时分复用

时分复用目录ContentⅠ时分复用基本概念Ⅲ时分复用基本原理ⅡⅢPCM30/32路系统的帧结构Ⅰ时分复用基本概念1、建立基础：抽样定理2、抽样定理：一定条件下，时间连续的模拟信号可以用时间上离散的抽样脉冲值代替3、时分复用的主要优点：易于制造；生产成本较低；便于实现数字通信；适于采用集成电路实现；因此，如果抽样脉冲占据较短时间，在抽样脉冲之间就留出了时间空隙，利用这种空隙便可以传输其它信号的抽样值。时分复用就是利用各路信号的抽样值在时间上占据不同的时隙，来达到在同一信道中传输多路信号而互不干扰的一种方法。时分复用基本原理Ⅱ图a3路PAM信号时分复用原理图假设有3路PAM信号进行时分复用，如下图所示。各路信号首先通过相应的低通滤波器（预滤波器）变为频带受限的低通型信号。然后再送至旋转开关（抽样开关），每秒将各路信号依次抽样一次，在信道中传输的合成信号就是3路在时间域上周期地互相错开的PAM信号，即TDM-PAM信号。时分复用基本原理Ⅱ抽样时各路每轮一次的时间称为一帧，长度记为，即开关旋转周期，也叫抽样周期）。一帧中相邻两个抽样脉冲之间的时间间隔叫做时隙，即每路PAM信号每个样值允许占用的时间间隔，记为。本例中复用路数N=3，故3路PAM信号时分复用的帧和时隙如下图所示：sTNTTsa时分复用基本原理Ⅱ上述概念可以推广到n路信号进行时分复用。但TPM-PAM系统目前在通信中几乎不再采用。抽样信号一般都在量化和编码后以数字信号的形式传输，目前电话信号采用最多的编码方式是PCM和DPCM。PCM和PAM的区别在于PCM要在PAM的基础上再进行量化和编码。假设3路话音信号PCM复用的原理方框图如下图所示：图b3路PCM信号时分复用原理图时分复用基本原理ⅡTDM（时分复用模式）方式目前分为两类：同步时分复用系统，统计(异步)时分复用系统同步时分复用系统：1、准同步系列PDH（用于公共电话网PSTN）2、同步系列SDH（用于光纤通信等骨干网络）统计(异步)时分复用系统:1、虚电路方式（如，X.25、帧中继、ATM）2、数据报方式（如TCP/IP）PSTN（公共交换电话网络）系统目前采用PDH和SDH结合的方式，在小用户接入及交换采用PCM/PDH，核心骨干网络采用SDH。目前世界上存在两类的PDH标准：1、基于A律压缩的30/32路PCM系统，即E体系（欧洲标准，用于欧洲、中国、俄罗斯等）2、基于u律压缩的24路PCM系统，即T体系（美洲标准，用于北美、日本、台湾等）ⅢPCM30/32路系统的帧结构ⅢPCM30/32路系统的帧结构我国规定采用的是E体系（PCM30/32路制式）。下图为E体系结构图。对于E体系，它以30路PCM数字电话信号的复用设备为基本层，每路PCM信号的比特率为64kb/s。由于需要加入群同步码元和信令码元等额外开销，所以实际占用32路PCM信号的比特率。故其输出总比特率为2.048Mb/s，此输出称为一次群信号。4个一次群信号进行二次复用，得到二次群信号。同理，得三次群、四次群等信号。ⅢPCM30/32路系统的帧结构图cPCM30/32路系统（一次群）的帧结构ⅢPCM30/32路系统的帧结构从上图可知，在PCM30/32路的制式中，一个复帧由16帧组成，一帧由32个时隙组成，一个时隙有8个比特。由于抽样频率为8000HZ，则抽样周期为125us。•帧同步时隙TS0：实现帧同步，偶帧要传送一组特定标志的帧同步码字，码型为“0011011”，占用偶帧TS0的第2~8位；奇帧发送帧失步告警码，占用奇帧TS0的第3位，当帧同步时，A1=0.帧失步时，A1=1；•每一子帧的第一个比特用于CRC（循环冗余检验）。不用时固定发“1”码，也可留给国际通信用。•TS1~TS15及TS17~TS31共30个时隙用于传输第1至第30路信息码。•TS16用于传输复帧同步码、复帧失步码及各个话路的信令（挂机，摘机等），目前为随路信令。从传输速率来讲，每秒传送8000帧，每帧包含32x8=256bit，因此，串码率为256X8000=2.048M，信息速率为2.048Mbit/s。ⅢPCM30/32路系统的帧结构PCM高次群都是采用准同步方式进行复接的，称为准同步数字系列（PDH）。和一次群需要额外开销一样，高次群也需要额外的开销。而且高次群都比相应的低次群平均每路的比特率还高一些，虽然此额外开销只占比特率很小的百分比，但当总比特率增高时，此开销的绝对值也不小。所以，当比特率更高时，我们不采用准同步数字体系，转而采用同步数字体系（SDH）。目前，SDH制定了4级标准，其容量（路数）每级翻为4倍，而且速率也是4倍的关系，在复接时4个低级的传送模块的速率完全相同，在各级间也没有额外开销。ⅢPCM30/32路系统的帧结构SDH和PDH的关系：通常都是将若干路PDH接入STM-1内，即在155.52Mb/s处接口。这时，PDH信号的速率都必须低于155.52Mb/s，并将速率调整到155.52上。例如，可以将63路E-1，或3路E-3，或1路E-4，接入STM-1中。SDH的结构：•容器（C-n）：是一种信息结构，它为后接的虚容器(VC-n)组成与网络同步的信息有效负荷。•虚容器（VC-n）：一种信息结构，它由信息有效负荷和路径开销信息组成帧。每帧长125µs或500µs。•支路单元（TU-n）：一种信息结构，它为低阶路径层和高阶路径层之间进行适配。ⅢPCM30/32路系统的帧结构与PDH相比，SDH具有的优越性是：SDH具有同步复用、标准光接口和强大的网络管理能力等优点，在20世纪90年代中后期得到了广泛的应用，而原有的PDH数字传输网已逐步纳入了SDH网。图dSDH体系结构图谢谢2016.05.12