數(shù)字通信系統(tǒng)課件

現(xiàn)代通信技術(shù)概論現(xiàn)代通信技術(shù)概論2第2章數(shù)字通信系統(tǒng)2.1數(shù)字通信概述2.2模擬信號(hào)數(shù)字化2.3數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸2.4數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸2.5數(shù)字同步與復(fù)接技術(shù)2.6數(shù)字傳輸?shù)牟铄e(cuò)控制2第2章數(shù)字通信系統(tǒng)2.1數(shù)字通信概述32.1數(shù)字通信概述傳輸數(shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。數(shù)字通信以其抗干擾能力強(qiáng)、無噪聲累積、便于計(jì)算處理、便于加密、易于小型化、集成化等優(yōu)勢，成為當(dāng)代通信領(lǐng)域的主流技術(shù)。

本章將介紹關(guān)于數(shù)字通信的基本知識(shí)，包括數(shù)字通信系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)、模擬信號(hào)數(shù)字化方法、數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸和頻帶傳輸、數(shù)字復(fù)接與同步技術(shù)、差錯(cuò)控制技術(shù)等。32.1數(shù)字通信概述傳輸數(shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)稱為數(shù)字通42.1.1數(shù)字通信系統(tǒng)的組成數(shù)字通信系統(tǒng)組成框圖如下:42.1.1數(shù)字通信系統(tǒng)的組成數(shù)字通信系統(tǒng)組成框圖如下:5數(shù)字通信系統(tǒng)各部分的作用信源編碼與解碼：A/D變換+D/A變換。數(shù)字復(fù)接與分接：提高信道利用率。難點(diǎn)是碼速

同步問題。信道編碼與解碼：即抗干擾編碼，目的是提高傳

輸?shù)目煽啃?。調(diào)制與解調(diào)：頻帶傳輸時(shí)需要。再生中繼：放大整形并完全恢復(fù)原始數(shù)字信號(hào)。信道噪聲：導(dǎo)致誤碼，難以避免。5數(shù)字通信系統(tǒng)各部分的作用信源編碼與解碼：A/D變換+D/A62.1.2數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn)與模擬通信系統(tǒng)相比數(shù)字通信系統(tǒng)有下列一些特點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)，無噪聲累積數(shù)據(jù)形式統(tǒng)一，便于計(jì)算處理易于集成化，小型化易于加密處理占用較大的傳輸帶寬技術(shù)上較復(fù)雜62.1.2數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn)與模擬通信系統(tǒng)相比數(shù)72.2模擬信號(hào)數(shù)字化數(shù)字通信系統(tǒng)的典型特征就是信源和信宿都是模擬信號(hào)，因此需要進(jìn)行模擬/數(shù)字（A/D）變換，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)再行傳輸。

模擬信號(hào)的數(shù)字化需經(jīng)過抽樣、量化、編碼三個(gè)階段。常用的技術(shù)包括脈沖編碼調(diào)制（PCM）、差值脈沖編碼（DPCM）和增量調(diào)制（DM）等。72.2模擬信號(hào)數(shù)字化數(shù)字通信系統(tǒng)的典型特征就是信源82.2.1模數(shù)（A/D）變換抽樣量化編碼二進(jìn)制數(shù)字序列：抽樣：在時(shí)間上將模擬信號(hào)離散化。量化：在幅度上將抽樣信號(hào)離散化。編碼：把量化幅度值用二進(jìn)制數(shù)值來表示。整個(gè)過程稱為脈沖編碼調(diào)制（PCM）。82.2.1模數(shù)（A/D）變換抽樣量化編碼二進(jìn)制數(shù)9抽樣抽樣定理：如果一個(gè)連續(xù)信號(hào)f(t)所含有的最高頻率不超過fh，則當(dāng)抽樣頻率fs≥2fh時(shí)，抽樣后得到的離散信號(hào)就包含了原信號(hào)的全部信息。9抽樣抽樣定理：如果一個(gè)連續(xù)信號(hào)f(t)所含有的最高10量化量化就是進(jìn)行“舍零取整”處理。將抽樣信號(hào)在某個(gè)抽樣時(shí)間點(diǎn)的瞬時(shí)幅度值近似為最接近該點(diǎn)幅值的某個(gè)固定整數(shù)電平值上就完成了量化。均勻量化示意圖10量化量化就是進(jìn)行“舍零取整”處理。將抽樣信號(hào)在某個(gè)11非均勻量化─13折線A律非均勻量化能夠讓小信號(hào)放大，而大信號(hào)得到壓縮，目的是降低小信號(hào)時(shí)的量化信噪比。13折線A律示意圖粒度粗細(xì)的調(diào)整11非均勻量化─13折線A律非均勻量化能夠讓小信號(hào)放大12編碼量化后的離散抽樣幅值以二進(jìn)制數(shù)值來表示。最多需要log2N位二進(jìn)制數(shù)，N是量化級(jí)數(shù)。量化段號(hào)極性碼數(shù)值范圍（△）段落碼段落起始值（△）量化間隔△i（△）段內(nèi)碼權(quán)值（△）a7a6a5a4a3a2a1a010/10~1600001842120/116~31001161842130/132~630103221684240/164~12701164432168450/1128~2551001288643216860/1256~5111012561612864321670/1512~102311051232256128643280/11024~20471111024645122561286413折線A律二進(jìn)制編碼值（256級(jí)，8比特）12編碼量化后的離散抽樣幅值以二進(jìn)制數(shù)值來表示。量化段132.2.2數(shù)模（D/A）變換數(shù)模變換是模數(shù)變換的反過程。接收端通過數(shù)模變換把收到的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)序列還原成相應(yīng)幅度的模擬信號(hào)。132.2.2數(shù)模（D/A）變換數(shù)模變換是模數(shù)變換的反142.2.3PCM30/32路數(shù)字電話系統(tǒng)國際上有兩種標(biāo)準(zhǔn)化制式的多路數(shù)字電話通信系統(tǒng)，即PCM30/32路制式（E體系）和PCM24路制式（T體系），我國和歐洲采用E體系。

下面以PCM30/32多路數(shù)字電話通信系統(tǒng)為例，具體說明模擬話音數(shù)字化傳輸過程。142.2.3PCM30/32路數(shù)字電話系統(tǒng)國際上15E體系各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù)PCM30/32路系統(tǒng)稱為基群或一次群，簡稱E1指標(biāo)名稱指標(biāo)值話音頻帶（Hz）300-3400抽樣頻率（Hz）8000量化級(jí)數(shù)256量化壓縮律A律（A=87.6）樣值編碼位數(shù)8單路數(shù)碼率（kbit/s）64幀長（μs）125時(shí)隙數(shù)/幀32話路數(shù)/幀30一次群復(fù)用速率（kbit/s）204815E體系各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù)PCM30/32路系統(tǒng)稱為基群或一16E1體系的幀結(jié)構(gòu)16E1體系的幀結(jié)構(gòu)17每話路64kbit/s的計(jì)算為了正確地傳送一路話音信號(hào)，每秒必須傳送抽樣值8000次。按照每個(gè)抽樣值8bit編碼，則每話路要求傳輸8000次×8bit=64kbit/s。

現(xiàn)在每幀中包含32個(gè)話路，每話路占其中8bit，必須傳送8000幀/秒（500個(gè)復(fù)幀）。于是，32路PCM基群傳輸速率是8000(幀/秒)×32(時(shí)隙/幀)×8(bit/時(shí)隙)=2.048Mbit/s。高次群以4倍速率增長，即8.448（比8.192略多）Mbit/s…17每話路64kbit/s的計(jì)算為了正確地傳送一路話音信號(hào)18PCM30/32路數(shù)字電話系統(tǒng)終端框圖18PCM30/32路數(shù)字電話系統(tǒng)終端框圖192.2.4模擬信號(hào)數(shù)字化的其它方法利用相鄰抽樣幅值的相對(duì)變化特性，對(duì)抽樣信號(hào)進(jìn)行編碼也是一類較常用的模數(shù)轉(zhuǎn)換方法。常見的有差值脈沖編碼（DPCM）、自適應(yīng)差值脈沖編碼（ADPCM）、增量調(diào)制（DM）和自適應(yīng)增量調(diào)制（ADM）等。192.2.4模擬信號(hào)數(shù)字化的其它方法利用相鄰抽樣幅201.差值脈沖編碼調(diào)制(DPCM)僅對(duì)兩個(gè)相鄰抽樣幅值的差值進(jìn)行編碼，則由于差值信號(hào)變化較小，可大大地減少量化級(jí)數(shù)，從而減少編碼的位數(shù)。這樣，在相同傳輸速率下，可以成倍地提高信道的傳輸容量。201.差值脈沖編碼調(diào)制(DPCM)僅對(duì)兩個(gè)相鄰抽樣幅21DPCM舉例對(duì)模擬話音信號(hào)按照8000Hz/s抽樣，話音信號(hào)的變化范圍是±3v，若采用8位二進(jìn)制數(shù)PCM編碼，量化為256級(jí)，每級(jí)約23.4mv。

假定相鄰抽樣差值變化范圍是±0.1v，把其化分為16個(gè)均勻量化級(jí)，每級(jí)為12.5mv，然后使用4位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼。編碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送速率僅需要4bit×8000=32Kb/s，比采用PCM編碼的64Kb/s速率降低一半，效率提高一倍。21DPCM舉例對(duì)模擬話音信號(hào)按照8000Hz/s抽樣22DPCM抽樣差值圖示22DPCM抽樣差值圖示232.脈沖增量調(diào)制(△M或DM)僅對(duì)當(dāng)前抽樣值與其前一個(gè)抽樣值的符號(hào)進(jìn)行編碼，而不對(duì)差值的大小編碼。

如果兩個(gè)前后抽樣差值為正就編為“1”碼；差值為負(fù)就編為“0”碼。因此，“1”和“0”代表的是信號(hào)相對(duì)于前一時(shí)刻的增減，不代表信號(hào)的絕對(duì)值。232.脈沖增量調(diào)制(△M或DM)僅對(duì)當(dāng)前抽樣值與其前24DM波形及編碼結(jié)果示意圖24DM波形及編碼結(jié)果示意圖252.3數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸模數(shù)變換后的數(shù)字信號(hào)頻譜，往往是含有直流、基波、高次諧波等不同頻率分量的信號(hào)，稱為基帶數(shù)字序列信號(hào)，簡稱基帶信號(hào)。

把基帶數(shù)字序列信號(hào)經(jīng)適當(dāng)碼型變換后直接送入信道傳輸，稱為基帶數(shù)字序列信號(hào)傳輸，簡稱基帶傳輸。252.3數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸模數(shù)變換后的數(shù)字信號(hào)頻譜262.3.1基帶傳輸系統(tǒng)模型碼型變換：基帶信號(hào)適應(yīng)信道特性。波形形成網(wǎng)絡(luò)：形成無碼間干擾的波形。262.3.1基帶傳輸系統(tǒng)模型碼型變換：基帶信號(hào)適應(yīng)信道特272.3.2數(shù)字基帶傳輸?shù)拇a型根據(jù)信道頻域特性和基帶數(shù)字信號(hào)頻域特性匹配的原則，對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)碼型變換，使之適合于給定信道的頻域特性，有利于延長傳輸距離、提高可靠性。272.3.2數(shù)字基帶傳輸?shù)拇a型根據(jù)信道頻域特性和基281.數(shù)字基帶傳輸碼型選擇原則直流或低頻信號(hào)衰減快，信號(hào)傳輸一定距離后嚴(yán)重畸變，所以不應(yīng)含直流或低頻頻率分量。高頻分量越大，對(duì)鄰近信道產(chǎn)生的干擾就越嚴(yán)重，所以高頻分量應(yīng)盡量少。為方便從接收到的基帶信號(hào)中提取位同步信息，應(yīng)包含定時(shí)頻率分量。便于增加冗余碼，使碼型帶有規(guī)律性。碼型變換過程與信源的統(tǒng)計(jì)特性無關(guān)，即對(duì)信源消息類型無任何限制并具有透明性。281.數(shù)字基帶傳輸碼型選擇原則直流或低頻信號(hào)衰減快，信292.常用基帶數(shù)字傳輸碼型292.常用基帶數(shù)字傳輸碼型302.3.3無碼間干擾的基帶數(shù)字傳輸基帶傳輸信道（即波形形成網(wǎng)絡(luò)）可以等效為一個(gè)理想低通濾波器，其傳輸特性及單位沖擊響應(yīng)如下圖：302.3.3無碼間干擾的基帶數(shù)字傳輸基帶傳輸信道（31Nyquist準(zhǔn)則如果波形形成網(wǎng)絡(luò)具有圖示理想低通濾波器傳輸特性，則該系統(tǒng)傳輸?shù)拇a元速率為2fN（碼元周期T=1/2fN）時(shí)，系統(tǒng)輸出波形在峰值點(diǎn)（即判決抽樣點(diǎn)）上不會(huì)產(chǎn)生前后碼元間的干擾，這一條件稱為奈奎斯特準(zhǔn)則。31Nyquist準(zhǔn)則如果波形形成網(wǎng)絡(luò)具有圖示理想低通32無碼間干擾的接收波形只要按照Nyquist準(zhǔn)則傳輸，當(dāng)處于某個(gè)碼元的幅度峰值時(shí)，恰好其它碼元幅值是過零點(diǎn)。32無碼間干擾的接收波形只要按照Nyquist準(zhǔn)則傳輸33具有滾降特性的波形形成網(wǎng)絡(luò)具有滾降特性的波形形成網(wǎng)絡(luò)，從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)起來比理想低通容易，而且也滿足Nyquist條件。33具有滾降特性的波形形成網(wǎng)絡(luò)具有滾降特性的波形形成網(wǎng)342.4數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸當(dāng)基帶數(shù)字信號(hào)頻率范圍與信道不相匹配時(shí)，把基帶數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后再行傳輸，即數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸。本節(jié)將在第1章二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制基礎(chǔ)上介紹多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制和復(fù)合調(diào)制概念。342.4數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸當(dāng)基帶數(shù)字信號(hào)頻率范圍與352.4.1多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制

多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制是利用多進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)制載波信號(hào)的幅度、頻率或相位。

與二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制相比，多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制可提高比特率或可靠性，但因?yàn)樾枰嚯娖絹肀硎拘盘?hào)，因而抗噪聲性能較低，實(shí)現(xiàn)起來也較復(fù)雜。352.4.1多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制是利用多進(jìn)361.多進(jìn)制數(shù)字調(diào)幅(MASK)四進(jìn)制MASK

361.多進(jìn)制數(shù)字調(diào)幅(MASK)四進(jìn)制MASK372.多進(jìn)制數(shù)字調(diào)頻（MFSK）k=log2M位碼元為一組對(duì)應(yīng)地轉(zhuǎn)換成有M種狀態(tài)的多進(jìn)制碼。372.多進(jìn)制數(shù)字調(diào)頻（MFSK）k=log2M位碼元為一383.多進(jìn)制數(shù)字調(diào)相（MPSK）利用載波的多種不同相位狀態(tài)來表征數(shù)字信息。與二進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制相同，多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制也有絕對(duì)相位調(diào)制（MPSK）和相對(duì)相位調(diào)制（MDPSK）。383.多進(jìn)制數(shù)字調(diào)相（MPSK）利用載波的多種不同39矢量圖表示的MPSK（A和B方式）39矢量圖表示的MPSK（A和B方式）40QPSK調(diào)制與解調(diào)框圖兩個(gè)相互正交的相干載波cosωct和sinωct分別檢測出兩個(gè)分量a和b。40QPSK調(diào)制與解調(diào)框圖兩個(gè)相互正交的相干載波cos412.4.2復(fù)合調(diào)制與多級(jí)調(diào)制對(duì)同一載波信號(hào)的兩個(gè)參數(shù)同時(shí)進(jìn)行調(diào)制稱為復(fù)合調(diào)制，目的是進(jìn)一步提升信道利用率。例如，數(shù)字微波通信中采用的圖示復(fù)合調(diào)制，數(shù)字調(diào)相用于傳送數(shù)字信號(hào)，模擬調(diào)頻用于話音通信。412.4.2復(fù)合調(diào)制與多級(jí)調(diào)制對(duì)同一載波信號(hào)的兩個(gè)42調(diào)相加調(diào)幅實(shí)現(xiàn)16進(jìn)制復(fù)合調(diào)制42調(diào)相加調(diào)幅實(shí)現(xiàn)16進(jìn)制復(fù)合調(diào)制43多級(jí)調(diào)制多級(jí)調(diào)制是指把同一基帶信號(hào)實(shí)施兩次或更多次的調(diào)制過程。43多級(jí)調(diào)制多級(jí)調(diào)制是指把同一基帶信號(hào)實(shí)施兩次或更多次442.5數(shù)字同步與復(fù)接技術(shù)數(shù)字同步是指數(shù)字通信系統(tǒng)中各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)位置的動(dòng)作頻率保持一致。數(shù)字復(fù)接是把若干個(gè)低速率分支數(shù)字碼流匯接成一路高速數(shù)字碼流的過程。為促進(jìn)數(shù)字通信標(biāo)準(zhǔn)化，ITU-T早期推薦準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH）；后期推薦同步數(shù)字體系（SDH）442.5數(shù)字同步與復(fù)接技術(shù)數(shù)字同步是指數(shù)字通信系統(tǒng)452.5.1數(shù)字同步技術(shù)兩種同步方式：位同步和幀同步位同步：收發(fā)兩端以比特為單位嚴(yán)格對(duì)齊必要條件：雙方時(shí)鐘頻率完全同頻同相（多采用主從同步方式）幀同步：收發(fā)兩端以幀為單位嚴(yán)格對(duì)齊。必要條件：利用幀同步碼452.5.1數(shù)字同步技術(shù)兩種同步方式：位同步和幀同步462.5.2數(shù)字復(fù)接技術(shù)數(shù)字復(fù)接是把支路低次群按時(shí)分復(fù)用方式合并成一個(gè)單一的高次群，其設(shè)備由定時(shí)、碼速調(diào)整和復(fù)接單元組成；分接器的功能是把高次群數(shù)字信號(hào)分解成原來的低次群數(shù)字信號(hào)，它由同步、定時(shí)、分接和碼速恢復(fù)等單元組成。462.5.2數(shù)字復(fù)接技術(shù)數(shù)字復(fù)接是把支路低次群按時(shí)471.數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)框圖471.數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)框圖482.數(shù)字復(fù)接方法按位、按字、按幀復(fù)接，下圖是按位和按字復(fù)接：482.數(shù)字復(fù)接方法按位、按字、按幀復(fù)接，下圖是按位和按字493.碼速調(diào)整被復(fù)接的各支路數(shù)字信號(hào)彼此之間必須同步并與復(fù)接器的定時(shí)信號(hào)同步，否則需要做出適當(dāng)?shù)拇a速調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)接后的高速數(shù)據(jù)碼流的傳輸同步定時(shí)控制。通常，碼速調(diào)整后速率高于調(diào)整前的結(jié)果，稱為正碼速調(diào)整。493.碼速調(diào)整被復(fù)接的各支路數(shù)字信號(hào)彼此之間必須同步并502.5.3準(zhǔn)同步數(shù)字體系ITU-T早期推薦了兩類從基群到五次群復(fù)接等級(jí)的數(shù)字速率系列。一類以1.544Mb/s為基群速率，另一類以2.048Mb/s為基群速率。因這兩類各次群比特率相對(duì)于其標(biāo)準(zhǔn)值有一個(gè)規(guī)定的容差，而且是異源的，各節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘允許存在少量的頻率漂移誤差，因此這是一種準(zhǔn)同步復(fù)接方式，統(tǒng)稱為準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH）。502.5.3準(zhǔn)同步數(shù)字體系ITU-T早期推薦了兩511.兩類PDH系列標(biāo)準(zhǔn)表2-4PDH兩類標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字速率系列和復(fù)接等級(jí)群號(hào)2M系列1.5M系列速率（Mb/s）話路數(shù)速率（Mb/s）話路數(shù)基群2.048301.54424二次群8.44830×4=1206.31224×4=96三次群34.368120×4=48032.06496×5=480四次群139.264480×4=192097.728480×3=1440五次群564.9921920×4=7680397.2001440×4=5760511.兩類PDH系列標(biāo)準(zhǔn)表2-4PDH兩類標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字速率522.PDH系列的不足兩種數(shù)字系列互不兼容，導(dǎo)致國際之間電信網(wǎng)的建立及營運(yùn)管理比較復(fù)雜和困難；

高、低速率信號(hào)的復(fù)接和分接都需要逐級(jí)進(jìn)行，復(fù)接-分接設(shè)備復(fù)雜，上下話路價(jià)格昂貴；幀結(jié)構(gòu)中管理維護(hù)用的比特位較少，難以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)管理靈活、動(dòng)態(tài)、智能化的日益增長需求。主要適用于中、低速率點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。522.PDH系列的不足兩種數(shù)字系列互不兼容，導(dǎo)致國際之間532.5.4同步數(shù)字體系（SDH）鑒于PDH的不足，國際上迫切需要建立統(tǒng)一的全新體制的數(shù)字通信網(wǎng)。為此ITU-T經(jīng)充分討論和協(xié)商，于上世紀(jì)80年代末，接受了美國貝爾通信研究所提出的同步光網(wǎng)絡(luò)（SONET:SynchronousOpticalNetwork）數(shù)字體系標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行了適當(dāng)修改，命名為同步數(shù)字體系（SDH）532.5.4同步數(shù)字體系（SDH）鑒于PDH的不54SDH的特點(diǎn)1）由一系列的SDH網(wǎng)元組成，可在光纖網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)同步信息傳輸、復(fù)用、分插或交叉連接；2）塊狀幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的管理比特，大大增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)管理能力；3）網(wǎng)絡(luò)能在極短的時(shí)間內(nèi)從失效的故障狀態(tài)自動(dòng)恢復(fù)業(yè)務(wù)而無需人為干涉；4）有標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)規(guī)范，稱為同步傳輸模塊STM-N。不同廠家的設(shè)備只要符合規(guī)范就可以在光路上互聯(lián)，真正實(shí)現(xiàn)橫向兼容；5）具有兼容PDH甚至B-ISDN的能力，所以有廣泛的適用性。54SDH的特點(diǎn)1）由一系列的SDH網(wǎng)元組成，可在光纖網(wǎng)中實(shí)552.6數(shù)字傳輸?shù)牟铄e(cuò)控制噪聲是導(dǎo)致數(shù)字通信傳輸中出現(xiàn)差錯(cuò)（誤碼）的主要原因。

差錯(cuò)控制的作用就是要檢測出數(shù)據(jù)碼元在傳輸過程中可能發(fā)生的誤碼，并且采取適當(dāng)?shù)姆椒右约m正。

差錯(cuò)控制通過差錯(cuò)控制編碼（信道編碼）實(shí)現(xiàn)，通常有檢錯(cuò)編碼和糾錯(cuò)編碼兩種形式。552.6數(shù)字傳輸?shù)牟铄e(cuò)控制噪聲是導(dǎo)致數(shù)字通信傳輸中56差錯(cuò)控制編碼的基本原理原始數(shù)據(jù)碼元序列本來不帶規(guī)律性，但通過差錯(cuò)控制編碼讓其產(chǎn)生規(guī)律性并發(fā)送出去，接收端根據(jù)這一規(guī)律性對(duì)碼元序列進(jìn)行檢測，一旦出現(xiàn)違規(guī)情況，就認(rèn)為出現(xiàn)了傳輸錯(cuò)誤。56差錯(cuò)控制編碼的基本原理原始數(shù)據(jù)碼元序列本來不帶規(guī)律572.6.1噪聲的分類

根據(jù)噪聲和信號(hào)之間的混合迭加關(guān)系可分為加性噪聲和乘性噪聲；根據(jù)噪聲來源的不同，可分為自然噪聲、人為噪聲和內(nèi)部噪聲；根據(jù)噪聲的表現(xiàn)形式可分為單頻噪聲、起伏噪聲和脈沖噪聲。572.6.1噪聲的分類根據(jù)噪聲和信號(hào)之間的混合迭加關(guān)系582.6.2檢錯(cuò)編碼檢錯(cuò)編碼只能判斷出所收到的數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)，但不能判斷出哪些是錯(cuò)誤碼元，最常用的兩種檢錯(cuò)編碼方式是奇偶校驗(yàn)編碼和循環(huán)冗余校驗(yàn)編碼。通常采用反饋重傳(ARQ)技術(shù)來糾錯(cuò)。582.6.2檢錯(cuò)編碼檢錯(cuò)編碼只能判斷出所收到的數(shù)據(jù)591.奇偶校驗(yàn)位字符校驗(yàn)碼字abcdefghijW1W2W3W4W5W6W7W8校驗(yàn)碼字0101010101000110011001000011110010000000011111111111111111111111110000000000101101001100水平垂直偶校驗(yàn)591.奇偶校驗(yàn)位字符校驗(yàn)abcdefghijW10101602.循環(huán)冗余校驗(yàn)g(x)=x4+x3+x2+1（多項(xiàng)式系數(shù)是11101），信息碼是110，產(chǎn)生的CRC碼是10010，發(fā)送的碼元是110,10010。11011101|110000001110110011011101余數(shù)10010602.循環(huán)冗余校驗(yàn)g(x)=x4+x3+x2+1（多61循環(huán)冗余校驗(yàn)用產(chǎn)生的CRC碼110,10010進(jìn)行反運(yùn)算，得到的應(yīng)該是110，即原始信息碼元：11011101|110100101110110111111101余數(shù)1001061循環(huán)冗余校驗(yàn)用產(chǎn)生的CRC碼110,10010進(jìn)622.6.2糾錯(cuò)編碼糾錯(cuò)編碼能夠判斷出錯(cuò)碼元的準(zhǔn)確位置并加以自我改正，糾錯(cuò)編碼需要比檢錯(cuò)編碼增加更多的冗余碼元。622.6.2糾錯(cuò)編碼糾錯(cuò)編碼能夠判斷出錯(cuò)碼元的準(zhǔn)確63本章小結(jié)和知識(shí)點(diǎn) 數(shù)字通信的特點(diǎn)模擬信號(hào)的數(shù)字化過程：抽樣、量化、編碼差值脈沖編碼（DPCM）和增量調(diào)制（DM）基帶傳輸與頻帶傳輸數(shù)字復(fù)接PDH與SDH標(biāo)準(zhǔn)差錯(cuò)控制

63本章小結(jié)和知識(shí)點(diǎn) 數(shù)字通信的特點(diǎn)現(xiàn)代通信技術(shù)概論現(xiàn)代通信技術(shù)概論65第2章數(shù)字通信系統(tǒng)2.1數(shù)字通信概述2.2模擬信號(hào)數(shù)字化2.3數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸2.4數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸2.5數(shù)字同步與復(fù)接技術(shù)2.6數(shù)字傳輸?shù)牟铄e(cuò)控制2第2章數(shù)字通信系統(tǒng)2.1數(shù)字通信概述662.1數(shù)字通信概述傳輸數(shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。數(shù)字通信以其抗干擾能力強(qiáng)、無噪聲累積、便于計(jì)算處理、便于加密、易于小型化、集成化等優(yōu)勢，成為當(dāng)代通信領(lǐng)域的主流技術(shù)。

本章將介紹關(guān)于數(shù)字通信的基本知識(shí)，包括數(shù)字通信系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)、模擬信號(hào)數(shù)字化方法、數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸和頻帶傳輸、數(shù)字復(fù)接與同步技術(shù)、差錯(cuò)控制技術(shù)等。32.1數(shù)字通信概述傳輸數(shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)稱為數(shù)字通672.1.1數(shù)字通信系統(tǒng)的組成數(shù)字通信系統(tǒng)組成框圖如下:42.1.1數(shù)字通信系統(tǒng)的組成數(shù)字通信系統(tǒng)組成框圖如下:68數(shù)字通信系統(tǒng)各部分的作用信源編碼與解碼：A/D變換+D/A變換。數(shù)字復(fù)接與分接：提高信道利用率。難點(diǎn)是碼速

同步問題。信道編碼與解碼：即抗干擾編碼，目的是提高傳

輸?shù)目煽啃浴Ｕ{(diào)制與解調(diào)：頻帶傳輸時(shí)需要。再生中繼：放大整形并完全恢復(fù)原始數(shù)字信號(hào)。信道噪聲：導(dǎo)致誤碼，難以避免。5數(shù)字通信系統(tǒng)各部分的作用信源編碼與解碼：A/D變換+D/A692.1.2數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn)與模擬通信系統(tǒng)相比數(shù)字通信系統(tǒng)有下列一些特點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)，無噪聲累積數(shù)據(jù)形式統(tǒng)一，便于計(jì)算處理易于集成化，小型化易于加密處理占用較大的傳輸帶寬技術(shù)上較復(fù)雜62.1.2數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn)與模擬通信系統(tǒng)相比數(shù)702.2模擬信號(hào)數(shù)字化數(shù)字通信系統(tǒng)的典型特征就是信源和信宿都是模擬信號(hào)，因此需要進(jìn)行模擬/數(shù)字（A/D）變換，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)再行傳輸。

模擬信號(hào)的數(shù)字化需經(jīng)過抽樣、量化、編碼三個(gè)階段。常用的技術(shù)包括脈沖編碼調(diào)制（PCM）、差值脈沖編碼（DPCM）和增量調(diào)制（DM）等。72.2模擬信號(hào)數(shù)字化數(shù)字通信系統(tǒng)的典型特征就是信源712.2.1模數(shù)（A/D）變換抽樣量化編碼二進(jìn)制數(shù)字序列：抽樣：在時(shí)間上將模擬信號(hào)離散化。量化：在幅度上將抽樣信號(hào)離散化。編碼：把量化幅度值用二進(jìn)制數(shù)值來表示。整個(gè)過程稱為脈沖編碼調(diào)制（PCM）。82.2.1模數(shù)（A/D）變換抽樣量化編碼二進(jìn)制數(shù)72抽樣抽樣定理：如果一個(gè)連續(xù)信號(hào)f(t)所含有的最高頻率不超過fh，則當(dāng)抽樣頻率fs≥2fh時(shí)，抽樣后得到的離散信號(hào)就包含了原信號(hào)的全部信息。9抽樣抽樣定理：如果一個(gè)連續(xù)信號(hào)f(t)所含有的最高73量化量化就是進(jìn)行“舍零取整”處理。將抽樣信號(hào)在某個(gè)抽樣時(shí)間點(diǎn)的瞬時(shí)幅度值近似為最接近該點(diǎn)幅值的某個(gè)固定整數(shù)電平值上就完成了量化。均勻量化示意圖10量化量化就是進(jìn)行“舍零取整”處理。將抽樣信號(hào)在某個(gè)74非均勻量化─13折線A律非均勻量化能夠讓小信號(hào)放大，而大信號(hào)得到壓縮，目的是降低小信號(hào)時(shí)的量化信噪比。13折線A律示意圖粒度粗細(xì)的調(diào)整11非均勻量化─13折線A律非均勻量化能夠讓小信號(hào)放大75編碼量化后的離散抽樣幅值以二進(jìn)制數(shù)值來表示。最多需要log2N位二進(jìn)制數(shù)，N是量化級(jí)數(shù)。量化段號(hào)極性碼數(shù)值范圍（△）段落碼段落起始值（△）量化間隔△i（△）段內(nèi)碼權(quán)值（△）a7a6a5a4a3a2a1a010/10~1600001842120/116~31001161842130/132~630103221684240/164~12701164432168450/1128~2551001288643216860/1256~5111012561612864321670/1512~102311051232256128643280/11024~20471111024645122561286413折線A律二進(jìn)制編碼值（256級(jí)，8比特）12編碼量化后的離散抽樣幅值以二進(jìn)制數(shù)值來表示。量化段762.2.2數(shù)模（D/A）變換數(shù)模變換是模數(shù)變換的反過程。接收端通過數(shù)模變換把收到的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)序列還原成相應(yīng)幅度的模擬信號(hào)。132.2.2數(shù)模（D/A）變換數(shù)模變換是模數(shù)變換的反772.2.3PCM30/32路數(shù)字電話系統(tǒng)國際上有兩種標(biāo)準(zhǔn)化制式的多路數(shù)字電話通信系統(tǒng)，即PCM30/32路制式（E體系）和PCM24路制式（T體系），我國和歐洲采用E體系。

下面以PCM30/32多路數(shù)字電話通信系統(tǒng)為例，具體說明模擬話音數(shù)字化傳輸過程。142.2.3PCM30/32路數(shù)字電話系統(tǒng)國際上78E體系各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù)PCM30/32路系統(tǒng)稱為基群或一次群，簡稱E1指標(biāo)名稱指標(biāo)值話音頻帶（Hz）300-3400抽樣頻率（Hz）8000量化級(jí)數(shù)256量化壓縮律A律（A=87.6）樣值編碼位數(shù)8單路數(shù)碼率（kbit/s）64幀長（μs）125時(shí)隙數(shù)/幀32話路數(shù)/幀30一次群復(fù)用速率（kbit/s）204815E體系各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù)PCM30/32路系統(tǒng)稱為基群或一79E1體系的幀結(jié)構(gòu)16E1體系的幀結(jié)構(gòu)80每話路64kbit/s的計(jì)算為了正確地傳送一路話音信號(hào)，每秒必須傳送抽樣值8000次。按照每個(gè)抽樣值8bit編碼，則每話路要求傳輸8000次×8bit=64kbit/s。

現(xiàn)在每幀中包含32個(gè)話路，每話路占其中8bit，必須傳送8000幀/秒（500個(gè)復(fù)幀）。于是，32路PCM基群傳輸速率是8000(幀/秒)×32(時(shí)隙/幀)×8(bit/時(shí)隙)=2.048Mbit/s。高次群以4倍速率增長，即8.448（比8.192略多）Mbit/s…17每話路64kbit/s的計(jì)算為了正確地傳送一路話音信號(hào)81PCM30/32路數(shù)字電話系統(tǒng)終端框圖18PCM30/32路數(shù)字電話系統(tǒng)終端框圖822.2.4模擬信號(hào)數(shù)字化的其它方法利用相鄰抽樣幅值的相對(duì)變化特性，對(duì)抽樣信號(hào)進(jìn)行編碼也是一類較常用的模數(shù)轉(zhuǎn)換方法。常見的有差值脈沖編碼（DPCM）、自適應(yīng)差值脈沖編碼（ADPCM）、增量調(diào)制（DM）和自適應(yīng)增量調(diào)制（ADM）等。192.2.4模擬信號(hào)數(shù)字化的其它方法利用相鄰抽樣幅831.差值脈沖編碼調(diào)制(DPCM)僅對(duì)兩個(gè)相鄰抽樣幅值的差值進(jìn)行編碼，則由于差值信號(hào)變化較小，可大大地減少量化級(jí)數(shù)，從而減少編碼的位數(shù)。這樣，在相同傳輸速率下，可以成倍地提高信道的傳輸容量。201.差值脈沖編碼調(diào)制(DPCM)僅對(duì)兩個(gè)相鄰抽樣幅84DPCM舉例對(duì)模擬話音信號(hào)按照8000Hz/s抽樣，話音信號(hào)的變化范圍是±3v，若采用8位二進(jìn)制數(shù)PCM編碼，量化為256級(jí)，每級(jí)約23.4mv。

假定相鄰抽樣差值變化范圍是±0.1v，把其化分為16個(gè)均勻量化級(jí)，每級(jí)為12.5mv，然后使用4位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼。編碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送速率僅需要4bit×8000=32Kb/s，比采用PCM編碼的64Kb/s速率降低一半，效率提高一倍。21DPCM舉例對(duì)模擬話音信號(hào)按照8000Hz/s抽樣85DPCM抽樣差值圖示22DPCM抽樣差值圖示862.脈沖增量調(diào)制(△M或DM)僅對(duì)當(dāng)前抽樣值與其前一個(gè)抽樣值的符號(hào)進(jìn)行編碼，而不對(duì)差值的大小編碼。

如果兩個(gè)前后抽樣差值為正就編為“1”碼；差值為負(fù)就編為“0”碼。因此，“1”和“0”代表的是信號(hào)相對(duì)于前一時(shí)刻的增減，不代表信號(hào)的絕對(duì)值。232.脈沖增量調(diào)制(△M或DM)僅對(duì)當(dāng)前抽樣值與其前87DM波形及編碼結(jié)果示意圖24DM波形及編碼結(jié)果示意圖882.3數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸模數(shù)變換后的數(shù)字信號(hào)頻譜，往往是含有直流、基波、高次諧波等不同頻率分量的信號(hào)，稱為基帶數(shù)字序列信號(hào)，簡稱基帶信號(hào)。

把基帶數(shù)字序列信號(hào)經(jīng)適當(dāng)碼型變換后直接送入信道傳輸，稱為基帶數(shù)字序列信號(hào)傳輸，簡稱基帶傳輸。252.3數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸模數(shù)變換后的數(shù)字信號(hào)頻譜892.3.1基帶傳輸系統(tǒng)模型碼型變換：基帶信號(hào)適應(yīng)信道特性。波形形成網(wǎng)絡(luò)：形成無碼間干擾的波形。262.3.1基帶傳輸系統(tǒng)模型碼型變換：基帶信號(hào)適應(yīng)信道特902.3.2數(shù)字基帶傳輸?shù)拇a型根據(jù)信道頻域特性和基帶數(shù)字信號(hào)頻域特性匹配的原則，對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)碼型變換，使之適合于給定信道的頻域特性，有利于延長傳輸距離、提高可靠性。272.3.2數(shù)字基帶傳輸?shù)拇a型根據(jù)信道頻域特性和基911.數(shù)字基帶傳輸碼型選擇原則直流或低頻信號(hào)衰減快，信號(hào)傳輸一定距離后嚴(yán)重畸變，所以不應(yīng)含直流或低頻頻率分量。高頻分量越大，對(duì)鄰近信道產(chǎn)生的干擾就越嚴(yán)重，所以高頻分量應(yīng)盡量少。為方便從接收到的基帶信號(hào)中提取位同步信息，應(yīng)包含定時(shí)頻率分量。便于增加冗余碼，使碼型帶有規(guī)律性。碼型變換過程與信源的統(tǒng)計(jì)特性無關(guān)，即對(duì)信源消息類型無任何限制并具有透明性。281.數(shù)字基帶傳輸碼型選擇原則直流或低頻信號(hào)衰減快，信922.常用基帶數(shù)字傳輸碼型292.常用基帶數(shù)字傳輸碼型932.3.3無碼間干擾的基帶數(shù)字傳輸基帶傳輸信道（即波形形成網(wǎng)絡(luò)）可以等效為一個(gè)理想低通濾波器，其傳輸特性及單位沖擊響應(yīng)如下圖：302.3.3無碼間干擾的基帶數(shù)字傳輸基帶傳輸信道（94Nyquist準(zhǔn)則如果波形形成網(wǎng)絡(luò)具有圖示理想低通濾波器傳輸特性，則該系統(tǒng)傳輸?shù)拇a元速率為2fN（碼元周期T=1/2fN）時(shí)，系統(tǒng)輸出波形在峰值點(diǎn)（即判決抽樣點(diǎn)）上不會(huì)產(chǎn)生前后碼元間的干擾，這一條件稱為奈奎斯特準(zhǔn)則。31Nyquist準(zhǔn)則如果波形形成網(wǎng)絡(luò)具有圖示理想低通95無碼間干擾的接收波形只要按照Nyquist準(zhǔn)則傳輸，當(dāng)處于某個(gè)碼元的幅度峰值時(shí)，恰好其它碼元幅值是過零點(diǎn)。32無碼間干擾的接收波形只要按照Nyquist準(zhǔn)則傳輸96具有滾降特性的波形形成網(wǎng)絡(luò)具有滾降特性的波形形成網(wǎng)絡(luò)，從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)起來比理想低通容易，而且也滿足Nyquist條件。33具有滾降特性的波形形成網(wǎng)絡(luò)具有滾降特性的波形形成網(wǎng)972.4數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸當(dāng)基帶數(shù)字信號(hào)頻率范圍與信道不相匹配時(shí)，把基帶數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后再行傳輸，即數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸。本節(jié)將在第1章二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制基礎(chǔ)上介紹多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制和復(fù)合調(diào)制概念。342.4數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸當(dāng)基帶數(shù)字信號(hào)頻率范圍與982.4.1多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制

多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制是利用多進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)制載波信號(hào)的幅度、頻率或相位。

與二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制相比，多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制可提高比特率或可靠性，但因?yàn)樾枰嚯娖絹肀硎拘盘?hào)，因而抗噪聲性能較低，實(shí)現(xiàn)起來也較復(fù)雜。352.4.1多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制是利用多進(jìn)991.多進(jìn)制數(shù)字調(diào)幅(MASK)四進(jìn)制MASK

361.多進(jìn)制數(shù)字調(diào)幅(MASK)四進(jìn)制MASK1002.多進(jìn)制數(shù)字調(diào)頻（MFSK）k=log2M位碼元為一組對(duì)應(yīng)地轉(zhuǎn)換成有M種狀態(tài)的多進(jìn)制碼。372.多進(jìn)制數(shù)字調(diào)頻（MFSK）k=log2M位碼元為一1013.多進(jìn)制數(shù)字調(diào)相（MPSK）利用載波的多種不同相位狀態(tài)來表征數(shù)字信息。與二進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制相同，多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制也有絕對(duì)相位調(diào)制（MPSK）和相對(duì)相位調(diào)制（MDPSK）。383.多進(jìn)制數(shù)字調(diào)相（MPSK）利用載波的多種不同102矢量圖表示的MPSK（A和B方式）39矢量圖表示的MPSK（A和B方式）103QPSK調(diào)制與解調(diào)框圖兩個(gè)相互正交的相干載波cosωct和sinωct分別檢測出兩個(gè)分量a和b。40QPSK調(diào)制與解調(diào)框圖兩個(gè)相互正交的相干載波cos1042.4.2復(fù)合調(diào)制與多級(jí)調(diào)制對(duì)同一載波信號(hào)的兩個(gè)參數(shù)同時(shí)進(jìn)行調(diào)制稱為復(fù)合調(diào)制，目的是進(jìn)一步提升信道利用率。例如，數(shù)字微波通信中采用的圖示復(fù)合調(diào)制，數(shù)字調(diào)相用于傳送數(shù)字信號(hào)，模擬調(diào)頻用于話音通信。412.4.2復(fù)合調(diào)制與多級(jí)調(diào)制對(duì)同一載波信號(hào)的兩個(gè)105調(diào)相加調(diào)幅實(shí)現(xiàn)16進(jìn)制復(fù)合調(diào)制42調(diào)相加調(diào)幅實(shí)現(xiàn)16進(jìn)制復(fù)合調(diào)制106多級(jí)調(diào)制多級(jí)調(diào)制是指把同一基帶信號(hào)實(shí)施兩次或更多次的調(diào)制過程。43多級(jí)調(diào)制多級(jí)調(diào)制是指把同一基帶信號(hào)實(shí)施兩次或更多次1072.5數(shù)字同步與復(fù)接技術(shù)數(shù)字同步是指數(shù)字通信系統(tǒng)中各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)位置的動(dòng)作頻率保持一致。數(shù)字復(fù)接是把若干個(gè)低速率分支數(shù)字碼流匯接成一路高速數(shù)字碼流的過程。為促進(jìn)數(shù)字通信標(biāo)準(zhǔn)化，ITU-T早期推薦準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH）；后期推薦同步數(shù)字體系（SDH）442.5數(shù)字同步與復(fù)接技術(shù)數(shù)字同步是指數(shù)字通信系統(tǒng)1082.5.1數(shù)字同步技術(shù)兩種同步方式：位同步和幀同步位同步：收發(fā)兩端以比特為單位嚴(yán)格對(duì)齊必要條件：雙方時(shí)鐘頻率完全同頻同相（多采用主從同步方式）幀同步：收發(fā)兩端以幀為單位嚴(yán)格對(duì)齊。必要條件：利用幀同步碼452.5.1數(shù)字同步技術(shù)兩種同步方式：位同步和幀同步1092.5.2數(shù)字復(fù)接技術(shù)數(shù)字復(fù)接是把支路低次群按時(shí)分復(fù)用方式合并成一個(gè)單一的高次群，其設(shè)備由定時(shí)、碼速調(diào)整和復(fù)接單元組成；分接器的功能是把高次群數(shù)字信號(hào)分解成原來的低次群數(shù)字信號(hào)，它由同步、定時(shí)、分接和碼速恢復(fù)等單元組成。462.5.2數(shù)字復(fù)接技術(shù)數(shù)字復(fù)接是把支路低次群按時(shí)1101.數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)框圖471.數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)框圖1112.數(shù)字復(fù)接方法按位、按字、按幀復(fù)接，下圖是按位和按字復(fù)接：482.數(shù)字復(fù)接方法按位、按字、按幀復(fù)接，下圖是按位和按字1123.碼速調(diào)整被復(fù)接的各支路數(shù)字信號(hào)彼此之間必須同步并與復(fù)接器的定時(shí)信號(hào)同步，否則需要做出適當(dāng)?shù)拇a速調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)接后的高速數(shù)據(jù)碼流的傳輸同步定時(shí)控制。通常，碼速調(diào)整后速率高于調(diào)整前的結(jié)果，稱為正碼速調(diào)整。493.碼速調(diào)整被復(fù)接的各支路數(shù)字信號(hào)彼此之間必須同步并1132.5.3準(zhǔn)同步數(shù)字體系ITU-T早期推薦了兩類從基群到五次群復(fù)接等級(jí)的數(shù)字速率系列。一類以1.544Mb/s為基群速率，另一類以2.048Mb/s為基群速率。因這兩類各次群比特率相對(duì)于其標(biāo)準(zhǔn)值有一個(gè)規(guī)定的容差，而且是異源的，各節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘允許存在少量的頻率漂移誤差，因此這是一種準(zhǔn)同步復(fù)接方式，統(tǒng)稱為準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH）。502.5.3準(zhǔn)同步數(shù)字體系ITU-T早期推薦了兩1141.兩類PDH系列標(biāo)準(zhǔn)表2-4PDH兩類標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字速率系列和復(fù)接等級(jí)群號(hào)2M系列1.5M系列速率（Mb/s）話路數(shù)速率（Mb/s）話路數(shù)基群2.048301.54424二次群8.44830×4=1206.31224×4=96三次群34.368120×4=48032.06496×5=480四次群139.264480×4=192097.728480×3=1440五次群564.9921920×4=7680397.2001440×4=5760511.兩類PDH系列標(biāo)準(zhǔn)表2-4PDH兩類標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字速率1152.PDH系列的不足兩種數(shù)字系列互不兼容，導(dǎo)致國際之間電信網(wǎng)的建立及營運(yùn)管理比較復(fù)雜和困難；

高、低速率信號(hào)的復(fù)接和分接都需要逐級(jí)進(jìn)行，復(fù)接-分接設(shè)備復(fù)雜，上下話路價(jià)格昂貴；幀結(jié)構(gòu)中管理維護(hù)用的比特位較少，難以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)管理靈活、動(dòng)態(tài)、智能化的日益增長需求。主要適用于中、低速率點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。522.PDH系列的不足兩種數(shù)字系列互不兼容，導(dǎo)致國際之間1162.5.4同步數(shù)字體系（SDH）鑒于PDH的不足，國際上迫切需要建立統(tǒng)一的全新體制的數(shù)字通信網(wǎng)。為此ITU-T經(jīng)充分討論和協(xié)商，于上世紀(jì)80年代末，接受了美國貝爾通信研究所提出的同步光網(wǎng)絡(luò)（SONET:Synchron