光同步数字传输网第一章

1、第一章PDH技术基础 第一章PDH技术基础 时分多路复用原理时分多路复用原理1 PCM30/32路系统帧结构路系统帧结构2 数字复接等级和系列数字复接等级和系列3 准同步复接的帧结构准同步复接的帧结构4 码速调整原理码速调整原理5 复接抖动的产生及抑制复接抖动的产生及抑制6 1.1 时分多路复用 1.1.1 时分多路复用原理 图1.1 PCM时分多路复用示意图 1.1.2 PCM30/32路系统的帧结构 F0F1F2F3F13F12F4F5F6F7F8F9F10F11F14F15 TS0TS1TS2TS3TS15TS16TS17TS30TS31 10011011 1复帧复帧2ms(含含16帧帧

2、) 一个帧一个帧125s(含含32时隙时隙) 同步时隙同步时隙信令时隙信令时隙 偶帧偶帧 11A111111 帧同步码帧同步码 留给国际通信用留给国际通信用 或用于或用于CRC校验校验 留给国内通信用留给国内通信用 固定为固定为1 奇帧奇帧 00001A211 abccabcd abcdabcd abcdabcd D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 F0 F1 F2 F15 . . . 复帧同步码复帧同步码 CH1 CH2 CH16 CH17 CH15CH30 话路时隙话路时隙话路时隙话路时隙 话路时隙话路时隙 极极 性性 码码 段落码段落码段内电平码段内电平码 注：注： 信令码信

3、令码bcd不用时固定为不用时固定为101； abcd不允许使用不允许使用0000组合；组合； A1为帧对告码，为帧对告码，A2为复帧对告码；为复帧对告码； 正常为正常为1，告警为，告警为0。 1.1.2 PCM30/32路系统的帧结构 n抽样频率8kHz；抽样周期125s n时隙数32，时隙编号TS0TS31 n每路时隙125s/32 3.9s n每路时隙传送8位码组 每位码的时间 3.9s /8 488ns n每帧传送位数328=256bits n每路数码率8bit/125s64kbit/s n传输速率（数码率）256bit/125s2048kbit/s n容差为2048kbit/s50pp

4、m 1.2.1 数字复接等级和系列 表1.1 原CCITT推荐的数字速率系列和数字复接等级 系列 地区一次群二次群三次群四次群五次群 1 北美 话路数24496767264032 数码率1.5446.31244.732274.176 日本 话路数244965480314404 5760 数码率1.5446.31232.064397.2 2欧洲 话路数3041204480419204 7680 数码率2.0488.44834.368139.264564.992 注：数码率的单位为注：数码率的单位为Mbit/s。 1.2.2 同步与复用的概念 定时系统 调 整 单 元 复 接 单 元 外时钟 支路

5、1 支路2 支路3 支路n 复接器复接器 定时系统 分 接 单 元 恢 复 单 元 同 步 支路1 支路2 支路3 支路n 分接器分接器 图1.3 数字复接设备框图 1.2.2 同步与复用的概念 n同步复接（复用）： n各支路信号的速率相等。PCM基群及SDH为同步复用。 n准同步复接： n各支路信号速率的标称值相等，但实际值不同，在 一定容差范围内变化，瞬时数码率不同。如基群 二次群三次群四次群，为准同步复用(PDH)。 n复用方法： n将低次群复接成高次群若按每个时间间隔上传输码 字的多少分类可分为三类。 n复接 （1）逐比特复接（或称按位复接） 图1.4 逐比特复接的示意图 n（2）按码

6、字复接（或称按路复接） n按码字复接就是按被复接支路的顺序，每次复接一个支路的 一个“码字”。 n这种方法循环周期长，需要大容量的缓存器，高次群复接设 备一般不采用此方法。它的优点是可以保存完整的字结构， 便于多路合成和交换。 nPCM基群采用的这种方法。SDH设备是以字节为单位进行复接 的，也属于这种方法。 n（3）按帧复接 n每次复接一个支路一帧的码元，需要更大容量缓存器，极少 用。 1.2.3 准同步复接原理及组成 n如果被复接支路的时钟各自由本机提供，这些时钟源 都允许有一定的（如50ppm）偏差，显然它们的瞬 时数码率是不同的。 n在复接这些异源信号之前，要对各个支路的信号实施 频率

7、和相位调整，使之成为同步的数字信号，然后才 能复接，这种复接方式称为准同步复接准同步复接(PDH)(PDH)。 1.2.3 准同步复接原理及组成 复接器定时时钟总时钟源 帧同步码组 码速调整基群1 8448kHz 码速调整基群2 码速调整基群3 码速调整基群4 2048kbit/s2112kbit/s 2048kbit/s 50ppm 复 接 合 成 及 输 出 业务码 时 钟 提 取 及 分 接 电 路 8448kbit/s 码速还原基群1 2048kbit/s2112kbit/s 码速还原基群2 码速还原基群3 码速还原基群4 业务码检出 帧同步码检出 分接定时 8448kHz 2112k

8、Hz 图1.5 二次群异步复接方框图 1.2.4 准同步复用的帧结构 n二次群的帧结构 n支路复接信号的安排 1 2 3 453 54 55 106 107 212bit 108159 160 161162212 组组组组 53bit Fj1Fj2Fj3 信息码 50bit 信息码 52bit Cj1Cj2Cj3Vj 信息码 52bit 信息码 51bit 图1.6 基群支路比特分配示意图 1.2.4 准同步复用的帧结构 n二次群的帧结构 1 2 391011 组(212bit)组(212bit) 信息码帧同步码 F11F21F31 504=200 C11 524=208 12 13 212

9、213 214 215 216 217424 插入标志码 告警 备用 信息码 F13F23F33F43C21C31C41 组(212bit) 信息码 C12 524=208 425 426 427 428 429636 插入标志码 C22C32C42 637 638 639 640 641 642 643 644 645848 514=204 C13C23C33C43V1V2V3V4 插入标志码 插入码或 信息码 信息码 组(212bit) 图1.7 准同步复接的二次群帧结构 1.2.5 码速调整原理 n将异源信号复接时，一个重要问题就是系统同步，其 措施为码速调整。 n码速调整技术有三种：

10、（1 1）正码速调整；）正码速调整； （2 2）正）正- -负码速调整；负码速调整； （3 3）正）正- -零零- -负码速调整。负码速调整。 其中正码速调整应用广泛，PDH设备几乎都是采用正码 速调整。 n正码速调整正码速调整就是将被复接支路信号的数码率都调 高，通常采用“脉冲插入同步”方式。这种方式就是 人为地在各支路信号中插入一些脉冲，通过控制插入 脉冲的多少来使得各数码率达到一致。 1.2.5 码速调整原理 1 支路输入支路输入 数码流数码流S1 调整后调整后 数码流数码流Sm 扣除插入脉冲后扣除插入脉冲后 的接收数码流的接收数码流Sm 恢复后的恢复后的 原数码流原数码流S1 2345

11、6789101112 插入插入 脉冲脉冲 插入插入 脉冲脉冲 扣除扣除 脉冲脉冲 扣除扣除 脉冲脉冲 图1.10 正码速调整原理示意图 1.2.6 复接抖动的产生及抑制 n抖动的定义及表示方法 n抖动的定义：数字信号的各生效瞬间对其理想时 间位置的短时偏离。 n抖动的计量单位：单位时隙（即一个码元的宽度 ）“UI”。 n“UI”并不是一个定值，它是随着数码率的大小而变的。 例如，对于二次群的数字信号而言，1UI=118.37ns； n对于三次群， 1UI=29.096ns。 1.2.6 复接抖动的产生及抑制 n抖动分为 3 类： （1 1）复接抖动：）复接抖动：仅与正码速调整的复接设备有关；

12、（2 2）系统性抖动：）系统性抖动：与线路设备的传输码型有关； （3 3）非系统性抖动）非系统性抖动：主要由噪声引起的抖动。 噪声的来源很广，如串话、码间干扰、幅-相变换等。 n复接抖动的产生及抑制 n所谓复接抖动，就是在采用正码速调整的异步复接 器中，由复接、分接过程给支路码流引入的抖动。 1.2.6 复接抖动的产生及抑制 n复接抖动分为 3 种： （1）由支路码速调整比特（插入码）的插入和扣除 造成的随机抖动； （2）由码速调整标志和勤务比特的插入和扣除造成 以帧为周期的抖动； （3）由帧定位信号的插入和扣除引起的读、写时差 的变化，造成以帧为周期的抖动。 复接抖动对通信质量有影响，轻则引起误码，重复接抖动对通信质量有影响，轻则引起误码，重 则引起滑码。则引起滑码。 为了抑制复接抖动，在接收端必须使用锁相环。为了抑制复接抖动，在接收端必须使用锁相环。 锁相环的工作原理 n当VCO输出信号Vo的频率滞后于输入信号Vi的频率时， 误差电压Vd增大，控制电压Vc也增大。经VCO控制使其 输出频率升高，即：fvcoVd Vcfvco; n当输出信号Vo的频率超前于输入信号Vi的频率时，误差 电压Vd减小，控制电压Vc也减小。经VCO控制使