数字复接

(3) 异步复接。被复接的各输入支 路之间及与复接器的定时信号之间均是 异步的，其频率变化范围不在允许的变 化范围之内，也不满足复接条件，必须 进行码速调整方可进行复接。这种复接 方式称为异步复接。 由以上可见，异源和异步复接方 式都必须进行码速调整，满足复接条件 后方可复接。
则
设语音信号，每秒取样8000次，即 f s = 8000HZ，
TS =125S（帧周期 TS = 1/ f s = 125S）。
第一节
复用K路时，得 T 1
Tc
S
时分复用（TDM）原 理
Kf s
K
Tc
— 称为路时隙宽度。
编码器（PCM）输出的数码率： n fB nKf s 每个样值编成一个n位二进制码字。 Tc
32路时隙，256 bit,125 s 帧结构 TS 1 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 话路 时隙 (CH 16 ~ 1 CH29) 488 ns 3.91 s d CH3 0

因此， 对于一定路数的信号（比如电 话）， 直接采用时分复用FDM是可行的， 但对 于大路数的信号而言， PCM复用在理论上是可 行的， 而实际上难以实现。 那么我们自然就会 提出一个问题， 如何实现大路数信号的多路复 用呢？或者说， 如何利用分时传输提高通信系 统的通信容量或线路利用率？数字复接是解决 这一问题的“良方”。 我们首先给出数字复接 的定义： 数字复接就是指将两个或多个低速数 字流合并成一个高速率数字流的过程、 方法或 技术。 它是提高线路利用率的一种有效方法， 也是实现现代数字通信网的基础。
K
125 32 3.9 s
第一节 时分复用（TDM）原理
三、TDM数字通信系统
1、话路 复合成标准数据流（基群）采用同步、 汇合成高速数据信号标准。
准同步数字复接技术
百度文库
2、数字复接系列分类： ⑴ 基群、二次群、三次群、四次群 。 ⑵ 高次群采用同步数字系列（SDH）复接，严格 的 4倍关系。
FDMA and TDMA 原理
FDMA Example: 4 users
frequency
time TDMA
frequency time
第一节
二、TDM原理
时分复用（TDM）原理
1、TDM系统组成（示意图） A、发送端 旋转开关描述时分作用，轮流接通第一到第K路信 号。 旋转开关每旋转一周，完成一次时隙分配，一周 时间 称一帧，每接通一路，就是每一帧取一次样。 一帧时间就是信号的取样周期TS 。
第一节 时分复用（TDM）原理
2、应用举例： 已知32路时分复用PCM数字电话系统，每个话路 取 样速率是8000HZ，每个样值编成8位二进制代码。 试求： 路时隙 Tc ； 输出码流速率 f B； 信道的最小传输带宽Bmin ； 平均每路电占用的带宽 。
第一节 时分复用（TDM）原理

(1)同步复接。被复接的各输入支 路之间，以及同复接器之间均是同步的， 此时复接器便可直接将低支路数字信号 复接成高速的数字信号。这种复接就称 为同步复接。由此可见，这种复接方式 无需进行码速调整、有时只需进行相位 调整或根本不需要任何调整便可复接。

(2)异源（准同步）复接。被复接 的各输入支路之间不同步，并与复接器 的定时信号也不同步：但是各输入支路 的标称速率相同，也与复接器要求的标 称速率相同（速率的变化范围在规定的 容差范围内，基群为2048kb/s±50ppm， 二 次 群 为 8448kb/s±30ppm ， 1ppm=106）,但仍不满足复接条件，复接之前还需 要进行码速调整，使之满足复接条件再 进行复接。这种复接方式就称为异源复 接或准同步复接。
外时钟
定时
同 步
定时
(1) 低次 (2) 群 (3) (4) 支路
码 速 调 整
复 接
高次群
分 接
恢 复
(1) (2)低次 (3) 群 (4) 支路
复接器
分接器
图5―3 数字复接系统框图

复接器在各支路数字信号复接之 前需要进行码速调整，即对各输入支路 数字信号进行频率和相位调整，使其各 支路输入码流速率彼此同步并与复接器 的定时信号同步后，复接器方可将低次 群码流复接成高次群码流。由此可得出 如下复接条件：被复接的各支路数字信 号彼此之间必须同步并与复接器的定时 信号同步方可复接。根据此条件划分的 复接方式可分为：同步复接、异源（准 同步）复接、异步复接三种。


在国际上， CCITT为了便于国际 通信的发展， 推荐了两类群路比特率系 列和数字复接等级。 两类数字速率系列 和数字复接等级如表5 - 1和图5 - 1所示。
表5―1 两种数字系列速率
×5 ×24 ×4 1544 kb/s 6312 kb/s ×7
×3 32064 kb/s
97728 kb/s
第一节时分复用（TDM）原理
3、TDM系统的技术难点： ⑴ 同步问题； ⑵ 相位抖动问题。
4、TDM与FDM相比的优点： ⑴ 都是数字电路，可用软、硬件实现控制； ⑵ 信道的非线性不敏感； ⑶ 可用再生中继系统去除噪声（去掉误码的累积）
第二节
PCM基群帧结构
一、PCM30/32终端机的帧结构 （A律）
5.1.2 数字比特系列与复接等级 根据不同传输介质的传输能力和 电路情况， 在数字通信中将数字流比特 率划分为不同等级， 其计量基本单元为 一路PCM信号的比特率8000（Hz）×8 （bit）＝64 kb/s（零次群）。 复用设备 按照给定比特率系列划分为不同的等级， 在各个数字复用等级上的复用设备就是 将数个低等级比特率的信号源复接成一 个高等级比特率的数字信号。
CH2
…
…
F15
a
b
c
…
c
d
CH1 5
CH3 0
PCM30/32路制式基群帧结构
5.1 PCM复用与数字复接
5.1.1 基本概念 我们了解了时分复用的概念， 为了提高 信道的利用率和信息传输速率（也就是提高通 信容量）我们可以采用TDM把多路信号在同 一个信道中分时传输。 可是， 通过深入研究 我们就会发现一个问题， 假设要对120路电话 信号进行TDM， 根据PCM过程， 首先要在 125μs内完成对120路话音信号的抽样， 然后对 120个样点值分别进行量化和编码。



采用2Mb/s基群数字速率系列和复接等 级具有如下一些好处： (1)复接性能好，对传输数字信号结构没 有任何限制，即比特独立性较好； (2)信令通道容量大； (3)同步电路搜捕性能较好（同步码集中 插入）； (4)复接方式灵活，可采用N~（N+1）和 N~（N+2）两种方式复接； (5)2Mb/s系列的帧结构与数字交换用的 帧结构是统一的，便于向数字交换统一化方向 发展。
44736 kb/s ×4
139264 kb/s
1.5 M系列 1 564992 kb/s 2 M系列
64 kb/s ×4 ×30 2048 kb/s ×4 8448 kb/s ×4 34368 kb/s
×16 复接等级
图5―1 数字复接等级示意图
北美和日本采用的系列和相应数字复接 等级是1.544Mb/s（基群）、6.312Mb/s（二次 群）等，简称为1.5M系列。欧洲各国和我国都 采用的系列和相应数字复接等级是 2.048Mb/s（基群）、8.488Mb/s（二次群） 等，即所谓的2M系列。 CCITT建议中大多数都是逐级复接， 即采用N~（N+1）方式复接等级。比如二次群 复接为三次群（N=2），三次群复接为四次群 （N=3）。也有采用N~（N+2）方式复接，比 如由二次群直接复接为四次群（N=2）。
第F1— F15子帧中的TS16 a b c d a b c d 两个话路的信令码，1—15对应30个话路， 禁止a b c d为全零，以免干扰复帧同步。 结论： 32路时隙，真正用于传送数据、话音的时隙只 有30路，所以称为30/32路基群。
16帧，2.0 m s 复帧结构 F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15

比 如 对 30 路 电 话 进 行 PCM 复 用 （采用8位编码）后， 通信系统的信息传 输速率为8000×8×32＝2048 kb/s， 即 形 成 速 率 2048 kb/s 的 数 字 流 （ 比 特 流）。 现在要对 120 路电话进行时分复 用， 即把4个这样的2048 kb/s的数字流合 成为一个高速数字流， 就必须采用数字 复接技术才能完成。
帧同步时隙 偶帧 TS0 × 0 0 1 1 0 1 1
话路 时隙 (CH 1 ~ CH 15)
信令时隙 0 0 0 0 1 A2 1 备用 比特 d a b c
帧同步信号
复帧同 步信号 1 1 F1 a b c
奇帧 TS0
×
1 A1 1
1
1
保留给 国内通信用 F2 a
CH1 b c d a
CH1 6 b c d CH1 7 d a b
第二节
PCM基群帧结构
3、规定：每16帧构成一个复帧（传送共路信令）。 4、TS16 ⑴ 第F0子帧中的TS16 0 0 0 0 × A2 × ×（固定为复帧同步码） ×：保留（备用）。 A2：复帧失步对告码 A2 = 1 失步 A2 = 0 同步
⑵ 第F1— F15子帧中的TS16
第二节
PCM基群帧结构


5.1.4数字复接的原理与分类
数字复接系统主要由数字复接器 和分接器组成。复接器是把两个或两个 以上的支路（低次群）按时分复用方式 合并成一个单一的高次群，其设备由定 时、码速调整和复接单元等组成；分接 器的功能是把已合路的高次群数字信号 分解成原来的低次群数字信号，它是由 同步、定时和码速恢复等单元组成,系统 框图见图5―3。
数字基带传输：
Bmin nKf s fB 2bit 2 Hz
传送数码率fB的二进制码流 所需要最小信道带宽Bmin 。
第一节 时分复用（TDM）原理
B、接收端 正确解码和分路。 保证收发定时系统之间有正确的频率和相位关系。 因此收端必须有一套同步装置（比特、路定时、 帧同步）。 发端发送的码流中应包含帧同步码，供收定时参 考，确认一帧的开头。
第5章数字复接技术
第一节
时分复用（TDM）原理
一、时分复用（TDM）的概念 1、多路复用技术： 利用同一信道，传送多路互相独立的信号。 方法：频分、时分、码分、光分等。 2、时分复用（TDM）： 将传输时间划分为若干个互不重迭的时隙， 简称路时隙；互相独立的多路信号顺序地占用 各自的时隙，合成一个复合信号，在一条信道 中传输；在接收端按同样的规律把它们分开， 对应地送给不同的用户。
解：
1 Ts 125 fs
s
Tc
Ts
f B nKf s 8 32 8000 2048Kb / s Bmin f B 1024 KHZ 2 平均每路电话占用带宽： 1024KHZ÷32 = 32KHZ * FDM的载波电话系统中，4KHZ/每路（8倍）


这样， 对每路信号的处理时间 （抽样、量化和编码）不到1 μs， 实际 系统只有0.95 μs（这种对120路话音信号 直接编码复用的方法， 称为PCM复用）。 如果复用的信号路数再增加， 比如480路， 则每路信号的处理时间更短。 要在如此 短暂的时间内完成大路数信号的PCM复 用， 尤其是要完成对数压扩PCM编码， 对电路及元器件的精度要求就很高， 在 技术上实现起来也比较困难。
1、帧结构：指一帧周期中时隙的安排。 每帧分为32个时隙（0 — 31号） 。 a.TS1-TS15，TS17-TS31（共30路时隙用于传话音） b.每个时隙传PCM8位编码 c.TS0传帧同步码 d.TS16传信令，即呼叫、应答等。
第二节
PCM基群帧结构
2、TSO 偶数帧 × 0 0 1 1 0 1 1 （ 固定为帧同步码） 奇数帧 × 1 A1 n n n n n （不传帧同步码组） ×: 国际电话通信用（保留） 。 1: 保证收端不误判为帧同步码。 A1：帧失步对告码 A = 0，同步（本地同步） （通告对方） A = 1，失步（本地失步） n: 保留国内用。