成。分接器由再生电路、定

12、时时钟电路、帧同分接器由再生电路、定时时钟电路、帧同步电路、分群分接电路、缓冲存储器及勤务步电路、分群分接电路、缓冲存储器及勤务码检出电路等组成。码检出电路等组成。4.2.2 4.2.2 异步复接技术异步复接技术1 1 码速调整与恢复码速调整与恢复在复接前要进行码速调整。在复接前要进行码速调整。码速调整是用插入一些码元的方法将一码速调整是用插入一些码元的方法将一次群的速率由次群的速率由2 048kbit/s2 048kbit/s左右统一调整成左右统一调整成2 2 112kbit/s112kbit/s。（1 1）正码速调整原理正码速调整原理 正码速调整是指通过只插入脉冲的方法，正码速调整是指通过

13、只插入脉冲的方法，对码速进行调整。对码速进行调整。图图4-10 4-10 正码速调整电路和码速恢复电路正码速调整电路和码速恢复电路 码速调整电路的主体是缓冲存储器，此码速调整电路的主体是缓冲存储器，此外，还有复接时钟产生电路，读、写时钟控外，还有复接时钟产生电路，读、写时钟控制电路等。制电路等。图图4-11 4-11 正码速调整时间关系正码速调整时间关系码速恢复电路的主体是缓存器。码速恢复电路的主体是缓存器。锁相环的任务就是使脉冲间隔均匀化。锁相环的任务就是使脉冲间隔均匀化。锁相环电路主要由鉴相器、低通滤波器及压锁相环电路主要由鉴相器、低通滤波器及压控振荡器控振荡器VCOVCO等部分组成。等部

14、分组成。异步复接的码速调整和同步复接的码速异步复接的码速调整和同步复接的码速变换有根本的区别。变换有根本的区别。（2 2）正）正/负码速调整负码速调整 正正/负码速调整指同时使用插入脉冲和扣负码速调整指同时使用插入脉冲和扣除脉冲的方法对支路码速进行调整。除脉冲的方法对支路码速进行调整。图图4-12 4-12 正正/负码速调整帧结构示意图负码速调整帧结构示意图（3 3）正）正/0/0/负码速调整负码速调整4.2.3 4.2.3 异步复接二次群帧结构异步复接二次群帧结构 PCM PCM异步复接二次群是由四个异步复接二次群是由四个PCMPCM基群复基群复接而成的。接而成的。图图4-13 4-13 基

15、群支路子帧码位示意图基群支路子帧码位示意图图图4-14-4-14-异步复接二次群帧结构异步复接二次群帧结构4.2.4 4.2.4 二次群异步复接系统构成二次群异步复接系统构成4.2.5 4.2.5 复接抖动复接抖动 采用正码速调整的异步复接系统，在采用正码速调整的异步复接系统，在复接分接过程中会产生一种定时时钟脉冲复接分接过程中会产生一种定时时钟脉冲间隔不均匀的现象。这种现象被称为插入间隔不均匀的现象。这种现象被称为插入定时抖动，简称插入抖动。定时抖动，简称插入抖动。图图4-15 4-15 二次群异步复接系统构成框图二次群异步复接系统构成框图图图4-16 4-16 扣除插入脉冲后的时钟脉冲序列

16、扣除插入脉冲后的时钟脉冲序列图图4-17 4-17 锁相环方框图锁相环方框图图图4-18 4-18 抖动分量频谱示意图抖动分量频谱示意图4.3 PCM4.3 PCM高次群高次群 4.3.1 PCM 4.3.1 PCM三次群帧结构三次群帧结构 PCM PCM三次群复接速率为三次群复接速率为34.36834.368Mbit/sMbit/s，有，有480480个话路，它是由个话路，它是由4 4个支路速个支路速率为率为8.4488.44830301010-6-6Mbit/sMbit/s的二次群分别的二次群分别进行码速调整，进行码速调整，将其速率统一调整成将其速率统一调整成8.592Mbit/s8.59

17、2Mbit/s，然后，然后按位复接成三次群的。按位复接成三次群的。图图4-19 4-19 异步复接三次群帧结构异步复接三次群帧结构图图4-20 PCM4-20 PCM三次群异步复接设备方框图三次群异步复接设备方框图4.3.2 PCM4.3.2 PCM四次群帧结构四次群帧结构 PCM PCM四次群复接速率为四次群复接速率为139.264Mbit/s139.264Mbit/s，有，有1 9201 920个话路，它是个话路，它是由由4 4个支路速率为个支路速率为34.36834.36820201010-6 6Mbit/sMbit/s的三次群分别进行码速调整，的三次群分别进行码速调整，将其速率统一调整

18、成将其速率统一调整成34.816Mbit/s34.816Mbit/s，然，然后按位复接成四次群的。后按位复接成四次群的。图图4-21 4-21 异步复接四次群帧结构异步复接四次群帧结构 4.3.3 PCM 4.3.3 PCM五次群帧结构五次群帧结构 PCM PCM五次群复接速率为五次群复接速率为564.922Mbit/s564.922Mbit/s，有有7.6807.680个话路，它是由个话路，它是由4 4个支路速率为个支路速率为136.264136.26415151010-6-6 Mbit/s Mbit/s的四次群分别进的四次群分别进行码速调整，行码速调整，将其速率统一调整成将其速率统一调整成

19、141.2305Mbit/s141.2305Mbit/s，然后按位复接成五次群的。然后按位复接成五次群的。4.3.4 PCM4.3.4 PCM高次群接口码型高次群接口码型 表表4-2 4-2 接口码型接口码型群路等级一次群(基群)二次群三次群四次群接口速率(Mbit/s)2.0488.44834.368139.264接口码型HDB3DCB3HDB3CMI图图4-22 4-22 异步复接五次群帧结构异步复接五次群帧结构4.4 PCM4.4 PCM零次群、子群零次群、子群通常将通常将6464kbit/skbit/s数据码流称为数据码流称为PCMPCM零次群。零次群。通常将速率介于通常将速率介于64

20、64kbit/skbit/s和和2 2048048kbit/skbit/s之间的信号称为之间的信号称为PCMPCM子群。子群。4.4.1 PCM4.4.1 PCM零次群零次群 为了有效地利用为了有效地利用PCMPCM信道传送低速数据，信道传送低速数据，可以将多个低速数据信号复接成一个可以将多个低速数据信号复接成一个6464kbit/skbit/sJPJP的话路通道在的话路通道在PCMPCM信道中传输，信道中传输，这种方法通常称为零次群复用。这种方法通常称为零次群复用。1 1 数据时分复用的时隙分配方式数据时分复用的时隙分配方式 根据时隙的长短，数据时分复用可以分根据时隙的长短，数据时分复用可以

21、分为为3 3种。种。（1 1）比特复用比特复用TDMTDM。（2 2）字符复用字符复用TDMTDM。（3 3）数据块复用数据块复用TDMTDM。数据时分复用向低速信道分配时隙的方式数据时分复用向低速信道分配时隙的方式有两种。有两种。时隙固定分配。时隙固定分配。时隙按需分配。时隙按需分配。2 2 同步数据时分复用帧结构同步数据时分复用帧结构 数据时分复用方式也分为同步数据时分数据时分复用方式也分为同步数据时分复用和异步数据时分复用。复用和异步数据时分复用。同步数据时分复用是指由复用设备向各同步数据时分复用是指由复用设备向各数据终端提供时钟，即各路低速数据时钟与数据终端提供时钟，即各路低速数据时钟

22、与TDMTDM设备时钟保持严格的同步关系，复用时只设备时钟保持严格的同步关系，复用时只需要对数据信号进行多路化处理。需要对数据信号进行多路化处理。异步数据时分复用是指各路低速数据时异步数据时分复用是指各路低速数据时钟相互不同步，并且与复用设备时钟不同步，钟相互不同步，并且与复用设备时钟不同步，复用时需要对数据信号进行速率适配处理。复用时需要对数据信号进行速率适配处理。ITU-T X.50 ITU-T X.50和和X.51X.51规定，采用（规定，采用（6+26+2）和）和（8+28+2）包封格式将同步的用户数据流复用成）包封格式将同步的用户数据流复用成64kbit/s64kbit/s的零次群信

23、号。的零次群信号。图图4-23 4-23 两种包封格式两种包封格式 表表4-3 4-3 （6 62 2）包封组构成）包封组构成F F1 1A A1 1A A2 2A A3 3A A4 4A A5 5A A6 6S S1 1F F2 2A A7 7A A8 8B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4S S2 2F F3 3B B5 5B B6 6B B7 7B B8 8C C1 1C C2 2S S3 3F F4 4C C3 3C C4 4C C5 5C C6 6C C7 7C C8 8S S4 4图图4-24 64kbit/s复用帧结构复用帧结构图图4-25 4-25 零次群复用方框图零次群复用方框图4.4.2 PCM4.4.2 PCM子群子群子群速率的选择因素。子群速率的选择因素。（1 1）复接速率与其他等级相配合并有一定复接速率与其他等级相配合并有一定的规则性。的规则性。（2 2）与某些业务种类相匹配，与某些业务种类相匹配，（3 3）与某些传输介质相匹配，与某些传输介质相匹配，图图4-26 PCM104-26 PCM10子群帧结构子群帧结构