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1、模块 3 时分复用系统（ZY3200104003）【模块描述】本模块介绍了时分复用系统的基本概念，包含时分复用、数字复接系列以及 PCM 基群帧结构。通过概念介绍、图形讲解、数据列举，掌握时分复用系统的基本概念和实现原理。【正文】一、时分多路复用的基本概念时分多路复用通信是指各路信号在同一信道上占有不同的时间间隙进行通信。也就是说，把时间分成一些均匀的时间间隙，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隙内，以达到互相分开、互不干扰的目的。图 ZY3200104003-1 为时分多路复用示意图。各路信号经低通滤波器进行频带限制，然后加到快速电子旋转开关 。开关不断重复地作匀速旋转，每旋转一周的时间
2、等于一个1SA抽样周期 T，实现了对每一路信号在采样周期内各抽样一次。抽样信号送到 PCM 编码器进行量化和编码，然后将数字信码送往信道。在接收端将这些从发送端送来的各路信码依次解码，由接收端旋转开关 依次接通每一路信号，再经过低通滤波器重建成原始信号。2S图 ZY3200104003-1 时分多路复用示意图要注意的是，为保证正常通信，收、发端旋转开关 、 必须同频同相。同频是指1SA2、 的旋转速度要完全相同；同相指的是发端旋转开关 连接第 i 路信号时，收端1SA2旋转开关 也必须连接第 i 路，否则接收端将收不到本路信号，为此要求收、发双方必须保持严格的同步。图 ZY3200104003
3、-2 PCM30/32 路系统帧结构二、时分复用的帧结构现以 PCM30/32 路电话系统为例，来说明时分复用的帧结构，这样形成的 PCM 信号称为PCM 一次群信号。时分多路复用的方式是用时隙来分割的，每一路信号分配一个时隙叫路时隙，帧同步码和信令码也各分配一个路时隙。PCM30/32 系统的意思是整个系统共分为 32 个路时隙，其中 30 个路时隙分别用来传送 30 路话音信号，一个路时隙用来传送帧同步码，另一个路时隙用来传送信令码。其帧结构如图 ZY3200104003-2 所示。从图中可看出，PCM30/32 路系统中一个复帧包含 16 帧，编号为 F0帧、F 1帧F 15帧，一个复帧
4、的时间为 2 毫秒。每一帧(每帧的时间为 125 微秒)又包含有 32 个路时隙，其编号为 TS0、TS 1、TS 2TS31，每个路时隙的时间为 3.9 微秒。每一路时隙包含有 8 个位时隙，其编号为 D1、D 2D8，每个位时隙的时间为 0.488 微秒。路时隙 TS0TS 15分别传送第 1 路第 15 路的信码，路时隙 TS17TS 31分别传送第 16路第 30 路的信码。偶帧 TS0时隙传送帧同步码，其码型为0011011。奇帧 TS0时隙码型为1A 1SSSSS，其中 A1是对端告警码，A 1=0 时表示帧同步，A 1=1 时表示帧失步；S 为备用比特，可用来传送业务码；为国际备
5、用比特或传送循环冗余校验码(CRC 码)，它可用于监视误码。F0帧 TS16时隙前 4 位码为复帧同步码，其码型为 0000；A 2为复帧失步对告码。F1F 15帧的 TS16时隙用来传送 30 个话路的信令码。F 1帧 TS16时隙前 4 位码用来传送第 1路信号的信令码，后 4 位码用来传送第 16 路信号的信令码，直到 F15帧 TS16时隙前后各 4位码分别传送第 15 路、第 30 路信号的信令码，这样一个复帧中各个话路分别轮流传送信令码一次。按图 ZY3200104003-2 所示的帧结构，并根据抽样理论，每帧频率应为 8000 帧/秒。PCM30/32 路系统的总数码率：=800
6、0(帧/秒)32(路时隙/帧)8(bit/路时隙)=2048kbit/s=2.048Mbit/sbf单路数码率8000864Kbit/s三、数字复接技术在时分制数字通信系统中，为了扩大传输容量和提高传输效率，常常需要将若干个低速数字信号合并成一个高速数字信号流，以便在高速宽带信道中传输。数字复接技术就是解决 PCM 信号由低次群到高次群的合成技术。1数字复接数字复接是指将几个经 PCM 复用后的数字信号(例如 4 个 PCM30/32 系统)再进行时分复用，形成更多路的数字通信系统。图 ZY3200104003-3 数字复接系统的方框图数字复接系统由数字复接器和数字分接器组成，如图 ZY320
7、0104003-3 所示。数字复接器是把两个或两个以上的支路(低次群)，按时分复用方式合并成一个单一的高次群数字信号 的设备，它由定时、码速调整和复接单元等组成。数字分接器的功能是把已合路的高次群数字信号分解成原来的低次群数字信号，它由帧同步、定时、数字分接和码速恢复等单元组成。定时单元给设备提供一个统一的基准时钟。码速调整单元是把速率不同的各支路信号调整成与复接设备定时完全同步的数字信号，以便由复接单元把各个支路信号复接成一个数字流。另外在复接时还需要插入帧同步信号，以便接收端正确接收各支路信号。分接设备的定时单元是由接收信号中提取时钟，并分送给各支路进行分接用。CCITT 已推荐了两类数字
8、速率系列和复接等级，分别称为 1.5M 系列和 2M 系列。两类数字速率系列和数字复接等级如表 ZY3200104003-1 所示。 表 ZY3200104003-1 两类数字速率系列类别 群号 一次群 二次群 三次群 四次群数码率(Mbit/s) 1.544 6.312 32.064 97.728一话路数 24 24*4=96 96*5=480 480*3=1440数码率(Mbit/s) 2.048 8.448 34.368 139.264二话路数 30 30*4=120 120*4=480 480*4=19202数字信号的复接方法 数字复接的方法主要有按位复接、按字复接和按帧复接三种。按位
9、复接又叫比特复接，即复接时每支路依次复接一个比特。图 ZY3200104003-4(a)所示是 4 个 PCM30/32 系统 TS1时隙(CH1 话路) 的码字情况。图 ZY3200104003-4(b)是按位复接后的二次群中各支路数字码排列情况。按位复接方法简单易行，设备也简单，存储器容量小，目前被广泛采用，其缺点是对信号交换不利。图 ZY3200104003-4(c)是按字复接，对 PCM30/32 系统来说，一个码字有 8 位码，它是将 8 位码先储存起来，在规定时间四个支路轮流复接，这种方法有利于数字电话交换，但要求有较大的存储容量。按帧复接是每次复接一个支路的一个帧(一帧含有 256 个比特)，这种方法的优点是复接时不破坏原来的帧结构，有利于交换，但要求更大的存储容量。图 ZY3200104003-4 按位复接与接字复接示意图【思考与练习】1什么时分多路复用？ 画出时分多路复用系统的原理图，并简述其实现方法。2PCM 30/32 路系统帧结构中，用于传送帧同步码和信令码的分别是哪个时隙？3. 画出数字复接系统的方框图，并简述各部分的功能。4什么是数字复接技术？分别说明按位、按字、按帧复接的含义？
