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最早的數(shù)字體系

        在過去一些時間，一整套時分復用（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，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)字體系使用時分復用技術(shù)、模擬體系使用頻分復用技術(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。

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

       時分復用技術(shù)把整個比特率分解成一系列完全相同的、時間非常短的時隙，每一個時隙承載固定數(shù)目的比特，通常是8位。例如：個T-1幀在125μs（1/8000s）之內(nèi)可以發(fā)送193個比特，這就給出了一般的比特位發(fā)送時間-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)中都要復用一定數(shù)量的話路，也要相應地加入一些與線路操作和管理相聯(lián)系的開銷。對所有的數(shù)字復用開銷，ITU-T稱之為OAM（Operation，Administration，Maintenance）即操作、管理與維護，而在美國通常叫做OAM&P（Operation、Administration、Maintcnancc、Provisioning），即操作、管理、維護與備用。當被問及為何用加一個P表示備用時，貝爾實驗室的一位工程師回答道：“備用決定著什么時候?qū)τ脩羰褂面溌愤M行計費，很重要，值得用一個字母P表示”。

       每一層的開銷比特都不能用來傳遞電話呼叫或用戶的數(shù)據(jù)（計算機之間的串行比特），電話公司使用這些開銷比特來確保鏈路正常工作。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。

       表3-4展示了美國（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，從來沒有定義過第五層，第四層也很少使用。相應地，復用設備供應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，這主要是由于當線路速率增加時，串行位時間會按比例降低造成的。由于位時間降低了，所以對比特同步的要求在大部分時間里，并不總能得到滿足（例如：在轉(zhuǎn)接時比特可能變得時有時無），這樣整個系統(tǒng)就稱為準同步數(shù)字系列，簡寫為PDH。這時就加入大量的開銷用在鏈路上插入或刪除比特來保持整個系統(tǒng)的同步。

       應當指出，這一休系的每一層都是信道化了的，也就是說，不管是不是用于話音傳輸，一個T-3應當承載672條DS-0，每一條DS-0的速率限制為64kbit/s。當然，今天的數(shù)據(jù)用戶要求在路由器和計算機之間有速率高于64kbit/s的鏈路，這樣幾乎所有層次也都同時提供非信道化形式的應用，這就意味著對單一發(fā)端（如計算機串行端口）來說，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)使用一段時間。替代所有這些準同步數(shù)字系列的費用會很大，而且需要很長的時間。然而，目前已經(jīng)出現(xiàn)了更好的數(shù)字復用方法，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，這種新的體系被稱為同步光纖網(wǎng)（縮寫為SONET，通常用來代替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)字系列之間是有細微差別的。

同步光纖網(wǎng)和同步數(shù)字系列