【正文】 時(shí)鐘信號(hào)，因此在遠(yuǎn)程傳輸數(shù)字通信網(wǎng)中，特別是在高次群復(fù)接中，異步復(fù)接得到廣泛應(yīng)用。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 異步復(fù)接原理框圖如圖 319所示。在發(fā)送端，首先必須分別對(duì)各輸入支路的異步數(shù)字流進(jìn)行碼速調(diào)整，變成相互同步的數(shù)字流，然后進(jìn)行同步復(fù)接；在接收端，首先進(jìn)行同步分離，然后把各同步數(shù)字流分別進(jìn)行碼速恢復(fù)，復(fù)原為異步數(shù)字流，異步復(fù)接與同步復(fù)接的區(qū)別在于，前者需要碼速調(diào)整；后者只需相位調(diào)整。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 碼 速 調(diào) 整碼 速 調(diào) 整碼 速 調(diào) 整碼 速 調(diào) 整同步復(fù)接同步分接碼 速 恢 復(fù)碼 速 恢 復(fù)碼 速 恢 復(fù)碼 速 恢 復(fù)幀 同 步支 路 一支 路 二支 路 三支 路 四支 路 一支 路 二支 路 三支 路 四圖 319 異步復(fù)接原理框圖 第 3章脈沖編碼調(diào)制 在異步復(fù)接中，關(guān)鍵就是碼速調(diào)整，經(jīng)碼速調(diào)整后的異步復(fù)接就變?yōu)橥綇?fù)接了。而將非同步信碼變?yōu)橥酱a流的簡(jiǎn)單有效方法是正碼速調(diào)整技術(shù)（也叫脈沖插入法）。這種方法就是人為地在各個(gè)待復(fù)接的支路信號(hào)中插入一些脈沖，譬如在瞬時(shí)速碼率低的支路信號(hào)中多插入一些脈沖；在瞬時(shí)速碼率高的支路信號(hào)中少插入或不插入脈沖，從而使這些支路信號(hào)在分別插入適當(dāng)?shù)拿}沖之后，變?yōu)樗矔r(shí)速碼率完全一致的信號(hào)。碼速調(diào)整除正碼速調(diào)整外，還有正 /負(fù)碼速調(diào)整、正 /0/負(fù)碼速調(diào)整，其中正碼速調(diào)整由于它的原理和設(shè)備簡(jiǎn)單，技術(shù)比較完善，應(yīng)用最為廣泛。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 （ 1）正碼速調(diào)整 所謂正碼速調(diào)整就是將被復(fù)接的低次群的速碼率都調(diào)高，使其同步到某一規(guī)定的較高的碼速上。 在正碼速調(diào)整條件下，由復(fù)接設(shè)備產(chǎn)生的分配給各支路的同步時(shí)鐘速率必然高于各支路輸入的時(shí)鐘速率，即碼速調(diào)整單元緩沖存儲(chǔ)器的讀出時(shí)鐘 fm 高于寫入時(shí)鐘 fl。假定起初緩存器處于半滿狀態(tài)，由于 fm＞ fl ，隨著時(shí)間的推移，存儲(chǔ)量勢(shì)必越來(lái)越少，若不采取措施，終將導(dǎo)致“取空”而讀出虛假信號(hào)。如果設(shè)置一個(gè)門限，一旦緩存器的存儲(chǔ)量減小到門限值，調(diào)整單元內(nèi)設(shè)置的相位比較器就發(fā)出一個(gè)調(diào)整指令，將扣除一個(gè)脈沖，于是緩存器在該位置被禁讀一位（相當(dāng)于在信碼流的對(duì)應(yīng)的時(shí)隙插入一個(gè)調(diào)整脈沖）。這樣，緩存器容量就得到了補(bǔ)充。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間又重復(fù)此過(guò)程，緩存器的存儲(chǔ)量就不會(huì)出現(xiàn)取空現(xiàn)象，從而保證了信息的無(wú)誤傳輸。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 但這種完全為了調(diào)整碼速而人為插入的調(diào)整脈沖，在接收端必須予以消除。為此，必須再插入標(biāo)識(shí)信號(hào)，這樣就知道此時(shí)收到的并不是信號(hào)而是調(diào)整脈沖，應(yīng)將其去掉。 以上討論的把信息碼和標(biāo)志信號(hào)分別在兩條信道上傳送，僅是為了便于理解。實(shí)際上，無(wú)論什么信號(hào)，如幀定位信號(hào)、調(diào)整脈沖、插入標(biāo)志信號(hào)、和信息碼等，都是根據(jù)規(guī)定的幀結(jié)構(gòu)安排在固定位置上，按時(shí)間順序以復(fù)接時(shí)鐘速率在一條信道上傳輸?shù)摹? 第 3章脈沖編碼調(diào)制 （ 2）負(fù)碼速調(diào)整 負(fù)碼速調(diào)整與正碼速調(diào)整的基本原理是一樣的，不同點(diǎn)僅為同步復(fù)接時(shí)鐘取值不同。由于同步復(fù)接時(shí)鐘的標(biāo)稱值小于支路時(shí)鐘的標(biāo)稱值，這時(shí)寫入速率大于讀出速率，如果不采取措施，緩沖器中存儲(chǔ)的信息將越來(lái)越多，最后導(dǎo)致發(fā)生“溢出”現(xiàn)象，從而丟失信息。為保證正常傳輸，就必須提供額外的通道把多余的信息送到接收端，也即要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候多讀一位，這與正碼速調(diào)整剛好相反，故稱為負(fù)碼速調(diào)整。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 二次群幀結(jié)構(gòu) 根據(jù) ITUT的建議，數(shù)字復(fù)接幀結(jié)構(gòu)分為兩大類：同步復(fù)接幀結(jié)構(gòu)和異步復(fù)接幀結(jié)構(gòu)。我國(guó)采用正碼速調(diào)整的異步復(fù)接幀結(jié)構(gòu)。 PCM二次群是由四個(gè) PCM一次群復(fù)接而成， PCM三次群由四個(gè) PCM二次群復(fù)接而成， PCM四次群由四個(gè) PCM三次群復(fù)接而成。 下面以二次群復(fù)接為例分析其工作原理。根據(jù) ITUT 建議，二次群由 4個(gè)一次群合成，一次群碼率為 ／ s，二次群碼率為 ／ s。二次群每個(gè)幀共有 848個(gè)比特，分成四組，每組 212比特，稱為子幀，子幀碼率為 ／ s。也就是說(shuō)，通過(guò)正碼速調(diào)整，使輸入碼率為 ／ s的一次群碼率調(diào)整為 ／ s。然后將四個(gè)支路合并為二次群，碼率為 ／ s。采用正碼速調(diào)整的二次群復(fù)接子幀結(jié)構(gòu)如圖320所示。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 1 2 3 4 5 3 5 4 5 5 1 0 6 1 0 7 1 0 8 1 5 9 1 6 0 1 6 1 1 6 2 2 1 25 35 35 35 32 1 2 b i tFi 1Fi 2Fi 3幀 碼 組信 息5 0 b i t插入標(biāo)志Ci 1信 息5 2 b i t插入標(biāo)志Ci 2插入標(biāo)志Ci 3碼速調(diào)整插入比特vi信 息5 2 b i t信 息5 1 b i t圖 320 二次群復(fù)接子幀結(jié)構(gòu) 第 3章脈沖編碼調(diào)制 每幀中的內(nèi)容有： 幀碼（幀定位信號(hào)）：它是正確分接的標(biāo)志； 勤務(wù)信號(hào)：用于告警、碼速調(diào)整控制等； 信息位：包括復(fù)接支路中的全部?jī)?nèi)容（信碼、同步碼和信令碼等）。 圖示的復(fù)接幀結(jié)構(gòu)，是由經(jīng)過(guò)碼速調(diào)整后的瞬時(shí)速碼率相同的四個(gè)支路信號(hào)按比特復(fù)接得到的。由子幀結(jié)構(gòu)可以看出，一個(gè)子幀有 212個(gè)比特，分為四組，每組 53個(gè)比特。第一組中的前 3個(gè)比特 Fi Fi Fi3用于幀同步和管理控制，然后是 50比特信息。第二、三、四組中的第一個(gè)比特 Ci Ci Ci3為碼速調(diào)整標(biāo)志比特。第四組的第 2比特 (本子幀第 161比特 ) Vi為碼速調(diào)整插入比特，其作用是調(diào)整基群碼速，使其瞬時(shí)碼率保持一致并和復(fù)接器主時(shí)鐘相適應(yīng)。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 由幀結(jié)構(gòu)也可以看出，碼速調(diào)整過(guò)程中的相位比較是在幀結(jié)構(gòu)的第 1組末進(jìn)行判決的。若判決結(jié)果需要調(diào)整，則在其后各組中的 C比特置 1， V空閑；若判決結(jié)果不需調(diào)整，則 C比特置 0，相應(yīng)地 V仍傳信碼。顯然，利用固定時(shí)隙位置作為碼速調(diào)整控制比特和碼速調(diào)整比特，可以簡(jiǎn)化復(fù)接設(shè)備。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 SDH復(fù)接簡(jiǎn)介 1． SDH的概念 同步數(shù)字系列 (Synchronousdigital Hierarchy— SDH)的構(gòu)想起始于 20世紀(jì) 80年代中期，由同步光纖網(wǎng) (Synchronous Optical Network— SONET也稱同步光網(wǎng)路 )演變而成。它不僅適用于光纖傳輸，亦適用于微波及衛(wèi)星等其他傳輸手段，并且使原有人工配線的數(shù)字交叉連接 (DXC)手段可有效地按動(dòng)態(tài)需求方式改變傳輸網(wǎng)拓?fù)洌浞职l(fā)揮網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的靈活性與安全性，而且在網(wǎng)路管理功能方面大大增強(qiáng)。因此， SDH將成為寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) BISDN的重要支撐，形成一種較為理想的新一代傳送網(wǎng) (Transport Network)體制。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 SDH是由 SDH網(wǎng)絡(luò)單元（包括終端復(fù)用器 TM、分插復(fù)用器 ADM、再生中繼器 REG和 SDH數(shù)字交叉連接設(shè)備 SDXC等）組成，在信道上進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用和交叉連接的系統(tǒng)。SDH的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 321所示。 （ 1）終端復(fù)用器（ TM） 其功能是將低速支路信號(hào)和 155 Mbit/s電信號(hào)納入 STMN幀，并轉(zhuǎn)換為 STMN光信號(hào)，或完成相反的變換。 （ 2） SDH數(shù)字交叉連接設(shè)備（ SDXC） SDXC是能在接口端口間提供可控的 VC(虛容器 )的透明連接和再連接的設(shè)備，其端口速率既可以是 SDH速率，也可以是PDH速率。此外，它還具有一定的控制、管理功能。 （ 3）分插復(fù)用器（ ADM） 其功能是可以方便地將支路信號(hào)從主信碼流中提取出來(lái)或?qū)⑵渌沸盘?hào)插入此主信碼流中，從而方便地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中信碼流的分配、交換與組合。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 T M R E GS D X C或A D MR E G T M再 生 段 再 生 段再 生 段再 生 段復(fù) 用 段復(fù) 用 段通 道圖 321 SDH系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 第 3章脈沖編碼調(diào)制 2． SDH的特點(diǎn) SDH由一些基本網(wǎng)路單元組成，在光纖、微波、衛(wèi)星等多種介質(zhì)上進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)接和交叉連接，因而具有一系列優(yōu)越性。 （ 1）使北美、日本、歐洲三個(gè)地區(qū)性 PDH數(shù)字傳輸系列在 STM1等級(jí)上獲得了統(tǒng)一，真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)字傳輸體制方面的全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 （ 2）采用模塊化結(jié)構(gòu)，大大方便網(wǎng)絡(luò)的組建。 （ 3）采用字節(jié)復(fù)用，適應(yīng)交換技術(shù)的發(fā)展。 （ 4）簡(jiǎn)化了復(fù)接、分接過(guò)程，需要時(shí)可以從高速多路信號(hào)中直接取出或插入低速支路信號(hào)，極大提高了通信網(wǎng)的靈活性和對(duì)各種通信業(yè)務(wù)的適應(yīng)性。 （ 5） SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了充足的提供維護(hù)管理比特（約占信號(hào)的 5％），使網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)管理能力大大加強(qiáng)，諸如故障檢測(cè)、區(qū)段定位、端到端性能檢測(cè)、單端維護(hù)多種功能。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 （ 6）采用交叉連接技術(shù)，可使電路整體進(jìn)行轉(zhuǎn)換和交換，增強(qiáng)通信網(wǎng)路由動(dòng)態(tài)調(diào)動(dòng)的能力。 （ 7）將標(biāo)準(zhǔn)光接口綜合進(jìn)各種不同的網(wǎng)絡(luò)單元，傳輸和復(fù)用不必分開(kāi)，簡(jiǎn)化了硬件，同時(shí)光接口成為開(kāi)放性接口，可以在光路上實(shí)現(xiàn)橫向兼容。不同廠家產(chǎn)品在光路上可以互通。 （ 8） SDH不僅與現(xiàn)有的 PDH網(wǎng)完全兼容，還可容納 PDH各種速率，以及各種新的業(yè)務(wù)信號(hào)。例如局域網(wǎng)中的光纖分布式數(shù)據(jù)接口（ FDDI）信號(hào)，以及寬帶 ISDN中的異步轉(zhuǎn)移模式（ ATM）信號(hào)等。 綜上所述， SDH采用同步復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)光接口和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理能力等特點(diǎn)，在 20世紀(jì) 90年代中后期得到了廣泛應(yīng)用，將逐步取代 PDH設(shè)備。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 小 結(jié) 1．模擬信號(hào)的數(shù)字化過(guò)程經(jīng)過(guò)抽樣、量化、編碼三個(gè)步驟，這也是脈沖編碼調(diào)制（ PCM）的過(guò)程。 2．低通信號(hào)的抽樣定理：設(shè)有一個(gè)頻帶限制在 (0 ～ fH )內(nèi)的連續(xù)模擬信號(hào) m(t)，若對(duì)它以大于或等于每秒 2f H次的速率進(jìn)行抽樣，即對(duì)應(yīng)的抽樣速率為 f S ≥2 f H，則抽樣序列包含原信號(hào)的全部信息。 3．量化分均勻量化和非均勻量化兩種。均勻量化也稱為線性量化，它將 PAM的取值范圍均勻分成 N等份（ N=2n）。非均勻量化將小信號(hào)量化級(jí)分得較小，大信號(hào)量化級(jí)分得較大，即量化級(jí)是非均勻的，用較少的編碼位數(shù)獲得較大的信噪比。 13折線 A律壓擴(kuò)特性是一種數(shù)字非均勻量化方法。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 4． PCM用 8bit數(shù)字碼來(lái)表示一個(gè)樣值，其中 B1為極性碼， B2B3B4為段落碼， B5B6B7B8為段內(nèi)碼，由 B1來(lái)表示樣值的極性（“ 1”為正極性，“ 0”為負(fù)極性），用B2B3B4來(lái)表示樣值的幅度屬于 8個(gè)段落中的那一段，而B5B6B7B8卻是用來(lái)表示樣值屬于該段落中的哪一個(gè)量化級(jí)。 5．通過(guò) 13折線 A律方法講解了 PCM信號(hào)的編、解碼過(guò)程。 6．利用時(shí)分復(fù)用原理對(duì)多路信號(hào)直接進(jìn)行 PCM編碼復(fù)用的方法，稱為 PCM復(fù)用。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 7． 30/32路 PCM基群幀結(jié)構(gòu)：由 32路話音信號(hào)組成一個(gè)基群，其中 30路用來(lái)傳輸用戶話語(yǔ)， 2路用作勤務(wù)。每個(gè)路時(shí)隙包含 8位碼，一幀共包含 256個(gè)比特。 8．?dāng)?shù)字復(fù)接。將若干個(gè)低速群數(shù)字信號(hào)按時(shí)分復(fù)用的方式合并為一個(gè)高速數(shù)字合路信號(hào)，稱為數(shù)字復(fù)接技術(shù)。根據(jù)復(fù)接器輸入端各支路信號(hào)與本機(jī)定時(shí)信號(hào)的關(guān)系，數(shù)字復(fù)接分為三大類，即同步復(fù)接、異步復(fù)接和準(zhǔn)同步復(fù)接。絕大多數(shù)異步復(fù)接都屬于準(zhǔn)同步復(fù)接。