話音信號的數(shù)字化及同步時分復用

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3.2.1 話音信號的數(shù)字化及同步時分復用
現(xiàn)代電話通信網(wǎng)的核心網(wǎng)已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)字化，但大量用戶終端（電話機、傳真機等）仍為模擬終端，因此，話音信號要進人網(wǎng)絡進行傳輸和交換，必須首先進行數(shù)字化。數(shù)字化過程包括采樣、量化和編碼三個步驟。由于話音信號的能童主要集中在300HZ-3400HZ范圍內，根據(jù)奈奎斯特采樣定理，確定話音信號的采樣頻率為8000Hz(樣點間隔為125微秒），經(jīng)采樣后形成PAM(PulseAmplitudeModulation)信號。對每個樣值依其幅度進行量化，并編碼成一個8位二進制碼字，便得到PCM基帶信號。編碼規(guī)則有A律和u律兩種，A律在歐洲和中國得到普遍采用，律主要在北美和日本流行。為了充分利用信道的帶寬，常在傳輸前對PCM基帶信號進行多路復用，形成時分復用（TDM)PCM信號。圖3-11給出了/V路PCM基帶信號時分復用過程的示意圖。

實用的PCM時分復用有兩種體制：一種是由歐洲郵電管理協(xié)會（CEPT)制訂的PCM30/32體制，簡稱E1;另一種是由貝爾（BELL)公司提出的PCM24體制，簡稱T1。前者在歐洲和中國普遍采用,后者主要應用于北美和日本。兩種體制均被ITU-T(原ccrrr)采納為正式標準，并規(guī)定體制之間的轉換在PCM24-方完成。本書將以PCM30/32為例討論數(shù)字時分交換網(wǎng)絡。
PCM30/32是由32路PCM基帶信號復接形成的，稱為PCM基群（或一次群），其中包括30路PCM話，一路同步和一路標志信號（信令）。圖3-12所示是PCM30/32的幀結構，這里有幾個概念必須要搞清楚。首先要明確時隙（TS)和幀的概念。采樣頻率為8000Hz時，采樣周期為125p。32路復用，即在125jis內要有32個時隙，每一個時隙寬度為125/32=3.9#。在125#內由32個時隙合成為一“幀”，16幀合成為一個“復幀”。一個楨周期是125#,-個復幀周期是125x16=2m8。在一幀的32個時隙中，TS。用于傳幀同步碼，TS16傳復幀同步碼和標志信號，其余30個時隙TS,~TS,5,TS,7~TS3,傳30路話。一個時隙的3.9#中傳8位二進制碼，每位碼占488ns。下面說明傳輸速率的概念。一路PCM基帶信號的速率為
R0=8000x8=64kbit/s32路基帶信號復接形成的PCM基群速率為

在時分多路復用系統(tǒng)中，對一次群信號進一步實行多路復用，可依次得到二、三和四次群。對于PCM30/32系統(tǒng)來說，其基群速率為2.048Mbit/s,二次群由四個基群復用而成，速率為8.448Mbit/s,話路數(shù)為4x30=120。圖3-13給出了HU-T(原CCITT)建議的等級制時分復用PCM系統(tǒng)的組成。表3-1給出了CEPT和BELL系統(tǒng)中各次群的話路數(shù)及相應的速率。

數(shù)字交換器的設計常以一次群信號為基本單元，高次群的交換原理與一次群相同，只是交換器的速率和規(guī)模相應提高?？梢园洋{次群分接為低次群，然后進行交換，也可以把低次群復接為高次群進行交換。PCM復接和分接電路是數(shù)宇交換網(wǎng)絡的重要組成部分。我們從一次群的基本交換單元人手，討論接續(xù)原理，為了便于討論，表3-2給出PCM30/32系統(tǒng)的-次群信號中一些常用的時間和速率關系。

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