1、课程内容,第1章 绪论 第2章 语音信号脉冲编码调制PCM 第3章 时分多路复用及PCM30/32路系统 第4章 图象信号的数字化简介 第5章 数字复接与准同步数字体系PDH 第6章 数字信号的中继传输 第7章 SDH的信号结构 第8章 SDH复用与映射 第9章 SDH设备简介 第10章 SDH网络保护与恢复 第11章 SDH光电接口 第12章 同步与定时 第13章 数字传输损伤 第14章 SDH网络管理,3.1 时分多路复用通信概念 3.2 PCM30/32路系统帧结构 3.3 PCM30/32路系统的构成 3.4 PCM30/32路系统接口标准,第3章 时分多路复用及PCM30/32路系统
2、,3.1 时分多路复用通信概念,3.1.1时分多路复用概念概念：利用多路信号在信道上占用不同时间间隔的特征来分开各路信号，每路占用的时间间隔称为路时隙，简称时隙。,时分复用示意图,时分复用系统示意图,正常工作条件：两开关必须同频同相（转速、起始位置相同）。术语：收、发端保持同步。,3路PCM时分复用系统组成,3.1.2 PCM时分多路通信系统的组成,以3路复用为例，说明PCM时分多路通信系统的组成。,工作原理：,1抗干扰，低通滤波，截止3.4kHz。 2采样周期T=125s,fs=8000Hz,ST为抽样脉冲，各路依次错开，各路抽样信号在时间上分开，实现多路复用。 3编码需要时间，为了保证编码
3、精度，展宽多路抽样值到整个时隙，将和路信号PAM送保持单元。 4经过量化成为PCM信号，一路PCM信号（码字）占用一个路时隙。 5解码还原和路PAM信号，有量化误差，一路码字到齐后开始解码，有延迟。 6.分路、低通滤波重新恢复各路原始话音信号。,推广N路：PCM30/32路系统、PCM24路系统。 几个基本概念： 帧：重复出现的数字图案；帧周期就是各路信号的抽样周期，tF=T重复出现的数字图样 路时隙：合路PAM信号每个样值所允许的时间，tC=T/N 位时隙：一个码元占用的时间，tB=tC/l,3.1.3时分多路复用系统中的位同步与帧同步,1. 帧同步的概念 数字通信的同步：也称为定时，包括位
4、同步和帧同步。 位同步（码元同步、时钟同步）：是指收发两端时钟频率相等，相位一致。说明：位同步相当于开关旋转速度相同保证收发两端设在指定时间协调一致地工作，能正确区分，接收每一路信号。,帧同步：是指收发两端相应的话路在时间上对准，以便接收端能够正确分路。,说明：复用时多路信号构成一帧，并且附加帧起始标志（帧同步码），以便接收端识别。每一帧内信号位固定，若能识别出首尾，就可以正确区分每一路信号，实现帧同步，相当于开关起始位置相同。,2.帧同步系统的工作原理 作用：同步码识别、同步调整,逐步移位法帧同步系统框图,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,3. 帧同步系统的保护措施,保护过程示意图,
5、1）帧同步系统的相关概念 假失步：由于误码引起的失步； 假同步：因信息码可能出现的与帧同步码型相同的码组而误判的同步。,前方保护的目的：避免出现假失步。 后方保护目的：避免出现假同步。,保护过程示意图,失步状态,同步状态,同步状态,前方保护时间,后方保护时间,同步捕捉时间,帧同步系统的要求： 同步性能稳定，具有一定的抗干扰能力； 同步识别效果好；（同步码组的长度要短,效果好) 同步引入时间要短； 构成系统的电路简单。,4. 帧同步系统的要求及有关问题的讨论,1）帧同步码的插入方式,集中插入：如PCM30/32路系统,分散插入：如PCM24路系统,帧码,帧码,2）帧码码型的选择,帧码长度r的选择
6、，需考虑以下几个因素。 检定概率P1：发帧码，正确收的概率，大好 漏检概率P2：发帧码，未检出的概率,小好, P1+P2=1 假同步概率P3：未发帧码,识别为帧码的概率，小好 非假同步概率P4：未发帧码，收未识别为帧码概率,大好 P3+P4=1,出现的矛盾：r小， P2小， P3大r大， P2大， P3小，同步码组太长，资源浪费,解决此矛盾的方法： （1）提供后方保护，提高帧同步系统的稳定性； （2）选取最佳同步码码型，如临界点为的码组。,概念： 同步码邻接区：长度为r的帧码（同步码）码组，其前后各长为r-1位码的区域称为同步码邻接区。 临界点为的码组：在帧同步码邻接区内无假帧码的码组。, ,
7、同步码邻接区，r=7,3）帧同步码检出方式 逐位比较方式 码型检出方式,）同步引入方式 逐步引入方式 复位同步方式,3.2 PCM30/32路系统,说明：PCM30/32路系统，复用路数n=32，通常话音路数为30，另外两个时隙用于传送帧同步码和信令码。,信令概念：信令是连接建立、拆除、控制及网管信息，分为时隙内/外信令，共路信令与随路信令。,信令分类： 共路信令(CCS: Common Channel Signaling)是多路信号共用一个信令信道， 随路信令(CAS: Channel Associated Signaling )是每路信号一个信令信道。,话音信号8kHz采样，PCM帧周期1
8、25s。 合理利用帧结构，将若干帧组成一个复帧。,3.2.1 PCM30/32路系统帧结构,.基本帧结构,一个子帧含32个时隙，一个时隙宽度为,一个时隙含8比特，比特间隔,1复帧含16个子帧，复帧周期,子帧周期为,PCM30/32路系统帧结构,PCM30/32路系统帧结构,PCM30/32路系统帧结构,帧结构说明： 30个话路时隙，TS1TS15,TS17TS32 帧同步时隙TS0，分为偶帧、奇帧情况。奇帧时第二位为“1”，此位用以区别奇/偶帧，A1为失步对告，A1=0为同步，A1=1为失步，其它位传送其它信息。 信令与复帧同步时隙TS16。信令信号抽样频率500Hz，抽样周期2ms，每隔16
9、帧传一次。 16帧为一复帧，为使信令码对准，需复帧同步，信令码不能出现0000，以免与复帧同步混淆。,例题：计算基群PCM30/32系统的码元传输速率。 解：,例题：计算基群PCM30/32系统中帧码的码元传输速率。 解：,练习：请计算PCM30/32系统的几个标准数据:帧周期（s）帧长度（bit）路时隙（s）位时隙（s）传码率Rb,2）CRC复帧结构 1个CRC复帧含2个CRC子复帧SMF，SMF也称为CRC块。1个CRC复帧含16（328）=4096比特 1个SMF含8个子帧（基本帧）， 含8（328）=2048比特。,2. CRC复帧结构 （简介）,1）CRC：Cyclic Redund
10、ancy Check 循环冗余校验。,4）循环编码过程： （1）将SMF（N）中的CRC比特位置为0，即令C1=C2=C3=C4=0，得到由SMF（N）的信息码组。,（3）将SMF（N）循环编码得到的监督位b1b2b3b4 插入到SMF(N+1)中的CRC比特位上。即令SMF（N+1）中的C1=b1,C2=b2, C3=b3, C4=b4，进行发送传输。 （4）重复步骤（1）、（2）、（3）。,（2） 除 得余数，存储对应的码组b1b2b3b4.,5）循环译玛过程：,（3）提取SMF（N+1）中的CRC校验码C1、C2、C3、C4，并与b1b2b3b4相比较，如有不同，说明SMF（N+1）有误
11、码。 （4）重复步骤（1）、（2）、（3）。,（2） 除 得余数，存储对应的码组b1b2b3b4.,(1)将SMF（N）中的CRC比特位置为0，构成接收端SMF（N）的信息码组,3）基群中附加CRC校验的目的 提供防止假同步的附加保护措施; 增强通信系统的误码检测能力。（CRC码可以检测整条数字链路）,3.2.2 PCM30/32路定时系统,1.时钟系统：用于产生帧、路、位等时钟信号的系统.,2.时钟的作用 主时钟CP：用于产生各类定时脉冲的时钟源。 时隙脉冲：TS0、TS16帧时隙脉冲用于帧码及信令码的插入和分离。 路脉冲：CH1 CH30路脉冲用于抽样、合路和分路； 位脉冲：D1 D8用于
12、编码、译码。 复帧脉冲：复帧码、线路信令码的插入和分离。,3.发端时钟系统,PCM30/32路系统发端定时系统方框图：,各种定时信号的作用及参数：,（1）时钟脉冲 频率：2048kHz 频率稳定度：5010-6， 误差：102Hz 占空比：50%， 脉冲宽度：0.488/2=0.244s,（2）位脉冲 用于编码、解码、产生路脉冲、帧同步码和标志信号码等; 频率：256kHz，8相，脉冲宽度：0.244 s,时钟脉冲、位脉冲示意图,(3) 路脉冲,作用： （1）用于各话路信号抽样和分路;（2）TS0、TS16路时隙脉冲形成。 频率：8kHz（抽样）宽度：0.488 s4=1.95 s,（4）路时
13、隙与复帧脉冲,时隙脉冲： TS0路时隙脉冲： 传送帧同步码 TS16路时隙脉冲：传送信令码 频率均为：8kHz，宽度均为：0.488s8=3.91s,复帧脉冲：传送复帧同步码，频率：0.5kHz,16相，宽度：125 s,4. 收端定时钟提取,说明：收端定时系统没有主时钟源(晶体振荡器)，由时钟提取电路代替，2.048MHz时钟产生位脉冲、路脉冲等方法同发端一样。,谐振槽提取定时钟的方框图,问题：接收端如何获得同步时钟（2.048MHz)?,3.2.3 PCM30/32路帧同步系统,位同步无法判别收到的信码是第几路信号的第几 位码，须采用帧同步方法解决以下问题： 分辨出哪8位是一个码字 码字属
14、于哪一路,注意：PCM30/32系统的帧同步是指子帧同步、复帧同步、CRC复帧同步。,1)N帧(偶)有同步码(10011011),第一位固定为1； 2)N+1帧（奇）无同步码，第2比特固定为； 3)N+2帧（偶）有同步码（10011011）；则判断进入同步。 如果以上3个条件均满足，则判帧同步系统进入同步状态。 若条件不满足，则表示前一帧是伪同步，需重新捕捉。,1. 无CRC校验时帧同步系统工作流程,失步到同步的判别：,保护过程示意图,失步状态,同步状态,同步状态,前方保护时间,后方保护时间,同步捕捉时间,复习： 前方保护的目的：避免出现假失步。 后方保护的目的：避免出现假同步。,A：同步态，
15、 B：前方保护状态 C：失步态 D：后方保护状态,Ps：帧同步码， Pc：收端本地帧同步码,帧同步系统工作流程图,说明,无CRC校验时帧同步系统工作流程。,子帧前方保护时间： T前=（m-1）Ts Ts=250 s，G.732规定：m=3 4,子帧后方保护时间： T后=（n-1）Ts G.732规定：n=2,A：同步态，C：失步态,1）（子）帧同步的判决 当满足以下三个条件时，认为到达了子帧同步。 第一次捕捉到正确的帧同步码； 接着来的第二帧的TS0的第二比特为1， 再接着来的下一帧的TS0时隙有正确的帧同步码。,2）复帧同步、失步的判别方法 同步：子帧同步的前提下，当检测到复帧同步信号，并且
16、后四位比特中至少有一位是1，则认为复帧同步。 失步：当已收到两个连续的有错误的复帧同步信号，或在两个复帧周期F0的TS16中所有的比特均为0时，认为复帧失步。,2. 有CRC校验时帧同步系统工作流程,3）CRC复帧同步、失步的判别 同步：子帧同步的前提下，8ms内能识别出两个以上的CRC复帧同步码，则认为CRC复帧同步。 失步：8ms内未能捕捉到两个以上的CRC复帧同步码组，则认为CRC复帧失步。,4）子帧失步的判别方法 采用CRC功能后，当以下三个条件任意一个满足时，认为子帧失步。 连续三次收到有错误的帧同步信号； 连续三次收到奇正帧的TS0的第2比特有错误； CRC复帧失步，或者1秒内CRC块错误超过915个。,1. 群路编译码系统,2.单路编译码系统,音频接口：话路接口和数据接口 组成 复接、分接单元信道接口单元（2M接口盘）,3.3 PCM30/32路系统的构成,群路编译码系统(教材P75）,单路编译码系统 (教材P76）,2048kbit/s电接口标准如下：,1一般特性比特率2048kbit/s，容差：50ppm（5010-6） 码型HDB3码 2输出口规范：参见下页2048kbit/s输出口规范表 3输入口规范包括允许衰减、反射损耗、抖动和漂移容限及抗扰能力。 4外导体或屏蔽接地,3.4 PCM30/32路系统接口标准,第三章 结束,
