数据通信原理ppt2-3

1、1第三章 数据信号传输 数据通信原理函授讲义（二二）ppt2-3从第三节 3、多相调相开始到第四节数据信号的数字传输的结束2目目 录录 第一节 概述 一、数据信号及特性描述 二、传输信道及数据信号传输的基本方法 三、信道容量的概念 第二节 数据信号的基带传输 一、基带传输系统构成模型 二、理想低通网络波形形成，奈奎斯特第一准则 三、具有幅度滚降特性的低通网络波形形成 四、部分响应形成系统 五、数据序列的扰乱与解扰（了解基本概念） 六、数据传输系统中的时域均衡（了解基本概念） 七、数据传输系统中的时钟同步（了解基本概念） 八、基带传输的最佳化和系统性能分析 （不要求） 九、基带数据传输系统及应用

2、 （自学）3 第三节 数据信号的频带传输 一、频带传输系统 二、数字调幅 三、数字调相 四、数字调频 五、频带传输误码性能分析 （不要求） 六、数字调制中的载波提取和形成 （了解基本概念） 七、格型编码调制（TCM）的概念 （不要求） 八、电话网中应用的几种Modem标准建议的简介 （自学） 第四节 数据信号的数字传输 一、数据信号数字传输的概念及特点 二、数字数据传输的实现 三、数字数据的时分复用TDM 四、数字数据传输系统的构成 小结 习题 1、2、4、5、84本本 章章 要要 求求 一、考核知识点一、考核知识点 1、数据信号的基带传输 2、数据信号的频带传输 3、数据信号的数字传输二、学

3、习要求二、学习要求 数据信号的传输是实现数据通信的基础。本章是全书的重点，介绍了数据信号的三种基本传输方法。 本章总的要求是：弄清三种传输方式的基本原理、系统公尺和各自的基本特点。 本章的重点是：数据信号的波形形成与比特率关系、部分响应原理、QAM调制、二相四相相对相移、数字频移信号的产生和解调和数据数字传输的一般原理。5 第三节第三节 数据信号传输数据信号传输3、多相调相 在数字相位调制中，比较可以采用二相调制，还可以采用多相调制，即用多种相位或相位差来表示数字数据信息，分别实现多相绝对调相和多相相对调相。 具体来说，把输入二进制数据的每 k 个比特编成一组，则构成所谓的k比特码元。每一个k

4、比特码元都2k 有种不同状态，因而必须用M= 2k种不同相位或相位差来表示，M相调相。 四相调相，即4PSK 4PSK是用载波的四种不同相位来表征传送的数据信息。6 如前面学习过的 4QAM一样，在 4PSK 调制中，首先对输入的二进制数据进行分组， 将二位数字编成一组， 即构成双比特码元，双比特码元有 22 种组合，即有 22 种不同状态，故可以有 22种不同相位或相位差来表示，故称为四相调相。 习惯上把组成双比特码元的前一信息比特用A代表，后一信息比特用B代表，并按格雷码排列，以便提高传输的可靠性。 按国际统一标准规定，双比特码元与载波相位的对应关系有两种，称为方式 A和B方式，它们的对应

5、关系如表3-1所示，它们之间的矢量关系如图3-52所示。7表3-1 双比特码元与载波相位对应关系双比特码元载波相位A BA 方式B方式0 01 01 10 1 0 90 180 270 225 315 45 135图3-52 4PSK矢量图(a)A方式参考矢量00AB101101(b)B方式参考矢量AB11010010 由上表或矢量图都可看出， 4PSK调相信号载波幅度为常数，其矢量的终点都在一个圆弧上。 并且，两种方式都是把圆弧 360度平均分成了4份，这样双比特码元AB的四种组合对应的四种矢量之间的相角差都是 90度，相邻的星点的距离是均匀的，则 4PSK的抗噪声干扰能力最好。8 4PSK

6、信号可采用调相法（与QAM原理一致）产生。(a) 4PSK信号原理图二进制数字序列串/并转化载波2移相平衡调制器平衡调制器AB+2PSK2PSK输出(b) 调相法产生4PSK信号矢量图A(0)A(1)B(0)B(1)001001119 4PSK 信号可以看作两种正交的 2PSK 信号的合成，可用串/并变换电路将输入的二进制序列依次分为两个并行的序列。 设二进制数字分别以A和B表示，每一对AB成为一个双比特码元。 双极性的A和B数据脉冲分别经过平衡调制器，对 0相位载波cosct 和与之正交的载波cos(ct+/2)进行二相调相，得到如图 3-53(b)所示的四相信号的矢量表示图。 4PSK信号

7、可用两路相干解调器分别解调，而后再进行串/并变换，变为串行码序列。 图3-54是4PSK解调原理框图。10接收信号相干载波tcosc2移相tsinc积分器积分器清洗t=T清洗t=T取样判决器取样判决器定时 t=T定时 t=T串/并转化AB输出 在解调图中，上、下两个支路分别是 2PSK 信号解调器，它们分别用来检测双比特码元中的 A和B 码元，然后通过并/串变换电路还原为串行数据信息。11 另外，如在图3-53的串/并变换之前加入一码变换器，把输入数据序列变换为差分码序列，则即为4DPSK信号产生的原理图；相应的在图3-54的并/串变换之后再加入一个码反变换器，即把差分序列变换为绝对码序列，则

8、即为4DPSK信号解调的原理图。实际中广泛使用的就是4DPSK，可克服相位模糊问题。 八相调相 八相调相中，将输入二元码每三位作为一组，k=3，M=23=8，即三位二元码的组合共有八种组合，则分别用八种载波相位或相位差来代表，称为8PSK或8DPSK。 图3-55给出了一种按格雷码次序排列的八相相位变换规则。12 由矢量图都可看出， 8PSK 调相信号载波幅度为常数，其矢量的终点都在一个圆弧上，并且，两种方式都是把圆弧 360度平均分成了8份，这样三比特码元 ABC的八种组合对应的八种矢量之间的相角差都是 3608=45度，相邻的星点的距离是均匀的，则这样的安排使4PSK的抗噪声干扰能力最好。

9、图3-55 八相相位矢量图000001011010110111101100参考相位13 在上图中，输入的串行二元码经串/并变换产生三路并行二元码A,B,C，每路的码速是串行码码码速的三分之一。幅度控制幅度控制串/并数据二元码ABC图图3-56 3-56 八相调相实现框图八相调相实现框图反相低通低通A路B路相乘调制相乘调制tcosctsinc带通输出140011图3-57 A,B两路电平AC0011B1100C1100 A,B 为双极性不归零码，用正、负电平分别表示 “1”和“0”。在送入相乘调制器前，它们分别通过由 C 码控制的幅度控制电路控制其电平大小。 A,B两种受C码控制的组合电平示意图

10、如图3-57所示。A,B两路电平的正、负取决于A,B码的“1”和“0”。 需要说明的是，图3-57还是A 、B 两路调制后的载波信号的幅度大小和极性， A、B 两路调制后的信号通过加法器加起来就合成了如图3-55所示的八种不同相位的矢量之一。15000001011010110111101100参考相位01001011AC01BC101100ABC101011注意：横向和纵向矢量中，始终一长一短110 在图3-56中，在输入的串/并变换之前加入差分码变换电路，则即为8DPSK。 八相调相信号的解调八相调相信号的解调也是采用相干解调，如图3-58所示。16根据矢量图，AB二位码只要用相互正交的载c

11、osct和cos(ct+/2)与接收信号相乘即可获得，低通滤波器的作用是滤出对 2fc的调制产物，其输出取样值为正值时判为“1”，负值时判为“0”。与4QAM解调的工作原理和过程都基本相同，只是取样值的大小有两种。带通4tcosc2tcosctcosc4tcosc低通低通低通低通取样判决取样取样取样判决判决串/并A路B路C路数据二元码174tcosc4tcosc4tcosc4tcosc低通低通取样取样判决C路M点N点000001011010110111101100参考相位 由右边的矢量图可见，红色的四个矢量的C码为“1”，而蓝色的四个矢量的C码为“0”。 又看左图，解调C码用载波分别是：4tc

12、osc4tcosc和它们也是互相正交的相干载波，它们相位差为90度，具体见图。18 当夹角小于90度时，数量积是正值，当夹角大于90度时，数量积是负值。 相干解调后的取样值是正是负可以由矢量数学的方法来推导，相干解调就是求两个矢量的数量积，公式是：BAcosABBA，AB,A B ABOOABBA,A B 19 根据上面的公式可得：矢量图中左边的两个红色矢量(即111和101)与两个载波的夹角小于90度，它们的数量积都该是正值，所以解调的结果，即左图中上下取样器输出点M和N的电压都是正值。 同样右边的两个红色矢量(即011和001)与两个载波的夹角大于90度，它们的数量积都该是负值，所以解调的

13、结果，即左图中上下取样器输出点M和N的电压都是负值。 因此，当左图中上下取样器输出点M和N的电压都是正值或负值时，判决C码为“1”。4tcosc4tcosc低通低通取样取样判决C路M点N点4tcosc4tcosc000001011010110111101000参考相位20 与上页一样， 根据上面的公式可得：矢量图中上边的两个蓝色矢量 (即010和110) 与两个载波的夹角是一个小于90度，另一个大于 90度，它们的数量积是一正一负，所以解调的结果，即左图中上下取样器输出点M和N的电压是一正一负值（例如对110矢量解调的结果是上支路 M点是正电压；而下支路 N点是负电压）。 同样下边的两个蓝色矢

14、量 (即000和100)与两个载波的夹角一个小于90度，另一个大于90度，它们的数量积也是一正一负，所以解调的结果，即左图中上下取样器输出点 M和 N的电压也是一正一负。4tcosc4tcosc低通低通取样取样判决C路M点N点4tcosc4tcosc000001011010110111101000参考相位21 因此，当左图中上下取样器输出点M和N的电压是一正一负时，判决C码为“0”。 最后将A,B,C三路并行的二进制数据序列经并/串变换电路变换，即可恢复为一路的原串行的数据序列。 如发送端是 8DPSK 信号，则需要在图3-58中 8PSK解调电路的 并/串 变换之后再加一个 差分码/绝对码

15、的码变换电路即可为8DPSK信号的解调电路。22 4、多相调相的频带利用率、多相调相的频带利用率 M越大，频带利用率越高，但多相调相时，M越大，已调载波信号的相位差也就越小，接收端在噪声干扰下越容易判错，使可靠性下降。还可以证明16PSK的抗噪声性能要比16QAM差。 所以实际中，对调相方式一般不采用16PSK，采用4PSK和8PSK较多。5、数字调幅调相APK 前述讨论中曾讨论了采用多进制调制方式， 用以提高频带利用率，如 MPSK 方式。 多相调相MQAM传输数码的比特率一样，按前面的分析它也应与MQAM占有相同的频谱宽度。所以频带利用率也一样，其公式也完全一样，且为： 112MlogkH

16、zs/bit23 但多进制调制技术所以能提高频带利用率，往往是以牺牲其功率利用率换取的。 这是因为，随着进制数的增加，即M值的增加，在信号空间内各星点之间的最小距离要减少，相应的信号判决域就要减少。 按前面讲述的矢量运算知识，两星点之间的最小距离就是两星点代表的矢量之间的最小差别（其实就是两信号之间的最小差别），最小差别越小，在噪声和干扰的作用下，越容易被收端误判，使误码率随之增大。000001011010110111101100参考相位 例如： 2DPSK相位差为， 4DPSK相位差为/2，8DPSK相位差为/4，则它们的星点之间最小距离见右图中粉红色的粗线。24 在上图中，M越大，相邻星点

17、之间距离减小。为了使星点之间最小距离保持不变，M增大时，就要增大图中圆的半径，其实就是用增大每个矢量的长度，即使载波的幅度增加，则已调信号的功率就增大。 故要保持误码率不变，M增加，应增大信号功率，因而频带利用率的提高是以提高功率为代价的。 所谓数字调幅调相，又称幅度相位键控APK，它是将调幅和调相结合起来的一种调制方式，可以充分利用信号的功率。 调相信号的矢量图中，星点仅位于星座图中的圆弧上，而圆内的功率空间没有充分利用。APK通过恰当地选择幅度和相位，使星点不仅位于圆弧上，也位于圆内，甚至圆外。这样，可以作到在相同功率和相同频带利用率的条件下增大信号空间信号点 (星 点)的最小距离。25

18、如采用四电平调制的八种相位变化系统就是16APK，其信号空间的信号点(星点)分别如图3-59(a)，为了对比，在图3-59(b) 中又给出了16PSK信号空间的信号点分布。 通过图3-59中两种调制的比较，16APK的相邻信号点的距离要大于16PSK的相邻信号点的距离。故16APK的抗噪声性能要优于16PSK的抗噪声性能。 注意图3-59的两个圆要一样大，这样平均功率才一样。 从前述的16QAM的星座图(书74页图3-42)上可以看出，16QAM也是一种调幅调相系统（三种幅度十二种相位），同样，它也具有较好的抗噪声性能。目前，16QAM 和 16APK 两种系统已被用于话带数据9600bit/

19、s的调制解调器中。四、数字调频四、数字调频 81页页 用基带数据信号控制载波的频率，称为数字调频，又称频移键控FSK。261、2FSK信号及功率谱密度 二进制移频键控就是用二进制数字信号控制载波频率，当传送“1”码时输出频率f1；当传送“0”码时输出频率f0 。 根据前后码元载波相位是否连续，可分为相位不连续的频移键控和相位连续的频移键控。图3-60给出了相位不连续的信号波形。11100S(t)2ASK12ASK2 由左图可看出，一个相位不连续的 2FSK 信号可以看作是载波频率f1和f0的两个2ASK信号的复合。 也是实现2FSK的一种方式。2FSK27f0f1f1 fSf0 fS 相位不连

20、续的2FSK信号的功率谱密度，可利用2ASK信号的功率谱密度求得。 如前所述，2FSK信号是由两个2ASK信号合成，故其功率谱密度也是两个2ASK信号功率谱密度之和。如图3-61所示。PE单(f)f0f1 f0f1 fSf0 fS 由图可以看出， 2FSK 信号的功率谱密度也是由连续谱和离散谱组成。其中，连续谱由两个双边带谱叠加而成，离散谱出现在 f1和f0 的两个载波频率的位置上。因此，相位不连续的 2FSK信号的带宽约为： B=2 fS f1 f0 且2 fS28 对2FSK调制方式可有如下结论： 如移频指数h不是整数时，对相位连续的2FSK信号，则功率谱密度中无离散谱，且当h0.7时，大

21、部分功率集中于2fS频带内； 当h较大时，大部分功率集中于(2+h)fS频带内； 当h1时，2FSK的频带比2ASK和2PSK的频带宽，而频谱利用率要低。但是，FSK方式是用频率携带信息，与幅度无关，故对加性白噪声而言其抗干扰性较好，且容易实现，因此，在无线信道上较多采用FSK方式。，并称为移频指数，则如令sfffh01sfhB 2为数据信号的码速率。式中，Tsf129 2、2FSK信号的产生和解调 （82页） 2FSK信号的产生 前面已说明，2FSK 信号是两个数字调幅信号之和，所以2FSK信号的产生可用两个数字调幅信号相加的办法产生。如图3-62：f0f1门1反相门2数据输入2FSK信号输

22、出振荡器图3-62 相位不连续的2FSK信号产生 左图就是相位不连续的2FSK信号产生的原理图。其工作原理是： 利用数据信号的“1”和 “0”分别选通门电路1和2，以分别控制两个独立的振荡源 f1和 f0 ，并求和即可得到相位不连续的 2FSK 信号。30 图3-63所示(a)是通过电压控制振荡器来实现相位连续的2FSK信号。它是用数据信号的不同电压控制半导体二极管，改变振荡槽的元件参数来改变其振荡频率。 这种方法实现简单，但频率稳定度和准确度较差。 通常是采用数字式调频产生2FSK信号。如图3-63 (b)所示。2FSK信号输出电压控制振荡器数据输入(a)高稳振荡脉冲形成可变分频固定分频数据

23、输出2FSK信号输出(b)图3-63 相位连续的2FSK信号产生 在图中，采用晶体振荡器产生高稳定度的频率。利用数据信号控制可变分频器的分频比，即可得到相位连续、频率稳定度高的2FSK信号。这种方法较适合于频率较低的场合31 2FSK信号的解调 这里讨论两种简单的2FSK的解调方法，如图3-64所示。带通带通取样判决2FSK输入f1f0定时脉冲U1U2数据输出(a)分路滤波非相干解调器 上图就是采用分路选通滤波器进行2FSK信号的非相干解调，当2FSK信号的频偏较大时，可以把2FSK信号当作两路不同载频的2ASK信号接收。 为此，需要两个中心频率为 f1和 f0的带通滤波器，利用它们把代表 “

24、1”和 “0” 码的信号分开，得到两个 2ASK 信号，再经振幅32 鉴频器法在频带数据传输中较广泛用于2FSK信号的解调。 2FSK信号先经过带通滤波器滤出信道中的噪声，限幅器用以消除接收信号的幅度变化。鉴频器把不同的频率偏移鉴别出来，输出 “1”和“0” 两种电压。整形电路把鉴频器输出的信号整形成矩形脉冲信号。检波器得到两个解调电压，把这两个电压相减即可得到解调信号的输出。 这种解调方式要求有较大的频偏指数，故这种解调方式的频带利用率较低。带通限幅鉴频整形2FSK输入数据基带信号输出(b)限幅鉴频非相干解调器33 3、最小移频键控 MSK 在实际应用中，有时要求发送信号具有包络恒定、高频分

25、量较小的特点。PSK，QAM等调制方式具有相位突变的特点，因而影响已调信号高频分量的衰减。 连续相位的频移键控是在传统的频率调制技术的基础上发展起来的一种调制方式。 在连续相位的移频键控的基础上发展了最小移频键控的调制方式，即MSK。 MSK方式在功率利用率和频带利用率上均优于2PSK，已在移动通信的领域得到广泛应用。 MSK是相位连续2FSK的一个特例。又称快速移频键控FFSK。 它的特点是能以最小的调制指数，即h=0.5，获得正交信号。 即 f1f0 = 0.5fS，这时，两个频率差是最小的，且保持两个频率正交。34五、频带传输误码性能分析五、频带传输误码性能分析 不要求35六、数字调制中

26、的载波提取和形成六、数字调制中的载波提取和形成 87页页 如前述讨论，在数据传输系统中许多类型解调器都是采用相干解调的方式。这是因为在相当多的情况下相干解调的接收性能较好。 但是，相干解调方式在接收端，需要产生一个相干载波，以此相干载波与接收信号相乘进行解调。 对接收端相干载波的要求是与发送端载波有相同的频率和相同的相位。即收、发端的载波同步。 tcostStePSKc为设已调信号2 tcostStStcostStcosteccc221212则相干解调为：cc相等：如果恢复的载波频率不 tcostcostStcosteccc则： tcostStcostScccc212136 接收端产生和形成相

27、干载波的问题是如何与发送载波的频率和相位相同的信息。解决这一问题通常采用的方法是从接收的信号中提取载波的频率和相位信息，就是通常所说的载波提取和形成。 目前，接收端获取相干载波方法主要分为两类： 直接从已调接收信号中提取；利用插入导频提取相干载波。 1、从已调接收信号中提取相干载波 从接收的已调接收信号中提取相干载波，首先要考虑的问题是接收到的已调信号中是否含有载波频率分量。 如果有，就可以直接通过窄带滤波器提取。 在数据通信中，载波频率分量本身不负载信息，所以，多数调制方式中都采用抑制载波频率分量的方式，这样可以节省信号发送功率，提高功率利用率。 这时，就无法直接从接收信号中提取载波的频率和

28、相位信息。37 但是，对于 2PSK、QAM 等信号，只要对接收信号波形进行适当的非线性处理，就可以使处理后的信号中含有载波的频率和相位信息，然后就可以通过提取方式获得接收端的相干载波。 例如：对前面提到的2PSK信号进行平方处理(全波整流)，即 22221122coscos2ccetS ttStStt 在上式中，不论S(t)是什么波形，S2(t)中必然存在直流分量，因而，它与cos2ct相乘就成为载波的2倍频项。然后用窄带滤波器滤出来，再分频即可得到相干载波。电路如图3-69所示。BP1fc低通2PSK信号输入到判决电路二分频BP22fc( )2fcab图3-69 用平方处理提取载波38 为

29、了防止和减少由于接收信号幅度波动和接收信号瞬时中断所造成的提取相干载波的频率不稳定和减少提取相干载波的相位抖动，可以采用介入锁相环的方式。如图3-70所示。 适当选择锁相环的增益，可以使静态相位差足够小，并使输出的载波相位抖动控制在许可的范围内。 介入锁相环的另一个作用是当接收信号瞬时中断时，由于锁相环内的压控振荡器的作用可以维持本地输出的相干载波不中断。VCO低通二分频BP32fc( )2fcab2fc图3-70 具有PLL的平方处理提取载波电路PLL39 2、利用插入导频提取相干载波 88页 在某些情况下可能无法从接收到的已调信号中获取所需要的相干载波的频率和相位信息，这时，只能利用专门发

30、送的插入导频来取得载波的信息。 所谓插入导频，就是在已调信号频谱中额外地加入一个低功率的载波频率和其有关的频率信号的线谱，其对应的正弦波就称为导频信号。 接收端利用窄带滤波器把它提取出来，经过适当的处理，如锁相、变频、形成等，即可获得接收端的相干载波。 利用插入导频法时应注意如下两点： 导频的频率应当是与载波频率有关的频率信号或者就是载波频率信号； 导频的具体选择要根据已调信号的频谱结构。为了避免数据信号频谱中具有的与导频频率相同的分量对所发的导频干扰，尽可能利用已调信号频谱中的零点插入导频。40 例如，采用第四类部分响应编码后使基带频谱在截止频率处形成零点，其插入导频法实现相干载波提取的原理

31、框图如图3-71所示。0fcf(a)抑制载波双边带信号中导频插入导频90BP1S(t)e(t)tsinactcosac(b)插入导频法发送框图90BP2LPu(t)tsinacBP3窄带fc(c)插入导频法提取相干载波原理框图 tsinatcostStStcostsinatsintStsintcosatsintScccccccc22212121241七、格形编码调制的概念 89页八、电话网中应用的几种 Modem标准建议简介 90页 另外，采用插入导频方法时，还应注意信道传输过程中可能出现的频率偏差。 解决这个问题，一般不采用直接在载频位置上插入导频的方法，而是发送两个或两个以上的导频信号，在

32、接收端利用混频（频率差）的方法产生所需要的相干载波信号。42第四节第四节 数据信号的数字传输数据信号的数字传输一、数据信号数字传输的概念及特点数据信号数字传输的概念及特点 在数字信道中传输数据信号称为数据信号的数字传输，简称在数字信道中传输数据信号称为数据信号的数字传输，简称为数字数据传输为数字数据传输。 定义中所指的定义中所指的数字信道就是通过对话音信号进行数字信道就是通过对话音信号进行PCMPCM处理后的处理后的数字化语音信号的多路复用的信道数字化语音信号的多路复用的信道。 每路语音信号的编码速率是每路语音信号的编码速率是 64Kbit/s 64Kbit/s ，经多路合成后变成，经多路合成

33、后变成更高速率的数字信号后可经各种传输系统传输，我国采用的是更高速率的数字信号后可经各种传输系统传输，我国采用的是3030个话路为基群的欧洲体系标准，基群速率为个话路为基群的欧洲体系标准，基群速率为2.048Mbit/s2.048Mbit/s。 使用基群中一个或几个使用基群中一个或几个 64Kbit/s 64Kbit/s 的话路速率来传输数据信的话路速率来传输数据信号即为数字数据传输号即为数字数据传输。 数字数据传输主要有下述数字数据传输主要有下述两个优点两个优点： 传输质量高；传输质量高； 信道传输效率高。信道传输效率高。43二、数字数据传输的实现方式二、数字数据传输的实现方式 96页 2、

34、异步方式 如果DTE发出数据信号的时钟与PCM信道时钟是非同步的，即没有相互控制关系，则称为异步方式。 异步传输方式通常采用的方式是代码变换的取样法和脉冲塞入调整法。取样法的示意图如图3-84所示。 从图3-84可以看出，这种实现方式较简单、灵活、，但是传输效率较低，不能充分利用PCM信道的传输容量，并会使传输信号有较大的时间抖动。1、同步方式 这里的“同步”是指数据终端设备DTE发出的数据信号和待接入的PCM信道的时钟是相互同步的，即DTE发出的数据信号在速率和时间上都受到PCM信道的时钟控制，如图3-83所示。PCM系统DTE时钟44三、数字数据的时分复用三、数字数据的时分复用 97页 1

35、、时分复用的概念及复用方式时分复用的概念及复用方式 在传输过程中，采用多路复用的传输方式的目的是为了提高在传输过程中，采用多路复用的传输方式的目的是为了提高信道利用率。信道利用率。 所谓所谓多路复用多路复用就是多个信号在同一条信道上传输。就是多个信号在同一条信道上传输。 时分时分就是用不同的时间段来区分不同信源的信号。就是用不同的时间段来区分不同信源的信号。 数字数据传输中的时分复用就是将多个低速的数据流合并成数字数据传输中的时分复用就是将多个低速的数据流合并成高速的数据流，而后在一条信道上传输高速的数据流，而后在一条信道上传输。 具体做法是将被复用的数据信道上的比特或字符交错排列，具体做法是

36、将被复用的数据信道上的比特或字符交错排列，然后以高速送到集合数字信道上。在对端的复用器从集合信道上，然后以高速送到集合数字信道上。在对端的复用器从集合信道上，将高速数据流分割成比特或字符送到相应的低速数据信道上去。将高速数据流分割成比特或字符送到相应的低速数据信道上去。 时分复用的示意图如图时分复用的示意图如图3-853-85所示。所示。45 在上图中，两端可以看成是同步旋转的开关，在保证起始点相在上图中，两端可以看成是同步旋转的开关，在保证起始点相同的条件下同的条件下 ( (同频同相同频同相) )，接收端可以把集合信道上的高速数据流，接收端可以把集合信道上的高速数据流分路到相应的低速数据信道

37、上去。分路到相应的低速数据信道上去。 根据旋转开关在低速信道上停留的长短，可以把根据旋转开关在低速信道上停留的长短，可以把TDMTDM分为分为比特比特交织交织和和字符交织字符交织两种方式。两种方式。12n12n低速数据信道低速数据信道集合信道图3-85 TDM原理示意图46 2 2、数字数据传输的包封方式、数字数据传输的包封方式 比特交织复用比特交织复用又称为又称为按位复用按位复用。在高速数据集合帧里，每一个。在高速数据集合帧里，每一个时隙时隙只传送一个低速信道的比特只传送一个低速信道的比特数据。数据。 即在图即在图3-853-85中的旋转开关的接点在每一个低速信道上只停留中的旋转开关的接点在

38、每一个低速信道上只停留1bit1bit的持续时间。的持续时间。 字符交织复用字符交织复用又称又称按字复用按字复用。 在高速数据信号集合帧里，每送完一个低速信道的一个字符，在高速数据信号集合帧里，每送完一个低速信道的一个字符，再送下一个低速信道的字符，即相当于旋转开关的接点在每一个再送下一个低速信道的字符，即相当于旋转开关的接点在每一个低速信道上低速信道上停留停留1 1个字符的持续时间个字符的持续时间。 在数字数据传输中，在数字数据传输中，CCITT(CCITT(现为现为ITU-T) ITU-T) 颁布了颁布了X.50X.50建议和建议和X.51X.51建议来规范将用户数据流复用成建议来规范将用

39、户数据流复用成64Kbit/s 64Kbit/s 的复用信号的包封方法。的复用信号的包封方法。 其中其中 X.50X.50建议规定采用的建议规定采用的6+26+2包封格式，包封格式， X.51X.51建议规范是采建议规范是采用用8+28+2的包封格式。这两种包封格式如图的包封格式。这两种包封格式如图3-863-86所示。所示。47 在上图中，在上图中， X.50X.50的包封由的包封由8 8个比特个比特构成，构成，6 6个比特个比特为数据比特，为数据比特，2 2个比特为同步和管理比特个比特为同步和管理比特，F F比特在复用时构成比特在复用时构成复用帧的帧同步复用帧的帧同步比特；比特；S S比特

40、表示本比特表示本包封中数据的状态，包封中数据的状态，例如，例如，S=1S=1表示本包封中表示本包封中的的D D比特比特为数据信息为数据信息，S=0 S=0 表示本包封内的表示本包封内的D D比特为比特为控制信息控制信息 ( (如如信令等信令等) )。 在在 X.50X.50包封中，包封中，6/8 6/8 为数据信息比特，为数据信息比特，2/8 2/8 为同步和管理为同步和管理比特。所以，比特。所以，64Kbit/s64Kbit/s的的6/86/8，即，即48Kbit/s48Kbit/s用于数据信息的传输，用于数据信息的传输， 64Kbit/s64Kbit/s的的2/82/8，即，即16Kbit

41、/s16Kbit/s用于同步和管理信息的传输。用于同步和管理信息的传输。F D D D D D D SF：帧比特D：数据比特S：状态比特 S A D D D D D D D DA：包封同步比特D：数据比特S：状态比特图3-86 X.50 ， X.51两种包封格式48四、数字数据传输系统的构成四、数字数据传输系统的构成 98页 因而，因而，一个一个64Kbit/s64Kbit/s的的话路可以传送的的话路可以传送5 5路路9600bit/s9600bit/s的数据信的数据信号；或传送号；或传送1010路路4800bit/s4800bit/s的数据信号的数据信号。 X.51X.51的情况与的情况与X

42、.50X.50的情况类似，只是的情况类似，只是8/108/10用于传输数据信用于传输数据信息。但是，一个息。但是，一个 64Kbit/s 64Kbit/s 的的话路同样只能传送的的话路同样只能传送 5 5 路路 9600bit/s 9600bit/s 的数据信号；或传送的数据信号；或传送10 10 路路 4800bit/s 4800bit/s 的数据信号。的数据信号。 当前当前国际上较多采用国际上较多采用 X.50 X.50 的的 6+2 = 8 6+2 = 8 包封复用包封复用。 数字数据传输系统从信号传输的方面看主要包括数字数据传输系统从信号传输的方面看主要包括本地传输系统本地传输系统和和

43、交叉连接与复用交叉连接与复用两个部分。两个部分。 数字数据传输系统构成示意图如图数字数据传输系统构成示意图如图3-873-87所示。所示。49 2、本地传输系统、本地传输系统 本地传输系统是本地传输系统是指从用户终端至本地局之间是数字传输系统指从用户终端至本地局之间是数字传输系统，即通常所称的即通常所称的用户环路传输系统用户环路传输系统。OCUOCUOCUOCUCOMDSUDTE交叉连接系统D0MUX01MUX时钟系统DCS用户环路2.048Mbit/s局间数字传输线路64Kbit/s用户本地局D0 MUX 零次群复用器01 MUX 0 1次群复用器图3-87 数字数据传输系统构成50 传输线

44、路多是采用双绞电缆线对提供双工传输，可采用四传输线路多是采用双绞电缆线对提供双工传输，可采用四线传输，也可采用二线全双工传输。线传输，也可采用二线全双工传输。 通过传输线路使本地数据终端通过传输线路使本地数据终端DTE DTE 经经DSU(DSU(数据服务单元数据服务单元) )与本地局相连接，与本地局相连接，DSU DSU 是是DTEDTE与用户线路的接口设备。与用户线路的接口设备。 DSUDSU完成数据信息的包封、线路信号的形成、发送与接收、完成数据信息的包封、线路信号的形成、发送与接收、定时信号的提取与形成以及各项接口控制功能等定时信号的提取与形成以及各项接口控制功能等。 图图3-883-

45、88表示了包封前后的数据信息。表示了包封前后的数据信息。DTDTE EDSDSU U至至OCUOCU51D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 F D1 D2 D3 D4 D5 D6 S F D7 D8 D9 D10 D11 图中，图中，DTEDTE输出的为连续的数据信息，经输出的为连续的数据信息，经DSUDSU进行进行6+26+2的的8 8比特包比特包封，加入封，加入 F F 和和 S S 比特用于同步和管理控制。经包封比特用于同步和管理控制。经包封用户再将速用户再将速率调整为率调整为 64 Kbit/s 64 Kbit/s 以下的四种承载速率中的一种，即以下的四种承载速率中的一种，即 3.2 3.2 Kbit/s Kbit/s ，6.4Kbit/s 6.4Kbit/s ，12.8Kbit/s12.8Kbit/s或或 64Kbit/s64Kbit/s之一送往线路传之一送往线路传输输。 经线路传输后送于本地局内的用户线路终接设备，图中经线路传输后送于本地局内的用户线路终接设备，图中记作记作OCU(OCU(局内信道单元局内信道单元) )以及它的公共控制部分以及它的公共控制部分OCU COM OCU COM 。 OCU OCU 完成与用户线路的接口、发送与接收线路