《時(shí)分多路復(fù)用》ppt課件

1、| 時(shí)分復(fù)用原理| PCM基群幀構(gòu)造| 數(shù)字復(fù)接原理| 正碼速調(diào)整技術(shù)| 幀同步技術(shù)根本原理根本原理時(shí)分復(fù)用TDM，即Time-Division Multiplexing的主要特點(diǎn)是利用不同時(shí)隙來傳送各路不同信號(hào)。TDM與FDM頻分復(fù)用原理的差別：TDM在時(shí)域上是各路信號(hào)分割開來的; 但在頻域上是各路信號(hào)混疊在一同的。FDM在頻域上是各路信號(hào)分割開來的;但在時(shí)域上是混疊在一同的。TDM的方法有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：多路信號(hào)的集合與分路都是數(shù)字電路，比FDM的模擬濾波器分路簡單、可靠。 信道的非線性會(huì)在FDM系統(tǒng)中產(chǎn)生交調(diào)失真與高次諧波，引起路際串話，因此，對(duì)信道的非線性失真要求很高；而TDM系統(tǒng)的非

2、線性失真要求可降低。TDM技術(shù)存在的主要問題：TDM對(duì)信道中時(shí)鐘相位抖動(dòng)及接納端與發(fā)送端的時(shí)鐘同步問題那么提出了較高要求。所謂同步是指接納端能正確地從數(shù)據(jù)流中識(shí)別各路序號(hào)。為此，必需在每幀內(nèi)加上標(biāo)志信號(hào)稱為幀同步信號(hào)。采用TDM制的數(shù)字通訊系統(tǒng)，在國際上已逐漸建立起規(guī)范。數(shù)字復(fù)接序列中按傳輸速率不同，分別稱為基群、二次群、三次群、四次群等等。隨著光纖通訊的開展，四次群速率已不能滿足大容量高速傳輸?shù)囊?。美國首先提出同步光纖網(wǎng)SONET的建議，經(jīng)CCITT幾次討論、修正，現(xiàn)已構(gòu)成正式建議。CCITT藍(lán)皮書G.707建議規(guī)定SDH的第一級(jí)比特率為155.52Mb/s，記作STM1。四個(gè)STM1按字

3、節(jié)同步復(fù)接得到STM4，比特率為622.08Mb/s。四個(gè)STM4同步復(fù)接得到STM16，比特率為2488.32Mb/s。目前四次群以下已存在兩套準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接系列 ( PDH)，分別用于北美、日本和歐洲、中國。而SDH那么是全球一致的同步數(shù)字復(fù)接系列。同步復(fù)用同步復(fù)用PCM基群幀構(gòu)造。488nsF0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9F10F11F12F13F14F15001 1 0 1 1 1 1TS01 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161719202122 1 1 232425262728 1 1 2930311832路時(shí)隙，256 bit

4、, 125s16幀，2.0ms00 00 1A21 1 1 1 A111 1 1 1 1 1 1a bd a bcdcF1CH1CH16a bd a bcdcF2CH2CH17a bd a bcdcF15CH15CH30幀同步時(shí)隙話路時(shí)隙(CH1-CH15)信令時(shí)隙話路時(shí)隙(CH16-CH29)CH30幀同步信號(hào)復(fù)幀同步信號(hào)備用比特3.91s保管給國內(nèi)通信譽(yù)復(fù)幀構(gòu)造幀構(gòu)造偶幀TS0奇幀TS0PCM基群幀構(gòu)造準(zhǔn)同步復(fù)用正碼速調(diào)整準(zhǔn)同步復(fù)用正碼速調(diào)整正碼速調(diào)整部分主要由緩沖存儲(chǔ)器與必要控制電路所組成。輸入支路時(shí)鐘頻率為 ，其輸出時(shí)鐘即同步復(fù)接支路時(shí)鐘的頻率為 。在正碼速調(diào)整技術(shù)中，輸出頻率 大于輸

5、入頻率 。正碼速調(diào)整的稱號(hào)即來源于此。lfmflfmf通常在每個(gè)復(fù)接幀中規(guī)定一個(gè)指定的時(shí)隙，稱為正碼速調(diào)整支路比特。假設(shè)該支路碼速不需求調(diào)整 ，這個(gè)時(shí)隙就照常傳送支路信碼；假設(shè)該支路要調(diào)整碼速，這個(gè)時(shí)隙那么空閑一次，該時(shí)隙稱為塞入位置SV。該塞入時(shí)隙SV無論是空閑還是信碼，都必需由發(fā)端傳送信息到收端碼速恢復(fù)電路，才干正確地恢復(fù)原始碼流。為此要在復(fù)接幀中留出指定的時(shí)隙來傳送碼速調(diào)整的指示信號(hào)。顯然，這種指示信號(hào)是很重要的。它一旦出錯(cuò)，會(huì)導(dǎo)致支路碼流喪失一比特或誤塞入一比特，即出現(xiàn)滑動(dòng)。為此通常采用三位以上的指示碼來作為塞入標(biāo)志SZ。塞入位置SV及塞入標(biāo)志SZ在復(fù)接幀中安排位置如下圖。圖中 是復(fù)接

6、支路數(shù)， 為每幀內(nèi)每個(gè)支路含信碼數(shù)， 是每幀中每個(gè)支路的非信息比特?cái)?shù)， 為幀長，有mQKsL)(KQmLs圖8-7正碼速調(diào)整構(gòu)造1234-535455106107159108160161162-2121F11 F12 F13信息S50bit第二個(gè)塞入標(biāo)志SZ信息S52bit第一個(gè)塞入標(biāo)志SZ第三個(gè)塞入標(biāo)志SZ塞入位置SV信息S52bit信息S51bit組53bit組53bit組53bit組53bit212bit定義標(biāo)稱碼速調(diào)整速率或稱塞入速率其中 是同步復(fù)接單元標(biāo)稱速率， 是支路標(biāo)稱速率。最大碼速調(diào)整速率定義為能夠插入或刪除調(diào)整數(shù)字的最大速率 ，通常規(guī)定在每一個(gè)支路復(fù)接幀中只留一個(gè)調(diào)整位置。0

7、00lhssffLQf0hf0lfmaxsf所以最大碼速調(diào)整速率)(maxKQfLffmshs這里 為實(shí)踐復(fù)接速率。調(diào)整比率定義為實(shí)踐調(diào)整速率 與最大調(diào)整速率 之比， 又稱為塞入比S，表示為hfsfmaxsfmaxmaxslshssffLQfffS這里 為實(shí)踐支路速率。因此，由上述一系列名詞定義與關(guān)系式，可得出正碼速調(diào)整的根本公式其中支路速率 為知量, 是根本設(shè)計(jì)量。lfSKLffmshl1mffhl,SKLs,收到的信碼扣除電路扣除脈沖校核電路一致脈沖同步 碼檢測電路與門01分路定時(shí)脈沖產(chǎn)生再生主時(shí)鐘本地同步碼產(chǎn)生器形狀雙穩(wěn)態(tài)去各解調(diào)器圖8-8 逐碼移位同步正碼速調(diào)整準(zhǔn)同步復(fù)接/分接過程會(huì)使

8、支路碼流帶來二種附加影響，即塞入抖動(dòng)與塞入誤碼。所謂塞入抖動(dòng)是指分接后恢復(fù)的支路信號(hào)的位置會(huì)發(fā)生抖動(dòng)。它主要由于碼速調(diào)整過程中塞入調(diào)整碼，在收端分接過程中減去調(diào)整碼所呵斥的。它是衡量正碼速調(diào)整系統(tǒng)的一項(xiàng)重要技術(shù)目的。合理優(yōu)化設(shè)計(jì)正碼速調(diào)整的參數(shù)及其電路，可以減小塞入抖動(dòng)量。CCITT引薦的正碼速設(shè)計(jì)參數(shù)，如8-8所示。傳輸過程中的信道誤碼會(huì)引起碼速調(diào)整指示信號(hào)發(fā)生錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致碼速恢復(fù)操作發(fā)生錯(cuò)誤，即引起塞入誤碼。如把塞入比特誤當(dāng)作信碼，或者信碼誤為塞入比特，都會(huì)導(dǎo)致分接器產(chǎn)生附加誤碼。為此，CCITT規(guī)定高次群誤比特率小于106，這樣對(duì)支路誤碼影響比較小。 基帶傳輸?shù)母締栴}基帶傳輸?shù)母締?/p>

9、題 碼型的設(shè)計(jì)規(guī)范碼型的設(shè)計(jì)規(guī)范主要內(nèi)容主要內(nèi)容數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào) 的的 基帶傳輸基帶傳輸 信號(hào)的傳輸方式：信號(hào)的傳輸方式： (1) 基帶傳輸基帶傳輸 (2) 載波傳輸載波傳輸(調(diào)制傳輸調(diào)制傳輸)通訊的義務(wù)：通訊的義務(wù)： 傳送信息傳送信息 基帶傳輸：基帶傳輸： 運(yùn)用于傳輸間隔較近的情況運(yùn)用于傳輸間隔較近的情況(計(jì)算計(jì)算 機(jī)機(jī)-打印機(jī)打印機(jī)) 載波傳輸：載波傳輸： 運(yùn)用于傳輸間隔運(yùn)用于傳輸間隔 較遠(yuǎn)的情況較遠(yuǎn)的情況(如微波通訊挪動(dòng)通訊如微波通訊挪動(dòng)通訊)基帶傳輸實(shí)際重要性：基帶傳輸實(shí)際重要性： 假設(shè)把載波傳輸中的調(diào)制與解假設(shè)把載波傳輸中的調(diào)制與解調(diào)部分看作通訊信道的一部分調(diào)部分看作通訊信道的一部分

10、(廣義廣義信道信道)，此任何數(shù)字傳輸系統(tǒng)，此任何數(shù)字傳輸系統(tǒng) 都都 可可等效為基帶傳輸系統(tǒng)。等效為基帶傳輸系統(tǒng)。調(diào)制信道解調(diào)信窗信源廣義信道載波傳輸框架信源信道信窗基帶傳輸基帶傳輸?shù)母締栴}：基帶傳輸?shù)母締栴}：(1) 什么樣的數(shù)字信號(hào)可傳？什么樣的數(shù)字信號(hào)可傳？(2) 數(shù)字信號(hào)的傳輸波形是什么？數(shù)字信號(hào)的傳輸波形是什么？通常數(shù)字信號(hào)的設(shè)計(jì)以碼通常數(shù)字信號(hào)的設(shè)計(jì)以碼(數(shù)字代數(shù)字代碼碼)的方式給出。的方式給出。碼型的設(shè)計(jì)規(guī)范碼型的設(shè)計(jì)規(guī)范 用戶的角度用戶的角度 公司的設(shè)備公司的設(shè)備 信號(hào)信號(hào) 質(zhì)量質(zhì)量碼型的設(shè)計(jì)規(guī)范：碼型的設(shè)計(jì)規(guī)范：1. 用戶的角度來講應(yīng)滿足用戶的角度來講應(yīng)滿足 (1) 信號(hào)的傳

11、輸質(zhì)量可以檢測信號(hào)的傳輸質(zhì)量可以檢測 (2) 信息源到數(shù)字代碼的變信息源到數(shù)字代碼的變換應(yīng)與信息的種類、大小、內(nèi)容、換應(yīng)與信息的種類、大小、內(nèi)容、獨(dú)立碼型變換過程的透明性。獨(dú)立碼型變換過程的透明性。2. 公司設(shè)備上要盡量簡單公司設(shè)備上要盡量簡單 (1) 編譯碼器要盡量易設(shè)計(jì)編譯碼器要盡量易設(shè)計(jì) 能量能量(能源能源) 節(jié)能節(jié)能 傳傳輸信號(hào)的碼型的頻譜中不含有直輸信號(hào)的碼型的頻譜中不含有直流分量。流分量。3. 信號(hào)質(zhì)量信號(hào)質(zhì)量(傳輸技術(shù)上傳輸技術(shù)上) (1) 易從基帶信號(hào)中提取同步信息易從基帶信號(hào)中提取同步信息 (2) 傳輸信道的利用率要求提高傳輸信道的利用率要求提高 (信號(hào)占用的信道帶寬盡量窄信

12、號(hào)占用的信道帶寬盡量窄) (3) 譯碼中譯碼中,應(yīng)防止出現(xiàn)誤碼分散應(yīng)防止出現(xiàn)誤碼分散景象景象 。關(guān)于接口碼型有：關(guān)于接口碼型有： AMI HDB3 B3ZS B6ZS CMI 等等群路等級(jí)群路等級(jí)(復(fù)接復(fù)接)： 歐洲歐洲 、北美、北美、 日本三種制式并存日本三種制式并存基群基群 30/32 路路 30路用于給用戶傳送信息路用于給用戶傳送信息 2路用于信令交換，網(wǎng)絡(luò)管理等。路用于信令交換，網(wǎng)絡(luò)管理等。歸類：歸類： 基帶信號(hào)的碼元幅度取值不同基帶信號(hào)的碼元幅度取值不同分為：分為： 二元碼二元碼 三元碼三元碼 多元碼多元碼二元碼二元碼1. 單極性非歸零碼 1A111000000-AA1 0 10 1

13、2. 雙極性非歸零碼無直流分量3. 單極性歸零碼10A1110004. 差分碼在差分碼中，“1 、“0分別用電平跳變或不變來表示5 數(shù)字雙相碼：(雙極性非歸零碼是一種)三元碼：三元碼： 1. 雙極性歸零碼：雙極性歸零碼：(三個(gè)電平三個(gè)電平) 2AMI (信號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼信號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼)“1出現(xiàn)時(shí)，出現(xiàn)時(shí)， 極性交替反轉(zhuǎn)極性交替反轉(zhuǎn)二進(jìn)制二進(jìn)制“0 三元碼序列中的三元碼序列中的“0。二進(jìn)制二進(jìn)制“1 交替變換為交替變換為“+1或或“-1。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1. 頻譜中無直流分量頻譜中無直流分量,低頻分量較小，低頻分量較小，能量集中在能量集中在12碼速之外。碼速之外。 2. 易于提取位定時(shí)信息易于提取位

14、定時(shí)信息(用全波整流。用全波整流。二元?dú)w零碼二元?dú)w零碼 3. 有檢錯(cuò)才干出現(xiàn)極性交替規(guī)律被有檢錯(cuò)才干出現(xiàn)極性交替規(guī)律被破壞？破壞？思索問題：思索問題： 檢錯(cuò)才干：含有冗余的檢錯(cuò)才干：含有冗余的 信信息量息量)?差分碼引入的意義： 處理相位 鍵控同步解調(diào)時(shí)，用接納 端本地載波相位倒置而引起 的“1，“0倒換問題。(廣泛運(yùn)用)數(shù)字雙相碼：等價(jià)于定時(shí)信號(hào)與單極性非 歸零碼的模二和10110定時(shí)10NRZ數(shù)字雙相碼“1“0注：在每個(gè)碼元間隔的中心部分都存在存在電平跳變，因此 ，在頻譜中存在 很強(qiáng)的定時(shí) 分量。不存在直流 分量。存在的問題：用頻帶加倍來換取的。三元碼：AMI碼：存在一個(gè)主要 問題是：連“

15、0碼出現(xiàn)時(shí)， 定時(shí)恢復(fù)難以實(shí)現(xiàn)。消除長串連“0碼出現(xiàn)(隨機(jī)化處置)改動(dòng)長串連“0碼的電平取值，人為引入一些機(jī)制，但不影響系統(tǒng)的性能 3. HDB3碼碼HDBn 是是n階高密度雙極性碼階高密度雙極性碼.特點(diǎn)：特點(diǎn)：(1) HDBn碼中信息碼中信息“1交替變換為交替變換為“1或或 “1的半占空歸零碼。的半占空歸零碼。(2) 連零連零“0數(shù)限制為小于或等于數(shù)限制為小于或等于n .(3) 當(dāng)出現(xiàn)當(dāng)出現(xiàn)n+1個(gè)連零個(gè)連零“0時(shí)，用特定時(shí)，用特定碼組來替代。取代節(jié)。碼組來替代。取代節(jié)。HDB3每當(dāng)出現(xiàn)每當(dāng)出現(xiàn)4個(gè)連個(gè)連“0時(shí)，用時(shí)，用B00V或或000V取代。取代。原那么：恣意二個(gè)相鄰原那么：恣意二個(gè)相鄰V脈沖間的脈沖間的B的脈沖的脈沖個(gè)數(shù)為奇數(shù)。個(gè)數(shù)為奇數(shù)。詳細(xì)：二進(jìn)制：詳細(xì)：二進(jìn)制：10110000000110000001HDB3： B0B-B000V00