第5章-模拟信号数字化传输.ppt

第第5 5章章 模拟信号数字化传输模拟信号数字化传输5.1 脉冲幅度调制（脉冲幅度调制（PAM））5.2 脉冲编码调制（脉冲编码调制（PCM））5.3 差分脉冲编码调制（差分脉冲编码调制（DPCM））5.4 增量调制增量调制ΔM5.5 时分复用和多路数字系统时分复用和多路数字系统5.1 5.1 脉冲幅度调制脉冲幅度调制PAMPAM1 1、、抽样抽样：将时间上连续的模拟信号变为时间：将时间上连续的模拟信号变为时间上离散的抽样值的过程上离散的抽样值的过程 就是对时间连续的信号隔一定的时间间就是对时间连续的信号隔一定的时间间隔隔T T抽取一个瞬时幅度值（样值）抽取一个瞬时幅度值（样值）2 2、、抽样定理讨论的问题抽样定理讨论的问题：能否由离散的抽样：能否由离散的抽样值序列重新恢复原始模拟信号值序列重新恢复原始模拟信号5.1.1 5.1.1 抽样与抽样定理抽样与抽样定理•抽样定理：抽样定理： 在一个频带限制在在一个频带限制在（（0 0，，f fH H））内的时间内的时间连续信号连续信号f f( (t t) ) ，如果以抽样频率，如果以抽样频率f fs s >=2>=2f fH H 对它进行抽样，那么根据这些抽样所得的对它进行抽样，那么根据这些抽样所得的抽样值就能完全恢复原信号。

抽样值就能完全恢复原信号5.1.1.1 5.1.1.1 抽样过程及实现抽样过程及实现 图图5-1 5-1 开关抽样器开关抽样器 s(t) s(t) — — 周期性开关函数，周期性开关函数，抽样函数抽样函数 按照抽样波形的特征，可以把抽样分为三种按照抽样波形的特征，可以把抽样分为三种：： 1 1、自然抽样、自然抽样2 2、平顶抽样、平顶抽样3 3、理想抽样、理想抽样5.1.1.2 5.1.1.2 低通抽样定理低通抽样定理 在一个频带限制在在一个频带限制在（（0 0，，f fH H））内的时间内的时间连续信号连续信号f f( (t t) ) ，如果以抽样频率，如果以抽样频率f fs s >=2>=2f fH H 对它进行抽样，那么根据这些抽样所得的对它进行抽样，那么根据这些抽样所得的抽样值就能完全恢复原信号抽样值就能完全恢复原信号  设设 为一个频带限制在为一个频带限制在 内的低内的低通信号，抽样脉冲序列是一个周期性冲击函通信号，抽样脉冲序列是一个周期性冲击函数数 ，则抽样信号可看成是，则抽样信号可看成是 和和 相乘的结果，相乘的结果，冲击函数 对函数 的抽样已抽样信号 通过截止频率为 的低通滤波器可恢复原基带信号理想抽样的时域波形和频谱理想抽样的时域波形和频谱 若带通信号的上截止频率为若带通信号的上截止频率为 ，下截止，下截止频率为频率为 ，此时并不一定需要抽样频率达到，此时并不一定需要抽样频率达到2 2 或更高。

只要此时的抽样频率或更高只要此时的抽样频率 满足：满足： 则接收端就可以完全无失真地恢复出原始信则接收端就可以完全无失真地恢复出原始信号 其中，其中， - - ，， ；； 为不超过为不超过 的最大正整数的最大正整数 5.1.1.3 带通信号抽样定理带通信号抽样频率带通信号抽样频率 和和 的关系的关系带通信号抽样过程举例带通信号抽样过程举例抽样频率抽样频率 中的频谱互中的频谱互不重叠，已抽不重叠，已抽样信号通过一样信号通过一个通带为个通带为 的理想带通滤的理想带通滤波器后，可重波器后，可重新获得新获得 ，，进而无失真地进而无失真地恢复恢复5.1.2 5.1.2 脉冲幅度调制脉冲幅度调制PAMPAM脉冲调制脉冲调制：：以离散脉冲序列为载波的调制方式以离散脉冲序列为载波的调制方式 脉冲调制的分类脉冲调制的分类：按基带信号：按基带信号x(t)x(t)改变脉冲参改变脉冲参数（幅度、宽度、时间位置）的不同，可把脉数（幅度、宽度、时间位置）的不同，可把脉冲调制分为冲调制分为: :PAMPAM、、PDMPDM、、PPMPPM信号波形信号波形PAMPAM 的实现方式的实现方式 1 1、自然抽样实现、自然抽样实现PAMPAM其频谱其频谱自然抽样的自然抽样的PAMPAM波形与频谱波形与频谱 2 2、平顶抽样实现、平顶抽样实现PAMPAM自然抽样自然抽样: :其抽样信号在抽样期间的输出幅其抽样信号在抽样期间的输出幅度值随输入信号的变换而变化，这将使得编度值随输入信号的变换而变化，这将使得编码无法完成。

码无法完成 平顶抽样平顶抽样或瞬时抽样或瞬时抽样：在抽样期间内使输出：在抽样期间内使输出的抽样信号幅度保持不变的抽样信号幅度保持不变 实际抽样过程中，平顶抽样是先通过窄实际抽样过程中，平顶抽样是先通过窄脉冲序列完成自然抽样后，再利用脉冲形成脉冲序列完成自然抽样后，再利用脉冲形成电路来实现的电路来实现的理论上平顶抽样可分解为如下两步来进行理论上平顶抽样可分解为如下两步来进行：： 第一第一步步，，理想抽样理想抽样（（先通过窄脉冲序列先通过窄脉冲序列完成自然抽样完成自然抽样））；； 第二第二步步，用一个冲击响应为矩形的网，用一个冲击响应为矩形的网络对抽样值进行幅度值保持（即络对抽样值进行幅度值保持（即脉冲形成脉冲形成电路电路），）， 其电路框图其电路框图和和平顶抽样信号如平顶抽样信号如图图5—11所示（（a））（（b））5.2 5.2 脉冲编码调制脉冲编码调制PCMPCM 脉冲编码调制脉冲编码调制（（PCMPCM）是由法国工程师）是由法国工程师Alec Reeres1937Alec Reeres1937年提出，这是一种将模拟信年提出，这是一种将模拟信号变换成数字信号的编码方式。

号变换成数字信号的编码方式 PCMPCM在光纤通信、数字微波通信及卫星通在光纤通信、数字微波通信及卫星通信中都得到广泛的应用信中都得到广泛的应用•PCMPCM过程过程包括：抽样、量化和编码包括：抽样、量化和编码 抽样抽样：把在时间上连续模拟信号转换成：把在时间上连续模拟信号转换成时间上离散而幅度上连续的时间上离散而幅度上连续的抽样信号抽样信号 量化量化：：把幅度上连续的抽样信号转换成把幅度上连续的抽样信号转换成幅度上离散的幅度上离散的量化信号量化信号 编码编码：：把时间和幅度都已离散的量化信把时间和幅度都已离散的量化信号用号用二进制码组二进制码组表示5.2.1 5.2.1 抽样信号的抽样信号的量化量化量化量化：编码之前还必须对抽样所得的样值序列：编码之前还必须对抽样所得的样值序列 ，作进一步处理，使其成为在幅度上，作进一步处理，使其成为在幅度上也只有有限种取值的离散样值也只有有限种取值的离散样值 对抽样信号的幅度进行离散化处理的过对抽样信号的幅度进行离散化处理的过程就是程就是量化量化，完成量化过程的器件就叫做，完成量化过程的器件就叫做量量化器化器。

量化误差：量化误差： 信号样本的量化和量化误差信号样本的量化和量化误差 5.2.1.5.2.1.1 1 均匀量化均匀量化 均匀量化器的量化特性均匀量化器的量化特性是一条等阶距是一条等阶距（（相邻两个阶梯面之间的距离为阶距相邻两个阶梯面之间的距离为阶距）的阶）的阶梯型曲线梯型曲线 均匀量化器由于阶距相等，其特性曲线均匀量化器由于阶距相等，其特性曲线呈等间距跳跃的形式呈等间距跳跃的形式量化范围量化范围：： （（﹣V﹣V，，+V+V））量化间隔数量化间隔数：： M M量化间隔量化间隔：： 图图5-15 均匀量化特性和量化误差均匀量化特性和量化误差 均匀量化的均匀量化的量化电平数量化电平数n与与量化间隔数量化间隔数M的关系为：的关系为：5.2.1.2非均匀量化非均匀量化非均匀量化非均匀量化：量化间隔不相等的量化；：量化间隔不相等的量化； 根据信号的不同区间来确定量化间隔根据信号的不同区间来确定量化间隔 对于信号取值小的区间，其量化间隔相对于信号取值小的区间，其量化间隔相应小；反之则量化间隔大应小；反之则量化间隔大。

•非均匀量化非均匀量化可以认为是先对信号进行非线可以认为是先对信号进行非线性变换，然后再进行均匀量化的结果性变换，然后再进行均匀量化的结果 非均匀压缩特性非均匀压缩特性 Z Z信号采用信号采用均匀量化间隔均匀量化间隔ΔΔ，， 其对应的其对应的输入信号有非输入信号有非均匀量化间隔均匀量化间隔ΔΔk k(x)(x)，， 等效于对等效于对输入信号进行输入信号进行了非均匀量化了非均匀量化•两种压缩特性两种压缩特性：： μμ压缩律（美国、日本采用）压缩律（美国、日本采用） A A压缩律（我国、欧洲国家采用）压缩律（我国、欧洲国家采用）1. 1. A A律律对数压缩特性对数压缩特性式中：式中：A为压缩系数为压缩系数 A=1时无压缩，时无压缩，A愈大压缩效果愈明显愈大压缩效果愈明显国际标准中取国际标准中取：：A=87.6A律对数压缩特性定义为：律对数压缩特性定义为：2. 2. μμ律律对数压缩特性对数压缩特性μμ律对数压缩特性定义为：律对数压缩特性定义为： 式中：式中： μμ为为压缩系数压缩系数，，μμ =0=0时无压缩。

时无压缩 μμ愈大压缩效果愈明显，对改善小信愈大压缩效果愈明显，对改善小信 号的性能有利号的性能有利国际标准中国际标准中, ,取取 μμ= = 255255μμ律压缩量化信噪比改善程度与输入电平的关系律压缩量化信噪比改善程度与输入电平的关系 无压缩时无压缩时，信噪比随输入信号的减小迅速呈，信噪比随输入信号的减小迅速呈 直线趋势下降；直线趋势下降；有压缩时有压缩时，虽然大信号时的信噪比低于无压，虽然大信号时的信噪比低于无压 缩时，但整个信噪比随输入信号缩时，但整个信噪比随输入信号 的下降明显缓慢的下降明显缓慢 扩大输入信号的动态范围扩大输入信号的动态范围 uA A律和律和μμ律压缩特性的折线近似法律压缩特性的折线近似法 A A律压缩特性采用律压缩特性采用1313折线近似，折线近似，该折线该折线是一个是一个奇对称奇对称的图形的图形 输入信号输入信号幅度的归一化范围为幅度的归一化范围为(0,1)(0,1)，，将其不均匀地划分为将其不均匀地划分为8 8个区间个区间，每个区间的，每个区间的长度按照长度按照1/21/2的关系递减的关系递减 输出信号输出信号幅度的归一化范围幅度的归一化范围(0,1)(0,1)，均，均匀地分成匀地分成8 8个区间个区间，，每个区间的长度为每个区间的长度为1/81/8 正负方向共有正负方向共有1616个线段个线段 但但正负方向的第正负方向的第1 1、、2 2两段因斜率相同两段因斜率相同而合成为同一个线段，而合成为同一个线段， 因此因此1616个线段实际上是个线段实际上是1313段折线段折线μμ律律1515折线折线近似表示近似表示μμ＝＝255255时的时的μμ律压缩特性律压缩特性 正、负方向也各有正、负方向也各有8 8个线段，由于个线段，由于两个方两个方向的第向的第1 1段因斜率相同而合成为一段段因斜率相同而合成为一段，， 1616折线实际上变为折线实际上变为1515折线，故常称之为折线，故常称之为μμ律律1515折线折线。

5.2.2 5.2.2 编码编码编码：编码：把量化后的信号电平值转换成二进制把量化后的信号电平值转换成二进制码组的过程码组的过程1、二进制码组的选取、二进制码组的选取 PCMPCM编码常用的二进制码组：编码常用的二进制码组： 自然二进制码组自然二进制码组 折叠二进制码组折叠二进制码组 格雷二进制码组格雷二进制码组  折叠码折叠码因误码产生的误差功率要比自然因误码产生的误差功率要比自然码小；码小； 折叠码的极性码可由极生判决电路完成，折叠码的极性码可由极生判决电路完成，使在编码位数相同的情况下编码位数少一位使在编码位数相同的情况下编码位数少一位而使编码电路大大简化；而使编码电路大大简化； 因此，因此，PCMPCM编码中通常采用折叠二进制码编码中通常采用折叠二进制码 三三种种四四位位二二进进制制码码2 2、、A A律律1313折线折线PCMPCM编码编码 在在A A律律1313折线编码中，正负方向共有折线编码中，正负方向共有1616个段落，个段落，每一个段落内又均匀地划分出每一个段落内又均匀地划分出1616个量化级个量化级，总的量化级数为，总的量化级数为 个，所以取个，所以取编码位数编码位数 n n = = 8 88 8位位PCMPCM码码的排序为：的排序为： M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M1:M1:极性码极性码，，1 1代表正极性，代表正极性，0 0代表负极性代表负极性 M2 M3 M4:M2 M3 M4:段落码段落码，该，该3 3位码表示位码表示8 8个段落的起个段落的起始电平值，即确定出信号位于始电平值，即确定出信号位于8 8段中的哪个段段中的哪个段落。

落 M5 M6 M7 M8:M5 M6 M7 M8:段内码段内码，表示信号绝对值在段，表示信号绝对值在段内内1616个量化级中的哪一个量化级上个量化级中的哪一个量化级上 段段落落码码 段段内内码码 段落起始电平及量化级间隔电平段落起始电平及量化级间隔电平  在在1313折线的折线的8 8个段落中，一共有个段落中，一共有20482048个个量化量化单位单位ΔΔ，相当于有，相当于有20482048个均匀量化级个均匀量化级 表表5-55-5 若对此进行均匀量化编码（线性编码），则若对此进行均匀量化编码（线性编码），则需要需要1111位数码位数码，， 而非均匀量化却只有而非均匀量化却只有128128个量化级个量化级非线性编非线性编码只需码只需7 7位码位码（不考虑极性码）不考虑极性码） 可见，在保证小信号区间量化间隔相同的条可见，在保证小信号区间量化间隔相同的条件下，件下，7 7位非线性编码与位非线性编码与1111位线性编码等效位线性编码等效  1313折线的非线性折线的非线性PCMPCM编码可由编码可由逐次比较型逐次比较型编码器编码器实现实现 。

例例：： 设某量化器的量化范围是（设某量化器的量化范围是（-5V,+5V-5V,+5V））, ,输入模拟信号输入模拟信号x(t)x(t)如图所示，如图所示， 试分析该信号经抽样、量化后，分别进试分析该信号经抽样、量化后，分别进行自然二进制编码和行自然二进制编码和A A律律1313折线折线PCMPCM编码的过编码的过程5.2.3 PCM5.2.3 PCM系统的噪声系统的噪声PCMPCM通信系统中，通信系统中，影响信号恢复质量的因素影响信号恢复质量的因素：： 抽样频率不够高；抽样频率不够高； 接收端低通滤波器的特性不理想接收端低通滤波器的特性不理想 ；； 收、发两端抽样脉冲不同步收、发两端抽样脉冲不同步 PCMPCM通信系统中重建信号不可避免的主要误通信系统中重建信号不可避免的主要误差来自差来自模模/ /数数和和数数/ /模模变换过程，即量化过程，变换过程，即量化过程，信号的失真主要是信号的失真主要是量化失真量化失真 信道干扰主要有乘性干扰和加性干扰信道干扰主要有乘性干扰和加性干扰•乘乘性性干干扰扰与与信信道道特特性性有有关关，，信信道道理理想想的的前前提提下可被忽略；下可被忽略；•加性干扰加性干扰来自干扰源的激励或辐射影响。

来自干扰源的激励或辐射影响–影影响响接接收收端端对对信信号号码码元元的的准准确确判判决决，，从从而而造成误码；造成误码；–影影响响接接收收端端位位同同步步和和帧帧同同步步脉脉冲冲的的准准确确性性，，从而进一步引起误码从而进一步引起误码 只只考考虑虑由由加加性性噪噪声声引引起起误误码码时时，，系系统统的的输出信噪比为：输出信噪比为： 由误码引起的信噪比与误码率成反比由误码引起的信噪比与误码率成反比 接收端的输出电压接收端的输出电压x(t)可表示为可表示为：：输出的有用信号分量输出的有用信号分量 ：量化噪声量化噪声 ：加性噪声加性噪声 系统的总信噪比：系统的总信噪比： 系统的抗噪声性能与信号噪声比有关系统的抗噪声性能与信号噪声比有关信噪比愈大，系统的抗噪声性能愈好信噪比愈大，系统的抗噪声性能愈好5.3 5.3 差分脉冲编码调制差分脉冲编码调制DPCM DPCM 5.3.1 DPCM5.3.1 DPCM原理原理 差分脉冲编码调制（差分脉冲编码调制（DPCMDPCM））：考虑模拟信：考虑模拟信号抽样后的幅度样值中仍然保留的号抽样后的幅度样值中仍然保留的相关性相关性（即（即前面的幅度样值中包含有后面样值的大部分信前面的幅度样值中包含有后面样值的大部分信息），利用前面的幅度样值来对后面的幅度样息），利用前面的幅度样值来对后面的幅度样值进行编码，大大降低了模拟信号编码的位数，值进行编码，大大降低了模拟信号编码的位数，使信息传输的比特率也随之减小，从而在不影使信息传输的比特率也随之减小，从而在不影响通信质量的前提下，克服了响通信质量的前提下，克服了PCMPCM系统的缺点。

系统的缺点 ：模拟信号波形：模拟信号波形 ：的抽样幅度样值序列的抽样幅度样值序列 5.3.2 DPCM5.3.2 DPCM系统的噪声系统的噪声• DPCM DPCM的量化阶距的量化阶距ΔΔ可以是均匀的，也可以是可以是均匀的，也可以是非均匀的非均匀的 • 在每个样值编码位数相同即等比特速率条件在每个样值编码位数相同即等比特速率条件下，下，DPCMDPCM的量阶就要比的量阶就要比PCMPCM的小，因而的小，因而DPCMDPCM的的量化噪声将比量化噪声将比PCMPCM小小，其相应的量化输出信噪，其相应的量化输出信噪比比比比PCMPCM系统大 • 对于话音信号的传输处理来说，在保持相同对于话音信号的传输处理来说，在保持相同话音质量的条件下，话音质量的条件下，DPCMDPCM的编码比特速率要的编码比特速率要比比PCMPCM的低的低 5.4 5.4 增量调制增量调制ΔMΔM 5.4.1 5.4.1 增量调制原理增量调制原理 ΔMΔM可以看成可以看成PCMPCM的一个特例，它们都用的一个特例，它们都用二进制代码来表示模拟信号二进制代码来表示模拟信号 •ΔMΔM与与PCMPCM的比较的比较 PCMPCM系统系统：信号代码表示模拟信号的抽样：信号代码表示模拟信号的抽样值，且为了减小量化噪声而使得代码较长，值，且为了减小量化噪声而使得代码较长，故其相应的编译码设备比较复杂。

故其相应的编译码设备比较复杂 ΔMΔM系统系统：将模拟信号变换成每个抽样值：将模拟信号变换成每个抽样值仅与一位二进制编码对应的数字信号序列，仅与一位二进制编码对应的数字信号序列，在接收端只需要一个线性网络便可复制出在接收端只需要一个线性网络便可复制出原模拟信号编译码设备通常比原模拟信号编译码设备通常比PCMPCM的简单  一位二元码可以表示相邻两个抽样值的相一位二元码可以表示相邻两个抽样值的相对大小，这个大小同样可以反映模拟信号的变对大小，这个大小同样可以反映模拟信号的变化规律化规律  用二进制码用二进制码““1”1”代表在给定时刻是代表在给定时刻是上升了一个台阶，用上升了一个台阶，用““0”0”表示下降了一表示下降了一个台阶，则个台阶，则 就被一个二元码序列所就被一个二元码序列所表征，相当于该序列同样也表征了表征，相当于该序列同样也表征了ΔMΔM信号的译码信号的译码 接收端只要每收到一个接收端只要每收到一个““1”1”码就使译码码就使译码输出上升一个输出上升一个δ值，收到值，收到““0”0”码则使输出下码则使输出下降一个降一个δ值；值； 连续收到连续收到““1”1”码（或码（或““0”0”码）就使输出码）就使输出一直上升（或下降），这样就可以近似地复制一直上升（或下降），这样就可以近似地复制出阶梯波出阶梯波m(t)m(t) ΔMΔM信号的编码信号的编码 判决规则判决规则 则判决输出则判决输出““0”0”码码则判决输出则判决输出““1”1”码码5.4.2 5.4.2 增量调制系统的噪声增量调制系统的噪声 ΔMΔM系统中的量化噪声有两种：过载系统中的量化噪声有两种：过载量化噪声、一般量化噪声。

量化噪声、一般量化噪声 1 1、过载量化噪声、过载量化噪声 模拟信号模拟信号斜率陡变斜率陡变时，由于台阶时，由于台阶 是固是固定的，而且单位时间内台阶数也是确定的，定的，而且单位时间内台阶数也是确定的，因此，阶梯电压波形就跟不上信号的变化，因此，阶梯电压波形就跟不上信号的变化，形成了很大失真的阶梯电压波形形成了很大失真的阶梯电压波形2 2、一般量化噪声、一般量化噪声 如果没有发生上述过载的情况，则如果没有发生上述过载的情况，则模拟信号与阶梯波形之间的误差引起的模拟信号与阶梯波形之间的误差引起的就是一般量化噪声就是一般量化噪声5.5 5.5 时分复用和多路数字系统时分复用和多路数字系统 5.5.1 PCM5.5.1 PCM时分多路复用信号帧结构时分多路复用信号帧结构 现在的数字传输系统都是采用脉码调制现在的数字传输系统都是采用脉码调制（（Pulse-code modulation）体制 PCM最初并非传输计算机数据用的，而最初并非传输计算机数据用的，而是使交换机之间有一条中继线不是只传送一是使交换机之间有一条中继线不是只传送一条信号。

条信号•PCM有两个标准（表现形式）即有两个标准（表现形式）即E1和和T1T1的速率是的速率是1.544Mbit/s，，E1的速率是的速率是2.048Mbit/s•脉冲编码调制可以向用户提供多种业务，脉冲编码调制可以向用户提供多种业务，既可以提供从既可以提供从2M到到155M速率的数字数据速率的数字数据专线业务，也可以提供话音、图象传送、专线业务，也可以提供话音、图象传送、远程教学等其他业务远程教学等其他业务•特别适用于对数据传输速率要求较高，需特别适用于对数据传输速率要求较高，需要更高带宽的用户使用要更高带宽的用户使用帧结构：帧结构：把多路数字信码以及插入的各种把多路数字信码以及插入的各种PNPN码，按照一定的时间顺序进行排列的数字码码，按照一定的时间顺序进行排列的数字码流组合就是帧结构流组合就是帧结构帧结构图：帧结构图：反映帧长、时隙、码位的位置关反映帧长、时隙、码位的位置关系的时间图系的时间图我国采用我国采用30/3230/32路路PCMPCM基群帧结构基群帧结构 一帧的帧长为一帧的帧长为125125μμs s，抽样频率，抽样频率8000Hz8000Hz, ,每帧分为每帧分为3232时隙时隙 , , 传前传前15 15 个话路语音数码，个话路语音数码， 传前传前15 15 个话路语音数码个话路语音数码. .用于传同步、监视、对端告警码组用于传同步、监视、对端告警码组传信令码传信令码信令传输方式:随路信令方式CAS；共路信令方式CCS PCM30／32路系统：信令和语音信息分开，30路信令共用TS16传送，但实质上话音信道和信令信道仍有明确的位置对应关系，30路信令分时占用TS16，因此属于CAS方式。

CAS：语音信道和信令信道的位置关系是固定的， 信令信道和信令设备利用率不高 CCS：语音信道和信令信道无明确的位置对应关系， 多路信令共用一个专门的信令信道  30／32路PCM基群终端机及其定时与同步PCM基群终端机：可用于市一市或长一市的局间中继，也可将30路直接接到PCM基群终端机中，实现乡镇和城市之间的多路通信，还可以作为模拟移动进入数字通信网的一个接口 发端把30路语音信号和信令信号进行A/D变换后，把他们和同步、监视、对告码组等汇总，变为符合30／32路基群帧结构要求的数字码流，经码型变换后送到电缆线路进行传输或送到高次群设备进行复接，从而实现更大容量的时分多路复用；收端完成相反的变换PCM基群终端机的同步包括位同步、帧同步以及复帧同步三个部分 位同步：使收/发时钟频率完全相同，收定时系统的主时钟脉冲 要与接收信码流主时钟脉冲同频同相 帧同步：保证接收端正确区分数码流的首尾，使发端第n路抽样 量化编码的信号一定要在收端第n路被解码、滤波和恢复， 保证语音的正确传送 复帧同步：则确保信令的正确传送，即使发端第n路的信令一定 要送到收端第n路。

5.5.3 5.5.3 数字复接技术数字复接技术 CCITTCCITT推荐两类数字速率系列和数字复接推荐两类数字速率系列和数字复接等级：等级：（（1 1）以北美和日本采用的）以北美和日本采用的1.544Mbit/s1.544Mbit/s作基作基群的数字速率系列；群的数字速率系列；（（2 2）以欧洲和我国采用的）以欧洲和我国采用的2.048Mbit/s2.048Mbit/s作基作基群的数字速率系列群的数字速率系列 复接原理复接原理 数字复接包括发送数字复接器和接收数数字复接包括发送数字复接器和接收数字分接器两部分字分接器两部分 复接器：复接器：在发送端把多路信号按在发送端把多路信号按TDMTDM方式合方式合并为单路合路信号；并为单路合路信号； 分接器：分接器：把合路信号分解为原来的各支路信号把合路信号分解为原来的各支路信号 复接方式1、按位/按路/按接帧复：根据各支路在高次群中的排列方式分 按位复接：每次只复接每支路的一位码元，待各支路第n位码 都取过之后，再依次取各支路的(n+1)位、(n+2) 位 按路复接:各个支路轮流按顺序一次复接8位码。

按帧复接：每次复接一个支路的一帧数码 2 2、同步、同步/ /异步异步/ /准同步复接准同步复接 依照复接时各低次群的时钟情况分依照复接时各低次群的时钟情况分同步复接同步复接：： 被复接各支路的时钟由同一个总时钟供被复接各支路的时钟由同一个总时钟供给，各支路时钟频率完全相等的给，各支路时钟频率完全相等的 异步复接异步复接：： 指时钟不同、且没有统一标称频率或相指时钟不同、且没有统一标称频率或相应关系的支路信号进行复接的方式应关系的支路信号进行复接的方式准同步复接准同步复接：： 参与复接的各低次群信号使用各自的时参与复接的各低次群信号使用各自的时钟但频差，在一定的范围内，复接前必须将钟但频差，在一定的范围内，复接前必须将各支路码速调整到统一值各支路码速调整到统一值 PCMPCM二次群采用准同步复接方式二次群采用准同步复接方式 二次群同步复接二次群同步复接 二次群由二次群由四个四个基群复接而成，复接后的码基群复接而成，复接后的码速率是速率是8.448Mb8.448Mb／／s s 每个基群的标称码速率是每个基群的标称码速率是2.048Mb2.048Mb／／s s；； 四个基群相加的速率为四个基群相加的速率为4×2.0484×2.048＝＝8.192Mb/s8.192Mb/s；； 在复接前应将各支码速提高到在复接前应将各支码速提高到2.112Mb2.112Mb／／s s，，即每个支路平均每秒插入即每个支路平均每秒插入64Kb64Kb／／s s码元或每码元或每帧插入帧插入8bit8bit码元后码元后，再复接成二次群码流。

再复接成二次群码流 按路复接按路复接PCMPCM二次群同步复接帧结构二次群同步复接帧结构 二次群同步复接原理及其构成框图二次群同步复接原理及其构成框图 PCMPCM准同步复接准同步复接 准同步复接前准同步复接前需将每个支路的码速调整需将每个支路的码速调整到到2.1122.112 MbMb／／s s PCMPCM二次群准同步复接帧结构由四个基二次群准同步复接帧结构由四个基群数码按位复接而成，帧周期群数码按位复接而成，帧周期 ，帧，帧长长848bit848bit，每个复接支路为，每个复接支路为212bit212bit 二次群准同步复接基群支路插入码及信二次群准同步复接基群支路插入码及信息码分配示意息码分配示意 二次群准同步按位复接帧结构二次群准同步按位复接帧结构 PCMPCM三次群准同步复接帧结构三次群准同步复接帧结构 同步数字体系同步数字体系(SDH) (SDH) 指由网络单元指由网络单元( (如复用器、数字交叉连接如复用器、数字交叉连接设备、分插复用器等设备、分插复用器等) )组成的、在光纤上进行组成的、在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。

同步信息传输、复用和交叉连接的网络 这是全球范围内第一个数字传输体制世界这是全球范围内第一个数字传输体制世界标准，其定义速率为标准，其定义速率为N*155.520Mb/sN*155.520Mb/s（（N=1N=1，，2 2，，3 3，，............）） •SDHSDH 特点特点 确定了全球光接口标准确定了全球光接口标准，使不同厂家的设备可，使不同厂家的设备可以互通，节省成本；以互通，节省成本； 采用模块化结构和字节复用技术采用模块化结构和字节复用技术，便于组网和，便于组网和进行交换；进行交换； 帧结构中富余比特多帧结构中富余比特多，使网路检测故障、监测，使网路检测故障、监测传输的等能力大大加强；采用指针调整技术，解决传输的等能力大大加强；采用指针调整技术，解决了节点之间由时钟差异带来的问题；了节点之间由时钟差异带来的问题； 简化了复接和分接技术简化了复接和分接技术，上下电路方便，提高，上下电路方便，提高通信网的灵活性和可靠性；通信网的灵活性和可靠性； 完全兼容完全兼容PDHPDH，还能容纳各种新业务信号；，还能容纳各种新业务信号；SDHSDH的复用原理与结构的复用原理与结构  与相应的与相应的PDHPDH系列相比，系列相比，SDHSDH的系统容量的系统容量略有减少；略有减少； 但同步数字体系但同步数字体系SDHSDH不仅提高了网络利不仅提高了网络利用率，还大幅度提高了通信网的可靠性、用率，还大幅度提高了通信网的可靠性、灵活性以及对各种业务的适应性。

灵活性以及对各种业务的适应性。