24路的编码之后加上1bit,这样每帧共有193bit,每秒8000帧,因此PCM的一次群T1的数据率就是193*8000=1.544 Mb/s。
图T1线路帧格式
表 PCM数字传输系统的高次群的话路数和数据率 系统类型 符号 欧洲体制 话路数 数据率(Mb/s) 符号 北美体制 话路数 数据率(Mb/s) 一次群 E1 30 2.048 T1 24 1.544 二次群 E2 120 8.448 T2 96 6.312 三次群 E3 480 34.368 T3 672 44.736 四次群 E4 1920 139.264 T4 4032 274.176 五次群 E5 7680 565.148 T5 2. 同步光纤网SONET和同步数字系列SDH PCM数字传输系统存在两大缺点: (1)速率标准不统一 (2)不是同步传输
为了解决上述问题,美国在1988年首先推出了一个数字传输标准,叫做同步光纤网SONET(Synchronous Optical Network),整个网了的同步都用一个非常精确的主时钟。SONET为光纤传输系统定义了同步传输的线路速率等级结构,其传输速率以51.84Mb/s为基础,大约对应于T3/E3的传输速率,此速率对电信号称为第1级同步传送信号,即STS-1;对光信号则称为第1级光载波(Optical Carrier),即OC-1,现已定义了从51.84Mb/s(即OC-1)一直到9953.280Mb/s(即OC-192/STS-192)的标准。
ITU-T(电信标准化部门)以美国标准为基础,制定处国际标准同步数字系列SDH(Synchronous Digital Hierarchy)。一般认为SDH与SONET是同义词。但主要不同点是:SDH的基本速率为155.52Mb/s,称为第1级同步传递模块(Synchronous Transfer Module),即STM-1,相当于SONET体系的OC-3速率。
14
SDH/SONET定义了标准光信号,规定了波长为1310nm和1550nm的激光源。
1.4.4 模拟—模拟编码
模拟—模拟编码是用模拟信号传输模拟数据。主要调制技术有:AM调幅,FM调频,PM调相。
1.5 传输技术
1.5.1信道复用技术
信道复用是为有效利用传输系统,把多个信号放在同一媒体上传输。常用的复用技术有:FDM,TDM,,WDM,CDMA等,最简单的复用如下图。
图 多路复用
1.FDM(频分多路复用)
在模拟线路上进行复用时可用FDM。FDM是在信道的可用频带上传输多个频率不同的模拟信号,每路信号占据其中一个频段,形成多个子信道,在接收方用适当的滤波器将多路信号分开,再分别进行解调和终端处理。
15
图 频分多路复用
2.TDM(时分多路复用)
在数字线路上进行多路复用,可采用TDM技术。
当通信线路的数据传输能力大于各路信号的数据传输率总和时,可以在通信线路上按不同的是键盘来划分信道,按一定规则将这些时间片分配给各路信号,每一路信号只能在自己的时间片内独占信道进行传输,信号之间不会干扰。
图 时分多路复用
时分多路复用又分为同步时分多路复用和统计时分多路复用,其中统计时分多路复用技术效率更高。
? 同步时分多路复用:
图 同步时分复用
? 统计时分多路复用:
图 统计时分多路复用
例题:有10各9.6Kbps的信道按时分多路复用在一条线路上传输,在统计时分多路
16
复用的情况下,假定每个子信道平均有30%的时间在进行传输,线路复用的控制开销为10%,那么线路的总复用带宽为多少?
10*9.6*30%/(1-10%)=32Kbps
再如,线路带宽为100Kbps,复用程10个信道,线路复用的控制开销为10%,若每个自信道平均有50%的时间在进行传输,则每个信道的带宽为多少?
100*(1-10%)/10/50%=18Kbps
3.WDM, (波分多路复用)
是FDM在光纤信道的一个遍历,是在光纤通信中使用的复用技术。利用波分复用设备分离不同信道的信号调制成不同波长的光,复用在光纤信道上。
4.CDMA(码分多路复用)
一种共享信道方式,用户通信时使用统一的频带进行通信,通信的各用户挑选不同的通信码型,具有抗干扰能力等优点。
5.DMT(离散多音频调制)
是一种多载波调制编码技术,在不同的频率传输多个载波信号,在发送数据前首先在每路信道上发送测试信号,然后根据信号传输直流的好坏分配不同的比特流量。
1.6 差错控制技术 1.6.1 奇偶校验码
最简单应用最广泛的检错码。原理:发送方发送数据时,每组均增加一位校验位,使编码中1的个数保持为奇数(奇校验)或者为偶数(偶校验);接收方收到数据时,检测每组数据中1的个数是否依然保持为奇数(奇校验)或者偶数(偶校验),如果异常,则认为传输出错,但只能发现奇数个错误。
1.6.2海明码 1.海明距离
一个编码系统中任意两个合法编码(码字)之间不同的二进制数位的个数叫做这两个码字之间的海明距离,也叫码距。如ASCII中1的编码为0110001,2的编码为0110010,3的码字为0110011,则1和2之间的海明距离为2,1与3的海明距离为1,整个编码系统中任意两个码字的最小距离就是该编码系统的海明距离。要检测出d个错,则海明距离至少为d+1,要纠正d个错,海明距离至少2d+1。ASCII不具备检错和纠错距离。
2.海明编码规则
对于给定的m位数据,DmDm-1?.D1 加入K位校验位,PkPK-1?.P1 形成n位码字,
i-1
n=m+K,HNHN-1?.H1,Pi放在整个编码的第2i-1位置,即Hj=Pi,j=2,数据位则依顺序从
k
低到高占据海明码剩下的位置,k的位数需满足m+K+1≤2。
例:求1101001数据传送时,用海明码编码后的码字。 解:(1)确定K值:
kk
因为1101001有7位,则m+K+1≤2,所以K+8≤2
当K=1时,不行, 当K=2时,不行, 当K=3时,不行, 当K=4时,可以。
i-1
(2)确定校验位位置,Hj=Pi,j=2
17
20?1,21?2,22?4,23?8,位于1、2、4、8的位置。
H11 D7 1 H10 D6 1 H9 D5 0 H8 P4 ? 0 H7 D4 1 H6 D3 0 H5 D2 0 H4 P3 ? 1 H3 D1 1 H2 P2 ? 0 H1 P1 ? 1
(3)确定各校验位校验哪几个数据和校验位值
图 海明编码例子
由图知,P1参与了D1、D2、D4、D5、D7的校验。校验公式为:
P1 ⊕D1⊕D2⊕D4⊕D5⊕D7=0,也可以表示为:P1 =D1⊕D2⊕D4⊕D5⊕D7 按照偶校验方式进行计算P1值:P1 =1⊕0⊕1⊕0⊕1=1 同理P2、 P3、 P4的校验公式和值分别为: P2 =D1⊕D3⊕D4⊕D6⊕D7=1⊕0⊕1⊕1⊕1=0 P3 =D2⊕D3⊕D4=0⊕0⊕1=1 P4 =D5⊕D6⊕D7=0⊕1⊕1=0 则得海明编码后,1100100101 3.海明码的纠错过程
检错需要计算这4个检验公式,若发现有一个公式的计算结果不为0,则说明该公式中某一位存在错误。
例:设上例中D4出错,传输中由1变为0,
则:P1⊕D1⊕D2⊕D4⊕D5⊕D7=1⊕1⊕0⊕0⊕0⊕1=1 P2⊕D1⊕D3⊕D4⊕D6⊕D7=0⊕1⊕0⊕0⊕1⊕1=1 P3⊕D2⊕D3⊕D4=1⊕0⊕0⊕0=1 P4⊕D5⊕D6⊕D7=0⊕0⊕1⊕1=0
则说明参与P4的各数据没有出错,出错的那一位一起参与了P1、P2、P3的校验,
18