補充資料:脈衝編碼調製
對模擬訊號進行抽樣並把樣值量化通過編碼轉換成數碼訊號的調製方式,簡稱脈碼調變。脈碼調變是時分多路通訊中的一種主要制式。利用脈碼調變可以用兩對導線同時傳送多路**。
簡史 脈碼調變原理,是英國人a.h.里夫斯於2023年提出的。2023年美國貝爾研究所開始用電子管進行試驗研究,並於2023年製成一部實驗性裝置,在微波線路上試驗。第二次世界大戰期間,美國研製成小容量微波脈碼調變裝置並在陸軍中使用。2023年,美國研製成電晶體時分多路脈碼調變裝置(t1型24路數字載波系統),並在市話網中使用。此後,各國紛紛研製和採用24路或30路脈碼調變系統。2023年貝爾研究所又研製成每秒224兆比的脈碼調變實驗系統並在同軸電纜線路上進行傳輸試驗(後改用274兆比)。2023年,加拿大正式裝用ld-4型每秒 274兆比、4032話路的同軸電纜脈碼調變系統。脈碼調變系統開始向長距離、大容量方向發展。
中國從20世紀60年代開始研究脈碼調變技術,70年代初開始研製24路和30路脈碼調變裝置。2023年,郵電部確定採用每秒2.048兆比的 30路脈碼調變裝置作為一次群標準制式,2023年製成裝置。2023年和2023年,分別製成二次群每秒8.448兆比120路和三次群每秒34兆比的480路復接裝置。
原理 脈碼調變包括抽樣、量化和編碼三個過程。每隔一定時間從連續變化的話音模擬訊號中取出乙個瞬時值,從而得到一系列電平幅度不同的脈衝訊號,即脈幅調製(pam)訊號,這個過程稱為抽樣。抽樣後,各脈幅調製訊號的電平幅度用量化級來衡量。量化級分為有限數目的幅度間隔。在某一級幅度範圍內的抽樣脈衝都取同一值。這個過程稱為量化。經過量化的脈衝幅度只是近似於脈幅調製訊號,由此產生的誤差,稱為量化失真。最後,將量化後的每一脈衝幅值用一組二進位制數字**表示。這個過程稱為編碼。標準的脈碼裝置,其量化級為256級,因此要用8位二進位制數字編碼(28=256)。在量化和編碼時,用來規定各個量化級的相對數值的規律,稱為編碼律。具有壓縮擴充套件特性的折線編碼律,較為常用。國際上,現有的標準編碼律有a律和μ律兩種,前者採用13折線近似,後者採用15折線近似。時分復用脈碼調變原理如圖1所示。為了識圖方便,該圖簡化為8級均勻量化和3位二進位制數字編碼。圖1
編碼數字脈衝沿線路傳輸時會受到衰減和雜訊干擾。因此,每傳送一定距離,必須對脈衝進行識別和再生,使其幅度、波形和定時恢復原狀。這個過程稱為再生。在接收端,把編碼的數字脈衝重新變換為量化的脈幅調製訊號,稱為解碼。然後脈幅調製訊號經低通濾波器還原成原來的連續變化的話音訊號。
脈碼調變通訊系統話音的標準抽樣速率為每秒8000次。根據抽樣理論,這種抽樣速率可以保證接收端收聽到的話音基本上不失真。抽樣的時間間隔,稱為幀。乙個話路的話音訊號,編碼後僅佔時間幀的很小部分。這部分稱為時隙。其餘時隙可以用以傳送其他話路編碼脈衝,從而實現時分多路復用。
裝置 脈碼調變裝置包括終端裝置和再生中繼器。
數字通訊按照復用容量分為若干級。一些國家的數字復用系列見表。
特點 ①脈碼調變系統採用數字脈衝來傳輸資訊,通常傳送的只是"1"或"0"、"正"或"負"和脈衝的"有"或"無",只要識別這兩種狀態即可,所以對傳輸線路中的串話、雜訊等抗干擾性強。②脈碼調變系統採用訊號再生中繼方式,每隔一定距離就再生出"乾淨"的脈衝向下一站**,因而其訊號的失真不積累。③脈碼裝置便於採用積體電路,裝置的體積小而簡單,且重量輕、功耗小。④脈碼調變裝置傳送的是數碼訊號,便於加用保密裝置。⑤適用於光導纖維等新的傳輸媒介。脈碼調變的主要缺點是占用頻帶較寬。
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