北京科技大学现代通信技术总复习
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33
• N-ISDN
ISDN是以电话IDN为基础发展演变而成的
通信网，能够提供端到端的数字连接，提
供包括话音和非话音在内的多种电信业务，
用户能够通过一组有限的、标准的多用途 用户-网络接口接入网内，并按统一的规程 进行通信。 基本特性：端到端的数字连接，综合业务，
标准的用户-网络接口。
34
• N-ISDN的主要功能
同步复用
强大的网络管理能力 统一的光接口和复用标准
27
• SDH帧结构
9×270×N字节
行
1 2 RSOH 3 4 AUPTR 5
STM-N净负荷 （含POH）
传输方向
MSOH
9
125μs 9×N 261×N 列
28
SDH的基本复用映射结构由一系列基本 复用映射单元组成，复用映射单元实际 上是一种信息结构。
15
帧同步电路
PCM复用系统为了完成帧同步功能，在接收 端还需要有两种装臵：
同步码识别装臵：识别接收的PCM信号
序列中的同步标志码的位臵；
调整装臵：当收、发两端同步标志码位
臵不对应时，需对接收端进行调整，使 二者的位臵相对应。
16
不同步时 输出误差 校正信号
17
18
• PCM30/32路系统
44
• 差错控制方式
• 常用的差错控制码
奇偶校验码 矩阵码 循环码 卷积码
CH1信令码 CH16信令码
奇数帧 1 1 A1 1 1 1 1 1
…
保留给国内用 对端告警码 （目前固定为1）
F15子帧 a b c d a b c d
CH15信令码 CH30信令码
同步：A1=0，A2=0 失步：A1=1，A2=1
图2-9 PCM30/32路系统帧结构
20
21
• 数字复接技术
低层功能 > 64kbit/s 专线功能 > 64kbit/s 电路交换功能 64kbit/s 专线功能 TE LCRF 64kbit/s 电路交换功能 LCRF TE
分组交换功能 公共信道 信令功能 用户-用户信令
35
• ISDN在用户-网络接口处向用户提供的信道类型
B信道：速率是64kbit/s，用来传送用户信息。 D信道：速率是16kbit/s或64kbit/s 可以传送公共信道信令，这些信令用来控制 同一接口上的B信道上的呼叫。 当没有信令信息需要传送时，D信道可用来 传送分组数据或低速的遥测、遥控数据。
40
• 数据通信系统的构成
数据站 接口 接口 数据站
数据终端设备
数据 输入 输出 设备 DTE 传输 控制 器
计算机系统
通信 控制 器 中央 处理 机 DTE
数据 电路 终接 设备 DCE
传输信道
数据 电路 终接 设备 DCE
数据电路
数据链路
41
Hale Waihona Puke Baidu
• 数据信号及传输信道
• 数据信号传输的基本方法
基带传输
帧：抽样时各路信号每轮一次抽样的总 时间（即开关旋转一周的时间，也就是
一个抽样周期）内的全部信号构成的
“图案”称为一帧。
路时隙：合路的PAM信号每个样值编码
所允许占用的时间间隔。
位时隙：1位码元占用的时间。
19
1复帧＝16子帧（2ms） F0 F1 F2 F3 … F15
1帧 F1
1帧＝256bit， 125μs 32个路时隙 帧同步 TS0 话路 TS1 … … 话路 TS15 信令 TS16
26
• SDH
SDH是指一套可进行同步信息传输、复用、分 插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。
SDH采用一套标准化的信息结构等级，称之为 同步传送模块STM-N(N=1,4,16,…),其中最基 本的模块为STM-1,传输速率为155.520Mbps； 将4个STM-1同步复用构成STM-4,传输速率为 622.080Mbps，以此类推。 SDH的最为核心的三大特点
路由选择
路由选择方式
固定选路方式
动态选路方式
31
• 信令的基本概念
通信系统中除了通信时的用户信息以外的各种控 制命令，它可以在指定的终端之间建立、维持和 解除通信信道，并维护网络本身的正常运行。
• 信令的分类
交换机A 交换网络 公共 控制 信令 设备 信令 设备 话路 交换机B 交换网络 公共 控制
树型网
环型网 线型网
9
• 通信网的分层结构
信息应用
垂 直 描 述
业务网
电话网、数据网、IP网
支撑网
信令网 同步网 管理网
接入与传送网
光纤、数字微波、卫星链路
水平描述
10
• 一般通信网的质量要求 接通的任意性与快速性 信号传输的透明性与传输质量的一致性 网络的可靠性与经济合理性 • 通信业务 模拟与数字视音频业务 数据通信业务 多媒体通信业务
25
• 异步复接的码速变换与恢复 一次群数码率2.048Mb/s ±100b/s 二次群数码率8.448Mb/s 正码速调整 脉冲插入同步法的基本做法是人为地在
各支路信号中插入一些脉冲，通过控制插入 脉冲的多少来使各个支路信号的瞬时数码率 达到一致。 正/负码速调整 正/零/负码速调整
先要进行码速调整，使各低次群同步后再实
施同步复接。
24
• 同步复接的码速变换与恢复 为了满足在接收端分接的需要，并且使 数字复接器、数字分接器正常工作 ，还需插 入一定数量的附加码。 帧同步码 对端告警码 邻站监测和勤务联系等业务码 二次群数码率8.448Mb/s（4 ×2.112Mb/s） 一次群数码率2.048Mb/s →2.112Mb/s
3
多径传播示意图
4
• 通信的工作方式
单工方式
发送端 信道 接收端
半双工方式
发送端
A
发送端 信道
B
接收端
接收端
全双工方式
发送端
A
信道 信道
接收端
B
接收端
发送端
5
• 信息传输方式
并行传输
数据位 7 6 5 4 3 2 1 0 校验 数据线
7 6
串行传输
并/串转换
发 送 设 备
接 收 设 备
8bit, 3.9μs 话路 TS17 … … 话路 TS31
偶数帧 1 0 0 1 1 0 1 1 帧同步码
保留给国际用 （目前固定为1）
F0子帧 0 0 0 0 1 A2 1 1
复帧同步码 复帧 对端告警码
抽样信息码 × × × × × × × × 3.9μs
F1子帧 a b c d a b c d
43
• 差错控制编码的纠检错能力
差错控制编码的能力与差错控制编码的特性有关 汉明重量 码间距离 最小码距 最小码距与编码的纠检错能力 要检测e个错码，要求最小码距为dmin = e + 1
要纠正t个错码，要求最小码距为dmin = 2t + 1
要纠正t个错码，同时检测e（e≥t）个错码，要 求最小码距为dmin = t + e + 1
频带传输
宽带传输
数字数据传输
42
• 差错控制
噪声对信号的干扰是造成传输差错的主要原因， 需要采取相关的差错控制技术予以解决，以提 高传输的可靠性，满足通信质量的要求。
差错控制编码是差错控制的核心，其基本思想 是在待传送的信息码元序列中按照一定的规则 插入一定数量的新码元（即监督码元），使原 来彼此独立、不相关的信息码元序列经过变换 后产生某种规律性或相关性，在接收端可以根 据这种规律性来检查传输序列中的差错，乃至 纠正差错。
发 送 设 备
5 4 3 2 1 0 2 1 0
串/并转换
7 6 5 4 3
接 收 设 备
6
1 0
异步传输
起 一个字符 止 起 一个字符 止 起
同步传输
信号
SYN字符
SYN字符
SOH字符
信息字符
EOT字符
字符同步
标 志 帧内容 标 志
帧同步
7
• 通信系统的组成及其分类
模拟通信、数字通信和数据通信三者之间的
11
• OSI参考模型中传输层、网络层、数据链路层 和物理层的功能 • 标准化组织：ISO、ITU、IEEE、IETF、FCC
• 现代通信技术的发展趋势
通信技术数字化 通信业务综合化 网络互通融合化 通信网络宽带化 网络管理智能化 通信服务个人化——个人通信
12
数字通信技术
• 模拟信号数字化的常用方式——PCM
总复习
第1章 通信基础知识
第2章 数字通信技术
第3章 电话网技术
第4章 数据通信技术 第6章 多媒体通信技术
第7章 无线通信技术
第8章 下一代网络技术
2
通信基础知识
• 基本概念：通信，通信信号，通信信道，通 信系统，通信网，协议
• 通信信道
恒参信道：有线信道、微波接力信道、卫 星中继信道、微波散射信道等。 变参信道：短波电离层反射信道、微波对 流层散射信道等。
区别与联系
信源编码和信道编码各有什么作用？
• 通信系统的主要性能指标
模拟通信系统：有效传输带宽，输出信噪比
数字通信系统：传输速率（码元传输速率、
信息传输速率），频带利用率，传输差错率， 信噪比
8
• 通信网的构成要素：终端设备、传输链路 和交换设备。
• 通信网的组网结构
网状型网、网孔型网 星型网 复合型网 总线型网
SDH复用原理 映射 定位 复用
29
• 说明复用和复接之间的关系。
复用的过程是通过复用单元将多个用 户的信号组成一个基本传输单元。复 接是将多个基本传输单元组合成高一 级的传输单元。
复接可以看作是对用户信息复用后得 到的信息传输单元的进一步复用。
30
电话网技术
• 基本概念
路由
39
数据通信技术
• 数据是预先约定的具有某种含义的数字信号的 组合，如数字、字母和符号等。
• 数据通信指的是依照通信协议，利用数据传输 技术在两个功能单元之间传递数据信息的通信 方式，它可实现计算机与计算机、计算机与终 端或终端与终端之间的数据信息传递。 • 数据通信包括数据传输和数据传输前后的数据 处理2方面的内容 。
基群速率接口
基群速率接口是一次群速率接口，它有两种 速率——1.544Mbit/s和2.048Mbit/s。
基群速率接口可用来支持H信道。
37
• 智能网
最大特点是将网络的交换功能与控制功能相分离
业务生成环境 业务管理系统
业务 控制点 No.7 No.7 信令 转接点 No.7 业务交换点
率来控制接收端时钟，就可以做到位同步。
14
帧同步
帧同步是为了保证收、发两端各对应的话路 在时间上保持一致，这样接收端就能正确接 收发送端送来的每一个话路信号。 为了建立收、发两端的帧同步，需要在每一 帧中的固定位臵插入具体特定码型的帧同步 码，这样，接收端只要能正确识别出这些帧 同步码，就能正确识别出每一帧的首尾，从 而正确区分出发送端送来的各路信号。
交换机A 交换网络 处理 机 信令 数据链路 信令 设备 设备 话路 交换机B 交换网络 处理 机
随路信令系统
公共信道信令系统
32
• 信令网的组成和分类
• 时隙交换和空分交换的原理 • 时分接线器和空分接线器的工作方式 • 程控数字交换机的构成
话路子系统：数字交换网络、信令设备以 及各种接口设备组成。 控制子系统：处理机和存储器、外部设备 和远端接口等部件组成。
数据库
智能外设 No.7
交换机
PABX
38
业务平面
业务1
业务2
业务 使用者 业务 设计者 网络 开发者
PE2
全局功能平面
SIB1
SIB2 SIB3
SIB4
分布功能平面
FEA FEA FE2 IF
IF FE2
FEA FEA
物理平面
1 PE1 FE 2 INAP FE
3 FE
网络 运营者
智能网的概念模型
抽样
量化
编码
• 时分多路复用
位同步 帧同步
13
位同步
位同步的基本含义是收、发端机的时钟频率
必须同频、同相，这样接收端才能正确接收
和判决发送端送来的每一个码元。
在设计传输码型时，一般要考虑传输的码型
中应含有发送端的时钟频率成分，这样，接
收端从接收到的PCM码中提取发送端时钟频
H信道：用来传送高速的用户信息，如高速传 真、图像、高速数据、高质量音响和分组交换 信息等。
36
• N-ISDN的用户-网络接口 基本接口
2B+D，即由2条传输速率为64kbit/s的B信道 和1条16kbit/s的D信道组成，它们时分复用 在一对用户线上，用户可以用的最高速率是 192kbit/s。
数字复接就是把2个或2个以上的分支数字信号按时分
复用方式汇接成单一的复合数字信号。
22
23
• 同步复接和异步复接
同步复接是用一个高稳定的主时钟来控制被
复接的几个低次群，使它们的数码率统一在
主时钟的频率上，这样就能达到系统同步的 目的。 异步复接是各低次群使用各自的时钟，这就 使得各低次群的时钟速率不一定相等，因此
• N-ISDN
ISDN是以电话IDN为基础发展演变而成的
通信网，能够提供端到端的数字连接，提
供包括话音和非话音在内的多种电信业务，
用户能够通过一组有限的、标准的多用途 用户-网络接口接入网内，并按统一的规程 进行通信。 基本特性：端到端的数字连接，综合业务，
标准的用户-网络接口。
34
• N-ISDN的主要功能
同步复用
强大的网络管理能力 统一的光接口和复用标准
27
• SDH帧结构
9×270×N字节
行
1 2 RSOH 3 4 AUPTR 5
STM-N净负荷 （含POH）
传输方向
MSOH
9
125μs 9×N 261×N 列
28
SDH的基本复用映射结构由一系列基本 复用映射单元组成，复用映射单元实际 上是一种信息结构。
15
帧同步电路
PCM复用系统为了完成帧同步功能，在接收 端还需要有两种装臵：
同步码识别装臵：识别接收的PCM信号
序列中的同步标志码的位臵；
调整装臵：当收、发两端同步标志码位
臵不对应时，需对接收端进行调整，使 二者的位臵相对应。
16
不同步时 输出误差 校正信号
17
18
• PCM30/32路系统
44
• 差错控制方式
• 常用的差错控制码
奇偶校验码 矩阵码 循环码 卷积码
CH1信令码 CH16信令码
奇数帧 1 1 A1 1 1 1 1 1
…
保留给国内用 对端告警码 （目前固定为1）
F15子帧 a b c d a b c d
CH15信令码 CH30信令码
同步：A1=0，A2=0 失步：A1=1，A2=1
图2-9 PCM30/32路系统帧结构
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• 数字复接技术
低层功能 > 64kbit/s 专线功能 > 64kbit/s 电路交换功能 64kbit/s 专线功能 TE LCRF 64kbit/s 电路交换功能 LCRF TE
分组交换功能 公共信道 信令功能 用户-用户信令
35
• ISDN在用户-网络接口处向用户提供的信道类型
B信道：速率是64kbit/s，用来传送用户信息。 D信道：速率是16kbit/s或64kbit/s 可以传送公共信道信令，这些信令用来控制 同一接口上的B信道上的呼叫。 当没有信令信息需要传送时，D信道可用来 传送分组数据或低速的遥测、遥控数据。
40
• 数据通信系统的构成
数据站 接口 接口 数据站
数据终端设备
数据 输入 输出 设备 DTE 传输 控制 器
计算机系统
通信 控制 器 中央 处理 机 DTE
数据 电路 终接 设备 DCE
传输信道
数据 电路 终接 设备 DCE
数据电路
数据链路
41
Hale Waihona Puke Baidu
• 数据信号及传输信道
• 数据信号传输的基本方法
基带传输
帧：抽样时各路信号每轮一次抽样的总 时间（即开关旋转一周的时间，也就是
一个抽样周期）内的全部信号构成的
“图案”称为一帧。
路时隙：合路的PAM信号每个样值编码
所允许占用的时间间隔。
位时隙：1位码元占用的时间。
19
1复帧＝16子帧（2ms） F0 F1 F2 F3 … F15
1帧 F1
1帧＝256bit， 125μs 32个路时隙 帧同步 TS0 话路 TS1 … … 话路 TS15 信令 TS16
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• SDH
SDH是指一套可进行同步信息传输、复用、分 插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。
SDH采用一套标准化的信息结构等级，称之为 同步传送模块STM-N(N=1,4,16,…),其中最基 本的模块为STM-1,传输速率为155.520Mbps； 将4个STM-1同步复用构成STM-4,传输速率为 622.080Mbps，以此类推。 SDH的最为核心的三大特点
路由选择
路由选择方式
固定选路方式
动态选路方式
31
• 信令的基本概念
通信系统中除了通信时的用户信息以外的各种控 制命令，它可以在指定的终端之间建立、维持和 解除通信信道，并维护网络本身的正常运行。
• 信令的分类
交换机A 交换网络 公共 控制 信令 设备 信令 设备 话路 交换机B 交换网络 公共 控制
树型网
环型网 线型网
9
• 通信网的分层结构
信息应用
垂 直 描 述
业务网
电话网、数据网、IP网
支撑网
信令网 同步网 管理网
接入与传送网
光纤、数字微波、卫星链路
水平描述
10
• 一般通信网的质量要求 接通的任意性与快速性 信号传输的透明性与传输质量的一致性 网络的可靠性与经济合理性 • 通信业务 模拟与数字视音频业务 数据通信业务 多媒体通信业务
25
• 异步复接的码速变换与恢复 一次群数码率2.048Mb/s ±100b/s 二次群数码率8.448Mb/s 正码速调整 脉冲插入同步法的基本做法是人为地在
各支路信号中插入一些脉冲，通过控制插入 脉冲的多少来使各个支路信号的瞬时数码率 达到一致。 正/负码速调整 正/零/负码速调整
先要进行码速调整，使各低次群同步后再实
施同步复接。
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• 同步复接的码速变换与恢复 为了满足在接收端分接的需要，并且使 数字复接器、数字分接器正常工作 ，还需插 入一定数量的附加码。 帧同步码 对端告警码 邻站监测和勤务联系等业务码 二次群数码率8.448Mb/s（4 ×2.112Mb/s） 一次群数码率2.048Mb/s →2.112Mb/s
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多径传播示意图
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• 通信的工作方式
单工方式
发送端 信道 接收端
半双工方式
发送端
A
发送端 信道
B
接收端
接收端
全双工方式
发送端
A
信道 信道
接收端
B
接收端
发送端
5
• 信息传输方式
并行传输
数据位 7 6 5 4 3 2 1 0 校验 数据线
7 6
串行传输
并/串转换
发 送 设 备
接 收 设 备
8bit, 3.9μs 话路 TS17 … … 话路 TS31
偶数帧 1 0 0 1 1 0 1 1 帧同步码
保留给国际用 （目前固定为1）
F0子帧 0 0 0 0 1 A2 1 1
复帧同步码 复帧 对端告警码
抽样信息码 × × × × × × × × 3.9μs
F1子帧 a b c d a b c d
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• 差错控制编码的纠检错能力
差错控制编码的能力与差错控制编码的特性有关 汉明重量 码间距离 最小码距 最小码距与编码的纠检错能力 要检测e个错码，要求最小码距为dmin = e + 1
要纠正t个错码，要求最小码距为dmin = 2t + 1
要纠正t个错码，同时检测e（e≥t）个错码，要 求最小码距为dmin = t + e + 1
频带传输
宽带传输
数字数据传输
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• 差错控制
噪声对信号的干扰是造成传输差错的主要原因， 需要采取相关的差错控制技术予以解决，以提 高传输的可靠性，满足通信质量的要求。
差错控制编码是差错控制的核心，其基本思想 是在待传送的信息码元序列中按照一定的规则 插入一定数量的新码元（即监督码元），使原 来彼此独立、不相关的信息码元序列经过变换 后产生某种规律性或相关性，在接收端可以根 据这种规律性来检查传输序列中的差错，乃至 纠正差错。
发 送 设 备
5 4 3 2 1 0 2 1 0
串/并转换
7 6 5 4 3
接 收 设 备
6
1 0
异步传输
起 一个字符 止 起 一个字符 止 起
同步传输
信号
SYN字符
SYN字符
SOH字符
信息字符
EOT字符
字符同步
标 志 帧内容 标 志
帧同步
7
• 通信系统的组成及其分类
模拟通信、数字通信和数据通信三者之间的
11
• OSI参考模型中传输层、网络层、数据链路层 和物理层的功能 • 标准化组织：ISO、ITU、IEEE、IETF、FCC
• 现代通信技术的发展趋势
通信技术数字化 通信业务综合化 网络互通融合化 通信网络宽带化 网络管理智能化 通信服务个人化——个人通信
12
数字通信技术
• 模拟信号数字化的常用方式——PCM
总复习
第1章 通信基础知识
第2章 数字通信技术
第3章 电话网技术
第4章 数据通信技术 第6章 多媒体通信技术
第7章 无线通信技术
第8章 下一代网络技术
2
通信基础知识
• 基本概念：通信，通信信号，通信信道，通 信系统，通信网，协议
• 通信信道
恒参信道：有线信道、微波接力信道、卫 星中继信道、微波散射信道等。 变参信道：短波电离层反射信道、微波对 流层散射信道等。
区别与联系
信源编码和信道编码各有什么作用？
• 通信系统的主要性能指标
模拟通信系统：有效传输带宽，输出信噪比
数字通信系统：传输速率（码元传输速率、
信息传输速率），频带利用率，传输差错率， 信噪比
8
• 通信网的构成要素：终端设备、传输链路 和交换设备。
• 通信网的组网结构
网状型网、网孔型网 星型网 复合型网 总线型网
SDH复用原理 映射 定位 复用
29
• 说明复用和复接之间的关系。
复用的过程是通过复用单元将多个用 户的信号组成一个基本传输单元。复 接是将多个基本传输单元组合成高一 级的传输单元。
复接可以看作是对用户信息复用后得 到的信息传输单元的进一步复用。
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电话网技术
• 基本概念
路由
39
数据通信技术
• 数据是预先约定的具有某种含义的数字信号的 组合，如数字、字母和符号等。
• 数据通信指的是依照通信协议，利用数据传输 技术在两个功能单元之间传递数据信息的通信 方式，它可实现计算机与计算机、计算机与终 端或终端与终端之间的数据信息传递。 • 数据通信包括数据传输和数据传输前后的数据 处理2方面的内容 。
基群速率接口
基群速率接口是一次群速率接口，它有两种 速率——1.544Mbit/s和2.048Mbit/s。
基群速率接口可用来支持H信道。
37
• 智能网
最大特点是将网络的交换功能与控制功能相分离
业务生成环境 业务管理系统
业务 控制点 No.7 No.7 信令 转接点 No.7 业务交换点
率来控制接收端时钟，就可以做到位同步。
14
帧同步
帧同步是为了保证收、发两端各对应的话路 在时间上保持一致，这样接收端就能正确接 收发送端送来的每一个话路信号。 为了建立收、发两端的帧同步，需要在每一 帧中的固定位臵插入具体特定码型的帧同步 码，这样，接收端只要能正确识别出这些帧 同步码，就能正确识别出每一帧的首尾，从 而正确区分出发送端送来的各路信号。
交换机A 交换网络 处理 机 信令 数据链路 信令 设备 设备 话路 交换机B 交换网络 处理 机
随路信令系统
公共信道信令系统
32
• 信令网的组成和分类
• 时隙交换和空分交换的原理 • 时分接线器和空分接线器的工作方式 • 程控数字交换机的构成
话路子系统：数字交换网络、信令设备以 及各种接口设备组成。 控制子系统：处理机和存储器、外部设备 和远端接口等部件组成。
数据库
智能外设 No.7
交换机
PABX
38
业务平面
业务1
业务2
业务 使用者 业务 设计者 网络 开发者
PE2
全局功能平面
SIB1
SIB2 SIB3
SIB4
分布功能平面
FEA FEA FE2 IF
IF FE2
FEA FEA
物理平面
1 PE1 FE 2 INAP FE
3 FE
网络 运营者
智能网的概念模型
抽样
量化
编码
• 时分多路复用
位同步 帧同步
13
位同步
位同步的基本含义是收、发端机的时钟频率
必须同频、同相，这样接收端才能正确接收
和判决发送端送来的每一个码元。
在设计传输码型时，一般要考虑传输的码型
中应含有发送端的时钟频率成分，这样，接
收端从接收到的PCM码中提取发送端时钟频
H信道：用来传送高速的用户信息，如高速传 真、图像、高速数据、高质量音响和分组交换 信息等。
36
• N-ISDN的用户-网络接口 基本接口
2B+D，即由2条传输速率为64kbit/s的B信道 和1条16kbit/s的D信道组成，它们时分复用 在一对用户线上，用户可以用的最高速率是 192kbit/s。
数字复接就是把2个或2个以上的分支数字信号按时分
复用方式汇接成单一的复合数字信号。
22
23
• 同步复接和异步复接
同步复接是用一个高稳定的主时钟来控制被
复接的几个低次群，使它们的数码率统一在
主时钟的频率上，这样就能达到系统同步的 目的。 异步复接是各低次群使用各自的时钟，这就 使得各低次群的时钟速率不一定相等，因此