《现代通信理论》课件第4章.ppt

1、第4章时分复用与数字复接技术 第第4 4章时分复用与数字复接技术章时分复用与数字复接技术4.1复用复用4.2时分复用时分复用(TDM)4.3数字复接技术数字复接技术习题习题第4章时分复用与数字复接技术 4.1复用复用在一个信道上同时传输多个消息信号的方法称为复用。复用可分为频分复用(FDM)、时分复用(TDM)、码分复用(CDM)和空分复用(SDM)等。频分复用是将所给的信道带宽分割成互不重叠的许多小区间,每个小区间能顺利通过一路信号。可以通过正弦波调制的方法实现频分复用。频分复用的多路信号在频率上不会重叠,但在时间上是重叠的。第4章时分复用与数字复接技术 在PAM调制中,抽样脉冲只占用了有限

2、时间,因此脉冲之间的间隔可以插入其他各路信号脉冲。利用不同时隙在同一信道上同时传输各路不同信号,且互不干扰,这就是时分复用。时分复用是建立在抽样定理基础上的。在数字通信中,模拟信号的数字化传输一般都采用时分复用方式,这样可以提高信道的传输效率。第4章时分复用与数字复接技术 4.2时分复用时分复用(TDM)4.2.1TDM系统原理系统原理这里以图4.1所示的点到点两路PCM数字电话系统为例,说明时分复用系统的基本原理。图中,m1(t)和m2(t)为两路模拟语音信号,sl1(t)和sl2(t)分别为m1(t)和m2(t)的抽样信号,cl(t)为编码器的时钟信号,f(t)为帧同频码,f1(t)和f2

3、(t)为译码器的路同步信号,cp(t)为译码器的时钟信号。cl(t)、sl1(t)及sl2(t)由发送定时器提供。第4章时分复用与数字复接技术 图 4.1点到点两路PCM数字电话系统第4章时分复用与数字复接技术 位同步器及帧同步器分别为接收机提供位同步信号和帧同步信号。位同步信号(位定时信号)cp(t)在抽样判决器、帧同步器、延时电路以及PCM译码器中作为时钟信号。帧同步信号fs(t)指示一帧的起止时刻,以便对时分复用的各路信号进行分接。m1(t)、m2(t)经各个PCM编码器处理后变为PCM1和PCM2信号,复接器将PCM1、PCM2及f(t)在时域复接在一起,成为一个时分复用PCM信号。信

4、道传输后的时分复用信号经分接、译码处理后恢复出两路模拟语音信号。第4章时分复用与数字复接技术 设cl(t)的频率为192 kHz,sl1(t)、sl2(t)的频率为8 kHz,则图4.1(a)中的有关信号的示意图如图4.1(b)所示。图4.1(b)中,D11、D12分别为m1(t)的第1个和第2个抽样值的8位PCM码,D21、D22分别为m2(t)的第1个和第2个抽样值的8位PCM码,1110010为帧同步码,符号“”表示无定义的码元。第4章时分复用与数字复接技术 由图4.1(b)可见,时分复用PCM数字语音信号的特点是:以125 s为一帧,每一帧分为三个时间段即三个时隙,每一帧的帧同步码都是

5、相同的,且放在相同的时隙,每一帧m1(t)及m2(t)的PCM信号也放在相同的时隙,但不同帧的PCM代码是不相同的(因抽样值不同)。由此可得图4.1(c)所示的两路PCM数字语音信号的帧结构。图中SL0为帧同步码时隙,SL1为第一路数字语音时隙,SL2为第二路数字语音时隙。第4章时分复用与数字复接技术 位同步信号cp(t)的频率与时分复用PCM信号的信息速率相等,即在一个时隙内有8个时钟信号送给译码器。时钟信号与路同步信号相配合,使PCM译码器同时完成分接及译码两项工作,具体过程是:在第i个f1(t)(或f2(t)脉冲及8个时钟信号的作用下,译码器将D1i(或D2i)转换为相应的电平信号,一直

6、保持到下一个f1(t)脉冲。第4章时分复用与数字复接技术 这样,PCM译码器就将两路PCM信号分开并转换为阶梯波,即宽度为抽样周期的平顶PAM信号,这个平顶PAM信号的幅度与模拟信号的抽样值之差为量化误差。PCM译码器中还包含一个孔径补偿低通滤波器,此滤波器将平顶PAM信号中的高频分量滤掉,并对音频成分进行失真补偿,恢复出模拟语音信号。第4章时分复用与数字复接技术 若语音PCM编码器的时钟信号频率为64 kHz,则编码器输出信号的速率为64 kb/s。PCM1、PCM2的各组8位码之间无空隙。这种信号的复接电路比较复杂。图4.1(b)所示的PCM1、PCM2及f(t)信号的复接器为一个相加器,

7、比较简单。由此例可以得出以下关于时分复用技术的基本概念:第4章时分复用与数字复接技术(1)理论根据是抽样定理。(2)从时域对信道进行分割,利用互相正交(互不重叠)的时隙传输不同的信号。(3)将一帧时间分为若干个时隙,其中一个时隙用于传输帧同步码,称为帧同步时隙。(4)各种数据在每帧中占有各自的时隙。第4章时分复用与数字复接技术 在话务通信系统中，通常将信息时隙进行预先分配,即将各个信息时隙固定分配给不同用户使用,即使某个用户不工作,其他用户也不能使用预先分配给该用户的时隙,这种系统称为同步时分复用(STDM)系统,图4.1就是一个STDM系统。STDM系统的优点是实时性强,缺点是信道资源利用率

8、低。第4章时分复用与数字复接技术 在数据业务通信系统中,允许非实时传输,为了提高信道资源的利用率,一般对信息时隙进行按需分配,即根据用户业务量的统计规律,分配信息时隙,业务量大的用户占用的时隙数多,业务量小的用户占用的时隙数少,无业务需求的用户不占用任何时隙。通常称这种按需分配时隙的TDM系统为统计时分复用或异步时分复用(ATDM)系统,它广泛用于分组交换(包括ATM交换)中。本书不对ATDM 进行详细论述,具体内容请读者参考有关书籍。第4章时分复用与数字复接技术 与FDM比较,TDM的主要优点有:(1)复接和分接都是用数字处理方式实现的,通用性和一致性好,比FDM的模拟滤波器分接电路简单、可

9、靠。(2)TDM系统对信道的非线性失真要求低。第4章时分复用与数字复接技术 4.2.2PCM基群帧结构及终端设备基群帧结构及终端设备1.PCM基群帧结构基群帧结构国际上通用的PCM基群有两种标准,即PCM30/32路和PCM24路,前者为A律,后者为律。PCM30/32路基群帧结构如图4.2所示。帧周期等于抽样周期,即125 s,一帧中共有32路时隙,各时隙分别记作TS0、TS1、TS31。其中,TS1TS15和TS17TS31为30个话路时隙,TS0为帧同步时隙,TS16为信令时隙。第4章时分复用与数字复接技术 图 4.2A律PCM基群帧结构第4章时分复用与数字复接技术 每路时隙含有8个码元

10、,一帧共256比特。其信息速率为Rb=8000328=2.048 Mb/s每比特时间宽度为Tb=0.488 s每路时隙的时间宽度为TL=8Tb3.91 sb1R第4章时分复用与数字复接技术 16帧PCM30/32路基群信号构成一个复帧,偶数帧的TS0时隙插入帧同步码组001 1011,其中第一位码“”保留给国际通信用。在TS16时隙插入各话路的信令,并且将一个复帧中16帧的TS16时隙集中起来使用,称为共路信令传送。PCM24路基群帧结构如图4.3所示,一帧包含24路时隙,各个时隙分别记作TS0、TS1、TS23。这24路时隙都为话路时隙,在TS23时隙后面插入1比特帧同步码。第4章时分复用与

11、数字复接技术 图 4.3律PCM基群帧结构第4章时分复用与数字复接技术 其信息速率为Rb=8000(248+1)=1.544 Mb/s每比特时间宽度为Tb=0.647 s每路时隙的时间宽度为TL=8Tb5.18 sb1R第4章时分复用与数字复接技术 12帧律PCM基群构成一个复帧,复帧周期为1.5 ms,12帧中奇数帧的第193比特构成帧同步码组101010,偶数帧的第193比特构成复帧同步码组000111。这种帧结构的帧同步建立时间比PCM30/32帧结构的长。第4章时分复用与数字复接技术 2.PCM30/32路终端设备路终端设备PCM30/32路端机在脉冲调制多路通信中是一个基群设备。用它

12、可组成高次群,也可独立使用,与市话电缆、长途电缆、数字微波系统、光纤等传输信道连接,作为有线或无线电话的时分多路终端设备。第4章时分复用与数字复接技术 在交换局内,外加适当的市话出入中继器接口,可与步进制、纵横制等各交换机接口,用作市内或长途通信。PCM30/32路端机除提供电话业务外,通过适当接口,可以传输数据、载波电报等其他数字信息业务。第4章时分复用与数字复接技术 图4.4所示为PCM30/32路终端设备方框图,它是用群路编译码方式画出的,其基本工作过程是将30路抽样序列合成后再由一个编码器进行编码。由于大规模集成电路的发展,编码和译码可做在一个芯片上,称单路编译码器。目前厂家生产的PC

13、M30/32路系统几乎都是由单路编/译码器构成的,这时每话路的相应样值各自编成8位码以后再合成总的语音码流,然后再与帧同步码和信令码汇总,经码型变换再发送出去。单路编/译码片构成的PCM30/32路方框图如图4.5所示。第4章时分复用与数字复接技术 图 4.4PCM30/32路终端设备方框图第4章时分复用与数字复接技术 图 4.5单路编/译码片构成的PCM30/32路方框图第4章时分复用与数字复接技术 4.2.3数字复接系列数字复接系列PCM30/32基群、PCM24基群所传输的话路数比较少,如果要传输更多路数的数字电话,则需要以基群为基础,通过复接,得到二次群、三次群等更高速率的群路信号。P

14、CM数字复接系列各等级的信息速率、路数如表4.1所示。基群、二次群、三次群、四次群等为准同步数字系列(PDH),STM-1、STM-4、STM-16、STM-64、STM-256 等属于同步数字系列(SDH),STM-N为SDH的第N级同步传输模块。第4章时分复用与数字复接技术 第4章时分复用与数字复接技术 在PDH中,4个低次群复接为1个高次群。各低次群的信息速率标称值相等,但实际值有一定偏差,需将各低次群信息调整到一个较高的速率后再进行同步复接。复接后的数据流中,除4个低次群的所有数据外,还加入了高次群的帧同步码、告警码,以及插入指示码、插入码等,因此高次群信息速率增加的倍数大于话路增加的

15、倍数。这种复接方式称为准同步复接。第4章时分复用与数字复接技术 在SDH中,也是将4个低次群复接为1个高次群,但各低次群的信息速率完全相同。复接时不需要进行码速调整,也不需要增加其他开销,高次群信息速率增加的倍数与话路增加的倍数相同。这种复接方式称为同步复接。第4章时分复用与数字复接技术 PDH中有A律和律两类标准,它们具有不同的帧结构、数据速率,而STM-1将律及A律两类 PDH系列统一起来,从而实现了数字传输体制的全球统一标准。应该说明的是,各种等级的群路不但可以传输数字电话,也可以传输其他相同速率的数字信号,如可视电话、数字电视等。第4章时分复用与数字复接技术 4.3数字复接技术数字复接

16、技术在数字通信系统中,为了使终端设备标准化和系列化,同时又能适应不同传输媒体和不同业务的需求,通常用各种等级的终端设备进行组合配置,把若干个低速数码流按一定格式合并成为高速数码流,以满足上述需要。数字复接就是依据时分复用基本原理完成数码合并的一种技术,完成数字复接功能的设备称为数字复接器。第4章时分复用与数字复接技术 4.3.1PCM复用与数字复接复用与数字复接从已学过的PCM30/32对30路语音信号的复用知识中,自然想到将路数增大便能实现更多路的复用。如要实现120路语音信号复用,则将120路语音信号经抽样、合路、量化编码发送到线路上去。在收端进行相应的反变换即可，如图4.6所示。这种将多

17、路模拟信号抽样、合路、量化编码的复用方式称为PCM复用。第4章时分复用与数字复接技术 图 4.6PCM复用示意图第4章时分复用与数字复接技术 抽样量化编码是一个较为复杂的过程,PCM复用的路数越多,对编/解码器件的速度和精度的要求就越高;通信过程中又常常需要进行不同路数字信号的分支转换,这时采用PCM更多路数的直接复用就很不方便,它必须把大路数的群信号分解成单路信号,再组合成小路数群信号转接。因此,一般不采用更多路数的PCM复用。第4章时分复用与数字复接技术 数字复接是将两个以上的支路数字信号按时分复用的方法汇接成一个单一的、复合的数字信号。例如,在PCM中最基本的支路就是PCM30/32路(

18、30路,2048 kb/s)和PCM24路(24路,1544 kb/s),它们被称为PCM基群(一次群)。复接后的数字信号称为高次群,如二次群、三次群等。PCM二次群就是由4个PCM基群复接而成的。第4章时分复用与数字复接技术 数字复接将多个支路码字合并为一路,必须遵循一定的排列方式。码字排列方式主要有:按位复接、按字复接和按帧复接。按位复接是轮流把各支路的一位码发送到线路上。这种方式要求复接电路存储容量小,因而较简单,准同步数字复用系列(PDH)大多采用它。但这种方式复接后的新帧中无法区分原来支路中一个话路甚至一帧的码字,破坏了原信号的完整性,不利于信号的处理和交换。第4章时分复用与数字复接

19、技术 按字复接也称为按路复接,它是轮流将各支路中的一个字(每话路的一个样值的8位码称为一个字)发送到线路上。这种方式要求复接电路有一定的存储容量,但它保持了单路码字的完整性,即在多次复接后仍能辨别出某一路的码字,便于在高次群中直接对支路乃至话路信号进行处理和交换。新的同步数字系列(SDH)的复接大多采用它。第4章时分复用与数字复接技术 4.3.2数字复接设备及复接等级数字复接设备及复接等级图4.7是数字复接系统的方框图。从图中可见,数字复接设备包括数字复接器和数字分接器。数字复接器是把两个以上的低速数字信号合并成一个高速数字信号的设备;数字分接器是把高速数字信号分解成相应的低速数字信号的设备。

20、一般把两者做成一个设备,简称数字复接器。第4章时分复用与数字复接技术 图 4.7数字复接系统方框图第4章时分复用与数字复接技术 数字复接器由定时单元、调整单元和同步复接单元组成;数字分接器由同步、定时、分接和支路码速恢复单元组成。在数字复接器中,复接单元输入端上各支路信号必须是同步的,即数字信号的频率与相位完全是确定的关系。第4章时分复用与数字复接技术 只要使各支路数字脉冲变窄,将相位调整到合适位置,并按照一定的帧结构排列起来,即可实现数字合路复接功能。如果复接器输入端的各支路信号与本机定时信号是同步的,称为同步复接器;如果不是同步的,则称为异步复接器。如果输入支路数字信号与本机定时信号的标称

21、速率相同,但实际上有一个很小的容差,则这种复接器称为准同步复接器。第4章时分复用与数字复接技术 码速率调整单元的作用是把各准同步的输入支路的数字信号的频率和相位进行必要的调整,形成与本机定时信号完全同步的数字信号。若输入信号是同步的,那么只需调整相位。复接器的定时单元受内部时钟和外部时钟控制,产生复接需要的各种定时控制信号;调整单元及复接单元受定时单元控制,合路数字信号和相应的时钟同时送给分接器;分接器的定时单元受合路时钟控制,因此它的工作节拍与复接器定时单元同步。第4章时分复用与数字复接技术 分接器定时单元产生的各种控制信号与复接定时单元产生的各种控制信号是类似的;同步单元从合路信号中提取出

22、帧定时信号,用它再去控制分接器定时单元。同步分接单元受分接定时单元控制,把合路分解为支路数字信号。受分接器定时单元控制的恢复单元把分解出的数字信号恢复出来。第4章时分复用与数字复接技术 4.3.3PCM二次群异步复接二次群异步复接准同步复接包括码速调整与同步复接。码速调整技术可分为正码速调整、正/负码速调整和正/零/负码速调整三种。其中正码速调整应用最为普遍。正码速调整的含义是使调整以后的速率比任一支路可能出现的最高速率还要高。例如,二次群码速调整后每一支路速率均为2112 kb/s,而一次群调整前的速率在2048 kb/s上下波动,但总不会超过2112 kb/s。第4章时分复用与数字复接技术

23、 根据支路码速的具体变化情况,适当地在各支路中插入一些调整码元,使其瞬时码速都达到2112 kb/s(这个速率还包括帧同步、业务联络、控制等码元),这是正码速调整的任务。码速恢复过程则把因调整速率而插入的调整码元及帧同步码元等去掉,恢复出原来的支路码流。正码速调整的具体实施,总是按规定的帧结构进行的。PCM二次群异步复接时就是按图4.8所示的帧结构实现的。第4章时分复用与数字复接技术 图 4.8异步复接二次群帧结构第4章时分复用与数字复接技术 图4.8(a)是复接前各支路进行码速调整的帧结构,其长为212 bit,共分为4组,每组都是53 bit。第1组的前3个比特F11、F12、F13用于帧

24、同步和管理控制;后3组的第一个比特C11、C12、C13作为码速调整控制比特;第4组的第2比特V1作为码速调整比特。具体做的时候,在第1组的末尾进行是否需要调整的判决(即比相)。若需要调整,则在C11、C12、C13位置上插入3个“1”码,V1仅仅作为速率调整比特,不带任何信息,故其值可为“1”也可为“0”;若不需调整,则在C11、C12、C13位置上插入3个“0”码,V1位置仍传送信码。第4章时分复用与数字复接技术 那么,是根据什么来判断需要调整或不需要调整呢？这可用图4.9来说明,输入缓存器的支路信码是由时钟频率2048 kHz写入的,而从缓存器读出信码的时钟是由复接设备提供的,其值为21

25、12 kHz,由于写入慢、读出快,在某个时刻就会把缓存器读空。第4章时分复用与数字复接技术 图 4.9正码速调整原理第4章时分复用与数字复接技术 通过图4.9中的比较器可以做到缓存器快要读空时发出一指令,命令2112 kHz时钟停读一次,使缓存器中的存储量增加,而这一次停读就相当于使图4.8(a)的V1比特位置没有置入信码而只是一位作为码速调整的比特。图4.8(a)帧结构的意义就是每212比特比相一次,即作一次是否需要调整的判决:判决结果需要停读,V1就是调整比特;不需要停读,V1则仍然是信码。这样一来就把在2048 kb/s上下波动的支路码流都变成同步的2112 kb/s 码流。第4章时分复

26、用与数字复接技术 在复接器中,每个支路都要经过上述的调整。由于各支路的读出时钟都是由复接器提供的同一时钟2112 kHz,所以经过这样的调整,就使4个支路的瞬时数码率都相同,即均为2112 kb/s,故一个复接帧长为8448 bit,其帧结构如图4.8(b)所示。它是由图4.8(a)所示的4个支路比特流,按比特复接的方法复接得到的。所谓按比特复接,就是复接开关每旋转一周,在各支路上取出一个比特。也有按字复接的,即开关每旋转一周,即在各支路上取出一个字节。第4章时分复用与数字复接技术 在分接处恢复码速时,就要识别V1到底是信码还是调整比特,将其保留或舍弃,如果是调整比特,就将其舍弃。这可通过C1

27、1、C12、C13来决定。因为复接时已约定,若比相结果无需调整,则C11、C12、C13为000；若比相结果需要调整,则C11、C12、C13为111。所以恢复码速时,根据C11、C12、C13是111还是000就可以决定V1应舍去还是应保留。从原理上讲,要识别V1是信码还是调整比特,只要一位码就够了。第4章时分复用与数字复接技术 这里用三位码主要是为了提高可靠性。如果用一位码,这位码传错了,就会导致对V1的错误处置。例如,用“1”表示有调整,“0”表示无调整,经过传输，若“1”错成“0”,就会把调整比特错当成信码;反之,若“0”错成“1”,则会把信码错当成调整比特而舍弃。现在用三位码,采用大

28、数判决,即“1”的个数比“0”多,认定是三个“1”码;反之,则认定是三个“0”码。这样,即使传输中错一位码,也仍然能正确判别V1的性质。第4章时分复用与数字复接技术 在大容量通信系统中,高次群失步必然会引起低次群失步。所以,为了使系统能可靠工作,四次群异步复接调整控制比特Cj为5个比特,五次群的Cj为6个比特(二、三次群都是三个比特)。这样安排后,由于误码而导致对V1比特的错误处理的概率就会更小,从而保证大容量通信系统能够稳定可靠地工作。第4章时分复用与数字复接技术 复接后的大容量高速数字流可以通过电缆、光纤、微波、卫星等信道传输。光纤将取代电缆,卫星利用微波段传输信号。因此,大容量的高速数字

29、流主要是通过光纤和微波来传输的。经济效益分析表明,二次群以上用光纤或微波传输都是合算的。第4章时分复用与数字复接技术 目前,复接器和分接器中均采用了先进的通信专用的超大规模集成芯片(ASIC),所有数字处理均由ASIC完成,其优点是设备体积小,功耗低(每系统功耗仅13 W),增加了可靠性,减少了故障率,同时具有计算机监测接口,便于集中维护。第4章时分复用与数字复接技术 4.3.4同步数字系列同步数字系列(SDH)简介简介数字通信技术的应用首先是从市话中继传输开始的,当时为适应非同步支路的灵活复接,采用塞入脉冲技术将准同步的低速支路信号复接为高速数码流。开始时的传输媒介是电缆,由于频带资源紧张,

30、因此主要着眼于控制塞入抖动及节约辅助比特开销,根据各个国家或地区的技术条件形成了美、日、欧三种不同速率结构的准同步数字系列(PDH)。第4章时分复用与数字复接技术 这种系列(体制)能很好地适应传统的点对点的通信,却无法适应动态联网的要求,也难以支持新业务的开发和现代网络管理,无法支撑宽带综合业务数字网(B-ISDN)。而以光纤为代表的高速宽频带大容量传输技术,必然成为支撑B-ISDN的重要基础。由SONET(光纤同步网/同步光网络)演变而来的SDH(同步数字系列)应运而生,成为新一代公认的理想传输体制,正逐步取代以往的PDH体制。第4章时分复用与数字复接技术 1.PDH的缺陷的缺陷以往的PDH

31、系统已越来越不适应电信网的发展,这是由于PDH体制存在以下固有的缺陷:(1)标准不统一。欧洲、北美和日本等国规定的语音信号编码率各不相同,这就给国际间互通造成了困难。(2)没有世界性的标准光接口规范,导致各厂家自行开发的专用接口(包括码型)在光路上无法实现互通。只有通过光/电变换成标准电接口(G.703建议)才能互通,因此限制了联网应用的灵活性,也增加了网络运营成本。第4章时分复用与数字复接技术(3)复用结构复杂,低速支路信号不能直接接入高速信号通路。例如,目前低速支路多数采用准同步复接,而且大多数采用正码速调整来形成高速信号,导致复用结构复杂。(4)系统运营、管理与维护能力受到限制。PDH主

32、要采用人工数字交叉连接和暂停业务测试的方法,因此帧结构中没有过多的设置维护(DAM)比特。第4章时分复用与数字复接技术 2.SDH和和SONET为了克服PDH的上述缺点,20世纪80年代中期美国贝尔公司首先提出了同步光网络(SONET)的概念。美国国家标准协会于20世纪80年代制定了有关SONET的国家标准,之后，CCITT采纳了SONET的概念,进行了一些修改和扩充,重新命名为同步数字系列(SDH),并制定了一系列的国家标准。SDH和SONET的基本原理完全相同,标准也兼容,但略有差别,见表4.2。第4章时分复用与数字复接技术 第4章时分复用与数字复接技术 SONET的电信号叫做同步传递信号

33、(STS),光信号称为光载波OC,其基本速率为51.840 Mb/s。SDH的基本速率为155.520 Mb/s,其速率等级名称为同步传递模块STM,分别为STM-1(155.520 Mb/s)、STM-4(622.080 Mb/s)、STM-6(2488.320 Mb/s)和STM-64(9953.280 Mb/s)。我国采用的是SDH标准。第4章时分复用与数字复接技术 3.SDH的特点的特点SDH网就是由一些基本网络单元(例如终端复接器、TM数字交叉连接设备DXC等)组成的,在光纤、微波、卫星等介质上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。其主要特点是同步复用、标准光接口和强大的网管功能,

34、同时它也是一个非常灵活的网络,具体体现在以下几个方面。第4章时分复用与数字复接技术(1)具有全世界统一的网络节点接口(NNI)。(2)有一套标准化的信息结构等级,称为同步传输模块(STM-1、STM-4和STM-16)。(3)帧结构为页面式,具有丰富的用于维护管理的比特。(4)所有网络单元都有标准光接口。(5)有一套灵活的复用结构和指针调整技术,现有的准同步数字体系、同步数字体系和B-ISDN信号都能进入其帧结构,因而具有广泛的适应性。第4章时分复用与数字复接技术(6)大量采用软件进行网络配置和控制,使得功能开发、性能改变较为方便,可适应将来的发展。为了比较PDH和SDH,这里以从140 Mb

35、/s码源中分插一个2 Mb/s的支路信号的任务为例来加以说明,其工作过程如图4.10所示。第4章时分复用与数字复接技术 图 4.10分插信号流图的比较第4章时分复用与数字复接技术 由此图可知,为了从140 Mb/s码源中分插一个2 Mb/s的支路信号,PDH需要经过140/34 Mb/s、34/8 Mb/s和8/2 Mb/s三次分接,而SDH分插复用器(ADM)可以利用软件一次分插出2 Mb/s的支路信号,十分简便。第4章时分复用与数字复接技术 4.SDH的传输系统的传输系统一个传输网络由传输设备和网络节点组成。传输设备可以是光纤系统或无线接力系统。网络节点也有多种,如64 kb/s的电路节点

36、或者大于64 kb/s的宽带节点。简单节点只有复接/分接功能,而复杂节点则有终端交叉连接、复用和交换功能。网络节点之间的接口(NNI)就是传输设备与网络节点之间的接口。NNI在网络中的位置见图4.11。第4章时分复用与数字复接技术 图 4.11NNI在网络中的位置第4章时分复用与数字复接技术 SDH是20世纪80年代末期具有革命性的、新的数字系列,它有利于简化网络结构,增强管理能力与维护能力。由于SDH将各支路信号重新编排,并直接复接到所要求的高速通路上或从高速通路上直接分接下来,故使用非常灵活而方便；此外,它还可提高运行效率,降低系统成本。SDH的优越性必将使其成为全球统一的新的数字系列。第

37、4章时分复用与数字复接技术 习题习题4.1若数字信道的误比特率Pe=106,接收端码速调整指示脉冲,采用多数判决法,即011、110、101等判决为调整指示脉冲。(1)求调整指示脉冲的误比特率;(2)求每个支路的误帧率,即码速调整错误的帧数(这里要用误帧数/年)。第4章时分复用与数字复接技术 4.2对10路带宽均为3003400 Hz的模拟信号进行PCM时分复用传输。抽样速率为8000 Hz,抽样后进行8级量化,并编为自然二进制码,码元波形是宽度为的矩形脉冲,且占空比为1。试求传输此时分复用PCM信号所需的带宽。第4章时分复用与数字复接技术 4.324路PCM数字电话系统,每路信号的最高频率为4 kHz,量化级数为128,并且每路安排1 bit振铃信号,每帧又安排1 bit的帧同步信号,按奈奎斯特速率计算,求系统的传码率和最小传输带宽。第4章时分复用与数字复接技术 4.46路独立信源的频带分别为W、W、2W、2W、3W、3W。若采用时分复用制进行传输,每路信源均采用8位对数PCM编码。(1)设计该系统的帧结构和总时隙数,求每个时隙宽度TSi以及脉冲宽度;(2)求信道最小传输带宽。