2.1

數(shù)字通信系統(tǒng)模型1.數(shù)字基帶傳輸通信系統(tǒng)把原始數(shù)字信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單變換，不改變信號(hào)的頻譜特性，將其送到信道中進(jìn)行傳輸，而不需調(diào)制器/解調(diào)器的數(shù)字通信系統(tǒng)稱為數(shù)字基帶傳輸通信系統(tǒng)。數(shù)字基帶傳輸通信系統(tǒng)模型如圖2-1所示?；鶐?/p>

信號(hào)

形成

器圖2-1數(shù)字基帶傳輸通信系統(tǒng)模型接

收

濾

波

器時(shí)鐘脈沖CP抽

樣

判

決信

道信

息

源受

信

者噪聲源2.數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)在數(shù)字通信中，要處理好以下幾個(gè)問(wèn)題：第一，數(shù)字信號(hào)傳輸時(shí)，信道噪聲或干擾所造成的差錯(cuò)原則上是可以控制

的，可通過(guò)差錯(cuò)控制編碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，就需要在發(fā)送端增

加一個(gè)編碼器，相應(yīng)地，在接收端就需要一個(gè)解碼器。第二，

當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)保密通信時(shí)，可對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行“擾亂”(加密),此時(shí)在接收端必須進(jìn)行解密。第三，由于數(shù)字通信是一個(gè)接一個(gè)按一定節(jié)拍傳送數(shù)字信號(hào)的，因而接收端必須與

發(fā)送端有相同的節(jié)拍；否則，就會(huì)因收、發(fā)步調(diào)不一致而造

成混亂。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)模型一般如圖2-2所示。圖中，同步環(huán)節(jié)沒(méi)有示出，這是因?yàn)橥截灤┯谕ㄐ畔到y(tǒng)的

整個(gè)過(guò)程，在此主要強(qiáng)調(diào)信號(hào)流程的部分。噪聲源圖2-2點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)模型受

信

者解

密

器譯

碼

器解

調(diào)

器調(diào)

制

器編

碼

器加

密

器信

息

源3.模擬信號(hào)數(shù)字化傳輸通信系統(tǒng)上面講述的數(shù)字通信系統(tǒng)中，信源輸出的信號(hào)均為數(shù)字基帶信號(hào)。實(shí)際上，在日常生活中，大部分信號(hào)(如語(yǔ)音信

號(hào))為連續(xù)變化的模擬信號(hào)。那么,要實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)在數(shù)字

系統(tǒng)中的傳輸，必須在發(fā)送端將模擬信號(hào)數(shù)字化，即A/D

轉(zhuǎn)

換；在接收端則需進(jìn)行相反的轉(zhuǎn)換，即D/A

轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)模擬

信號(hào)數(shù)字化傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)模型如圖2-3所示。圖2-3

模擬信號(hào)數(shù)字化傳輸通信系統(tǒng)模型模

擬

信息源數(shù)字通

信系統(tǒng)模/數(shù)

轉(zhuǎn)換器數(shù)/模

轉(zhuǎn)換器受信者4.數(shù)字通信的主要優(yōu)、缺點(diǎn)1)數(shù)字通信的主要優(yōu)點(diǎn)(1)抗干擾、抗噪聲性能好。(2)差錯(cuò)可控。(3)易加密。(4)易與現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合2)數(shù)字通信的缺點(diǎn)(1)頻帶利用率不高。(2)需要嚴(yán)格的同步系統(tǒng)。隨著數(shù)字集成技術(shù)的發(fā)展，各種中、大規(guī)模集成器件的體積不斷減小，加上數(shù)字壓縮技術(shù)的不斷完善，數(shù)字通信設(shè)

備的體積將會(huì)越來(lái)越小。所以隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)

字通信的兩個(gè)缺點(diǎn)也顯得越來(lái)越不重要了。實(shí)踐表明，數(shù)字

通信是現(xiàn)代通信的發(fā)展方向。2.2時(shí)分多路復(fù)用(TDM)2.2.1TDM的基本原理在模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸中，抽樣定律告訴我們，

一個(gè)頻

帶限制在0～f以內(nèi)的低通模擬信號(hào)x(t)可以用時(shí)間上離散的

抽樣值來(lái)傳輸，抽樣值中包含x(t)的全部信息。當(dāng)抽樣速率

f≥2f時(shí)，可以從已抽樣的輸出信號(hào)中用一個(gè)帶寬為f≤B≤fs-f、

的理想低通濾波器不失真地恢復(fù)出原始信號(hào)。假設(shè)有N路PAM信號(hào)進(jìn)行時(shí)分多路復(fù)用，系統(tǒng)框圖如圖2-4所示。各路信號(hào)首先通過(guò)相應(yīng)的低通濾波器(LPF)變?yōu)閹?/p>

限信號(hào)，然后被送到抽樣電子開(kāi)關(guān)。電子開(kāi)關(guān)每T

秒將各路

信號(hào)依次抽樣一次，這樣N

個(gè)樣值按先后順序錯(cuò)開(kāi)插入抽樣

間隔T,之內(nèi)，最后得到的復(fù)用信號(hào)是N

個(gè)抽樣信號(hào)之和，如

圖2-4(e)所示。各路信號(hào)脈沖間隔為T(mén),

各路復(fù)用信號(hào)脈沖

間隔為T(mén)/N。

由各消息構(gòu)成單一抽樣的一組脈沖叫作一幀，一幀中相鄰兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間間隔叫作時(shí)隙，未被抽樣脈沖占用的時(shí)隙叫作保護(hù)時(shí)間。fi(1)

LPF?LPF?fi(t)f?(t)→

LPF?2LPF?f?(t):

:Hen(w):fx(t)-

LPFNNNLPFnfv(t)同步(a)TDM

系統(tǒng)框圖fi(1)0

T?2T?

3T?(b)

第1路抽樣信號(hào)4T

1圖2-4TDM系統(tǒng)框圖及波形f?(t)0

T/N

T?+(T?/N)2T,+(T,/N)(c)第2路抽樣信號(hào)0N-1π.

2N-1

T3N-11π.

5N-1π(d)

第N路抽樣信號(hào)(e)N路PAM信號(hào)TDM波形圖2-4TDM

系統(tǒng)框圖及波形2.2.2TDM信號(hào)的帶寬及相關(guān)問(wèn)題1.抽樣速率fs

、抽樣脈沖寬度t與復(fù)用路數(shù)N的關(guān)系由抽樣定理可知，抽樣速率f≥2f。

以語(yǔ)音信號(hào)x()為例，

通常取f為8kHz,

即抽樣周期T=125μs,抽樣脈沖的寬度t

要比125

μs還小。對(duì)于N

路時(shí)分復(fù)用信號(hào)，在抽樣周期T

內(nèi)要順序地插入N路抽樣脈沖，而且各脈沖間要留出一些空隙作為保護(hù)時(shí)間。若取保護(hù)時(shí)間tg和抽樣脈沖寬度t

相等，則抽樣脈沖的寬度t=T/2N

。N

越大，t

就越小，但τ不能太小，因此，時(shí)分復(fù)

用的路數(shù)也不能太多。2.信號(hào)帶寬B與路數(shù)N的關(guān)系時(shí)分復(fù)用信號(hào)的帶寬有不同的含義。

一般情況下，從信號(hào)本身具有的帶寬來(lái)考慮，TDM

信號(hào)是一個(gè)窄脈沖序列，它應(yīng)具有無(wú)窮大的帶寬，但其頻譜的主要能量集中在0～1/t以內(nèi)。因此，從傳輸主要能量的觀點(diǎn)來(lái)考慮，可得(2-1)根據(jù)抽樣定律，

一個(gè)頻帶限制在f

的信號(hào)，只要有2f個(gè)獨(dú)立的信息抽樣值，就可用帶寬B=f

的低通濾波器恢復(fù)其

原始信號(hào)。N

個(gè)頻帶都是f

的復(fù)用信號(hào)，它們的獨(dú)立對(duì)應(yīng)值

為2Nfx=Nfs。

如果將信道表示為一個(gè)理想的低通濾波器，那么為了防止組合波形丟失信息，傳輸帶寬必須滿足B

(2-2)3.時(shí)分復(fù)用信號(hào)仍然是基帶信號(hào)時(shí)分復(fù)用后得到的總和信號(hào)仍然是基帶信號(hào)，只不過(guò)這

個(gè)總和信號(hào)的脈沖速率是單路抽樣信號(hào)的N

倍，即這個(gè)信號(hào)可以通過(guò)基帶傳輸系統(tǒng)直接傳輸，也可以經(jīng)過(guò)頻帶調(diào)制后在頻帶傳輸信道中傳輸。f=Nf?

(2-3)4.時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)必須嚴(yán)格同步在TDM系統(tǒng)中，發(fā)送端的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)與接收端的分路開(kāi)關(guān)要嚴(yán)格同步，否則系統(tǒng)就會(huì)紊亂。實(shí)現(xiàn)同步的方法與脈沖

調(diào)制的方式有關(guān)。2.2.3

時(shí)分復(fù)用的PCM通信系統(tǒng)PCM

和PAM

的區(qū)別在于，PCM

要在PAM

的基礎(chǔ)上量化

和編碼，把PAM中的抽樣值量化后編為k位二進(jìn)制代碼。圖

2-5為一個(gè)只有三路PCM復(fù)用的方框圖。發(fā)定時(shí)(1)去信道量化和編碼

碼型變化Xs3(t)1路2路3路語(yǔ)音2放大和低通濾波發(fā)送端定時(shí)發(fā)定時(shí)(3)放大和低通濾波收定時(shí)(1)來(lái)自信道碼型反變換

譯碼1路2路3路2路輸出

放大和低通濾波接收端定時(shí)3路輸出

放大和低通濾波(b)

接收端方框圖圖2-5

TDM-PCM方框圖1路輸出

放大和低通濾波抽樣

Xs?(t)發(fā)定時(shí)(2)(a)發(fā)送端方框圖放大和低通濾波收定時(shí)(2)收定時(shí)(3)語(yǔ)音1語(yǔ)音3抽樣抽樣分離分離分離x?(t)x?(t)x?(t)xs?(t)2.2.4PCM

30/32路典型終端設(shè)備交換局內(nèi)，在PCM30/32路端機(jī)外加適當(dāng)?shù)氖性挸鋈胫?/p>

繼器接口，可與步進(jìn)制、縱橫制等各式交換機(jī)連接，用于市

內(nèi)或長(zhǎng)途通信。PCM30/32路端機(jī)除提供電話外，還可以通過(guò)適當(dāng)接口

傳輸數(shù)據(jù)、載波電報(bào)、書(shū)寫(xiě)電話等。上述PCM30/32路端機(jī)性能是按CCITT的有關(guān)建議設(shè)計(jì)的，其主要指標(biāo)均符合CCITT

標(biāo)準(zhǔn)。1.基本特性PCM30/32路端機(jī)的基本特性如下：(1)話路數(shù)目：30;(2)抽樣速率：8kHz;(3)壓擴(kuò)特性：13折線A律壓擴(kuò)，A=87.6,編碼位數(shù)

k=8,采用逐次比較型編碼器，其輸出為折疊二進(jìn)制碼；(4)每幀時(shí)隙數(shù)：32;(5)總的碼元速率：8×32×8000=2048kb/s。2.幀與復(fù)幀結(jié)構(gòu)幀與復(fù)幀結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2-6。1復(fù)幀等于16幀。16幀、2msF??F??F14F?532時(shí)隙256Ts.Isa第16～29話路語(yǔ)音信息時(shí)隙

第30話路

語(yǔ)音信息時(shí)隙0段

落

碼

段內(nèi)碼碼ab第1路→b第2路→圖2-6幀與復(fù)幀結(jié)構(gòu)F?5

b第15路一

第30路第1～15話路語(yǔ)音信息時(shí)隙偶幀TS?b第16路b第17路復(fù)幀定位碼組-保留給國(guó)際用(目前固定為1)F?

F?

F?

F?F?

F?

F10

F復(fù)幀對(duì)

告和備

用比特復(fù)幀定

位碼組標(biāo)志信號(hào)時(shí)隙保留給國(guó)內(nèi)用幀

對(duì)

告

碼

ATS?Ts.

TS,TS奇幀識(shí)別碼幀定位時(shí)隙F?

F?

F?奇幀TS?125μs一TSHTS,pnbit、F?F?TS.ISTS。F?F?Is,(1)時(shí)隙分配。在PCM30/32路制式中，抽樣周期為1/8000=125μs,稱為一個(gè)幀周期，即125

μs為一幀。

一幀

內(nèi)要時(shí)分復(fù)用32路，每路占用的時(shí)隙為125/32=3.9μs,稱

為1個(gè)時(shí)隙。因此一幀有32個(gè)時(shí)隙，按順序編號(hào)為T(mén)S?、TS?

、…

、TS?1°時(shí)隙的使用分配為：①TS?~TS?5

、

TS??~TS?1

為30個(gè)話路時(shí)隙；②TS?為幀同步碼、監(jiān)視碼時(shí)隙；③TS??為信令(振鈴、占線、摘機(jī)等各種標(biāo)志信號(hào))時(shí)隙。(2)話路比特的安排。每個(gè)話路時(shí)隙內(nèi)要將樣值編為8位

二元碼，每個(gè)碼元占3.9μs/8=488ns,稱為1比特，編號(hào)為

x?

~xg

。第1比特為極性碼，第2～4比特為段落碼，第5～8

比特為段內(nèi)碼。(3)TS?

時(shí)隙的比特分配。為了使收、發(fā)兩端嚴(yán)格同步，

每幀都要傳送一組特定標(biāo)志的幀同步碼組或監(jiān)視碼組，分偶

幀和奇幀傳送。幀同步碼組為“0011011”,占用偶幀TS?的第

2～8比特。第1比特供國(guó)際通信用，不使用時(shí)發(fā)送“1”碼。奇

幀比特分配的第3位為幀失步告警用，以A?表示，同步時(shí)送“0”碼，失步時(shí)送“1”碼。為避免奇幀TS?的第2～8比特出現(xiàn)

假同步碼組，第2比特規(guī)定為監(jiān)視碼，固定為“1”。第4～8比

特為國(guó)內(nèi)通信用，目前暫定為“1”。(4)TS??

時(shí)隙的比特分配。若將TS??

時(shí)隙的碼位按時(shí)間順序分配給各話路傳送信令，需要用16幀組成一個(gè)復(fù)幀，分

別用F?

、F?

、.…、F?5表示，復(fù)幀周期為2ms,

復(fù)幀頻率為500

Hz。復(fù)幀中各子幀的TS16

分配為如下：①F?幀：第1～4比特傳送復(fù)幀同步碼“0000”;第6比特

傳送復(fù)幀失步對(duì)局告警信號(hào)A?,

同步為“0”,失步為“1”;第5、7、8比特傳送“1”碼。②F?

~F?各幀的TS?6

前4比特傳送1～15話路的信令信

號(hào)，后4比特傳送16～30話路的信令信號(hào)。2.3準(zhǔn)同步數(shù)字體系(PDH)準(zhǔn)同步數(shù)字體系(PDH)有兩大系列：(1)PCM24路系列：北美、日本使用，基群速率為1.544Mb/s;(2)PCM30/32

路系列：歐洲、中國(guó)使用，基群速率為2.048

Mb/s。PDH系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要有三個(gè)：易于構(gòu)成通信網(wǎng)，便于分支與插入，具有較高的傳輸效率；可視電話、電視信號(hào)以及

頻分制信號(hào)可與高次群相適應(yīng)；可與多種傳輸媒介的傳輸容

量相匹配，如電纜、同軸電纜、微波、波導(dǎo)、光纖等。2.3.1

數(shù)字復(fù)接的概念和方法PDH

復(fù)用方法與數(shù)字復(fù)接方法是不同的。PCM

復(fù)用方法是直接將多路信號(hào)編碼復(fù)用，如基群30/32路，但不適用于高次群。高次編碼速率快，對(duì)編碼器元件精度要求高，不易實(shí)現(xiàn)，所以，

一般不采用高次群。數(shù)字復(fù)接方法是將幾個(gè)低次群在時(shí)間的空隙上疊加合成高次群

。圖2-7是數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)的方框圖。合路分接器碼速調(diào)整復(fù)接器圖2-7數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)方框圖外鐘23定時(shí)

定時(shí)恢

復(fù)分

接復(fù)

接同

步支路復(fù)接器由定時(shí)、碼速調(diào)整和同步復(fù)接單元組成；分接器由同步、定時(shí)、分接和支路碼速恢復(fù)單元組成。在圖2-7中，碼速調(diào)整單元的作用是把各準(zhǔn)同步的輸入

支路的數(shù)字信號(hào)的頻率和相位進(jìn)行調(diào)整，形成與本機(jī)定時(shí)信

號(hào)完全同步的數(shù)字信號(hào)。若輸入信號(hào)是同步的，則只需調(diào)整

相

位

。分接器定時(shí)單元產(chǎn)生的各種控制信號(hào)與復(fù)接器定時(shí)單元產(chǎn)生的各種控制信號(hào)是類(lèi)似的：同步單元從合路信號(hào)中提出

幀定時(shí)信號(hào)，再用它控制分接器定時(shí)單元；同步分接單元受

分接定時(shí)單元控制，把合路信號(hào)分解為支路數(shù)字信號(hào)；受分

接器定時(shí)單元控制的恢復(fù)單元?jiǎng)t把分解出的數(shù)字信號(hào)恢復(fù)出

來(lái)。數(shù)字復(fù)接的特點(diǎn)是復(fù)接后速率提高了，但各低次群的編

碼速率沒(méi)有變。2.3.2

同步復(fù)接與異步復(fù)接1.數(shù)字復(fù)接的實(shí)現(xiàn)1)按位復(fù)接按位復(fù)接的方法是每次復(fù)接時(shí)各低次群的一位編碼形成高次群。如圖2-8(b)是四路集群信號(hào)按位復(fù)接的示意圖。CH?

(第1路)0

0

1

0

PCM30/32

基群(1)PCM30/32

基群(2)PCM30/32基群(3)PCM30/32

基群(4)(a)

一次群(基群)PCM30/32基群(1)11110101100111100111101000011111(b)

二次群(按位復(fù)接)PCM30/32基群(1)CH?10110101110110011001110111101011(c)二次群(按字復(fù)接)圖2-8

數(shù)字復(fù)接示意圖按位復(fù)接的結(jié)果是復(fù)接后每位碼的間隔是復(fù)接前各支路的1/4,即高次群的速率提高到復(fù)接前的4倍。其特點(diǎn)是復(fù)接電路存儲(chǔ)量小，簡(jiǎn)單易行，在PDH中大量使用；不足是破壞了一個(gè)字節(jié)的完整性，不利于以字節(jié)(即

碼字)為單位的處理和交換。2)按字復(fù)接按字復(fù)接的方法是每次復(fù)接按低次群的一個(gè)碼字形成高

次群。圖2-8(c)是四路信號(hào)按字復(fù)接的示意圖。其特點(diǎn)是每

個(gè)支路都要設(shè)置緩沖存儲(chǔ)器，要求有較大的存儲(chǔ)容量，保證

一個(gè)字的完整性，有利于按字處理和交換。同步SDH中大多

采用這種方法。2.數(shù)字復(fù)接的同步數(shù)字復(fù)接同步主要解決下面兩個(gè)問(wèn)題：(1)同步：被復(fù)接的幾個(gè)低次群數(shù)碼率相同。(2)復(fù)接：不同系統(tǒng)的低次群往往數(shù)碼率不同，是因?yàn)?/p>

各晶體振蕩頻率不相同。不同步帶來(lái)的問(wèn)題是如果直接將幾個(gè)低次群進(jìn)行復(fù)接，

就會(huì)產(chǎn)生重疊和錯(cuò)位，在接收端不可能完全恢復(fù)。圖2-9是

兩路信號(hào)不同步產(chǎn)生重疊和錯(cuò)位的示意圖。重疊

錯(cuò)位圖2-9兩路信號(hào)不同步產(chǎn)生重疊和錯(cuò)位示意圖低次群(1)低次群(2)fL2慢f2

快

時(shí)延合成B'ABC

在3.同步復(fù)接同步復(fù)接是由一個(gè)高穩(wěn)定的主時(shí)鐘來(lái)控制被復(fù)接的幾個(gè)

低次群，使這幾個(gè)低次群的數(shù)碼率統(tǒng)一在主時(shí)鐘的頻率上，

可直接復(fù)接。同步復(fù)接方法的缺點(diǎn)是一旦主時(shí)鐘發(fā)生故障，

相關(guān)的通信系統(tǒng)將全部中斷，所以它只限于局部地區(qū)使用。1)碼速變換與恢復(fù)碼速變換即為使復(fù)接器、分接器正常工作，在碼流中插入附加碼，這不僅使系統(tǒng)碼速相等，而且能夠在接收端分接?！?/p>

附加碼：如對(duì)端告警碼、鄰站監(jiān)測(cè)、勤務(wù)聯(lián)系等公務(wù)

碼?！?/p>

移相：復(fù)接之前進(jìn)行延時(shí)處理。.緩沖存儲(chǔ)器：完成碼速變換和移相。下面以一次群復(fù)接成二次群為例進(jìn)行介紹，如圖2-10所

示。圖2-10碼速變換與恢復(fù)總時(shí)鐘復(fù)接器定時(shí)時(shí)鐘基群12.048

Mb/s緩沖存儲(chǔ)基群2基群3基群42.048

Mb/s2.048Mb/s2.048Mb/s緩沖存儲(chǔ)緩沖存儲(chǔ)緩沖存儲(chǔ)緩沖存儲(chǔ)復(fù)接合成及輸出電路二次群信碼出8.448Mb/s緩沖存儲(chǔ)圖2-11同步復(fù)接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(發(fā)送部分)同步復(fù)接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(發(fā)送部分)如圖2-11所示。同步復(fù)接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(接收部分)如圖2-12所示。定時(shí)時(shí)鐘幀同步公務(wù)碼檢出控制圖2-12同步復(fù)接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(接收部分)基群1(2.048Mb/s)基群2(2.048Mb/s)基群3(2.048Mb/s)基群4(2.048Mb/s)緩沖存儲(chǔ)緩沖存儲(chǔ)緩沖存儲(chǔ)緩沖存儲(chǔ)二次群信碼入8.448

Mb/s分

群

分

接再生(1)復(fù)接端的作用：時(shí)鐘一致，支路時(shí)鐘、復(fù)接時(shí)鐘來(lái)自同一時(shí)鐘源；各支路碼率嚴(yán)格相等(2048kb/s);緩沖存儲(chǔ)

器完成各支路的碼速變換；復(fù)接合成完成各支路合路并在所

留空位插入附加碼(包括幀同步碼)。(2)分接端的作用：時(shí)鐘從碼流中提取，產(chǎn)生復(fù)接定時(shí)；

幀同步保證收、發(fā)間步調(diào)一致；分群分接分開(kāi)4個(gè)支路信號(hào)，

并檢出公務(wù)碼；緩沖存儲(chǔ)器扣除各自支路附加碼，恢復(fù)原信

號(hào)。15.6μsN?N?N?N?N?N?N?N?125μsN?:

1

10

1

a1

b?C1d?N2:α1

a2

α?

α4

a33

b33

C33

d33N?:Ao1

Ao2

Ao3

Ao4

a65b?5

C65

d65N?:a1

a?a?

a4

a97

b97

C97

d97N?

:

0

0

1

0a129

b129

C129

d129N?:

a1

a?

α?

a4

a161b161

C161

d161N?:β1β?β?β?a193

b193

C193

d?93…

·………………a32

b?2

C32

d32

a64

b?4

C64

d64

a96

b96

C96

d96

a128

b?28

C128

d128

a160

b160

C160d160

a192

b192

C192d192

a221

b?21

C22d1221N?:a?a2

a?α4

a225

b225

C225

d225

…a256

b?56

C256

d256圖2-13同步二次群的幀結(jié)構(gòu)2)同步二次群的幀結(jié)構(gòu)同步二次群的幀結(jié)構(gòu)如圖2-13所示。4.異步復(fù)接由于各低次群使用自己的時(shí)鐘，且各時(shí)鐘不一致，因此

各低次群的數(shù)碼率不完全相同(不同步),需要調(diào)整碼速使它

們同步后再進(jìn)行復(fù)接。PDH大多采用這種復(fù)接方法。圖2-14

是異步復(fù)接與分解示意圖。高次群高次群分接器外時(shí)鐘定時(shí)

定時(shí)復(fù)

接器

接復(fù)碼速調(diào)整圖2-14

異步復(fù)接與分解示意圖(1)

(2)

(3)

(4)(1)

(2)

(3)

(4)低

次

群低

次

群分

接恢

復(fù)同

步其

中

：(1)數(shù)字復(fù)接器：把4個(gè)低次群(支路)合成一個(gè)高次群。(2)數(shù)字復(fù)接器組成：定時(shí)單元—提供統(tǒng)一的時(shí)鐘給設(shè)

備；碼速調(diào)整單元—使各支路碼速一致，即同步(分別調(diào)整);

復(fù)接單元—將低次群合成高次群。(3)數(shù)字分接器：把高次群分解成原來(lái)的低次群。(4)數(shù)字分接器組成：定時(shí)單元—從接收信號(hào)中提?。煌絾卧狗纸悠鲿r(shí)鐘與復(fù)接器基準(zhǔn)時(shí)鐘同頻、同相，達(dá)

到同步；分接單元—將合路的高次群分離成同步支路信號(hào)；

恢復(fù)單元—恢復(fù)各支路信號(hào)為原來(lái)的低次群。采用正碼速調(diào)整與恢復(fù)將2048kb/s調(diào)整為2112kb/s的原理圖如圖2-15所示，其過(guò)程說(shuō)明如下：碼速調(diào)整裝置用于各支路單獨(dú)調(diào)整，將準(zhǔn)同步碼流變成

同步碼流。準(zhǔn)同步碼流是標(biāo)稱數(shù)碼率相同、瞬時(shí)數(shù)碼率不同的碼流。

緩沖存儲(chǔ)器是碼速調(diào)整的主體。f是寫(xiě)入脈沖的頻率，與輸入支路的數(shù)碼率相等。fm是讀出脈沖的頻率，與緩存器支路信碼輸出速率相等。

因?yàn)槭钦a速，所以fm>f1。復(fù)接過(guò)程：f

送相位比較器(與fm

比較，fm

起始滯后一個(gè)周期);

fm復(fù)接脈沖送扣除電路(扣與不扣由插入請(qǐng)求決定，請(qǐng)求時(shí)扣，不請(qǐng)求時(shí)則不扣),已扣的fm

復(fù)接脈沖送相位比

較器(與f比較),且作為讀出脈沖；緩存器輸出的fm碼流有

空閑(扣除造成),防止空讀；插入請(qǐng)求使標(biāo)志信號(hào)合成插入；

合成電路將fm和標(biāo)志信號(hào)合在一起。分接后的支路信號(hào)寫(xiě)入脈沖扣除fm復(fù)接脈沖(未扣)復(fù)接脈沖扣除

fmfm讀出脈沖(已扣)fm支路信碼出f讀出脈沖f圖2-15正碼速調(diào)整與恢復(fù)(a)

復(fù)接端

(b)

分接端f寫(xiě)入L

脈沖ffm寫(xiě)入脈沖緩

存

器相

位

比

較合

成

標(biāo)

志

信

號(hào)標(biāo)志

信號(hào)

檢出支路信碼入壓控振蕩器讀出脈沖插

入

請(qǐng)

求緩

存

器鑒

相

器V.C.O相位比較器在f

和fm相位幾乎相同時(shí)，有輸出。碼速恢復(fù)裝置用于將分接后的每一個(gè)同步碼流恢復(fù)成原來(lái)的支路碼流?；謴?fù)過(guò)程：標(biāo)志信號(hào)檢出單元有信號(hào)輸出時(shí)，寫(xiě)入脈沖

扣除扣除1bit;扣除的寫(xiě)入脈沖通過(guò)緩存器將與輸入的支路

信號(hào)fm合并輸出，恢復(fù)支路信碼f。5.碼速調(diào)整異步復(fù)接中的碼速調(diào)整技術(shù)可分為正碼速調(diào)整、正/負(fù)

碼速調(diào)整和正/零/負(fù)碼速調(diào)整三種，其中正碼速調(diào)整應(yīng)用最

為普遍。正碼速調(diào)整的含義是使調(diào)整以后的速率比任一支路

可能出現(xiàn)的最高速率還要高。例如，二次群碼速調(diào)整后每一

支路速率均為2112kb/s,而一次群調(diào)整前的速率在2048kb/s

上下波動(dòng)，但不會(huì)超過(guò)2112

kb/s。正碼速調(diào)整的具體實(shí)施總是按規(guī)定的幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行的。例如PCM

二次群異步復(fù)接時(shí)就是按圖2-16所示的幀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。

圖2-16(a)是復(fù)接前各支路進(jìn)行碼速調(diào)整的幀結(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)為212bit,

共分成4組，每組都是53

bit,

第

I組的前3個(gè)比特F??

、F??

、F?3

用于幀同步和管理控制，后3組的第一個(gè)比特C?

1、C?2、C?3

作為碼速調(diào)整控制比特，第IV組第2比特V1

作

為碼速調(diào)整比特。C13C23C33

C43

V?V?

V?

V?52×4=208

bit51×4=204bit(b)二次群幀結(jié)構(gòu)圖2-16異步復(fù)接二次群幀結(jié)構(gòu)212bitI組53bitⅡ組53

bitⅢ組53bitIV組53

bit1234…5354…106107…159160161…212警用信息碼插入標(biāo)

志碼信息碼插

入標(biāo)

志碼12…10111213…212213214215216217…424425426427428F?F21

F23

F33

F43

C11

C21

C?1

C41

C12

C22

C32C4250×4=200bit52×4=208bit信息碼插入標(biāo)志碼

碼速調(diào)整

信息碼F?F??F??

—

——

C?

C??

C1?V?信息碼50bit信息碼52bit信息碼52bit信息碼51bit(a)

基群支路插入碼及信息碼分配用插入碼429…636637638639640641642643644645…848備告幀同步通過(guò)圖2-17中的比較器可以做到緩存器快要讀空時(shí)發(fā)出一條指令，命令2112kHz

時(shí)鐘停讀一次，使緩存器中的存儲(chǔ)

量增加，而這一次停讀就相當(dāng)于使圖2-16(a)的V?比特位置沒(méi)

有置入信碼，而只是一位作為碼速調(diào)整的比特。圖2-16(a)幀

結(jié)構(gòu)的意義就是每212

bit就比相一次，即作一次是否需要調(diào)

整的判決。若判決結(jié)果需要停讀，則V?

是調(diào)整比特；若不

需要停讀，則V?

仍然是信碼。這樣就把在2048kb/s上下波動(dòng)

的支路碼流都變成了同步的2112kb/s

碼流。比相fm>fi停讀指令圖2-17正碼速調(diào)整原理fm2112

kHz輸出支路碼流支路信碼入寫(xiě)入時(shí)鐘2048

kHzfi緩存器讀出時(shí)鐘讀時(shí)鐘控制在復(fù)接器中，每個(gè)支路都要經(jīng)過(guò)正碼速的調(diào)整。由于各支路的讀出時(shí)鐘都是由復(fù)接器提供的同一時(shí)鐘2112kHz,

所

以經(jīng)過(guò)調(diào)整，4個(gè)支路的瞬時(shí)數(shù)碼率都會(huì)相同，即均為2112

kb/s,故一個(gè)復(fù)接幀長(zhǎng)為848bit,其幀結(jié)構(gòu)如圖2-16(b)所

示

。圖2-16(b)是由圖2-16(a)所示的4個(gè)支路比特流按比特復(fù)接的方法復(fù)接起來(lái)而得到的。所謂按比特復(fù)接，就是將復(fù)接

開(kāi)關(guān)每旋轉(zhuǎn)一周，就在各支路取出一個(gè)比特。也有按字復(fù)接

的，即開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)一周，在各支路上取出一字節(jié)。從原理上講，要識(shí)別V?

是信碼還是調(diào)整比特，只要1位碼就夠了。這里用3位碼，主要是為了提高可靠性。如果用1位碼，這位碼傳錯(cuò)了，就會(huì)導(dǎo)致對(duì)V?

的錯(cuò)誤處置。例如用“1”表示有調(diào)整，“0”表示無(wú)調(diào)整，經(jīng)過(guò)傳輸，若“1”錯(cuò)成“0”,就會(huì)把調(diào)整比特錯(cuò)當(dāng)成信碼；反之，若“0”錯(cuò)成“1”,就會(huì)把

信碼錯(cuò)當(dāng)成調(diào)整比特而舍棄?，F(xiàn)在用3位碼，采用大數(shù)判決，

即“1”的個(gè)數(shù)比“0”多時(shí)認(rèn)定是3個(gè)“1”碼；反之，則認(rèn)定是3

個(gè)“0”碼。這樣，即使傳輸中錯(cuò)一位碼，也能正確判別V?。在大容量通信系統(tǒng)中，高次群失步必然引起低次群的失步。所以為了使系統(tǒng)能可靠工作，四次群異步復(fù)接調(diào)整控制

比特C;為5個(gè)，五次群的C,為6個(gè)(二、三次群都是3個(gè)比特)。

這樣安排，可使因誤碼而導(dǎo)致對(duì)V?比特的錯(cuò)誤處理的概率更小，從而保證大容量通信系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠工作。2.3.3PCM高次群1.PCM

三次群PCM三次群的總話路數(shù)為120×4=480個(gè)，速率為34.368

Mb/s。三次群復(fù)接過(guò)程：(1)將4個(gè)標(biāo)稱速率8448kb/s轉(zhuǎn)換為8592

kb/s;(2)再?gòu)?fù)接成三次群。PCM

三次群幀結(jié)構(gòu)如圖2-18所示。幀同步碼2

3

4F1F??F?1信息碼389

…

768

769770

771

772

773

…

115295×4=380

bit

C12C?2

C32C?295×4=380bit插入標(biāo)志碼碼速調(diào)整用

信息碼插

入

碼

或

信

息

碼1153

1154

11551156115711581159

11601161

1536C?3

C33

C?3

V?94×4=376bit384

bitI組96

bitⅡ組96

bitⅢ組96

bitIV組96

bit1234

…

·

969798

…

192193194

…288289290291…384F?F??F1?信息碼C?1信息碼C??信息碼C13

V?(b)

三次群幀結(jié)構(gòu)圖2-18

PCM

三次群幀結(jié)構(gòu)(a)

三次群碼速調(diào)整后碼位安排示意圖告，備

警

用10

11

12F??F??F??F4?插入標(biāo)志碼信息

碼插入標(biāo)志碼385C11384bit388C?1387C?1386C?1信息碼93×4=372132.PCM

四次群PCM

四次群幀結(jié)構(gòu)如圖2-19所示。3.PCM

五次群PCM五次群幀結(jié)構(gòu)如圖2-20所示。幀同步碼備用信息碼插入標(biāo)志碼警492C41123456

…

·

1011121314151617

…·

488489490491FF?

1F?F?1…F?4

F?4|118×4=472bit

C?C21

C?1信息碼插入標(biāo)志碼信息碼插入標(biāo)志碼信息碼493

…976977978979980981

.…

146414651466146714681469

…

1952121×4=484bit

Ci?

C22

C?2

C42121×4=484bit

C??C23

C33

C43

121×4=484bit插入標(biāo)志碼信息碼插入標(biāo)志碼碼速調(diào)整用信息碼插入碼或信息碼19531954195519561957

…2240244124422443244424452446244724482449…2928Ci?C24

C?4

C44121×4=484bitC??

C?5

C?5

C45V?V?

V?V?

120×4=480bit(b)四次群幀結(jié)構(gòu)圖2-19

PCM

四次群幀結(jié)構(gòu)IV組122

bitV組122bitVI組122bit367368

…

488489490491

…

610611612613614

…

732C13信息碼C??信息碼C?sV?信息碼732

bitI組122

bitⅡ組122

bitⅢ組122bit12345

…

·

122123124

…

·

244245246

…

366(a)

四次群碼速調(diào)整碼位安排示意圖C??

信息碼|FiF1?F1?F?4|信息碼信息碼告C11672

bitI組

Ⅱ組

Ⅲ

組

IV組9798182183184288289

290384信息碼

C11

信息碼

C??信

息

碼C?3

信

息

碼V組

VI組

VII組385386

480481482576577578579672信

息

碼

信

息

碼

F14

信息碼(a)五次群碼速調(diào)整碼位安排幀

同

步

碼

信息碼

插入標(biāo)志碼

信

息

碼插入標(biāo)志碼

信

息

碼769

770771772

773

1152C1?

C22

C?2

C42

95×4=380bit信

息

碼

插入標(biāo)志碼1919

192019211922

192395×4=380bit

C?5

C?5

C?5

C?5

信息碼插入標(biāo)志碼1153

1154

1155

1156C13

C?3

C33

C?3信息碼153695×4=380bit碼速調(diào)整用

插入標(biāo)志碼1537

15381539

1540C14

C?4

C34信

息

碼

備

用

碼速調(diào)整用插入碼或信息碼1924

…

2304

2305

2306

2307

2308

23092310

2311231295×4=380

bit

F?4

F?4

F?4

V?231394×4=376bit(b)

五次群幀結(jié)構(gòu)4

513

384385386387388389768FnF?1F?1F?1Fs?93×4=372bitCC?1C31C41

95×4=380bit圖2-20

PCM五次群幀結(jié)構(gòu)告

警一次群(基群)二次群三次群四次群五次群T

體

系北美T124路1.544

Mb/sT296(24×4)路6.312

Mb/sT3672(96×7)路44.736

Mb/sT44032(672×6)路274.176Mb/sT58064(4032×2)路560.160

Mb/s日本T3480(96×5)路32.064

Mb/sT41440(480×3)路97.728

Mb/sT55760(1440×4)路397.200

Mb/sE

體

系歐洲中國(guó)E130路2.048Mb/sE2120(30×4)路8.448Mb/sE3480(120×4)路34.368

Mb/sE41920(480×4)路139.264

Mb/sE57680(1920×4)路565.148

Mb/s4.高次群數(shù)字復(fù)接國(guó)際上兩大系列的準(zhǔn)同步數(shù)字體系構(gòu)成更高速率的二、三、四

、五次群，如表2-1所示。表2-1

準(zhǔn)同步數(shù)字體系速率系列和復(fù)用路數(shù)在表2-1中，二次群(以30/32路作為一次群)的標(biāo)準(zhǔn)速率8448

kb/s>2048×4=8192

kb/s。其他高次群復(fù)接速率也存

在類(lèi)似情況。這些多出來(lái)的碼元是用來(lái)解決幀同步、業(yè)務(wù)聯(lián)

絡(luò)以及控制等問(wèn)題的。復(fù)接后的大容量高速數(shù)字流可以通過(guò)電纜、光纖、微波、

衛(wèi)星等信道傳輸，而且光纖將取代電纜，衛(wèi)星將利用微波段

傳輸信號(hào)。因此，大容量的高速數(shù)字流主要是通過(guò)光纖和微

波來(lái)傳輸?shù)?。?jīng)濟(jì)效益分析表明，二次群以上的數(shù)字通信用

光纖、微波傳輸都是合算的?；?0/32路系列的數(shù)字復(fù)接體系(E體系)的結(jié)構(gòu)如圖2-21所示。30路2048kb/s圖2-21PCM30/32路系列數(shù)字復(fù)接體系(E體系)結(jié)構(gòu)2434368

kb/s

480路編碼器PCM120編碼器PCM30寬帶編碼器300載波120電話60載波電話30路Fax0～6MHz彩色電視139264

kb/s

1920路565148kb/s7680路8448kb/s120切

多

路

復(fù)

合

器紅

多

路

復(fù)

合

器衛(wèi)多路復(fù)合器810～2044kHz巧

多

路

復(fù)

合

器彩色電視234234345.高次群接口碼型高次群接口碼型的要求與基帶傳輸時(shí)對(duì)碼型的要求類(lèi)似。

線路與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器的接口必須使用協(xié)議的同一種碼型。

一至四次群接口速率與碼型如表2-2所示。表2-2群接口速率與碼型群路等級(jí)一次群(基群)二次群三次群四次群接口速率(kb/s)2048844834368139264接口碼型HDB?HDB?HDB?CMI2.4

同步數(shù)字體系(SDH)2.4.1

SDH的基本概念20世紀(jì)80年代中期以來(lái)，光纖通信在電信網(wǎng)中獲得了廣

泛應(yīng)用，其應(yīng)用范圍已逐步從長(zhǎng)途通信、市話局間中繼通信

轉(zhuǎn)向用戶入網(wǎng)。光纖通信優(yōu)良的寬帶特性、傳輸性能和低廉

價(jià)格使之成為電信網(wǎng)的主要傳輸手段。然而，隨著電信網(wǎng)的

發(fā)展和用戶要求的提高，光纖通信中的傳統(tǒng)準(zhǔn)同步數(shù)字體系(PDH)暴露出一些固有的弱點(diǎn)：(1)歐洲、北美、日本等國(guó)家規(guī)定的語(yǔ)音信號(hào)編碼率各

不相同，給國(guó)際間互通造成困難。(2)沒(méi)有世界性的標(biāo)準(zhǔn)光接口規(guī)范，導(dǎo)致各廠家自行開(kāi)

發(fā)的專(zhuān)用接口(包括碼型)只有通過(guò)光/電轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電接口

(G.703建議)才能互通，從而限制了聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的靈活性，也

增加了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)成本。(3)低速支路信號(hào)不能直接接入高速信號(hào)通路上，例如

目前低速支路多數(shù)采用準(zhǔn)同步復(fù)接，而且大多數(shù)采用正碼速

調(diào)整來(lái)形成高速信號(hào)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜。(4)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)、管理與維護(hù)能力受到限制。SDH是由一些網(wǎng)絡(luò)單元(例如終端復(fù)用器TM、分插復(fù)用器ADM、同步數(shù)字交叉連接設(shè)備SDXC

等)組成的在光纖上

進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用和交叉連接的網(wǎng)絡(luò)，其優(yōu)點(diǎn)是：(1)具有全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口(NNI)。(2)有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)，稱為同步傳輸模塊

(STM-1

、STM-4

、STM-16

和STM-64)。(3)幀結(jié)構(gòu)為頁(yè)面式，具有豐富的用于維護(hù)管理的比特。(4)所有網(wǎng)絡(luò)單元都具有標(biāo)準(zhǔn)光接口。(5)有一套靈活的復(fù)用結(jié)構(gòu)和指針調(diào)整技術(shù)，允許現(xiàn)有

的準(zhǔn)同步數(shù)字體系、同步數(shù)字體系和B-ISDN信號(hào)進(jìn)入其幀

結(jié)構(gòu)，因而具有廣泛的適應(yīng)性。(6)采用大量軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置和控制，使得其功能開(kāi)

發(fā)、性能改變較為方便，適應(yīng)將來(lái)的不斷發(fā)展。為了比較PDH和SDH,這里以從140Mb/s

碼源中分插一

個(gè)2Mb/s支路信號(hào)的任務(wù)為例來(lái)加以說(shuō)明，其工作過(guò)程如圖

2-22所示。2

Mb/s

(電信號(hào))圖2-22分插信號(hào)流圖的比較34/8

Mb/s8/2

Mb/s分接分接140/34

Mb/s34/140

Mb/s(SDH)

分插

復(fù)用器ADM155Mb/s光接口155Mb/s光接口140

Mb/s電接口140

Mb/s電接口2

Mb/s

(電信號(hào))8/34

Mb/s2/8

Mb/s復(fù)接復(fù)接分

接復(fù)

接由圖2-22可知，為了從140Mb/s

碼源中分插一個(gè)2Mb/s支路信號(hào)，PDH需要經(jīng)過(guò)140/34Mb/s

、34/8Mb/s和8/2Mb/s

三次分接。SDH的特點(diǎn)是由基本復(fù)用單元組成，有若干中間復(fù)用步

驟；業(yè)務(wù)信號(hào)的種類(lèi)包括兩大基本系列的各次群速率；STM-N

的復(fù)用過(guò)程包括映射、定位、復(fù)用三個(gè)步驟；復(fù)用技術(shù)為指針調(diào)整定位。SDH

網(wǎng)絡(luò)最核心的特點(diǎn)是擁有同步復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)光接口和

強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理能力。2.4.2

SDH的速率和幀結(jié)構(gòu)在SDH網(wǎng)絡(luò)中，信息是以同步傳輸模塊(SynchronousTransport

Module,STM)的結(jié)構(gòu)形式傳輸?shù)?。一個(gè)同步傳輸模塊(STM)主要由信息有效負(fù)荷和段開(kāi)銷(xiāo)(Section

Over

Head,SOH)組成塊狀幀結(jié)構(gòu)。SDH最基本的模塊信號(hào)是STM-1,其速率是155.520

Mb/s;更高等級(jí)的STM-N

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。其中N

是正整數(shù)，可以取1、4、16、

64。ITU-T

G.707建議規(guī)范的SDH

標(biāo)準(zhǔn)速率如表2-3所示。等

級(jí)STM-1STM-4STM-16STM-64速率/(Mb/s)155.520622.0802488.3209953.280表2-3

SDH標(biāo)準(zhǔn)速率STM-N

的幀結(jié)構(gòu)如圖2-23所示，它有270×

N

列、9行，即幀長(zhǎng)度為270×

N×9

B(字節(jié)Byte簡(jiǎn)記為B),或270×N×9×8

bit;

幀重復(fù)周期為125

μs。9×270×N字節(jié)傳輸方向STM

-N凈負(fù)荷(

含

P

O

H

)261×N270×NSOHAU-PTRSOH9×N圖2-23STM-N的幀結(jié)構(gòu)3

行1行5

行1234567891.段開(kāi)銷(xiāo)段開(kāi)銷(xiāo)分兩個(gè)部分，第1～3行為再生段開(kāi)銷(xiāo)(RSOH),與再生器功能相關(guān)；第5～9行為復(fù)用段開(kāi)銷(xiāo)(MSOH),與

管

理單元群(AUG)的組合和拆解相關(guān)。SOH中所含字節(jié)主要用

于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理、維護(hù)和指配(OAM&P),

以保證信息

正確靈活地傳輸。2.管理單元指針AU-PTR位于幀結(jié)構(gòu)左邊的第4行，其作用是指示凈負(fù)

荷區(qū)的第一個(gè)字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置，以便接收時(shí)

能正確分離凈負(fù)荷區(qū)。3.凈負(fù)荷STM-1的凈負(fù)荷是指可真正用于通信業(yè)務(wù)的比特，凈負(fù)荷量為8bit/B×261B×9行=18792bit。另外，該區(qū)域還存放

著少量可用于通道維護(hù)管理的通道開(kāi)銷(xiāo)(POH)字節(jié)。對(duì)于STM-1

而言，幀長(zhǎng)度為270×9B,或270×9×8=19440bit,

幀周期為125

μs,

其比特速率為270×9×8/125×10-6=155.520

Mb/s。STM-N的比特速

率為270×9×

N×8/125×10-6=155.520N

Mb/s。2.4.3

同步復(fù)用結(jié)構(gòu)同步復(fù)用與映射方法是SDH

最具特色的內(nèi)容之一。它能

使數(shù)字復(fù)用由PDH固定的大量硬件配置轉(zhuǎn)換為靈活的軟件配

置。在SDH網(wǎng)絡(luò)中，采用同步復(fù)用法、凈負(fù)荷指針技術(shù)來(lái)表

示STM-N

幀內(nèi)凈負(fù)荷的準(zhǔn)確位置。SDH

的一般復(fù)用結(jié)構(gòu)如圖2-24所示，它是由一些基本復(fù)用和映射單元組成的、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。其中，采用

指針調(diào)整定位技術(shù)取代125

μs緩存器來(lái)校正支路頻差和實(shí)現(xiàn)

相位對(duì)準(zhǔn)，是復(fù)用技術(shù)的一項(xiàng)重大改革。139.264

Mb/sVC-4×3×1TU-3

VC-3TUG-3×1TU-2

VC-2TUG-2指針處理TU-12

VC-12復(fù)用定位映射44.736

Mb/s34.368

Mb/s6.312

Mb/s2.048

Mb/s1.544

Mb/s圖2-24SDH的一般復(fù)用結(jié)構(gòu)AUG

×1

AU-4×N[

STM-NTU-11

VC-11×4AU-3VC-3C-12C-11×7×7×3×3C-2C-4C-3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，即以附加于虛容器上的支路單元指針(或管理單元指針)

指示和確定低階虛容器幀的起點(diǎn)在支路單元(或高階虛容器

幀的起點(diǎn)在管理單元)凈負(fù)荷中的位置。當(dāng)發(fā)生相對(duì)幀相位

偏差使虛容器幀起點(diǎn)浮動(dòng)時(shí)，指針值隨之調(diào)整，從而始終保

證指針值準(zhǔn)確指示信息結(jié)構(gòu)起點(diǎn)在虛容器幀中的位置。復(fù)用是一種使多個(gè)低階通道的信號(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)層的過(guò)程，即把TU

組織進(jìn)

高階VC或把AU組織進(jìn)STM-N。

由于經(jīng)TU和AU指針處理后

的各VC支路已相位同步，所以此復(fù)用過(guò)程為同步復(fù)用。圖中各單元的名稱及作用分別為：(1)容器(C)

。容器是一種用來(lái)裝載各種速率的業(yè)務(wù)信號(hào)

的信息結(jié)構(gòu)。容器的種類(lèi)有五種：C-11

、C-12

、C-2

、C-3、C-4,其輸入比特率分別為1.544Mb/s

、2.048Mb/s

、6.312Mb/s、34.368或44.736Mb/s、139.264

Mb/s。參與SDH

復(fù)用

的各種速率的業(yè)務(wù)信號(hào)都要經(jīng)過(guò)碼速調(diào)整等適配技術(shù)裝進(jìn)一

個(gè)恰當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)容器之中。已裝載的標(biāo)準(zhǔn)容器又作為虛容器(VC)的凈負(fù)荷。(2)虛容器(VC)

。虛容器是用來(lái)支持SDH的通道層連接的信息結(jié)構(gòu)。它是SDH通道的信息終端。虛容器有低階VC

和高階VC之分，前端的VC-11、VC-12、VC-2、VC-3

為低階虛容器；后端的VC-3、VC-4為高階虛容器。虛容器的信

息結(jié)構(gòu)由通道開(kāi)銷(xiāo)和標(biāo)準(zhǔn)容器的輸出組成，即VC-n=C-n+VC-n

POH(3)支路單元(TU)

。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)。其信息TU-n(n=11,12,2,3)由一個(gè)相應(yīng)的低階VC-n

信息凈負(fù)荷和一個(gè)相應(yīng)的支路單元指針TU-n

PTR組成。TU-n

PTR指示VC-n凈負(fù)荷起點(diǎn)在支

路幀中的偏移，即TU-n=VC-n+TU-n

PTR(4)支路單元組(TUG)

。支路單元組是由一個(gè)或多個(gè)在

高階VC凈負(fù)荷中占據(jù)固定且確定位置的支路單元組成的。(5)管理單元(AU)

。管理單元是提供高階通道層和復(fù)用

通道層之間適配的信息結(jié)構(gòu)，有AU-3

和AU-4

兩種管理單元。

其信息AU-n(n=3,4)

由一個(gè)相應(yīng)的高階VC-n信息凈負(fù)荷和

一個(gè)相應(yīng)的管理單元指針AU-n

PTR組成。AU-n

PTR指示VC-n凈負(fù)荷起點(diǎn)在TU幀內(nèi)的位置。

AU指針相對(duì)于STM-N

幀的位置總是固定的，即AU-n=VC-n+AU-n

PTR(6)管理單元組(AUG)

。

管理單元組是由一個(gè)或多個(gè)在

STM-N

凈負(fù)荷中占據(jù)固定且確定位置的支路單元組成的。(7)同步傳輸模塊?；編KSTM-1的信號(hào)速率為155.520Mb/s,更高階的STM-N(N=4,16,64,…)由STM-1信號(hào)以同步復(fù)用方式構(gòu)成。當(dāng)各種PDH速率信號(hào)輸入到SDH網(wǎng)時(shí)，首先要進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)容器C-n(n=11,12,2,3,4);

進(jìn)入容器的信息結(jié)構(gòu)為后

接的虛容器VC-n組成與網(wǎng)絡(luò)同步的信息有效負(fù)荷；這就是

映射過(guò)程。由圖2-25所示的復(fù)用結(jié)構(gòu)可見(jiàn)，從一個(gè)有效信息負(fù)荷到STM-N

的復(fù)用路線不是唯一的，但對(duì)于一個(gè)國(guó)家或地區(qū)而言，其復(fù)用路線應(yīng)是唯一的。我國(guó)的光同步傳輸網(wǎng)技術(shù)體制規(guī)定以2Mb/s為基礎(chǔ)的PDH系列作為SDH

的有效負(fù)荷，并選

用AU-4

復(fù)用路線；其基本復(fù)用映射結(jié)構(gòu)如圖2-25所示。×7TUG-2

-×3TU-12

VC-12-

C-12

2.048

Mb/s圖2-25我國(guó)的SDH

基本復(fù)用映射結(jié)構(gòu)VC-4×3TUG-3C-4

139.264Mb/sC-3

34.368Mb/s×1TU3指針處理復(fù)用×N

STM-N-AU-4VC-3AUG我國(guó)在PDH中應(yīng)用最廣的是2Mb/s

和140Mb/s

支路接口，一般不用34Mb/s

支路接口。這是因?yàn)橐粋€(gè)STM-1只能映射

進(jìn)3個(gè)34Mb/s

支路信號(hào)，而將4個(gè)34Mb/s

支路信號(hào)復(fù)用成140Mb/s后再映射進(jìn)STM-1

更為經(jīng)濟(jì)。下面以2.048Mb/s

轉(zhuǎn)換為STM-N速率來(lái)說(shuō)明信號(hào)的復(fù)用、

定位、映射過(guò)程，如圖2-26所示。(2.048

Mb/s)

C-12VC-12

PO(

2

)VC-12(2.304

Mb/s)ci2

vci2(6.912

Mb/s)TUG-2TUG-2TUG-3(49.536Mb/s)POH

TUG-3

TUG-3(150.336Mb/s)VC-4(150.912Mb/s)VC-4(150.912Mb/s)AUG(N×155.520

Mb/s)2H圖2-26從2.048Mb/s支路信號(hào)到STM-N的過(guò)程SOHAUGTU-12

PTRAU-4

PTRAU-4

PTRSTM-NVC-12TU-12TU-12TU-12TU-12AU-4VC-4VC-4AUGPTR-C-12PTR1)映射過(guò)程將2.048Mb/s

送入C-12,加上VC-12POH后成為VC-12。VC-12復(fù)幀結(jié)構(gòu)：復(fù)幀周期為500us,

結(jié)構(gòu)為4×(4×9-1B,速率為

4×(4×9-1)×8×2000=2.240Mb/s2)定位過(guò)程將

VC-12

加上TU-12PTR

后成為T(mén)U-12。TU-12復(fù)幀結(jié)構(gòu)：幀周期為500μs,

結(jié)構(gòu)為4×(4×9-1)+4(定位)B,速率為

[4×(4×9-1)+4]×8×2000=2.304Mb/s3)復(fù)用過(guò)程(1)3個(gè)TU-12

復(fù)用為T(mén)UG-2。TUG-2的周期為125

μs,速率為9×12×8×8000=6.912Mb/s(2)7個(gè)TUG-2

復(fù)用為T(mén)UG-3。TUG-3的周期為125

μs,

速率為[(9×12×8)×7+9×2×8]×8000=49.536Mb/s(3)3個(gè)TUG-3

加上VC-4

POH和2列固定插入成為VC-4。VC-4

的周期為125

μs,

速率為[(9×(86×3+3)×8]×8000=150.336

Mb/s(4)定位。VC-4

加上AU-4

PTR后成為AU-4。AU-4

的速率為(VC-4比特?cái)?shù)+AU-4PTR比特?cái)?shù))×8000={[9×(86×3+3)×8]+9×8}×8000=150.912Mb/s(5)復(fù)用。將AU-4置入AUG,速率不變；將AUG加上SOH,

成為STM-1。STM-1的速率為AUG速率+SOH

速率=150.912Mb/s+9×8×8×8000=155.520Mb/s這樣就構(gòu)成了STM-1的速率。STM-1的幀結(jié)構(gòu)為9行×270列個(gè)字節(jié)，每字節(jié)8bit,幀頻為8000Hz。所以STM-1的最終速率為9×270×8×8000=155.520

Mb/sSTM-N

的速率為N個(gè)AUG

速率+SOH

速率=155.520NMb/s2.4.4

映射的方法映射是一種在SDH

邊界處使支路信號(hào)適配進(jìn)VC的過(guò)程。

各種速率先經(jīng)過(guò)碼速調(diào)整裝入C-n中，再加入相應(yīng)的VC-nPOH,

形成VC-n。1.

高階通道開(kāi)銷(xiāo)(HPOH)高階通道開(kāi)銷(xiāo)位于VC-3、VC-4

幀結(jié)構(gòu)的第一列，有9個(gè)字節(jié)，即J1

、B3

、C2

、G1

、F2

、H4

、F3

、K3

、N1,分別

如圖2-27、圖2-28所示。1圖2-27VC-3通道開(kāi)銷(xiāo)(POH)圖2-28VC-4通道開(kāi)銷(xiāo)(POH)9個(gè)字節(jié)的功能如下：J1—

通道蹤跡字節(jié)；B3—

通道BIP-8碼字節(jié)；C2—

信號(hào)標(biāo)識(shí)字節(jié)；G1—通道狀態(tài)字節(jié)；F2、F3—通道使用者字節(jié)；H4—通道使用者字節(jié)；K3—自動(dòng)保護(hù)倒換APS指令(前4bit);備用字節(jié)(后4

bit);

N1—網(wǎng)絡(luò)操作者字節(jié)。2.低階通道開(kāi)銷(xiāo)(LPOH)低階通道開(kāi)銷(xiāo)位于VC-1x、VC-2

的一個(gè)復(fù)幀各基幀的頭一個(gè)字節(jié)。VC-1x、VC-2

復(fù)幀結(jié)構(gòu)的POH

由V5、J2、N2、K4

組成。

加入POH的VC-12

復(fù)幀結(jié)構(gòu)如圖2-29所示。有多種不同形式

的復(fù)幀，適用不同容量的凈負(fù)荷在網(wǎng)中傳輸。V5J2N2K4第一個(gè)VC-12基幀結(jié)構(gòu)9×4-1第二個(gè)VC-12基幀結(jié)構(gòu)9×4-1第三個(gè)VC-12基幀結(jié)構(gòu)9×4-1第四個(gè)VC-12基幀結(jié)構(gòu)9×4-1500

μs

VC-12復(fù)幀4×(9×4-1)B第一個(gè)C-12基幀結(jié)構(gòu)9×4-2第二個(gè)C-12基幀結(jié)構(gòu)9×4-2第三個(gè)C-12基幀結(jié)構(gòu)9×4-2第四個(gè)C-12基幀結(jié)構(gòu)9×4-2500μsC-12復(fù)幀4×(9×4-2)B(b)VC-12復(fù)幀結(jié)構(gòu)圖2-29加入POH的VC-12復(fù)幀結(jié)構(gòu)(a)C-12

復(fù)幀結(jié)構(gòu)I

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

4列1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

4列345679行46

7

8

9

行l(wèi)

2

8523l低階通道開(kāi)銷(xiāo)的功能：V5—通道狀態(tài)功能；J2—

通道蹤跡字節(jié)；N2—網(wǎng)絡(luò)操作者字節(jié)；K4(b1～b4)—APS通道；K4(b5～b7)—

遠(yuǎn)端缺陷指示；

K4(b8)—

備用。3.映射舉例1)139.264

Mb/s支路信號(hào)(H-4)的映射

該映射是異步映射，浮動(dòng)模式。(1)139.264

Mb/s支路信號(hào)裝入C-4。

該映射是正碼速調(diào)整異步裝入。(2)C-4

裝入VC-4。該映射是在C-4的9個(gè)子幀前分別插入VC-4

POH字節(jié)J1、

B3、C2、G1、F2、H4、F3、K3、N1,即可構(gòu)成VC-4

幀。336

Mb/sJ1B3C2G1F2H4F3K3N1VC-49×261149.760

Mb/s子幀139.264

Mb/sC-49×260C-4

POH139.264

Mb/s支路信號(hào)(H-4)的映射過(guò)程如圖2-30所示。1

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