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最早的数字体系

        在过去一些时间，一整套时分复用（TDM）数字体系都是为T-1和E1系统开发的。日本在使用基本T-1结构的同时，也有他自己的一套东西，叫做J-1系统。新的数字方法和旧的模拟方法之间的主要区别并不在于它们承载的是数字话路还是模拟话路，而在于数字体系使用时分复用技术、模拟体系使用频分复用技术。日前，这种T-1/E-1/J-1结构正在被更新代的数字体系所取代，但是在本节我们只研究初始的数字体系，下一节再研究电话公司所使用的新的数字体系。

       有人曾认为模拟信号不能使用时分复用技术、数字信号不能使用频分复用技术。但事实并非如此，贝尔系统的模拟复用设备对模拟话路所采用的就是时分复用技术（叫做时隙内插设备），而且整个光纤领域的波分复用（WDM）就是建立在对数字话路使用频分复用技术的基础上。虽然事实是这样，但在光纤出现之前，模拟式的时分复用设备和数字式的频分复用设备都是非常复杂、庞大、价格吊贵、效率低下而且显得很笨重。这样通常情况下模拟系统就使用频分复用技术，数字系统则采用时分复用技术。

       时分复用技术把整个比特率分解成一系列完全相同的、时间非常短的时隙，每一个时隙承载固定数目的比特，通常是8位。例如：个T-1帧在125μs（1/8000s）之内可以发送193个比特，这就给出了一般的比特位发送时间-125ps/193bit，即大约每比特0.65μ.s。

       在数字体系每一层的顿结构中都要复用一定数量的话路，也要相应地加入一些与线路操作和管理相联系的开销。对所有的数字复用开销，ITU-T称之为OAM（Operation，Administration，Maintenance）即操作、管理与维护，而在美国通常叫做OAM&P（Operation、Administration、Maintcnancc、Provisioning），即操作、管理、维护与备用。当被问及为何用加一个P表示备用时，贝尔实验室的一位工程师回答道：“备用决定着什么时候对用户使用链路进行计费，很重要，值得用一个字母P表示”。

       每一层的开销比特都不能用来传递电话呼叫或用户的数据（计算机之间的串行比特），电话公司使用这些开销比特来确保链路正常工作。由于这一原因，初始数字体系每一层所需用的开销比特成为关注的焦点。

       表3-4展示了美国（T-载波）、欧洲（E-载波）和日本（J-载波）所使用的初始数字体系。在每一个层次中，给出了线路速率、支持的话路数、开销数量（从线路速率中减去话路数与64kbit/s的乘积而得到）和开销占线路速率的百分比。

表3-4   初始数字体系PDH

       在美国，从来没有定义过第五层，第四层也很少使用。相应地，复用设备供应商使用特有的方式和创造性的方法把不同数量的T-3结合在光纤系统上。我们可以看到在每一个载波系统中，开销所占的比率随着线路速率的增加而增加，这主要是由于当线路速率增加时，串行位时间会按比例降低造成的。由于位时间降低了，所以对比特同步的要求在大部分时间里，并不总能得到满足（例如：在转接时比特可能变得时有时无），这样整个系统就称为准同步数字系列，简写为PDH。这时就加入大量的开销用在链路上插入或删除比特来保持整个系统的同步。

       应当指出，这一休系的每一层都是信道化了的，也就是说，不管是不是用于话音传输，一个T-3应当承载672条DS-0，每一条DS-0的速率限制为64kbit/s。当然，今天的数据用户要求在路由器和计算机之间有速率高于64kbit/s的链路，这样几乎所有层次也都同时提供非信道化形式的应用，这就意味着对单一发端（如计算机串行端口）来说，可以得到各种不同的传输速率。于是非信道化的T-1不再是24个64kbit/s的DS-0，而成为速率为1.536Mbit/s的单一比特流（开销比特仍然不能使用）。

       一方面是由于规则的限制，另一方面是山于经济上的原因，PDH目前仍在使用之中，而且还将继续使用一段时间。替代所有这些准同步数字系列的费用会很大，而且需要很长的时间。然而，目前已经出现了更好的数字复用方法，这种方法基于光纤系统而且有更好的同步技术。在美国，这种新的体系被称为同步光纤网（缩写为SONET，通常用来代替T-载波），ITU-T称之为同步数字系列（缩写为SDH，通常用来代替E型载波器），这意味着在同步光纤网和同步数字系列之间是有细微差别的。

同步光纤网和同步数字系列