光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)第一章

1、第一章PDH技術基礎第一章PDH技術基礎時分多路復用原理時分多路復用原理1PCM30/32路系統(tǒng)幀結構路系統(tǒng)幀結構2數(shù)字復接等級和系列數(shù)字復接等級和系列3準同步復接的幀結構準同步復接的幀結構4碼速調(diào)整原理碼速調(diào)整原理5復接抖動的產(chǎn)生及抑制復接抖動的產(chǎn)生及抑制61.1 時分多路復用1.1.1 時分多路復用原理圖1.1 PCM時分多路復用示意圖1.1.2 PCM30/32路系統(tǒng)的幀結構F0F1F2F3F13F12F4F5F6F7F8F9F10F11F14F15TS0TS1TS2TS3TS15TS16TS17TS30TS31100110111復幀復幀2ms(含含16幀幀)一個幀一個幀125s(含含3

2、2時隙時隙)同步時隙同步時隙信令時隙信令時隙偶幀偶幀11A111111幀同步碼幀同步碼留給國際通信用留給國際通信用或用于或用于CRC校驗校驗留給國內(nèi)通信用留給國內(nèi)通信用固定為固定為1奇幀奇幀00001A211abccabcdabcdabcdabcdabcdD1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8F0F1F2F15.復幀同步碼復幀同步碼CH1CH2CH16CH17CH15CH30話路時隙話路時隙話路時隙話路時隙話路時隙話路時隙極極性性碼碼段落碼段落碼段內(nèi)電平碼段內(nèi)電平碼注：注：信令碼信令碼bcd不用時固定為不用時固定為101；abcd不允許使用不允許使用0000組合；組合；A1為幀對告碼，

3、為幀對告碼，A2為復幀對告碼；為復幀對告碼；正常為正常為1，告警為，告警為0。1.1.2 PCM30/32路系統(tǒng)的幀結構n抽樣頻率8kHz；抽樣周期125sn時隙數(shù)32，時隙編號TS0TS31n每路時隙125s/32 3.9sn每路時隙傳送8位碼組 每位碼的時間 3.9s /8 488nsn每幀傳送位數(shù)328=256bitsn每路數(shù)碼率8bit/125s64kbit/sn傳輸速率（數(shù)碼率）256bit/125s2048kbit/sn容差為2048kbit/s50ppm1.2.1 數(shù)字復接等級和系列表1.1 原CCITT推薦的數(shù)字速率系列和數(shù)字復接等級系列 地區(qū)一次群二次群三次群四次群五次群1北

4、美話路數(shù)24496767264032數(shù)碼率1.5446.31244.732274.176日本話路數(shù)244965480314404 5760數(shù)碼率1.5446.31232.064397.22歐洲話路數(shù)3041204480419204 7680數(shù)碼率2.0488.44834.368139.264564.992注：數(shù)碼率的單位為注：數(shù)碼率的單位為Mbit/s。1.2.2 同步與復用的概念定時系統(tǒng)調(diào)整單元復接單元外時鐘支路1支路2支路3支路n復接器復接器定時系統(tǒng)分接單元恢復單元同步支路1支路2支路3支路n分接器分接器圖1.3 數(shù)字復接設備框圖1.2.2 同步與復用的概念n同步復接（復用）：n各支路信號

5、的速率相等。PCM基群及SDH為同步復用。n準同步復接：n各支路信號速率的標稱值相等，但實際值不同，在一定容差范圍內(nèi)變化，瞬時數(shù)碼率不同。如基群二次群三次群四次群，為準同步復用(PDH)。n復用方法：n將低次群復接成高次群若按每個時間間隔上傳輸碼字的多少分類可分為三類。n復接（1）逐比特復接（或稱按位復接）圖1.4 逐比特復接的示意圖n（2）按碼字復接（或稱按路復接）n按碼字復接就是按被復接支路的順序，每次復接一個支路的一個“碼字”。n這種方法循環(huán)周期長，需要大容量的緩存器，高次群復接設備一般不采用此方法。它的優(yōu)點是可以保存完整的字結構，便于多路合成和交換。nPCM基群采用的這種方法。SDH設

6、備是以字節(jié)為單位進行復接的，也屬于這種方法。n（3）按幀復接n每次復接一個支路一幀的碼元，需要更大容量緩存器，極少用。1.2.3 準同步復接原理及組成n如果被復接支路的時鐘各自由本機提供，這些時鐘源都允許有一定的（如50ppm）偏差，顯然它們的瞬時數(shù)碼率是不同的。n在復接這些異源信號之前，要對各個支路的信號實施頻率和相位調(diào)整，使之成為同步的數(shù)字信號，然后才能復接，這種復接方式稱為準同步復接準同步復接(PDH)(PDH)。1.2.3 準同步復接原理及組成復接器定時時鐘總時鐘源幀同步碼組碼速調(diào)整基群18448kHz碼速調(diào)整基群2碼速調(diào)整基群3碼速調(diào)整基群42048kbit/s2112kbit/s2

7、048kbit/s50ppm復接合成及輸出業(yè)務碼時鐘提取及分接電路8448kbit/s碼速還原基群12048kbit/s2112kbit/s碼速還原基群2碼速還原基群3碼速還原基群4業(yè)務碼檢出幀同步碼檢出分接定時8448kHz2112kHz圖1.5 二次群異步復接方框圖1.2.4 準同步復用的幀結構n二次群的幀結構n支路復接信號的安排1 2 3 453 54 55 106 107212bit108159 160 161162212組組組組53bitFj1Fj2Fj3信息碼50bit信息碼52bitCj1Cj2Cj3Vj信息碼52bit信息碼51bit圖1.6 基群支路比特分配示意圖1.2.4

8、準同步復用的幀結構n二次群的幀結構1 2 391011組(212bit)組(212bit)信息碼幀同步碼F11F21F31504=200C11524=20812 13 212 213 214 215 216 217424插入標志碼告警備用信息碼F13F23F33F43C21C31C41組(212bit)信息碼C12524=208425 426 427 428 429636插入標志碼C22C32C42637 638 639 640 641 642 643 644 645848514=204C13C23C33C43V1V2V3V4插入標志碼插入碼或信息碼信息碼組(212bit)圖1.7 準同步復接

9、的二次群幀結構1.2.5 碼速調(diào)整原理n將異源信號復接時，一個重要問題就是系統(tǒng)同步，其措施為碼速調(diào)整。n碼速調(diào)整技術有三種：（1 1）正碼速調(diào)整；）正碼速調(diào)整；（2 2）正）正- -負碼速調(diào)整；負碼速調(diào)整；（3 3）正）正- -零零- -負碼速調(diào)整。負碼速調(diào)整。其中正碼速調(diào)整應用廣泛，PDH設備幾乎都是采用正碼速調(diào)整。n正碼速調(diào)整正碼速調(diào)整就是將被復接支路信號的數(shù)碼率都調(diào)高，通常采用“脈沖插入同步”方式。這種方式就是人為地在各支路信號中插入一些脈沖，通過控制插入脈沖的多少來使得各數(shù)碼率達到一致。1.2.5 碼速調(diào)整原理1支路輸入支路輸入數(shù)碼流數(shù)碼流S1調(diào)整后調(diào)整后數(shù)碼流數(shù)碼流Sm扣除插入脈沖后

10、扣除插入脈沖后的接收數(shù)碼流的接收數(shù)碼流Sm恢復后的恢復后的原數(shù)碼流原數(shù)碼流S123456789101112插入插入脈沖脈沖插入插入脈沖脈沖扣除扣除脈沖脈沖扣除扣除脈沖脈沖圖1.10 正碼速調(diào)整原理示意圖1.2.6 復接抖動的產(chǎn)生及抑制n抖動的定義及表示方法n抖動的定義：數(shù)字信號的各生效瞬間對其理想時間位置的短時偏離。n抖動的計量單位：單位時隙（即一個碼元的寬度）“UI”。n“UI”并不是一個定值，它是隨著數(shù)碼率的大小而變的。例如，對于二次群的數(shù)字信號而言，1UI=118.37ns；n對于三次群， 1UI=29.096ns。1.2.6 復接抖動的產(chǎn)生及抑制n抖動分為 3 類：（1 1）復接抖動：

11、）復接抖動：僅與正碼速調(diào)整的復接設備有關；（2 2）系統(tǒng)性抖動：）系統(tǒng)性抖動：與線路設備的傳輸碼型有關；（3 3）非系統(tǒng)性抖動）非系統(tǒng)性抖動：主要由噪聲引起的抖動。噪聲的來源很廣，如串話、碼間干擾、幅-相變換等。n復接抖動的產(chǎn)生及抑制n所謂復接抖動，就是在采用正碼速調(diào)整的異步復接器中，由復接、分接過程給支路碼流引入的抖動。1.2.6 復接抖動的產(chǎn)生及抑制n復接抖動分為 3 種：（1）由支路碼速調(diào)整比特（插入碼）的插入和扣除造成的隨機抖動；（2）由碼速調(diào)整標志和勤務比特的插入和扣除造成以幀為周期的抖動；（3）由幀定位信號的插入和扣除引起的讀、寫時差的變化，造成以幀為周期的抖動。復接抖動對通信質(zhì)量有影響，輕則引起誤碼，重復接抖動對通信質(zhì)量有影響，輕則引起誤碼，重則引起滑碼。則引起滑碼。為了抑制復接抖動，在接收端必須使用鎖相環(huán)。為了抑制復接抖動，在接收端必須使用鎖相環(huán)。鎖相環(huán)的工作原理n當VCO輸出信號Vo的頻率滯后于輸入信號Vi的頻率時，誤差電壓Vd增大，控制電壓Vc也增大。經(jīng)VCO控制使其輸出頻率升高，即：fvcoVd Vcfvco;n當輸出信號Vo的頻率超前于輸入信號Vi的頻率時，誤差電壓Vd減小，控制電壓Vc也減小。經(jīng)VCO