數(shù)字通信原理1.1數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念1.1.1信息、信號(hào)及分類(lèi)1.信息的概念（1）信息的定義“用來(lái)消除不定性的東西”。（2）信息的基本特征

a.可度量性b.可識(shí)別性

c.可轉(zhuǎn)換性d.可存儲(chǔ)性

e.可處理性f.可傳遞性

g.可再生性h.可壓縮性

i.可利用性j.可共享性2.信號(hào)的感念信號(hào)是信息的載體，信息是其信號(hào)載體所攜帶的內(nèi)容。3、信號(hào)的分類(lèi)（1）根據(jù)信源發(fā)出的信息形式不同分類(lèi)語(yǔ)音信號(hào)、圖像信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)等。（2）根據(jù)信號(hào)物理參數(shù)基本特征不同分類(lèi)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)：信號(hào)強(qiáng)度隨時(shí)間連續(xù)變化。數(shù)字信號(hào)：信號(hào)強(qiáng)度的取值是離散的。連續(xù)信號(hào)離散信號(hào)模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)信源變換器

信道反變換器噪聲源

信宿圖1.4通信系統(tǒng)模型1.1.2通信系統(tǒng)的組成信息傳遞和交換的過(guò)程稱(chēng)為通信。通信系統(tǒng)模型：（1）信源：信息的發(fā)出者。（2）變換器：將信源發(fā)出的信息變換成適合在信道上傳輸?shù)男盘?hào)。（3）信道：信號(hào)的傳輸通道。（4）反變換器：與變換器的功能相反。（5）信宿：信息傳送的終點(diǎn)。（6）噪聲源：在終端和通信過(guò)過(guò)程中的噪聲的總和。信道：雙絞線(xiàn)電纜同軸電纜

光纖光纖結(jié)構(gòu)光纖種類(lèi)無(wú)線(xiàn)信道微波：300MHz~300GHz

電波傳播模式：空間波、地表面波、天波光纖的結(jié)構(gòu)：光纖的種類(lèi)：折射率、傳輸模式、材料的劃分按折射率分：階躍型光纖、漸變型光纖按傳輸模式分：?jiǎn)文９饫w、多模光纖按材料分：石英系光纖、石英芯和塑料包層光纖、多成分玻璃纖維、塑料光纖1.1.3模擬通信和數(shù)字通信1、模擬通信：信源發(fā)出的信息經(jīng)變換器變換和處理后，送往信道上的是模擬信號(hào)的通信系統(tǒng)稱(chēng)為模擬通信系統(tǒng)。2、數(shù)字通信：基本概念：信源發(fā)出的信息經(jīng)變換處理后，送往信道上的是數(shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)稱(chēng)為數(shù)字通信系統(tǒng)。數(shù)字通信系統(tǒng)構(gòu)成模型：1.2、數(shù)字通信的特點(diǎn)1、抗干擾能力強(qiáng)，無(wú)噪聲積累2、便于加密處理3、利于采用時(shí)分復(fù)用實(shí)現(xiàn)多路通信4、設(shè)備便于小型化5、占用頻帶寬1.3數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)1.3.1有效性指標(biāo)：（1）信息傳輸速率：用每秒傳輸?shù)男畔⒘縼?lái)衡量。單位：bit/s。（2）符號(hào)傳輸速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所傳輸?shù)拇a元的數(shù)目。單位：波特。信息傳輸速率和符號(hào)傳輸速率的關(guān)系：為符號(hào)傳輸速率。為信息傳輸速率。為碼元的進(jìn)制數(shù)。（3）頻帶利用率：?jiǎn)挝活l帶內(nèi)的傳輸速率。在比較不同通信系統(tǒng)的傳輸效率時(shí)，單看它們的傳輸速率是不夠的，還應(yīng)看在這樣的傳輸速率下所占的頻帶寬度。即：或：

誤碼率是多次統(tǒng)計(jì)結(jié)果的平均值，所以這里指的是平均誤碼率。誤碼率的大小由傳輸系統(tǒng)特性、信道質(zhì)量及系統(tǒng)噪聲等因素決定。2、可靠性指標(biāo)（1）誤碼率t

圖1.13信號(hào)抖動(dòng)示意圖（2）信號(hào)抖動(dòng)在數(shù)字通信系統(tǒng)中，信號(hào)的抖動(dòng)是數(shù)字信號(hào)碼相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)位置的隨機(jī)偏移，其示意圖如圖1.13所示。1.4數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展概況向著小型化、智能化方向發(fā)展向著數(shù)字處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用發(fā)展向著用戶(hù)數(shù)字化發(fā)展向著高速大容量發(fā)展

第2章語(yǔ)音信號(hào)編碼（PCM）2.1語(yǔ)聲信號(hào)編碼的基本概念2.2脈沖編碼調(diào)制（ＰＣＭ）通信系統(tǒng)的構(gòu)成181、波形編碼：對(duì)信號(hào)的波形進(jìn)行的編碼。2、參量編碼：提取語(yǔ)聲信號(hào)的一些特征參量，對(duì)其進(jìn)行的編碼。3、混合編碼：介于波形編碼和參量編碼之間的一種編碼。既在參量編碼的基礎(chǔ)上，引入了一定的波形編碼的特征，以達(dá)到改善自然度的目的。19再生中繼器

碼型正變換調(diào)制編碼量化抽樣非電/電變換信源信宿電/非電變換低通譯碼

碼型反變換解調(diào)再生中繼器噪聲A/DD/A

圖2.1PCM編解碼框圖20圖中的A/D變換包含三個(gè)部分：抽樣、量化和編碼。（1）抽樣：將模擬信號(hào)在時(shí)間上離散化的過(guò)程。（2）量化：將模擬在幅度上離散化的過(guò)程。（3）編碼：將每個(gè)量化后的樣值用一定的二進(jìn)制代碼來(lái)表示。

編碼后的數(shù)字信號(hào)攜帶的是原始信號(hào)的信息，就相當(dāng)于將模擬信號(hào)信息“調(diào)制”到了代碼上，而代碼是由信號(hào)抽樣得到的脈沖序列再量化編碼得到的，因此，稱(chēng)此數(shù)字通信為脈沖編碼調(diào)制（PCM）通信。21第二節(jié)脈沖編碼調(diào)制--------PCM一、概述脈沖編碼調(diào)制是實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)數(shù)字化的一種方式。脈沖編碼調(diào)制系統(tǒng)中的信號(hào)變換和處理過(guò)程如圖所示。傳輸抽樣量化編碼解碼濾波輸入信號(hào)輸出信號(hào)圖2.2PCM系統(tǒng)的信號(hào)處理過(guò)程22２．３抽樣的概念及分類(lèi)1、抽樣的概念連續(xù)信號(hào)在時(shí)間上的離散化的抽樣過(guò)程如圖。ttf(t)fs(t)圖2.3連續(xù)信號(hào)抽樣示意圖232、抽樣的分類(lèi)２．３．２低通型信號(hào)抽樣信號(hào)頻率，并且。

設(shè)時(shí)間連續(xù)信號(hào)，其最高截止頻率為。如果用時(shí)間間隔為的開(kāi)關(guān)信號(hào)對(duì)進(jìn)行抽樣，則就可被樣值信號(hào)來(lái)唯一的表示?；蛘哒f(shuō)，要從樣值序列無(wú)失真的恢復(fù)原時(shí)間連續(xù)信號(hào)，其抽樣頻率應(yīng)選為。這就是著名的奈奎斯特抽樣定理。

將抽樣的開(kāi)關(guān)函數(shù)用理想的單位沖擊脈沖來(lái)代替，我們來(lái)看一下抽樣以后的信號(hào)頻譜。24上式表明：一個(gè)頻帶受限的信號(hào)經(jīng)抽樣后其樣值序列的頻譜將展寬，既產(chǎn)生了一系列的上、下邊帶。也可用圖來(lái)表示。圖2.8理想抽樣值序列頻譜25對(duì)式（2.10），可以畫(huà)出與三種不同取值的情況。即、和。如圖2.9所示。從圖中可以看出，對(duì)于和的情況，兩個(gè)相鄰頻帶之間都是不產(chǎn)生重疊的，而對(duì)于的情況，兩個(gè)相鄰邊帶之間有一部分要相互重疊。因此對(duì)于前兩種情況，都可以用一個(gè)適當(dāng)?shù)牡屯V波器取出一個(gè)完整的不受干擾的原信號(hào)頻譜。語(yǔ)音信號(hào)的最高頻率限制在3400Hz，這時(shí)滿(mǎn)足抽樣定理的最低抽樣頻率應(yīng)為：Hz。為了留有一定的防衛(wèi)帶，規(guī)定的抽樣頻率為8000Hz。２．低通信號(hào)的抽樣定理一個(gè)頻帶限制在以下的連續(xù)信號(hào)，可以唯一的用間隔秒的抽樣序列來(lái)確定。26２．３．３帶通型信號(hào)的抽樣以帶通信號(hào)為例，頻帶范圍12.5~17.5kHz2728（1），即（2）既對(duì)帶通型信號(hào)抽樣時(shí)，抽樣頻率不一定要大于。抽樣頻率可以在下述的范圍內(nèi)：故：如果要求原始信號(hào)頻帶與其相鄰的頻帶相等，可有：292.4、量化量化定義及描述2.4.1、均勻量化及量化噪聲計(jì)算語(yǔ)聲信號(hào)的幅度概率分布特點(diǎn)是：幅值小時(shí)，出現(xiàn)的概率大；幅值大時(shí)出現(xiàn)的概率小，其概率密度服從指數(shù)規(guī)律?？山票硎緸椋壕鶆蛄炕匦院土炕`差特性：圖2.1730312.4.2、非均勻量化及壓縮擴(kuò)張技術(shù)1、模擬壓擴(kuò)法壓縮均勻量化編碼解碼擴(kuò)張uvvq信道發(fā)端收端vquq非均勻量化圖2.22非均勻量化實(shí)現(xiàn)框圖322.直接非均勻編解碼法

發(fā)端根據(jù)非均勻量化間隔的劃分直接將樣值編碼（非均勻編碼），在編碼過(guò)程中相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了非均勻量化，收端進(jìn)行非均勻編碼。舉例：332.4.3量化信噪比量化信噪比的定義：

為信號(hào)平均功率；為總量化噪聲功率。34

根據(jù)對(duì)語(yǔ)聲信號(hào)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)通信系統(tǒng)提出了如下要求：在信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍大于等于40dB條件下，量化信噪比不低于26dB。小信號(hào)時(shí)：大信號(hào)時(shí)：35362、非均勻量化信噪比3738(/1)A律壓縮特性

為了改善小信號(hào)的量化信噪比，通常選A=87.6。按A律壓縮特性實(shí)現(xiàn)的非均勻量化信噪比為：39（2）A律13折線(xiàn)壓擴(kuò)特性以數(shù)字電路方式實(shí)現(xiàn)的A律13折線(xiàn)：對(duì)X軸在0~1范圍內(nèi)以1/2遞減規(guī)律分成8個(gè)不均勻段，其分段點(diǎn)是1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64、1/128。對(duì)軸在0~1范圍內(nèi)以均勻分段方式分成8個(gè)均勻段，其分段點(diǎn)為：7/8、6/8、5/8、4/8、3/8、2/8、1/8。將X軸和Y軸對(duì)應(yīng)的分段在x~y平面上的相交點(diǎn)連接的的折線(xiàn)就是有8個(gè)線(xiàn)段的折線(xiàn)。如圖所示。40yx17/86/85/84/83/82/81/8011/21/41/81/161/321/641/128(8)(7)(6)(5)(4)(3)(2)(1)N=2×8×16=256均勻等分1641段號(hào)斜率1234567816161684211/21/4

計(jì)算結(jié)果表明，按1/2遞減規(guī)律進(jìn)行的非均勻分段折線(xiàn)與A=87.6的A律特性是十分逼近的。422.5、編碼與解碼2.5.1二進(jìn)制碼組及編碼的基本概念1.二進(jìn)制碼組二進(jìn)制碼組的碼位數(shù)和所能表示的數(shù)值個(gè)數(shù)N的關(guān)系可表示為：43常使用的二進(jìn)制碼組有以下3種：

·

一般二進(jìn)碼

·

格雷二進(jìn)碼

·

折疊二進(jìn)碼表2-6是以四位碼構(gòu)成的碼組為例來(lái)說(shuō)明各自特點(diǎn)（1）一般二進(jìn)碼一個(gè)碼字與其所表示數(shù)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：對(duì)于雙極性信號(hào)來(lái)說(shuō)，不如折疊二進(jìn)碼方便44（2）折疊二進(jìn)碼統(tǒng)計(jì)的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，折疊二進(jìn)碼的抗誤碼性能比一般二進(jìn)碼強(qiáng)。（3）格雷二進(jìn)碼實(shí)際應(yīng)用中多采用折疊二進(jìn)制碼。452.編碼的基本概念（1）編碼的概念編碼是將模擬信號(hào)樣值變換成對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼組。從概念上講，編碼過(guò)程可以用天平稱(chēng)量物體重量的過(guò)程來(lái)類(lèi)比。46（2）編碼的分類(lèi)線(xiàn)性編碼：具有均勻量化特性的編碼，即根據(jù)均勻量化間隔的劃分直接對(duì)樣值編碼。非線(xiàn)性編碼：具有非均勻量化特性的編碼，即根據(jù)非均勻量化間隔的劃分直接對(duì)樣值編碼。472.5.3非線(xiàn)性編碼與解碼1、A律13折線(xiàn)編碼的碼字安排

a1a2a3a4a5a6a7a8a1：極性碼。0、1。a2a3a4：段落碼。000~111。a5a6a7a8：段內(nèi)碼。0000~1111。48表2-8量化段序號(hào)電平范圍（△）段落碼a2a3a4段落起始電平IBi（△）量化間隔(△I)段內(nèi)碼對(duì)應(yīng)權(quán)值a5a6a7a881024~2048111102464512256128647512~10241105123225612864326256~512101256161286432165128~25610012886432168464~128011644321684332~6401032216842216～32001161842110～16000018421492、A律13折線(xiàn)編碼方法

PCM編碼的方法類(lèi)似于天平稱(chēng)物體重量。首先要提供一套大小不等的判定值，既各段起始電平和段內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)權(quán)值，以便與抽樣值進(jìn)行比較。a.判定值的確定規(guī)律和提供方法：（1）極性碼a1=1;a1=0;

取絕對(duì)值：50

（2）幅度碼編碼規(guī)則：判定值的確定：第一次對(duì)分點(diǎn)是128△，；第二次對(duì)分點(diǎn)是512△（a2=1)和32△(a2=0)；第三次對(duì)分點(diǎn)是：

1024△(a2=1,a3=1)、256△(a2=1,a3=0)、

64△(a2=0,a3=1)、16△(a2=0,a3=0)。51編為1碼；

編為0碼；

經(jīng)過(guò)3次比較，完成段落碼的編碼。根據(jù)段落碼編碼，確定了段落起始電平和段落的量化間隔。52段落碼判定值的確定過(guò)程53

段內(nèi)碼判定值：

段內(nèi)碼編碼：編碼：編為1碼編為0碼54b.編碼方法：例題P38

例題：假設(shè)輸入樣值，按A律13折線(xiàn)編8位碼，求具體碼字。第一次比較：，故。判定值為0。第二次比較：判定值，是1～4段和5～8段的對(duì)分點(diǎn)。，則，信號(hào)在5～8段。55第三次比較：判定值，是5～6段和7～8段的對(duì)分點(diǎn)。

則，信號(hào)在5～6段。第四次比較：判定值，是第5段和第6段的對(duì)分點(diǎn)。，則，信號(hào)在第6段。比較結(jié)果，段落碼為101，說(shuō)明信號(hào)在第6段，第6段的起始電平，量化間隔。56第5次比較：判定值，則第6次比較：判定值

，則57第7次比較：判定值

，則第8次比較：判定值，則則最后的編碼碼字為：1101101158例題2-43.碼字的對(duì)應(yīng)電平（1）編碼電平與編碼誤差編碼電平（碼字電平）編碼誤差：例題2-559（2）解碼電平與解碼誤差解碼電平：解碼誤差：例題2-6604.逐次漸進(jìn)型編碼器圖見(jiàn)P49（圖2.32）其基本電路結(jié)構(gòu)由兩大部分組成：（1）比較判決和碼形成電路（2）判定值的提供電路－－本地解碼器6162（1）碼字判決與碼形成電路極性判決全波整流比較碼形成（2）本地解碼器串并變換記憶電路

7/11變換63表2-9幅度碼B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11權(quán)值（?）10245122561286432168421線(xiàn)性碼的碼字電平可表示為：按變2.4和表2.5，7/11變換的碼字對(duì)應(yīng)關(guān)系舉例為：000101100000001011111001110011000000645、A律13折線(xiàn)解碼解碼的作用是把接收到的PCM信碼還原成解碼電平。接收到的PCM串行碼通過(guò)串/并變換記憶電路變?yōu)椴⑿写a，并由記憶電路記憶，通過(guò)7/12變換，寄存讀出和線(xiàn)性解碼網(wǎng)絡(luò)輸出相應(yīng)的PAM量化信號(hào)。6566A律13折線(xiàn)解碼器和逐次漸進(jìn)型編碼器中的本地解碼器的不同點(diǎn)如下：1、串/并變換記憶電路的輸出Mi與ai一一對(duì)應(yīng)。2、增加了極性控制部分3、數(shù)字?jǐn)U張部分由7/11變換變?yōu)?/12變換；4、寄存讀出是接收端解碼器中所特有的。67第三章語(yǔ)言信號(hào)壓縮編碼3.1語(yǔ)言信號(hào)壓縮編碼的基本概念1、語(yǔ)音壓縮編碼的概念從時(shí)間域來(lái)看，冗余信息包括：從頻率域上來(lái)看冗余信息包括：從人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)來(lái)看，冗余信息包括：2、語(yǔ)音編碼的分類(lèi)：3、語(yǔ)音質(zhì)量評(píng)價(jià)3.2自適應(yīng)差值脈沖編碼調(diào)制（ADPCM）3.2.1差值脈沖編碼調(diào)制DPCM的原理和子帶編碼1、DPCM的原理及實(shí)現(xiàn)2.子帶編碼SBC原理及實(shí)現(xiàn)子帶編碼的基本概念及工作原理（1）子帶編碼的基本概念及工作原理（2）子帶編碼的比特分配及編碼速率例題：3.2.2自適應(yīng)差值脈沖編碼調(diào)制ADPCM的原理3.2.3波形編碼標(biāo)準(zhǔn)1.ADPCM編碼標(biāo)準(zhǔn)G.7212.子帶自適應(yīng)差值脈沖編碼調(diào)制

SB-ADPCM標(biāo)準(zhǔn)G.7223.3參量編碼3.3.1參量編碼的基本原理1.語(yǔ)音形成機(jī)理2.濁音與基音3.清音4.語(yǔ)音信號(hào)產(chǎn)生模型3.3.2預(yù)測(cè)編碼LPC的基本概念

3.3.3參量編碼的聲碼器１．線(xiàn)性預(yù)測(cè)編碼ＬＰＣ聲碼器２．通道聲碼器３．共振峰聲碼器3.4混合編碼３．４．１混合編碼的基本概念合成分析ＡｂＳ方法。 ３．４．２混合編碼的編碼方法１．多脈沖線(xiàn)性預(yù)測(cè)編碼２．規(guī)則脈沖激勵(lì)線(xiàn)性預(yù)測(cè)編碼３．碼激勵(lì)線(xiàn)性預(yù)測(cè)編碼４．混合激勵(lì)線(xiàn)性預(yù)測(cè)語(yǔ)音編碼３．４．３混合編碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)３．５低速率語(yǔ)音壓縮編碼的應(yīng)用3.5.1IP電話(huà)系統(tǒng)技術(shù)簡(jiǎn)介

1.IP電話(huà)的定義

2.IP電話(huà)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

3.IP電話(huà)涉及的關(guān)鍵技術(shù)3.5.2移動(dòng)通信GSM中的語(yǔ)音壓縮編碼3.5.3第三代移動(dòng)通信中的語(yǔ)音壓縮編碼3.5.4語(yǔ)音壓縮編碼在軟交換中的應(yīng)用

第四章時(shí)分多路復(fù)用及PCM30/32路系統(tǒng)4.1時(shí)分多路復(fù)用通信

4.1.1時(shí)分多路復(fù)用的概念

1、多路復(fù)用的概念

2、時(shí)分多路復(fù)用的概念：利用各路信號(hào)在信道上占有不同的時(shí)間間隔的特征來(lái)區(qū)分各路信號(hào)。954.1.2、PCM時(shí)分多路通信系統(tǒng)的構(gòu)成以3路信號(hào)復(fù)用為例：96低通低通低通保持量化編碼解碼信道抽樣和路PAM信號(hào)PAM信號(hào)分路低通重建1路2路3路m1(t)m2(t)m3(t)m’1(t)m’2(t)m’3(t)ST1(t)ST2(t)ST3(t)圖3.3PCM時(shí)分多路復(fù)用通信系統(tǒng)的構(gòu)成97幀：抽樣時(shí)個(gè)路信號(hào)每輪一次抽樣的總時(shí)間，也就是一個(gè)抽樣周期。路時(shí)隙：和路的PAM信號(hào)每個(gè)樣值所允許的時(shí)間間隔。位時(shí)隙：1位碼元占用的時(shí)間。984.1.3時(shí)分多路復(fù)用系統(tǒng)中的位同步數(shù)字系統(tǒng)的同步是指收發(fā)兩端的設(shè)備在指定的時(shí)間協(xié)調(diào)一致的工作，也稱(chēng)為定時(shí)。位同步就是碼元同步。收端和發(fā)端要有時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一控制，這項(xiàng)任務(wù)由定時(shí)系統(tǒng)來(lái)完成。由定時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生各種定時(shí)脈沖，對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)一指揮和統(tǒng)一控制，以保證收端和發(fā)端按照相同的時(shí)間規(guī)律正常地工作。994.1.4時(shí)分多路復(fù)用系統(tǒng)中的幀同步1、幀同步的概念數(shù)字信號(hào)序列常以字或幀的方式來(lái)傳輸。為了在接收端能夠辨認(rèn)出每一幀的起始位置，在發(fā)端必須提供每幀的起始標(biāo)志。100

幀同步的目的是要求收端與發(fā)端相應(yīng)的話(huà)路在時(shí)間上要對(duì)準(zhǔn)，就是要從收到的信碼流中分辨出哪8位是一個(gè)樣值的碼子，以便正確的解碼；還要能分辨出這8位碼是哪一個(gè)話(huà)路的，以便正確分路。1012、幀同步電路的工作原理

PCM系統(tǒng)為了完成幀同步功能，在接收端還需要兩種裝置：一是同步識(shí)別標(biāo)志；二是調(diào)整裝置。同步識(shí)別標(biāo)志用來(lái)識(shí)別接收的PCM信號(hào)序列中的同步標(biāo)志碼位置；調(diào)整裝置的作用就是當(dāng)收發(fā)同步標(biāo)志碼位置不對(duì)應(yīng)時(shí)，對(duì)收端進(jìn)行調(diào)整以使其兩者位置相對(duì)應(yīng)。這些裝置統(tǒng)成為幀同步電路。首先介紹最簡(jiǎn)單的逐步移位同步方式，其原理框圖如圖：1023、對(duì)幀同步系統(tǒng)的要求以及有關(guān)問(wèn)題的討論：要求：(1)同步性能穩(wěn)定，具有一定的抗干擾能力；（2）同步識(shí)別效果好；（3）捕捉時(shí)間短；（4）構(gòu)成系統(tǒng)的電路簡(jiǎn)單。103（1）幀同步碼的選擇（2）幀同步碼的插入方式：

a.分散式插入：

b.集中式插入：104（3）幀同步碼的識(shí)別檢出方式：

a.逐位比較方式：

b.碼型檢出方式：（4）同步捕捉方式：

a.逐步移位捕捉方式

b.復(fù)位式同步方式1054.2PCM30/32路系統(tǒng)4.2.1PCM30/32路系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)根據(jù)ITU的建議，話(huà)音信號(hào)抽樣采用8kHz，抽樣周期125微秒，在125微秒內(nèi)各路抽樣值所編成的PCM信碼流順序傳送一次，這些PCM信碼所對(duì)應(yīng)的各個(gè)數(shù)字時(shí)隙有次序的組合稱(chēng)為一幀，PCM的幀周期就是125微秒。106107說(shuō)明：（1）30個(gè)話(huà)路時(shí)隙：TS1~TS15；TS17~TS31（2）幀同步時(shí)隙：TS0

偶幀TS0：發(fā)送幀同步碼，0011011

奇幀TS0：發(fā)送幀失步對(duì)告；108（3）信令與復(fù)幀同步時(shí)隙：TS16對(duì)于PCM30/32路系統(tǒng)，有下列數(shù)據(jù)：幀周期：125微秒，幀長(zhǎng)度328=256bit

路時(shí)隙：位時(shí)隙：數(shù)碼率：109信令與復(fù)幀同步時(shí)隙：TS16信令：每一路話(huà)音信號(hào)都有相應(yīng)的信令信號(hào)。信令信號(hào)的特點(diǎn)：信令信號(hào)頻率很低，其抽樣頻率取500Hz。抽樣周期=編碼：只編4位碼（實(shí)際一般只需要3位碼），所以對(duì)每個(gè)話(huà)路的信令碼，每隔16幀傳一次。結(jié)論：每一幀的TS16傳送兩個(gè)話(huà)路信令碼，這樣15個(gè)幀（F1∽F15）的TS16可以輪流傳送30個(gè)話(huà)路的信令碼。110復(fù)幀——16個(gè)幀構(gòu)成一個(gè)復(fù)幀（F0～F15）。F0幀的TS16傳送復(fù)幀同步碼和復(fù)幀失步告警碼。復(fù)幀同步碼：位于F0幀的TS16時(shí)隙中的前四位，碼型為{0000}，復(fù)幀失步對(duì)告碼：位于第6位A2復(fù)幀同步時(shí)，A2=0碼，復(fù)幀失步時(shí)，A2=1碼。第5，7，8位用于傳送其他信息，不使用時(shí)固定為“1”碼。1114.2.2PCM30/32路定時(shí)系統(tǒng)在PCM方式中，信號(hào)的處理和傳輸都是在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的。為使整個(gè)PCM系統(tǒng)正常穩(wěn)定的工作，需要設(shè)置一個(gè)“指揮部”，由他來(lái)指揮系統(tǒng)各部件的工作。定時(shí)系統(tǒng)就是完成這項(xiàng)工作的。112

定時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)字通信系統(tǒng)中所需要的各種定時(shí)脈沖，這些脈沖有：

a.供抽樣與分路用的抽樣脈沖（路脈沖）；

b.供編碼和解碼用的位脈沖；

c.供標(biāo)志信號(hào)用的復(fù)幀脈沖等；113定時(shí)系統(tǒng)包括發(fā)端定時(shí)和收端定時(shí)兩種：1、發(fā)端定時(shí)系統(tǒng)；

(1)時(shí)鐘脈沖；（2）位脈沖；（3）路脈沖；（4）路時(shí)隙和復(fù)幀脈沖；2、收端定時(shí)時(shí)鐘提取：

1141154.2.3PCM30/32路幀同步系統(tǒng)位同步解決了收端時(shí)鐘與接收信碼流之間的同頻、同相問(wèn)題。這樣就可使收到的信碼獲得正確的判決。除此之外還要完成正確的分路。為此，接收端要完成以下的功能：

a.要能從收到的信碼中，分辨出哪8位是一個(gè)抽樣值所編的碼字，以便能正確解碼；

b.還要能分辨出每一個(gè)碼字是屬于哪一路，以便正確分路。采用幀同步方法可以解決以上問(wèn)題。1161、PCM30/32路系統(tǒng)幀同步的實(shí)現(xiàn)方法：采用集中插入方式，在偶幀TS0的第2~第8位。2、前后方保護(hù)（1）前方保護(hù)：為了防止假失步；一旦出現(xiàn)幀失步，并不立即進(jìn)行調(diào)整。從第一個(gè)幀同步碼丟失起到幀同步系統(tǒng)進(jìn)入捕捉狀態(tài)為止的這段時(shí)間稱(chēng)為前方保護(hù)時(shí)間：117（2）后方保護(hù)：為了防止偽同步。從捕捉到第一個(gè)真正的同步碼到系統(tǒng)進(jìn)入同步狀態(tài)這段時(shí)間稱(chēng)為后方保護(hù)時(shí)間：

118ITU-T的建議規(guī)定n=2。即幀同步系統(tǒng)進(jìn)入捕捉狀態(tài)后在捕捉過(guò)程中，如果捕捉到的幀同步碼組具有以下規(guī)律：

①第N幀（偶幀）有幀同步碼{10011011}②第N+1幀（奇幀）無(wú)幀同步碼，而有對(duì)端告警碼

{11A111111}

③第N+2幀（偶）有幀同步碼{10011011}

則判幀同步系統(tǒng)進(jìn)入同步狀態(tài)，這時(shí)幀同步系統(tǒng)已完成同步恢復(fù)。1193、幀同步系統(tǒng)的工作原理（1）幀同步系統(tǒng)的工作流程圖圖中A表示幀同步狀態(tài)；B表示前方保護(hù)狀態(tài)；C表示捕捉狀態(tài)；D表示后方保護(hù)狀態(tài)。圖中Ps為幀同步碼標(biāo)志；Pc為收端產(chǎn)生的比較標(biāo)志。說(shuō)明如下：120Pc=Ps?Pc=Ps?Pc=Ps?

強(qiáng)制置位或移位操作

捕捉到PS?

是監(jiān)視碼？Pc=Ps?BACBD

第N幀

第N+1幀

第N+2幀

否

否

是

是

是

否

否

否

是

是

是圖3.15幀同步系統(tǒng)工作流程圖121（2）幀同步系統(tǒng)方框圖及其工作原理4、幀同步碼型與長(zhǎng)度5、幀同步系統(tǒng)性能的近似分析（1）平均失步時(shí)間（2）誤失步平均時(shí)間間隔1224.2.4PCM30/32路系統(tǒng)的構(gòu)成（P85)

123124125工作過(guò)程：·用戶(hù)的話(huà)音信號(hào)的發(fā)與收是采用二線(xiàn)制傳輸，·端機(jī)的發(fā)送支路與接收支路是分開(kāi)的，即發(fā)與收是采用四線(xiàn)制傳輸?shù)摹?26

第五章數(shù)字信號(hào)復(fù)接------PDH和SDH5.1準(zhǔn)同步數(shù)字體系PDH5.1.1數(shù)字復(fù)接的概念

1、準(zhǔn)同步數(shù)字體系PDH

根據(jù)不同的需要和不同的傳輸介質(zhì)的傳輸能力，要有不同的話(huà)路數(shù)和不同速率復(fù)接，形成一個(gè)系列，由低到高逐級(jí)復(fù)接，這就是數(shù)字復(fù)接。國(guó)際上有兩大系列的準(zhǔn)同步數(shù)字體系。P123表5-11272、PCM復(fù)用和數(shù)字復(fù)接（1）PCM復(fù)用直接將多路信號(hào)編碼復(fù)用。既將多路模擬話(huà)音信號(hào)按125微秒的周期分別進(jìn)行抽樣，然后合在一起統(tǒng)一編碼形成多路數(shù)字信號(hào)。128（2）數(shù)字復(fù)接將幾個(gè)低次群在時(shí)間的空隙上疊加合成高次群。圖5-1。圖中兩個(gè)低次群的速率完全相同，為了達(dá)到數(shù)字復(fù)接的目的，首先將各低次群的脈沖縮窄，以便留出空隙進(jìn)行復(fù)接，然后低次群（2）進(jìn)行時(shí)間位移，最后將兩個(gè)低次群合成高次群。1291303、數(shù)字復(fù)接的實(shí)現(xiàn)按位復(fù)接和按字復(fù)接。（1）按位復(fù)接：；每次復(fù)接各低次群的一位碼形成高次群。（2）按字復(fù)接：每次復(fù)接各低次群的一個(gè)碼字。1311324、數(shù)字復(fù)接的同步數(shù)字復(fù)接要解決的兩個(gè)問(wèn)題：同步和復(fù)接。5、數(shù)字復(fù)接的方法及系統(tǒng)構(gòu)成（1）數(shù)字復(fù)接的方法分為同步復(fù)接和異步復(fù)接。（2）數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)的構(gòu)成1331345.1.2同步復(fù)接和異步復(fù)接1.同步復(fù)接（1）碼速變換與恢復(fù)135（2）同步復(fù)接系統(tǒng)的構(gòu)成1362、異步復(fù)接（1）碼速調(diào)整與恢復(fù)碼速調(diào)整是利用插入一些碼元將各一次群的速率由2.048Mb/s左右統(tǒng)一調(diào)整成2112kb/s。接收端進(jìn)行碼速恢復(fù)，通過(guò)去掉插入的碼元，將各一次群的速率由2112kb/s還原成2048kb/s左右。（2）異步復(fù)接二次群的幀結(jié)構(gòu)（3）異步復(fù)接系統(tǒng)的構(gòu)成（4）復(fù)接抖動(dòng)的產(chǎn)生和抑制1371385.1.3PCM零次群和PCM高次群1、PCM零次群2、PCM子群3、PCM高次群（1）PCM三次群（2）PCM四次群（3）高次群的接口碼型1395.1.4PDH的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1405.1.5PDH的弱點(diǎn)1、只有地區(qū)性的數(shù)字信號(hào)速率和幀結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)而不存在世界性的標(biāo)準(zhǔn)。2、沒(méi)有世界性的標(biāo)準(zhǔn)光接口規(guī)范，導(dǎo)致各個(gè)廠(chǎng)家各自自行開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用光接口大量出現(xiàn)。1413、異步復(fù)用缺乏靈活性4、按位復(fù)接不利于以字節(jié)為單位的現(xiàn)代信息交換。5、網(wǎng)絡(luò)管理能力差。6、數(shù)字通道設(shè)備利用率低1425.2SDH的概念5.2.1SDH基本概念1、SDH的概念

SDH網(wǎng)是由一些SDH的網(wǎng)絡(luò)單元組成的，在光纖上進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和交叉連接的網(wǎng)絡(luò)。143包括以下幾點(diǎn)：（1）SDH網(wǎng)有全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口，從而簡(jiǎn)化了信號(hào)的互通及信號(hào)的傳輸、復(fù)用、交叉連接的過(guò)程。（2）具有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)，稱(chēng)為同步傳遞模塊，并具有一種塊狀的幀結(jié)構(gòu)。（3）具有一套特殊的復(fù)用結(jié)構(gòu)，具有兼容性和廣泛的適應(yīng)性。144（4）采用軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置，適應(yīng)不斷發(fā)展的需要。（5）具有標(biāo)準(zhǔn)的光接口，允許不同廠(chǎng)家的設(shè)備在光路互通。（6）基本網(wǎng)絡(luò)單元有終端復(fù)用器、分插復(fù)用 器、再生中繼器和數(shù)字交叉連接設(shè)備。1452、SDH的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）有全世界統(tǒng)一的數(shù)字信號(hào)速率和幀結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。（2）采用同步復(fù)用方式和靈活的復(fù)用結(jié)構(gòu)，凈負(fù)荷與網(wǎng)絡(luò)是同步的。（3）SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開(kāi)銷(xiāo)比特，因而使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理、維護(hù)能力大大增強(qiáng)。（4）將標(biāo)準(zhǔn)的光接口綜合進(jìn)各種不同的網(wǎng)絡(luò)單元，減少了將傳輸和復(fù)用分開(kāi)的需要，簡(jiǎn)化了硬件，緩解了布線(xiàn)擁擠。146（5）SDH與現(xiàn)有的PDH網(wǎng)絡(luò)完全兼容，既可兼容PDH的各種速率，同時(shí)還方便的容納各種新業(yè)務(wù)。（6）SDH的信號(hào)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)考慮了網(wǎng)絡(luò)傳輸和交換的最佳性。最核心的三條：同步復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)光接口和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理能力。147（2）SDH的缺點(diǎn)1485.2.2SDH的速率體系同步數(shù)字體系的速率同步數(shù)字體系最基本的模塊信號(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同步復(fù)用、字節(jié)間插的結(jié)果。5.2.3SDH的基本網(wǎng)絡(luò)單元1.終端復(fù)用器2.分插復(fù)用器149終端復(fù)用器和分插復(fù)用器：電源電源公務(wù)公務(wù)告警告警TMN接口TMN接口1.5263445140155Mb/s1.5

26

3445140155Mb/s圖5.22STM-1終端復(fù)用器圖5.23STM-1分插復(fù)用器STM-1終端復(fù)用器STM-1分插復(fù)用器155Mb/s155Mb/s155Mb/s1503.再生中繼器4.數(shù)字交叉連接設(shè)備SDXC1515.2.4SDH的幀結(jié)構(gòu)

1.網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口

2.SDH幀結(jié)構(gòu)采用以字節(jié)為單位的矩形塊狀的幀結(jié)構(gòu)。270×N×9。由三部分組成：段開(kāi)銷(xiāo):凈負(fù)荷:管理單元指針:1529×270×N字節(jié)SOHSOHAU-PTRSTM-N凈負(fù)荷（含POH)

9×N

261×N

270×N123456789

傳輸方向

圖5.-24SDH幀結(jié)構(gòu)1533、段開(kāi)銷(xiāo)（SOH）字節(jié)開(kāi)銷(xiāo)：段開(kāi)銷(xiāo)和通道開(kāi)銷(xiāo)。1、段開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)的安排

SOH中包括定幀信息，用于維護(hù)與性能監(jiān)視的信息及其其他操作功能。分為再生段開(kāi)銷(xiāo)和復(fù)用段開(kāi)銷(xiāo)。1542、SOH字節(jié)的功能（1）幀定位字節(jié)A1和A2A1，A2用來(lái)識(shí)別幀的起始位置。A1為11110110，A2為00101000。（2）再生段蹤跡字節(jié)J0

用來(lái)重復(fù)發(fā)送“段接入點(diǎn)識(shí)別符”，以便接收機(jī)能據(jù)此確認(rèn)其是否與指定的發(fā)射機(jī)處于持續(xù)的連接狀態(tài)。155（3）數(shù)據(jù)通信通路(DCC)D1~D12。

DCC用來(lái)構(gòu)成SDH管理網(wǎng)的傳送鏈路。D1~D3用于再生段終端之間交流OAM信息；D4~D12用于復(fù)用段交流OAM信息。（4）公務(wù)字節(jié)E1和E2

用來(lái)提供公務(wù)聯(lián)絡(luò)語(yǔ)聲通路。156（5）使用者通路F1

保留給使用者（網(wǎng)絡(luò)提供者）專(zhuān)用，主要為特定維護(hù)而提供臨時(shí)的數(shù)據(jù)/語(yǔ)聲通路連接。（6）比特間插奇偶校驗(yàn)8位碼（BIP-8)B1

用作再生段誤碼性能監(jiān)測(cè)。（7）比特間插奇偶校驗(yàn)24位碼(BIP-N×24)字節(jié)B2B2B2157(8)自動(dòng)保護(hù)倒換通路(APS)字節(jié)K1和K2(b1~b5)

兩個(gè)字節(jié)用作自動(dòng)保護(hù)倒換（APS)信令。(9)復(fù)用段遠(yuǎn)端失效指示（MS-RDI）字節(jié)K2（b6~b8）。

MS-RDI用于向發(fā)信端回送一個(gè)指示信號(hào)，表示收信端檢測(cè)到來(lái)話(huà)故障或正接收復(fù)用段告警指示信號(hào)（MS-AIS）。（10）同步狀態(tài)字節(jié)S1(b5~b8)158(11)復(fù)用段遠(yuǎn)端差錯(cuò)指使（MS-REI）M1該字節(jié)用作復(fù)用段差錯(cuò)指示。（12）與傳輸媒質(zhì)有關(guān)的字節(jié)⊿（13）備用字節(jié)Z03、簡(jiǎn)化的SOH功能接口1595.2.5SDH的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)1、SDH的一般復(fù)用映射結(jié)構(gòu)是由一些基本復(fù)用單元組成的有若干中間復(fù)用步驟的復(fù)用結(jié)構(gòu)。各種業(yè)務(wù)信號(hào)復(fù)用進(jìn)STM-N幀的過(guò)程都要經(jīng)歷映射、定位和復(fù)用三個(gè)步驟。（1）SDH的一般復(fù)用映射結(jié)構(gòu)圖160C-4C-3C-2C-12C-11VC-11VC-12VC-2VC-3VC-4AU-4AU-4

3AU-3STM-N指針處理復(fù)用定位映射AUG1NTUG-3

3

7TU-2TU-12TU-11TUG-2TU-3

1

7

4

13VC-344.736Mbit/s34.368Mbit/s6.312Mbit/s1.544Mbit/s2.048Mbit/s139.264Mbit/s161（2）、復(fù)用單元

SDH基本的復(fù)用單元包括標(biāo)準(zhǔn)容器（C)、虛容器(VC）、支路單元（TU）、支路單元組（TUG)、管理單元（AU)和管理單元組(TUG)。162（1）標(biāo)準(zhǔn)容器（C）是一種用來(lái)裝載各種速率的業(yè)務(wù)信號(hào)的信息結(jié)構(gòu)，主要完成適配功能。（2）虛容器(VC)

用來(lái)支持SDH的通道層連接的信息結(jié)構(gòu)，它由容器輸出的信息凈負(fù)荷加上通道開(kāi)銷(xiāo)(POH)組成，即：

VC-n=C-n+VC-nPOHVC的包逢速率是與SDH網(wǎng)絡(luò)同步的，因此不同的VC是互同步的。163

而VC內(nèi)部卻允許裝載來(lái)自不同容器的異步凈負(fù)荷。分為高階虛容器和低階虛容器。（3）支路單元和支路單元組支路單元是提供低階通道層和高階通道層之間適配的信息結(jié)構(gòu)。

TU-n=VC-n+TU-nPTR（4）管理單元和管理單元組管理單元提供高階通道層和復(fù)用段層之間適配的信息結(jié)構(gòu)。

AU-n=VC-n+AU-nPTR164（3）復(fù)用過(guò)程映射是一種在SDH邊界處使各支路信號(hào)適配進(jìn)虛容器的過(guò)程。定位是一種將幀偏移信息收進(jìn)支路單元或管理單元的過(guò)程。復(fù)用是以字節(jié)交錯(cuò)間插方式把TU組織進(jìn)高階VC或把AU組織進(jìn)STM-N的過(guò)程。165

我國(guó)的SDH復(fù)用映射結(jié)構(gòu)規(guī)范可有三個(gè)PDH支路信號(hào)輸入口。2、我國(guó)的SDH復(fù)用結(jié)構(gòu)166

139.264Mbit/s34.368Mbit/s2.048Mbit/sVC-4VC-3C-12C-3C-4TU-3VC-12TU-12AU-4TUG-3TUG-2AUGSTM-N1313N7指針處理復(fù)用定位標(biāo)準(zhǔn)映射167

由圖可見(jiàn)：我國(guó)的SDH復(fù)用映射結(jié)構(gòu)規(guī)范可有三個(gè)PDH支路信號(hào)輸入口。一個(gè)139.264Mit／s可被復(fù)用成一個(gè)STM-1（155.520Mbit／s）；63個(gè)2.048Mbit／s可被復(fù)用成一個(gè)STM-1；3個(gè)34.368Mbit／s也能復(fù)用成一個(gè)STM-1。1685.2.6映射是一種在SDH邊界處使支路信號(hào)適配進(jìn)虛容器的過(guò)程。1、通道開(kāi)銷(xiāo)（POH)

通道開(kāi)銷(xiāo)分為低階通道開(kāi)銷(xiāo)和高階通道開(kāi)銷(xiāo)。功能是VC通道性能監(jiān)視、維護(hù)信號(hào)和告警狀態(tài)指示。（1）高階通道開(kāi)銷(xiāo)(HPOH)

位于幀結(jié)構(gòu)的第一列的9個(gè)字節(jié)：J1，B3，C2，G1，F(xiàn)2，H4，F(xiàn)3，K3，N1。如圖5.36。169VC-4J1B3N1C2G1F2H4F3K31261HPOH的位置J1G1F2C2H4B3F3K3VC-3185N1170①通道蹤跡字節(jié)：J1

用來(lái)重復(fù)發(fā)送多階通道接入點(diǎn)識(shí)別符。這樣，通道接收端可以確認(rèn)它與預(yù)定的發(fā)送端是否處于持續(xù)的連接狀態(tài)。②通道BIP-8碼：B3高階通道誤碼監(jiān)視功能。③信號(hào)標(biāo)記字節(jié)：C2.

用來(lái)指示VC幀的復(fù)接結(jié)構(gòu)和信息凈負(fù)荷的性質(zhì)。171④通道狀態(tài)字節(jié)：G1該字節(jié)用來(lái)將通道終端的狀態(tài)和性能回傳給VC-3/VC-4。⑤通道使用者字節(jié)：F2，F(xiàn)3⑥TU位置指示字節(jié)：H4用來(lái)指示有效負(fù)荷的復(fù)幀類(lèi)別和凈負(fù)荷位置。⑦自動(dòng)保護(hù)倒換字節(jié)：K3(b1~b4)⑧網(wǎng)絡(luò)操作者字節(jié)：N1⑨備用比特：K3(b5~b8)172(2)低階通道開(kāi)銷(xiāo)（VC-1/VC-2)

由V5，J2，N2，K4組成。復(fù)幀的概念：為了適應(yīng)不同容量的凈負(fù)荷在網(wǎng)中的傳送需要，SDH允許組成若干不同的復(fù)幀形式。例如：四個(gè)C-12基本幀組成一個(gè)500s的C-12復(fù)幀，C-12復(fù)幀加上低階通道開(kāi)銷(xiāo)V5，J2，N2，K4字節(jié)便構(gòu)成VC-12復(fù)幀。173V5J2N2K41234(a)C-12復(fù)幀結(jié)構(gòu)圖5.37(b)VC-12復(fù)幀結(jié)構(gòu)12349×4-29×4-29×4-29×4-29×4-19×4-19×4-19×4-1174V5字節(jié)：為VC-1/VC-2通道提供誤塊檢測(cè)、信號(hào)標(biāo)記和通道狀態(tài)功能。②通道蹤跡字節(jié)J2：用來(lái)重復(fù)發(fā)送低階通道接入點(diǎn)識(shí)別符。③網(wǎng)絡(luò)操作者字節(jié)N2：提供低階通道的串接監(jiān)視功能。④自動(dòng)保護(hù)倒換字節(jié)K4（b1~b4)：功能與高階通道G1(b5~b7)類(lèi)似。⑤增強(qiáng)型遠(yuǎn)端缺陷指示K4(b5~b7)：⑥備用比特K4(b8)：安排將來(lái)使用。

①1752、映射過(guò)程（1）映射方式的分類(lèi)①三種映射方法●異步映射：●比特同步映射：●字節(jié)同步映射：176②兩種工作模式浮動(dòng)VC模式：鎖定TU模式：③映射方式的比較（1）139.264Mbit/s支路信號(hào)的映射采用異步映射、浮動(dòng)模式①139.264Mbit/s支路信號(hào)異步裝入C-4177

我們可以把C-4比喻成一個(gè)集裝箱，其結(jié)構(gòu)容量一定大于139.264Mbit／s，只有這樣才能進(jìn)行正碼速調(diào)整。

C-4的子幀結(jié)構(gòu)如下圖178WXYSZIIIIIIIICRRRRRRRRRRRRRROOIIIIII1132013字節(jié)=260字節(jié)C-4/125μs123456789WXYZXYYYYYXYYYXYYYXYII后12字節(jié)后12字節(jié)分別為20個(gè)字節(jié)塊的第一個(gè)字節(jié)I-信息比特O-開(kāi)銷(xiāo)比特R-固定插入非信息比特C-正碼速調(diào)整中控制比特S-正碼速調(diào)整中碼速調(diào)整位置179C-4基幀的每行為一個(gè)子幀，每個(gè)子幀為一個(gè)速率調(diào)整單元，并分成20個(gè)13字節(jié)塊。每個(gè)13字節(jié)塊的第一個(gè)字節(jié)依次分別為：W，X，Y，Y，Y，X，Y，Y，Y，X，Y，Y，Y，X，Y，Y，Y，X，Y，Z。180X字節(jié)內(nèi)含1個(gè)調(diào)整控制比特（C碼），5個(gè)固定塞入比特（R碼）和2個(gè)開(kāi)銷(xiāo)比特（O碼），由于每行有5個(gè)X字節(jié)，因此每行有5比特C碼。

Z字節(jié)內(nèi)含6個(gè)信息比特（I碼），1個(gè)調(diào)整機(jī)會(huì)比特（S碼）和1個(gè)R碼。

Y字節(jié)為固定塞入字節(jié)，含8個(gè)R碼。

W字節(jié)為信息字節(jié)，含8個(gè)信息比特。每個(gè)13字節(jié)塊的后12個(gè)字節(jié)均為信息字節(jié)W，共96個(gè)I碼。

181C4子幀=（C-4）/9=241W＋13Y＋5X＋1Z＝260（字節(jié)）

=（1934I＋S）＋5C＋130R＋10＝2080（bit）一個(gè)C-4子幀總計(jì)有8×260＝2080bit，其分配是：信息比特I：1934

固定塞入比特R：130

開(kāi)銷(xiāo)比特O：10

調(diào)整控制比特C：5

調(diào)整機(jī)會(huì)比特S：1C碼主要用來(lái)控制相應(yīng)的調(diào)整機(jī)會(huì)比特S，確定S應(yīng)作為信息比特I還是調(diào)整比特，接收機(jī)對(duì)不予理睬。182②C-4裝入VC-4在C-4的9個(gè)子幀前分別插入VC-4的通道開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)J1，B3，C2，G1，F(xiàn)2，H4，F(xiàn)3，K3，N1，就構(gòu)成了VC-4幀。J1B3C2G1F2H4F3K3N1C-49×260子幀12611260VC-49×261139.264Mb/s140.760Mb/s150.336Mb/s

圖5.39139.264Mb/s信號(hào)映射圖解183（3）2.048Mb/s支路信號(hào)的映射可采用異步映射，也可采用比特同步映射或字節(jié)同步映射。首先將2.048Mb/s的支路信號(hào)裝入四個(gè)基幀構(gòu)成的C-12復(fù)幀，1843、2.048Mbit/s支路信號(hào)（H-12）的映射對(duì)于2.048Mbit／s支路信號(hào)不論是異步映射還是同步映射，均采用復(fù)幀形式。首先將2.048Mbit／s的支路信號(hào)裝入四個(gè)基幀組成的C-12復(fù)幀，C-12基幀的結(jié)構(gòu)是9×4-2字節(jié)，C-12復(fù)幀的字節(jié)數(shù)為4×（9×4-2），其結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖2-5。在C-12復(fù)幀中加上低階通道開(kāi)銷(xiāo)（VC-lPOH）字節(jié)V5，J2，N2，K4，便構(gòu)成VC-12（復(fù)幀）185V5字節(jié)500μsR

32字節(jié)RRJ2C1C2OOOORRS2IIIIIIIN232字節(jié)31字節(jié)RK4C1C2RRRRRS132字節(jié)140字節(jié)C1C2OOOORR186當(dāng)C1C1C1=000時(shí)，表示S1是信息比特，而C1C1C1=111時(shí)，表示S1是調(diào)整比特。C2按同樣的方式控制S2比特。5.2.7定位定位是一種將幀偏移信息收進(jìn)支路單元或管理單元的過(guò)程。187

由圖可見(jiàn)，VC-12由VC-1POH加上1023（32×3×8+31×8+7）個(gè)信息比特（I），6個(gè)調(diào)整控制比特（C1，C2），2個(gè)調(diào)整機(jī)會(huì)比特（S1，S2）、8個(gè)開(kāi)銷(xiāo)通信通路比特（O）以及49個(gè)固定塞入比特（R）組成。

1882套C1和C2比特可以分別控制2個(gè)調(diào)整機(jī)會(huì)比特S1（負(fù)調(diào)整機(jī)會(huì)）和S2（正調(diào)整機(jī)會(huì)）進(jìn)行碼速調(diào)整。當(dāng)C1C1C1＝000時(shí)，表示S1是信息比特，而C1C1C1＝111時(shí)，表示S1是調(diào)整比特。C2按同樣方式控制S2比特。1892、指針的作用

SDH中指針的作用可歸結(jié)為三條：（1）當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于同步工作方式時(shí)，指針用來(lái)進(jìn)行同步信號(hào)間的相位校準(zhǔn)；（2）當(dāng)網(wǎng)絡(luò)失去同步時(shí)（即處于準(zhǔn)同步工作方式），指針用作頻率和相位校準(zhǔn)；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于異步工作方式時(shí)，指針用作頻率跟蹤校準(zhǔn)。（3）指針還可以用來(lái)容納網(wǎng)絡(luò)中的頻率抖動(dòng)和漂移。190指針調(diào)整原理及指針調(diào)整過(guò)程下面以139．264Mbit／s的PDH支路信號(hào)復(fù)用過(guò)程中在AU-4內(nèi)的指針調(diào)整、34.368Mbit/sPDH支路信號(hào)復(fù)用過(guò)程中在TU-3內(nèi)的指針調(diào)整以及2.048Mbit／s的支路信號(hào)復(fù)用過(guò)程中在TU-12內(nèi)的指針調(diào)整為例說(shuō)明指針調(diào)整原理及指針調(diào)整過(guò)程。1911、VC-4在AU-4中的定位（AU-4指針調(diào)整）（1）AU-4指針

VC-4進(jìn)入AU-4時(shí)應(yīng)加上AU-4指針，即

AU-4＝VC-4+AU-4PIRAU-4PTR由位于AU-4幀第4行第1至9列的9個(gè)字節(jié)組成，具體為：

AU-4PTR=H1YYH2H3H3H3192１、VC-4在AU-4中的定位（指針調(diào)整）（１）AU-4指針

AU-4=VC-4+AU-PTRAU-4PTR=H1YYH21*1*H3H3H3用于指針的只有H1和H2字節(jié)。指針圖案如下：H1H2H3DNNNNSSIDIIIIDDD新數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)指針類(lèi)型１０比特指針值負(fù)調(diào)整機(jī)會(huì)正調(diào)整機(jī)會(huì)193（２）指針調(diào)整原理為便于說(shuō)明問(wèn)題，將VC-4的所有字節(jié)安排在本幀的第４行到下幀的第三行。①正調(diào)整②負(fù)調(diào)整19412345678910270字節(jié)H1YYH21*1*H3H3H3H1YYH21*1*H3H3H3SOHSOHSOH000111782782782868686

12345678910111213141516bitNNNNSSIIIIIDDDDD10bit指針值圖2-17AU-4指針位置和偏移編號(hào)123456789195２、VC-12在TU-12的定位

TU-12=VC-12+TU-12PTR(1)TU-12指針

TU-12復(fù)幀結(jié)構(gòu)如圖。

V1，V2字節(jié)表示指針值，V３字節(jié)做負(fù)調(diào)整用，隨后的字節(jié)作正調(diào)整用，V4作為保留字節(jié)。196（２）TU-12指針調(diào)整原理調(diào)整原理與AU-4基本相同，唯一的區(qū)別是AU-4有３個(gè)調(diào)整字節(jié)，而TU-12只有一個(gè)調(diào)整字節(jié)。197３５字節(jié)３５字節(jié)３５字節(jié)３５字節(jié)V2V1V3V4TU-12125V5J2N2K4250375500３５字節(jié)３５字節(jié)３５字節(jié)３５字節(jié)圖5.43

TU-12復(fù)幀結(jié)構(gòu)1985.2.8復(fù)用復(fù)用是一種使多個(gè)低階通道層的信號(hào)適配進(jìn)高階通道，或者把多個(gè)高階通道層信號(hào)適配進(jìn)復(fù)用層的過(guò)程。１、TU-12復(fù)用進(jìn)TUG-2再?gòu)?fù)用進(jìn)TUG-3２、３TUG-3復(fù)用進(jìn)VC-4個(gè)３、AU-4復(fù)用進(jìn)AUG４、N個(gè)AUG復(fù)用進(jìn)STM-N199123111222333123111222333123111222333123111222333TU-12

TU-12

TU-12TUG-2(1)(2)(3)(7)1234756123475612347561234756123475612345678986圖2-21TU-12復(fù)用進(jìn)TUG-2再?gòu)?fù)用進(jìn)TUG-3200TUG-3(A)

TUG-3(B)

TUG-3(C)111868686AAAAABBBBCCCC12345678910261POH圖2-23

3個(gè)TUG-3復(fù)用進(jìn)VC-4201J1B3C2G1F2H4F3K3N1POH11261VC-4浮動(dòng)相位AU-4

H1YYH21*1*H3H3H3AU-4AUG固定相位１2611261圖2-24AU-4復(fù)用進(jìn)AUG20212N12---N12---NAUGAUGAUG11199911126126126112---N12---NSTM-NSOHSOHN9N261

圖2-25將N個(gè)AUG復(fù)用進(jìn)STM-N203５、2.048Mb/s信號(hào)的復(fù)用、定位、映射過(guò)程總結(jié)（１）映射（２）定位（３）復(fù)用（４）定位（５）復(fù)用204C-12C-12VC-12POHC-12VC-12TU-12TU-12PTRVC-12

VC-12TU-12PTRTU-12PTR

圖2-262.048Mb/s支路信號(hào)映射、定位、復(fù)用過(guò)程(a)

VC-12TUG-2

TUG-2

TUG-2TUG-32.048Mb/s2.176Mb/s2.240Mb/s2.304Mb/s6.912Mb/s49.536Mb/s37205

TUG-3

TUG-33VC-4

VC-4POHVC-4AU-4VC-4

AU-4PTRAUG

AUG

AUGSOHSTM-N150.336Mb/s150.912Mb/s150.912Mb/sN

155.520Mb/s圖2-262.048Mb/s支路信號(hào)映射、定位、復(fù)用過(guò)程(b)2065.2.9

SDH光接口、電接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)SDH光接口、電接口的定界光接口的分類(lèi)SDH光接口技術(shù)指標(biāo)SDH電接口指標(biāo)207

第6章數(shù)字信號(hào)的傳輸本章介紹數(shù)字傳輸?shù)幕纠碚?、基帶傳輸?shù)木€(xiàn)路碼型、再生中繼系統(tǒng)的有關(guān)問(wèn)題以及中繼傳輸?shù)牡男阅芊治觥?086.1數(shù)字信號(hào)基帶傳輸?shù)幕纠碚?.1.1數(shù)字信號(hào)傳輸方式1.基帶傳輸2.頻帶傳輸

6.1.2數(shù)字信號(hào)波形與功率譜209

（a）單極性全占空碼

（b）單極性半占空碼11111110100000210

（c）雙極性全占空碼

（d）雙極性半占空碼002116.1.3基帶傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)字信號(hào)基帶傳輸系統(tǒng)的基本構(gòu)成模型如圖6.4＋

發(fā)送濾波器

抽樣判決器

信道

接收濾波器噪聲212

為分析方便，通常用單位沖擊脈沖序列近似表示原始的數(shù)字信號(hào)序列。其中：是二進(jìn)制碼元（0或1），是碼元間隔。213形成濾波器識(shí)別點(diǎn)抽樣判決基帶傳輸系統(tǒng)簡(jiǎn)化模型214用單位沖擊脈沖序列代替原始數(shù)字信號(hào)序列的理由：基帶傳輸系統(tǒng)的有效傳輸頻帶

單位沖擊脈沖序列及對(duì)應(yīng)頻譜0012156.1.4數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)幕緶?zhǔn)則（無(wú)碼間干擾的條件）

P(185)2161、無(wú)碼間干擾的時(shí)域條件（本碼判決點(diǎn)）（非本碼判決點(diǎn)）

此式表示：當(dāng)?shù)闹党ū敬a判決點(diǎn)）時(shí)不為零，在其它所有非本碼判決點(diǎn)上均為零時(shí)，不會(huì)影響其它碼元的判決。217結(jié)論：對(duì)于等效成截止頻率為的理想低通網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，若數(shù)字信號(hào)以的符號(hào)速率傳輸，則在各碼元的間隔處（即的整數(shù)倍處）進(jìn)行抽樣判決，不產(chǎn)生碼間干擾，可正確識(shí)別出每一個(gè)碼元。這一信號(hào)傳輸速率與理想低通截止頻率的關(guān)心就是數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)囊粋€(gè)基本準(zhǔn)則-----奈奎斯特第一準(zhǔn)則。2186.2傳輸碼型

不同的碼型具有不同的功率譜結(jié)構(gòu)，碼型的功率譜結(jié)構(gòu)應(yīng)適合于給定信道的傳輸特性和對(duì)定時(shí)時(shí)鐘提取的要求。2196.2.1對(duì)基帶傳輸碼型的要求1、傳輸碼型的功率譜中應(yīng)不含有直流分量，同時(shí)低頻分量要盡量少；2、傳輸碼型的功率譜中高頻分量應(yīng)盡量少；3、便于定時(shí)時(shí)鐘的提??；4、傳輸碼型應(yīng)具有一定的檢測(cè)誤碼能力；5、對(duì)信源統(tǒng)計(jì)依賴(lài)性要??；6、要求碼型變換設(shè)備簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。2206.2.2常見(jiàn)的傳輸碼型1、單極性不歸零碼（NRZ)2、單極性歸零碼3、傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼（AMI)4、三階高密度雙極性碼（HDB3)5、傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼（CMI碼）編碼規(guī)則：221

單極不歸零碼（NRZ碼）碼型及其功率譜（P194）缺點(diǎn)：1、有直流成分，且信號(hào)能量大部分集中在低頻。2、提取時(shí)鐘困難。3、無(wú)檢測(cè)誤碼能力，因傳輸碼型無(wú)規(guī)律。不適合在電纜信道中傳輸。222

單極性歸零碼（RZ）碼型及功率譜（p195）不適合在電纜信道中傳輸，但設(shè)備內(nèi)部傳輸可以用。223

傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼（AMI）碼型及功率譜（P195）特點(diǎn)：1、無(wú)直流成分2、高頻成分少3、碼型功率譜中雖無(wú)時(shí)鐘頻率成分，但經(jīng)全波整流就可以得到時(shí)鐘信號(hào)。4、具有一定的檢測(cè)誤碼能力224AMI碼的缺點(diǎn)：長(zhǎng)連“0”過(guò)多不利于定時(shí)時(shí)鐘信息的提取。改進(jìn)后引入HDB3碼。225三階高密度雙極性碼（HDB3）編碼規(guī)則：1、對(duì)4連0用取代節(jié)000V和B00V代替2、取代節(jié)的安排順序：先用000V，不適用時(shí)再用B00V。取代節(jié)的安排要滿(mǎn)足以下要求：

a.取代節(jié)之間V碼交替

b.V碼要與前一個(gè)傳號(hào)碼極性相同3、傳號(hào)碼除V外要滿(mǎn)足極性交替原則。226例：二進(jìn)碼序列：10000101000001110000000001HDB3碼序列：V+-1000V-+10-1B+00V+0-1+1-1000V-B+00V+00-12276.2.3傳輸碼型的誤碼增殖6.2.4傳輸碼型特性的分析比較2286.3數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸6.3.1基帶傳輸信道特性6.3.2再生中繼系統(tǒng)的構(gòu)成1、再生中繼系統(tǒng)的構(gòu)成2、再生中繼系統(tǒng)的特點(diǎn)3、再生中繼器229再生中繼器1、均衡放大：2、定時(shí)鐘提?。?、抽樣判決與碼形成----判決再生4、再生中繼器方框圖2306.3.3再生中繼系統(tǒng)的誤碼性能誤碼率及誤碼率的累積（1）誤碼率（2）誤碼率的累積2.誤碼信噪比2316.4數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸6.4.1頻帶傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)6.4.2數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)幅（ASK）（1）ASK信號(hào)的波形及功率譜（2）數(shù)字調(diào)幅分類(lèi)（3）正交雙邊帶調(diào)制2322.數(shù)字調(diào)相（1）二相數(shù)字調(diào)相（2）四相數(shù)字調(diào)相3.數(shù)字調(diào)頻（1）2FSK信號(hào)波形（2）2FSK信號(hào)功率譜密度（3）2FSK信號(hào)的產(chǎn)生2336.4.3光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)1.光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)的組成（1）電端機(jī)（2）光端機(jī)2.光纖通信的波分復(fù)用（1）波分復(fù)用（WDM）的概念（2）（DWDM）的概念（3）DWDM的系統(tǒng)構(gòu)成（4）DWDM技術(shù)特點(diǎn)（5）DWDM工作方式2346.4.4數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)1.SDH終端復(fù)用器2.調(diào)制解調(diào)器3.微波收發(fā)信設(shè)備4.微波通道2356.4.5數(shù)字衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.5SDH傳輸網(wǎng)6.5.1SDH傳輸網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)236SDH的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有5種：（１）線(xiàn)型（２）星型（３）樹(shù)型（４）環(huán)型（５）網(wǎng)孔型2372386.5.2SDH自愈網(wǎng)自愈網(wǎng)就是無(wú)需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)就能在極短時(shí)間內(nèi)從失效的故障中自動(dòng)恢復(fù)所攜帶的業(yè)務(wù)，使用戶(hù)感覺(jué)不到網(wǎng)絡(luò)已出了故障。實(shí)現(xiàn)自愈網(wǎng)的手段多種多樣，主要采用的是線(xiàn)路保護(hù)倒換、環(huán)形網(wǎng)保護(hù)、DXC保護(hù)及混合保護(hù)。239１、線(xiàn)路保護(hù)倒換當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，由工作通道倒換到保護(hù)