数字复接技术
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8 数字复接技术
一、数字复接原理
多路信号同时传输，及信道复用。 多路信号同时传输，及信道复用。 常用的复用方式有FDM、TDM和CDM等。 FDM用于 、 常用的复用方式有 和 等 用于 模拟通信，例如载波通信； 用于数字通信， 模拟通信，例如载波通信； TDM用于数字通信，例如 用于数字通信 （30/32路PCM） 通信。 路 ） 通信。
一、数字复接原理
1、复接的分类： 、复接的分类：
所需缓存较少，但不利于以 字节为单的信息的处理， PDH大多采用此方式
CH2
CH3
CH4
所需缓存较大，但有利于以 字节为单的信息的处理， SDH大多采用此方式
按字复接和按位复接
二、PDH系统简介 系统简介
路为基群， 以PCM30/32路为基群，采用按位复接的准同步复接 路为基群 技术，多用于早器的电话通信系统。 技术，多用于早器的电话通信系统。
SDH是一种传输规范，既可以用于光纤通信，也可以用于微波通信。STM是一种传输规范，既可以用于光纤通信，也可以用于微波通信。 是一种传输规范 N 同步传送模块可以容纳 同步传送模块可以容纳PDH信号，前向兼容 信号， 信号
9×N 丰富的管理开 销比特
STM-N帧结构 帧结构
2、帧结构与段开销
SOH：段开销是指STM帧结构中为了保证信息净负荷正 ： 常灵活传送所必须的附加字节，主要是供网络运行、管 理和维护使用的字节。 SOH可进一步划分为再生段开销RSOH和复用段开销 MSOH。 产生终止于再生中继设备和复用设备。 AU PTR：管理单元指针是一种指示符，主要用来指示 ： 信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内的准确位置，以 便在接收端正确的分解。 产生终止于再生复用设备。 Payload：信息净负荷就是帧结构中用户所需要的真正 ： 的信息。其中还包括少量用于通道性能监视、管理和控 制的通道开销字节（POH）。
第三章 数字复接技术
28
外钟
定 时
同 步 复 接 分 接
定 时
1 2 3 4
码速 调整 复接器
合路
恢 复 分接器 支路
29
同步：位同步、帧同步等 帮助使分接器的基准时间信号与复接器的基准时间信号保持 正确的相位关系
30
2、数字复接系列 数字复接是按照一定的规定从低速到高速分级进行的。 一次群（基群）、二次群、三次群…… 现在使用的两类准同步数字复接系列：P76表3.1.1 北美、日本：以1544kbit/s为基群（24路PCM语音信号时分 复用，构成一次群 ） 8000*8*24=1536k 四个一次群合并为一个二次群，…… 欧洲、我国：以2048kbit/s为基群（30路PCM语音信号时分 复用，构成一次群 ） 8000*8*30=1920k 四个一次群合并为一个二次群，四个二次群合 并为一个三次群，四个三次群合并为一个四次群 ……
33
准同步信号的复接： 参与复接的各支路码流时钟的标称值相同，而码流时钟 实际值是在一定的容差范围内变化。 同步复接与异步复接的区别： 同步复接只需要相位的调整（甚至不需任何调整） 异步复接需要对各个支路进行频率、相位的调整
34
3.1.1数字信号的复接方式 3.1.1数字信号的复接方式
1、按位复接 每次复接一比特，顺次取第一路的第一个比特、第二路的第 一个比特……第一路的第二比特……P77图3.1.2 若四路信号复接，复接后每位码的宽度只有原来的1/4 在复接中需要用缓冲存储器，以便在其他路信号复接期间 将本路到来的信号储存起来
串无头无尾的码元序列，无法分辨出哪八位码是一个抽样值所编的码字和每一
个八位码字是哪一路话音信号——（采用帧同步方法）。为了建立帧同步，需 要一种特征信号，在每一帧(或几帧)的固定位置插入具有特定码型的帧同步码
外钟
定 时
同 步 复 接 分 接
定 时
1 2 3 4
码速 调整 复接器
合路
恢 复 分接器 支路
29
同步：位同步、帧同步等 帮助使分接器的基准时间信号与复接器的基准时间信号保持 正确的相位关系
30
2、数字复接系列 数字复接是按照一定的规定从低速到高速分级进行的。 一次群（基群）、二次群、三次群…… 现在使用的两类准同步数字复接系列：P76表3.1.1 北美、日本：以1544kbit/s为基群（24路PCM语音信号时分 复用，构成一次群 ） 8000*8*24=1536k 四个一次群合并为一个二次群，…… 欧洲、我国：以2048kbit/s为基群（30路PCM语音信号时分 复用，构成一次群 ） 8000*8*30=1920k 四个一次群合并为一个二次群，四个二次群合 并为一个三次群，四个三次群合并为一个四次群 ……
33
准同步信号的复接： 参与复接的各支路码流时钟的标称值相同，而码流时钟 实际值是在一定的容差范围内变化。 同步复接与异步复接的区别： 同步复接只需要相位的调整（甚至不需任何调整） 异步复接需要对各个支路进行频率、相位的调整
34
3.1.1数字信号的复接方式 3.1.1数字信号的复接方式
1、按位复接 每次复接一比特，顺次取第一路的第一个比特、第二路的第 一个比特……第一路的第二比特……P77图3.1.2 若四路信号复接，复接后每位码的宽度只有原来的1/4 在复接中需要用缓冲存储器，以便在其他路信号复接期间 将本路到来的信号储存起来
串无头无尾的码元序列，无法分辨出哪八位码是一个抽样值所编的码字和每一
个八位码字是哪一路话音信号——（采用帧同步方法）。为了建立帧同步，需 要一种特征信号，在每一帧(或几帧)的固定位置插入具有特定码型的帧同步码
多业务数字复接分接技术的设计与实现的开题报告
多业务数字复接分接技术的设计与实现的开题报告一、项目背景数字话路（DS0）是由一个时隙（slot）组成的，时隙长度为125微秒，包含8个比特（bit），每个时隙在传输中承载一个8kHz采样率、8位量化的模拟信号。
为了提高数字话路能力，通常将多个DS0话路复合为一个高速数字通道，称之为倍增通道。
利用倍增通道时，需要使用数字复接分接技术对信号进行复合和分离。
目前，多业务数字复接分接技术在通信领域得到广泛应用，可以实现语音、数据、图像等业务的复合和分离，以及实现各种复杂业务的调度和管理。
因此，本项目旨在设计和实现一种多业务数字复接分接技术，以满足各种通信业务的需求。
二、项目目标本项目的目标是设计和实现一种多业务数字复接分接技术，其具体目标如下：1.实现语音、数据、图像等多种业务的复合和分离；2.支持各种复杂业务的调度和管理；3.提高通信网络的传输效率和稳定性。
三、项目内容本项目的主要内容包括：1.设计和实现多业务数字复接分接技术的基本原理和算法；2.开发复合和分离模块，实现语音、数据、图像等多种业务的复合和分离；3.实现调度管理模块，支持各种复杂业务的调度和管理；4.测试和评估多业务数字复接分接技术的性能和效果。
四、预期成果本项目预期实现以下成果：1.多业务数字复接分接技术的设计和实现；2.能够实现语音、数据、图像等多种业务的复合和分离；3.支持各种复杂业务的调度和管理；4.提高通信网络的传输效率和稳定性。
五、项目计划1.立项和确定项目的目标和范围（2周）；2.收集相关资料和文献，并进行分析和研究（4周）；3.设计和实现多业务数字复接分接技术的基本原理和算法（8周）；4.开发复合和分离模块，实现语音、数据、图像等多种业务的复合和分离（12周）；5.实现调度管理模块，支持各种复杂业务的调度和管理（8周）；6.测试和评估多业务数字复接分接技术的性能和效果（6周）；7.撰写项目报告和总结，并进行论文相关工作（4周）。
复接技术.
04 二次群复接帧结构主要参数
4. 标称插入速率fs
fs=支路标称码率-标称基群码率-6×帧频 =2112-2048-6×9.962=4.228 kb/s
5. 码速调整率S
码速调整率为标称插入速率与帧频的比值， 即：
S
f s 4.228 0.424 FS 9.962
通信技术专业教学资源库 南京信息职业技术学院
还是传输信息比特，用码速调整标志比特C11、C12、C13来标志。若V1位置插入调
整比特，则在C11、C12、C13 位置插入3个“1”； 若V1位置传输信息比特，则在
C11、C12、C13位置插入3个“0”。
04 二次群复接帧结构主要参数
1 支路子帧插入比特数
二次群输入四路基群码率为2.048 Mb/s，经码速调整后支路码率达到2.112 b/s 。因此，需要插入64 kb/s才能达到标称支路码率。支路子帧长为212比特，传输一帧 所需时间为212/211200(s)，则在212个比特内应插入的比特数为
1 2 3 4 支路
码 速 调 整 复接器
复 接
合路
分 接
恢 复 支路 分接器
1 2 3 4
图 1 数字复接系统组成原理
02 数字复接原理
1码速调整单输入各支路信号的速率和相位进行必要的调 整，形成与本机定时信号完全同步的数字信号，使输入到复接单元的各支 路信号是同步的。
。
F11F12F13 帧码 组
插 入 标 志 C11
插 入 标 志 C12
插 入 标 志 C13
码插 速入 调比 整特 V1
图 2 二次群复接子帧结构
03 复接帧结构
子帧结构说明
1
2
单击此处添加段落文字内容 一个子帧有212 个比特， 分为四组， 每组53个比特；
数字复接技术-SDH部分
5. 使用者通路字节F1 保留为使用者专用，主要为特定维护目的而提供临时的数
据/语声通路链接。
6. 比特间插奇偶检验8位码（BIP-8）：B1
用作再生段误码监视，使用偶校验的比特间插奇偶校验码。 BIP-8码对扰码后的上一个STM-N帧的所有比特进行计算， 结果置于扰码前的本帧的B1字节位置。
8比特监视码的产生过程如下： › 首先，将STM帧结构中所有被校验的部分按8比特为一组，分为一
D10
D11
D12
S1
M1 E2 × ×
注：×为国内使用保留的字节；*为不扰码字节；Δ为与传输 媒质有关的字节 ；空白字节是保留给将来的国际标准使用的。
例：以STM-1内的K1字节为例，由于其处于第5行、第4复列， 间插层数为1层，因此其矢量坐标为S（5，4，1），行列坐 标为
－－－（5，4）。
MST指复用段终端，完成复用段的功能，相应设备有光缆线路 终端、高阶复用器、宽带交叉连接器等。
RST指再生段终端，产生和终结再生段开销。
通道终端
（线路终端） （复用/解复用）
（线路终端） （复用/解复用）
通道终端
交换 系统
适匹 系统
交叉 连接 系统
光纤 线路 系统
光纤
再
光纤
生
器
光纤 线路 系统
交叉 连接 系统
8. 自动保护倒换（APS）通路字节：K1，K2（b1~b5）
用于传送自动保护倒换（APS）协议。专用于保护目的嵌入 信令通路，响应时间较快。
9. 复用段远端失效指示（MS-RDI）字节：K2（b6~b8）
用于向发送端回送一个指示信号，表示收信端检测到来话 方向故障或正接收复用段告警指示信号（MS-AIS）。MSRDI用解扰后K2字节的b6、b7和b8为“110”来表示。
据/语声通路链接。
6. 比特间插奇偶检验8位码（BIP-8）：B1
用作再生段误码监视，使用偶校验的比特间插奇偶校验码。 BIP-8码对扰码后的上一个STM-N帧的所有比特进行计算， 结果置于扰码前的本帧的B1字节位置。
8比特监视码的产生过程如下： › 首先，将STM帧结构中所有被校验的部分按8比特为一组，分为一
D10
D11
D12
S1
M1 E2 × ×
注：×为国内使用保留的字节；*为不扰码字节；Δ为与传输 媒质有关的字节 ；空白字节是保留给将来的国际标准使用的。
例：以STM-1内的K1字节为例，由于其处于第5行、第4复列， 间插层数为1层，因此其矢量坐标为S（5，4，1），行列坐 标为
－－－（5，4）。
MST指复用段终端，完成复用段的功能，相应设备有光缆线路 终端、高阶复用器、宽带交叉连接器等。
RST指再生段终端，产生和终结再生段开销。
通道终端
（线路终端） （复用/解复用）
（线路终端） （复用/解复用）
通道终端
交换 系统
适匹 系统
交叉 连接 系统
光纤 线路 系统
光纤
再
光纤
生
器
光纤 线路 系统
交叉 连接 系统
8. 自动保护倒换（APS）通路字节：K1，K2（b1~b5）
用于传送自动保护倒换（APS）协议。专用于保护目的嵌入 信令通路，响应时间较快。
9. 复用段远端失效指示（MS-RDI）字节：K2（b6~b8）
用于向发送端回送一个指示信号，表示收信端检测到来话 方向故障或正接收复用段告警指示信号（MS-AIS）。MSRDI用解扰后K2字节的b6、b7和b8为“110”来表示。
数字复接
系统组成
数字复接系统的框图如图6-5所示。
图6-5
数字复接系统是由数字复接器和数字分接器两部分组成。数字复接器是把两个或两个以上的低次群信号按时 分复用方式合并成一个高次群数字信号的设备，它由发定时、码速调整和复接三个基本单元组成，数字分接器是 把已经合成的高次群数字信号分解为原来的低次群数字信号的设备，它由收定时、同步、分接和码速恢复四个单 元组成。
分类
异步复接
同步复接
准同步复接
指被复接的各个输入支路的时钟都是出自同一个时钟源，即各支路的时钟频率完全相等的复接方式。复接时 由于各个支路信号并非来自同一地方，各支路信号到达复接设备的传输距离不同，因此到达复接设备时各支路信 号的相位不能保持相同，在复接时应先进行相位调整。例如PCM30/32路基群就是采用这种复接方式。
数字复接技术起先是在PCM系统中提出的。为了提PCM系统的通信容量，一种方法是直接对更多路的语音信号 进行时分复用。例如在PCM30/32路系统中，每个时隙占的时间为3. 9μs.如果我们把每个时隙缩短，显然在每一 帧中就能容纳下更多个话路。这种方法从原理上讲是可行的，但是一味地缩短时隙，势必会对语音信号的抽样、 量化及编码的速度提出极高的要求，实现起来是比较困难的，另一种方法就是将几个经复用后的信号（例如四个 PCM30/32路系统)再次进行时分复用，合并成一个更多路的高速数字信号流.使用这种方法提高了传输速率，但对 于每一个低次群而言，其抽样、量化及编码的速度并没有提高，实现起来较容易，因而得到了广泛使用，显然的， 这第二种方法就是数字复接.
系统
在时分制的PCM通信系统中，为了扩大传输容量，提高传输效率，必须提高传输速率。也就是说想办法把较 低传输速率的数据码流变换成高速码流。数字复接终端就是这种把低速率码流变换成高速率码流的设备。数字复 接系统由数字复接器和数字分接器两部分构成。把两个或两个以上的支路数字信号按时分复用方式合并成单一的 合路数字信号的过程称为数字复接，把完成数字复接功能的设备称为数字复接器。在接收端把一路复合数字信号 分离成各支路信号的过程称为数字分接，把完成这种数字分接功能的设备称为数字分接器。数字复接器和数字分 接器和传输信道共同构成了数字复接系统。
3-5数字复接汇总
知识点数字复接
一、教学目标：
理解数字复接的概念及复接方式。
二、教学重点、难点：
重点掌握数字复接方式。
三、教学过程设计：
1.知识点说明
将两路或两路以上的低速数字信号合并成一路高速数字信号的过程称为数字复接。
数字复接方式有按位复接、按字节复接和按路复接三种。
2.知识点内容
1）将两路或两路以上的低速数字信号合并成一路高速数字信号的过程称为数字复接。
2）数字复接方式有按位复接、按字节复接和按路复接三种。
3）按位复接依次接通多路信号的每一位比特，按字节复接依次接通多路信号的每一个字节，按路复接依次接通多路信号的每一路信号。
3.知识点讲解
1）结合多路复用技术概念讲解数字复接概念。
2）结合实际车流讲解数字复接方式。
四、课后作业或思考题：
1、将多个低速数字码流合并成一个高速的数字码流的技术是_____________技术。
2、（多项选择）数字复接的方式有（）
A、按字节复接
B、按业务复接
C、按功能复接
D、按位复接
E、按路复接
五、本节小结：
将两路或两路以上的低速数字信号合并成一路高速数字信号的过程称为数字复接。
数字复接方式有按位复接、按字节复接和按路复接三种。
第15讲数字复接基本概念
异步复接
准同步复接
我国复接方式：在PCM高次群中（除基群外）都采 用准同步复接，故称准同步数字体系PDH。我国 PDH高次群采用准同步复接方式，按位复接方法。
6
码速调整方法
正码速调整
将被复接的低次群的码速率都调高，使其同 步到某一规定的较高的码速上，又称“脉冲 插入法”。
正/负码速调整。 正/零/负码速调整。
5
按路复接
按帧复接
数字复接方式
同步复接
各支路时钟都由同一个总时钟供给,各支路时钟频率完全相等， PCM 30/32路基群构成和SDH复接用此法。 各支路信号的时钟源无固定关系，且又无统一的标称频率时 钟频率偏差非常大，数据通信常用此复接方式。 各支路信号使用各自的时钟，但各路的时钟在一定的容差范 围内。
7
将两个以上的支路数字信号按TDM方式合并成单一 的合路数字信号。 将合路的数字信号分解为原来的支路数字信号。
数字分接
4
数字复接方法
按位复接
每次复接每位支路的一位码，又称比特复接。 特点：设备简单，容易实用，但对信号交换处理不 删（交换时以8bit为单位） 每次复接每个支路的一个话路信号（8位码）。 特点：有利于信号的处理和交换，但对设备电路要 求复杂，存储容量大。 每次复接每个支路的一帧。 特点：不破坏系统支路帧结构，但存储量更大。
第15讲 数字复接基本概念
主要内容
PCM复接系列 复接原理 数字复接方法 复接方式 码速调整方法
2
PCM复接系列
日本、北美系列
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欧洲体制
0次群 1次群 2次群 3次群 4次群
64 1544 6312 32064 97728
64 1544 6312 44736
64
2048
8448
34368
139264
重庆大学通信工程学院
准同步数字序列
数字通信原理
提出 速率等级 问题
重庆大学通信工程学院
问题
数字通信原理
PDH主要适合于中、低速率点对点的传输， 但难以适应对动态联网要求。 现有的PDH的缺点：
CCEE
第二章 模拟信号的数字化传输
数字通信原理
主要内容
数字通信原理
2.1 引 言 2.2 模拟信号数字化的基本原理 2.3 脉冲编码调制（PCM） 2.4 增量调制（ΔM）
2.5 数字复接技术
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2.5 数字复接技术
数字通信原理
1 数字复接原理 2 准同步数字系列 3 同步数字系列
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数字复接原理
数字通信原理
问题的提出 复用和复接 复接的基本思想
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复接的基本思想
数字通信原理
出发点： 多个信号在一个信道上传输
数字复接由数字复接终端完成
数字复接终端包括复接器和分接器
复接器和分接器
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复接器和分接器
数字通信原理
复接器
数字复接器把N个支路 按时分复用方 式合并成一个合路数字信号
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拓扑结构
数字通信原理
TM
低速 信号
低速 信号
STM-N
STM-N
TM
ADM
DXC
ADM
TM
STM-n
STM-n
STM-N
STM-N
STM-N
TM
ADM
DXC
ADM
TM
STM-n
STM-N
STM-N
n<N
STM-n
低速 信号
低速 信号
分插复用器（ADM）:是一种特殊的复用器，将同步 复用和数字交叉连接（DXC）功能综合于一体，具 有灵活分插任意支路信号的能力。ADM是SDH网中最 具特色、应用最广的设备。
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同步数字系列
数字通信原理
速率等级 SDH传输系统 SDH的特点
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SDH的特点
数字通信原理
定义了标准网络接口和标准网络单元 支持多种业务 可迅速、灵活地更改路由，具有很强的生存性 有强大的运行，维护和管理功能 采用数字同步复用技术，其最小的复用单元为字节， 不必进行码速调整 采用数字交叉连接设备DXC可以对各端口速率进行可 控的连接配置，对网络资源进行自动化的调度和管理， 提高了资源利用率，增加了网络的抗毁性和可靠性。
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同步数字系列
数字通信原理
速率等级 SDH传输系统 SDH的特点
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同步数字系列
数字通信原理
SDH系统具有将不同的传输设备和网络节点 连接在一起，构成统一的同步信息传输，复 用，分插和交叉连接的功能，有很强的灵活 性和适应性。
由终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、 数字交叉连接设备（DXC）等网络结构单元 以及连接它们的光纤物理链路构成。
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2.5 数字复接技术
数字通信原理
1 数字复接原理 2 准同步数字系列 3 同步数字系列
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准同步数字序列
数字通信原理
提出 速率等级 问题
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提出
数字通信原理
准同步数字系列是为适应不同媒体传输能力 最早提出的一种复接技术。
它采用填充脉冲的方法将低速支路信息复接 为高速数码流。
数字通信原理
需要把低速的数字信号变换成高速数字信 号，以便合理采用大、中、小容量的传输信 道。
用各种等级的终端设备进行组合配置，把 若干低速的数码按一定格式合并成高速数码 流。
数字复接是依据时分复用基本原理完成数 码合并的一种技术。
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数字复接原理
数字通信原理
问题的提出 复用和复接 复接的基本思想
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数字复接原理
数字通信原理
问题的提出 复接的基本思想 复用和复接
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问题的提出
数字通信原理
除了电话信号，还
能传别的信号吗？
64kkb/s
数字电话信号
电话用户 发端
信道传输
电话用户 收端
信道传输设备只传 一路电话信号？
64kkb/s
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问题的提出
1988年，CCITT采纳了它的概念，进行了 一些修改和扩充，重新命名为同步数字系列 SDH，并制定了一系列的国际标准
是一种既适用于光纤，也适应于微波和卫 星传输的通用技术体制。
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同步数字系列
数字通信原理
速率等级 SDH传输系统 SDH的特点
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速率等级
数字通信原理
由于历史的原因准同步数字系列分为了不同 的体制
PCM24（基于十五折线μ律） PCM30/32（基于十三折线A律）
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准同步数字序列
数字通信原理
提出 速率等级 问题
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速率等级
数字通信原理
以1.5Mbps为基础的系列 群次
以2Mbps为基础的系列
日本体制 北美体制
码速调整
数字通信原理
码速调整单元的功能是把各输入支路的数 字信号的频率和相位进行必要的调整，形 成与本机定时信号完全同步的数字信号。 由复接单元把它们合成群路信号
同步复接和异步复接
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同步复接和异步复接
数字通信原理
在复接器输入端的各支路信号不一定与本机 定时信号同步
若同步，称为同步复接； 不同步称为异步复接；若输入端的各支路信号 与本机定时信号标称速率相同，而实际有小的 容差，则称之为准同步复接。 实际主要采用的复接方式有两种体制：即准同 步数字系列（PDH）和同步数字（SDH）。
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复用和复接
数字通信原理
扩大数字通信容量有两种方法
数字复用，即基群编码方式，要求编码速率高， 扩大的容量有限 数字复接技术，将几个（例如4个）经PCM复用 后的信号再进行时分复用，经过数字复用后的 数码率提高了，但对每一个基群的编码速度则 没有提高，实现起来比较容易，目前广泛采用 这种方法进行数字复用来提高通信容量。
分接器
数字分接器把合路数字信号分解为原 始的各支路数字信号
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数字复接器
数字通信原理
数字复接器由定时、码速调整和复接单元 组成。分接器由同步、定时、分接和支路 码速恢复单元组成
外时钟 定时
1
2
码速 复
3 4
调整
接
支路
复接器
同 步 合路
码速调整
定时
分恢 接复
支路 分接器
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拓扑结构
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拓扑结构
数字通信原理
TM
低速 信号
低速 信号
STM-N
STM-N
TM
ADM
DXC
ADM
TM
STM-n
STM-n
STM-N
STM-N
STM-N
TM
ADM
DXC
ADM
TM
STM-n
STM-N
STM-N
n<N
STM-n
低速 信号
低速 信号
终端复用器（TM）：分接/复接和提供业务适配。 以STM-1为例，将低速支路信号纳入STM-1的帧结构， 再经E/O转换成线路光信号。
标准不统一 没有标准光接口 复用结构复杂 缺乏网络管理功能
重庆大学通信工程学院
2.5 数字复接技术
数字通信原理
1 数字复接原理 2 准同步数字系列 3 同步数字系列
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同步数字系列
数字通信原理
为了满足现代信息网对传输网的新要求， 美国贝尔公司提出了一种能很好的将高速大 容量光纤传输技术和智能网技术相结合的新 体制，这就是同步光纤网（SONET）