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| 脈沖編碼調(diào)制簡稱PCM |
簡介編輯本段回目錄
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| 脈沖編碼調(diào)制簡介 |
現(xiàn)在的數(shù)字傳輸系統(tǒng)都是采用脈碼調(diào)制（PulseCodeModulation）體制。PCM最初并非傳輸計算機數(shù)據(jù)用的，而是使交換機之間有一條中繼線不是只傳送一條電話信號。PCM有兩個標準（表現(xiàn)形式）即E1和T1。
中國采用的是歐洲的E1標準。T1的速率是1.544Mbit/s，E1的速率是2.048Mbit/s。
脈沖編碼調(diào)制可以向用戶提供多種業(yè)務，既可以提供從2M到155M速率的數(shù)字數(shù)據(jù)專線業(yè)務，也可以提供話音、圖象傳送、遠程教學等其他業(yè)務。特別適用于對數(shù)據(jù)傳輸速率要求較高，需要更高帶寬的用戶使用。
發(fā)展史編輯本段回目錄
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| 脈沖編碼調(diào)制發(fā)展史 |
脈沖編碼調(diào)制的比特率，從14-bit發(fā)展到16-bit、18-bit、20-bit直到24-bit；采樣頻率從44.1kHz發(fā)展到192kHz。PCM脈碼調(diào)制這項技術(shù)可以改善和提高的方面則越來越來小。只是簡單的增加PCM脈碼調(diào)制比特率和采樣率，不能根本的改善它的根本問題。其原因是PCM的主要問題在于：
（1）任何脈沖編碼調(diào)制數(shù)字音頻系統(tǒng)需要在其輸入端設(shè)置急劇升降的濾波器，僅讓20Hz-22.05kHz的頻率通過（高端22.05kHz是由于CD44.1kHz的一半頻率而確定）。
（2）在錄音時采用多級或者串聯(lián)抽選的數(shù)字濾波器（減低采樣頻率），在重放時采用多級的內(nèi)插的數(shù)字濾波器（提高采樣頻率），為了控制小信號在編碼時的失真，兩者又都需要加入重復定量噪聲。這樣就限制了PCM技術(shù)在音頻還原時的保真度。
為了全面改善脈沖編碼調(diào)制數(shù)字音頻技術(shù)，獲得更好的聲音質(zhì)量，就需要有新的技術(shù)來替換。飛利浦和索尼公司再次聯(lián)手，共同推出一種稱為直接流數(shù)字編碼技術(shù)DSD的格式，其記錄媒體為超級音頻CD即SACD，支持立體聲和5.1環(huán)繞聲。DSD是PCM脈沖編碼調(diào)制的進化版。
工作原理編輯本段回目錄
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| 脈沖編碼調(diào)制工作原理 |
抽樣，就是對模擬信號進行周期性掃描，把時間上連續(xù)的信號變成時間上離散的信號。該模擬信號經(jīng)過抽樣后還應當包含原信號中所有信息，也就是說能無失真的恢復原模擬信號。它的抽樣速率的下限是由抽樣定理確定的。抽樣速率采用8Kbit/s。
量化，就是把經(jīng)過抽樣得到的瞬時值將其幅度離散，即用一組規(guī)定的電平，把瞬時抽樣值用最接近的電平值來表示。
一個模擬信號經(jīng)過抽樣量化后，得到已量化的脈沖幅度調(diào)制信號，它僅為有限個數(shù)值。
編碼，就是用一組二進制碼組來表示每一個有固定電平的量化值。然而，實際上量化是在編碼過程中同時完成的，故編碼過程也稱為模/數(shù)變換，可記作A/D。
話音信號先經(jīng)防混疊低通濾波器，進行脈沖抽樣，變成8KHz重復頻率的抽樣信號（即離散的脈沖調(diào)幅PAM信號），然后將幅度連續(xù)的PAM信號用“四舍五入”辦法量化為有限個幅度取值的信號，再經(jīng)編碼后轉(zhuǎn)換成二進制碼。對于電話，CCITT規(guī)定抽樣率為8KHz，每抽樣值編8位碼，即共有28=256個量化值，因而每話路PCM編碼后的標準數(shù)碼率是64kb/s。為解決均勻量化時小信號量化誤差大，音質(zhì)差的問題，在實際中采用不均勻選取量化間隔的非線性量化方法，即量化特性在小信號時分層密，量化間隔小，而在大信號時分層疏，量化間隔大。
在實際中使用的是兩種對數(shù)形式的壓縮特性：A律和U律，A律編碼主要用于30/32路一次群系統(tǒng)，U律編碼主要用于24路一次群系統(tǒng)。A律PCM用于歐洲和中國，U律PCM用于北美和日本。
編碼編輯本段回目錄
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| 脈沖編碼調(diào)制編碼 |
PCM編碼原理與規(guī)則：PCM數(shù)字接口是G.703標準，通過75Ω同軸電纜或120Ω雙絞線進行非對稱或?qū)ΨQ傳輸，傳輸碼型為含有定時關(guān)系的HDB3碼，接收端通過譯碼可以恢復定時，實現(xiàn)時鐘同步。Fb為幀同步信號，C2為時鐘信號，速率為2.048Mbps，數(shù)據(jù)在時鐘下降沿有效，E1接口具有PCM幀結(jié)構(gòu)，一個復幀包括16個幀，一個幀為125μs，分為32個時隙，其中偶幀的零時隙傳輸同步信息碼0011011，奇幀的零時隙傳輸對告碼，16時隙傳輸信令信息，其它各時隙傳輸數(shù)據(jù)，每個時隙傳輸8比特數(shù)據(jù)。
E1標準編輯本段回目錄
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| 脈沖編碼調(diào)制E1標準 |
1、PCM30：PCM30用戶可用時隙為30個，TS1-TS15，TS17-TS31。TS16傳送信令，無CRC校驗。
2、PCM31：PCM30用戶可用時隙為31個，S1-TS15，TS16-TS31。TS16不傳送信令，無CRC校驗。
3、PCM30C：PCM30用戶可用時隙為30個，TS1-TS15，TS17-TS31。TS16傳送信令，有CRC校驗。
4、PCM31C：PCM30用戶可用時隙為31個，TS1-TS15，TS16-TS31。TS16不傳送信令，有CRC校驗。
CE1，就是把2M的傳輸分成了30個64K的時隙，一般寫成N*64，
CE1----最多可有31個信道承載數(shù)據(jù)timeslots1----31timeslots0傳同步
PCME1形式結(jié)構(gòu)簡述
在PCME1形式信道中，8bit組成一個時隙（TS），由32個時隙組成了一個幀（F），16個幀組成一個復幀（MF）。在一個幀中，TS0主要用于傳送幀。定位信號（FAS）：CRC-4（循環(huán)冗余校驗）和對端告警指示，TS16主要傳送隨路信令（CAS）、復幀定位信號和復幀對端告警指示，TS1至TS15和TS17至TS31共30個時隙傳送話音或數(shù)據(jù)等信息。稱TS1至TS15和TS17至TS31為凈荷，TS0和TS16為開銷。如果采用帶外公共信道信令（CCS），TS16就失去了傳送信令的用途，該時隙也可用來傳送信息信號，這時幀結(jié)構(gòu)的凈荷為TS1至TS31，開銷只有TS0。
PCME1形式接口
G703非平衡的75ohm，平衡的120ohm2種接口
使用PCME1形式有三種方法
1、將整個2M用作一條鏈路，如DDN2M；
2、將2M用作若干個64k及其組合，如128K，256K等，這就是CE1；
3、在用作語音交換機的數(shù)字中繼時，這也是E1最本來的用途，是把一條E1作為32個64K來用，但是時隙0和時隙15是用作signaling即信令的，所以一條E1可以傳30路話音。PRI就是其中的最常用的一種接入方式，標準叫PRA信令。用2611等的廣域網(wǎng)接口卡，經(jīng)V.35-G.703轉(zhuǎn)換器接E1線。這樣的成本比E1卡低，DDN的2M速率線路是經(jīng)HDSL線路拉至用戶側(cè)。E1可由傳輸設(shè)備出的光纖拉至用戶側(cè)的光端機提供E1服務。
PCME1形式使用注意事項
PCME1形式接口對接時，雙方的E1不能有信號丟失/幀失步/復幀失步/滑碼告警，但是雙方在E1接口參數(shù)上必須完全一致，因為個別特性參數(shù)的不一致，不會在指示燈或者告警臺上有任何告警，但是會造成數(shù)據(jù)通道的不通/誤碼/滑碼/失步等情況。這些特性參數(shù)主要有；阻抗/幀結(jié)構(gòu)/CRC4校驗
PCME1形式阻值有75ohm和120ohm兩種，PCME1形式幀結(jié)構(gòu)有PCM31/PCM30/不成幀三種。
PCME1形式和PCME2形式區(qū)別
1、PCMT1形式是高速傳輸?shù)牧硪环N標準。一條PCMT1形式可以同時有多個并發(fā)信道，每個信道都是一個獨立的連接。在美國的標準PCMT1形式服務提供24個信道，每個信道的速率是56K。PCMT1形式服務與其相應的設(shè)備ISDN和普通電話相比都更加昂貴。而PCME2形式相對費卻較少。
2、PCMT1形式通常用于需要在遠程站點間進高帶寬高速率傳輸?shù)拇笮徒M織。64K專用數(shù)據(jù)線（DDL）作為T1服務的一個變種或一個分支服務，也提供此類服務。而一條PCME1形式線，只要有ProxyServer提供的緩沖功能，在同等傳輸下，比PCMT1形式可以有效地節(jié)省帶寬。
3、PCMT1形式提供23個B信道和一個D信道，即23B+D.1.544Mbps；PCME1形式提供30個B信道和一個D信道，即30B+D.2.048Mbps
4、PCMT1形式表示具有高質(zhì)量的通話和數(shù)據(jù)傳送界面，北美使用T1標準，能夠支持Max的24位用戶同時拔號，而歐洲使用E1標準，可以支持30位用戶，PCMT1形式僅是MAX的簡單接口。
