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最早的數(shù)字體系

        在過(guò)去一些時(shí)間，一整套時(shí)分復(fù)用（TDM）數(shù)字體系都是為T-1和E1系統(tǒng)開發(fā)的。日本在使用基本T-1結(jié)構(gòu)的同時(shí)，也有他自己的一套東西，叫做J-1系統(tǒng)。新的數(shù)字方法和舊的模擬方法之間的主要區(qū)別并不在于它們承載的是數(shù)字話路還是模擬話路，而在于數(shù)字體系使用時(shí)分復(fù)用技術(shù)、模擬體系使用頻分復(fù)用技術(shù)。日前，這種T-1/E-1/J-1結(jié)構(gòu)正在被更新代的數(shù)字體系所取代，但是在本節(jié)我們只研究初始的數(shù)字體系，下一節(jié)再研究電話公司所使用的新的數(shù)字體系。

       有人曾認(rèn)為模擬信號(hào)不能使用時(shí)分復(fù)用技術(shù)、數(shù)字信號(hào)不能使用頻分復(fù)用技術(shù)。但事實(shí)并非如此，貝爾系統(tǒng)的模擬復(fù)用設(shè)備對(duì)模擬話路所采用的就是時(shí)分復(fù)用技術(shù)（叫做時(shí)隙內(nèi)插設(shè)備），而且整個(gè)光纖領(lǐng)域的波分復(fù)用（WDM）就是建立在對(duì)數(shù)字話路使用頻分復(fù)用技術(shù)的基礎(chǔ)上。雖然事實(shí)是這樣，但在光纖出現(xiàn)之前，模擬式的時(shí)分復(fù)用設(shè)備和數(shù)字式的頻分復(fù)用設(shè)備都是非常復(fù)雜、龐大、價(jià)格吊貴、效率低下而且顯得很笨重。這樣通常情況下模擬系統(tǒng)就使用頻分復(fù)用技術(shù)，數(shù)字系統(tǒng)則采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)。

       時(shí)分復(fù)用技術(shù)把整個(gè)比特率分解成一系列完全相同的、時(shí)間非常短的時(shí)隙，每一個(gè)時(shí)隙承載固定數(shù)目的比特，通常是8位。例如：個(gè)T-1幀在125μs（1/8000s）之內(nèi)可以發(fā)送193個(gè)比特，這就給出了一般的比特位發(fā)送時(shí)間-125ps/193bit，即大約每比特0.65μ.s。

       在數(shù)字體系每一層的頓結(jié)構(gòu)中都要復(fù)用一定數(shù)量的話路，也要相應(yīng)地加入一些與線路操作和管理相聯(lián)系的開銷。對(duì)所有的數(shù)字復(fù)用開銷，ITU-T稱之為OAM（Operation，Administration，Maintenance）即操作、管理與維護(hù)，而在美國(guó)通常叫做OAM&P（Operation、Administration、Maintcnancc、Provisioning），即操作、管理、維護(hù)與備用。當(dāng)被問(wèn)及為何用加一個(gè)P表示備用時(shí)，貝爾實(shí)驗(yàn)室的一位工程師回答道：“備用決定著什么時(shí)候?qū)τ脩羰褂面溌愤M(jìn)行計(jì)費(fèi)，很重要，值得用一個(gè)字母P表示”。

       每一層的開銷比特都不能用來(lái)傳遞電話呼叫或用戶的數(shù)據(jù)（計(jì)算機(jī)之間的串行比特），電話公司使用這些開銷比特來(lái)確保鏈路正常工作。由于這一原因，初始數(shù)字體系每一層所需用的開銷比特成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

       表3-4展示了美國(guó)（T-載波）、歐洲（E-載波）和日本（J-載波）所使用的初始數(shù)字體系。在每一個(gè)層次中，給出了線路速率、支持的話路數(shù)、開銷數(shù)量（從線路速率中減去話路數(shù)與64kbit/s的乘積而得到）和開銷占線路速率的百分比。

表3-4   初始數(shù)字體系PDH

       在美國(guó)，從來(lái)沒(méi)有定義過(guò)第五層，第四層也很少使用。相應(yīng)地，復(fù)用設(shè)備供應(yīng)商使用特有的方式和創(chuàng)造性的方法把不同數(shù)量的T-3結(jié)合在光纖系統(tǒng)上。我們可以看到在每一個(gè)載波系統(tǒng)中，開銷所占的比率隨著線路速率的增加而增加，這主要是由于當(dāng)線路速率增加時(shí)，串行位時(shí)間會(huì)按比例降低造成的。由于位時(shí)間降低了，所以對(duì)比特同步的要求在大部分時(shí)間里，并不總能得到滿足（例如：在轉(zhuǎn)接時(shí)比特可能變得時(shí)有時(shí)無(wú)），這樣整個(gè)系統(tǒng)就稱為準(zhǔn)同步數(shù)字系列，簡(jiǎn)寫為PDH。這時(shí)就加入大量的開銷用在鏈路上插入或刪除比特來(lái)保持整個(gè)系統(tǒng)的同步。

       應(yīng)當(dāng)指出，這一休系的每一層都是信道化了的，也就是說(shuō)，不管是不是用于話音傳輸，一個(gè)T-3應(yīng)當(dāng)承載672條DS-0，每一條DS-0的速率限制為64kbit/s。當(dāng)然，今天的數(shù)據(jù)用戶要求在路由器和計(jì)算機(jī)之間有速率高于64kbit/s的鏈路，這樣幾乎所有層次也都同時(shí)提供非信道化形式的應(yīng)用，這就意味著對(duì)單一發(fā)端（如計(jì)算機(jī)串行端口）來(lái)說(shuō)，可以得到各種不同的傳輸速率。于是非信道化的T-1不再是24個(gè)64kbit/s的DS-0，而成為速率為1.536Mbit/s的單一比特流（開銷比特仍然不能使用）。

       一方面是由于規(guī)則的限制，另一方面是山于經(jīng)濟(jì)上的原因，PDH目前仍在使用之中，而且還將繼續(xù)使用一段時(shí)間。替代所有這些準(zhǔn)同步數(shù)字系列的費(fèi)用會(huì)很大，而且需要很長(zhǎng)的時(shí)間。然而，目前已經(jīng)出現(xiàn)了更好的數(shù)字復(fù)用方法，這種方法基于光纖系統(tǒng)而且有更好的同步技術(shù)。在美國(guó)，這種新的體系被稱為同步光纖網(wǎng)（縮寫為SONET，通常用來(lái)代替T-載波），ITU-T稱之為同步數(shù)字系列（縮寫為SDH，通常用來(lái)代替E型載波器），這意味著在同步光纖網(wǎng)和同步數(shù)字系列之間是有細(xì)微差別的。

同步光纖網(wǎng)和同步數(shù)字系列