[科普中国]-码速调整

码速调整是指有控制的改变数字信号的速率，使其能与不同于自身固有速率的数字信号的速率相一致的过程1。这种过程不丢失或损伤信息。其目的是为使与复用设备不同步的各支路得到复用。

不论同步复接、准同步复接或异步复接，都需要进行码速调整。对于准同步复接和异步复接，由于几个低次群数字信号复接成一个高次群数字信号时，各个低次群的时钟是各自产生的，即使它们的标称码速率相同，但由不同的晶体振荡器产生的时钟频率不可能完全相同，各个支路的瞬时码速率也可能是不同的。如果将码速率不同的低次群直接进行复接，几个低次群的码元就会产生重叠或错位，这样复接合成后的数字信号流，在接收端是无法分接并恢复成原来的低次群信号的。对于同步复接，虽然各低次群的码速率完全一致，但复接后的码序列中还要加入帧同步码、对端警告等附加码元，这样码速率就要增加，因此同样需要进行码速调整。将几个低次群复接成高此群时，必须采取适当的措施，以调整各低次群系统的码速率使其同步，同时使复接后的码速率符合高此群帧结构的要求2。

码速调整技术就是把参与复接的各准同步码流调整为同步码流。码速调整技术可分为正码速调整、负码速调整、正/0/负码速调整和正/负码速调整等四种，大同小异。

所谓正码速调整是指进行码速调整后的速率高于调整前的速率。目前采用比较多的一种正码速调整方法是脉冲插入同步。其码速调整电路和码速恢复电路由缓冲存储器和一些必要的控制电路组成2。

1.原理

每一个参与复接的准同步码流都先经过一个单独的码速调整单元，经码速调整之后形成同步码，然后进行同步复接；在接收端先实施同步分接，得到同步分接码流，再经码速恢复单元把它恢复成为原来的准同步码流。码速调整器装置的主体是一个缓冲器，还有一些控制电路。输入的准同步时钟的频率为 ,输出的同步复接支路时钟的频率为 ，其中输出频率 大于输入频率 ，因为 而得名正码速调整。假定缓冲存储器原来处于半满状态，随着时间推移，因 而使得存储器中信息位越来越少，如果不采取特别措施，终将把信息位取空而出现滑动；如果发现缓冲存储器中的信息位数降到规定的门限，就发出控制信号把读出时钟停顿一个节拍，则存储的信息位立即增加一位。如此往复，就可以把码流通过缓冲存储器无误地传递出去，同时码流速率从 调整成为 ， 中停顿拍节（位时隙），不从缓冲存储器中读出信息（形成空闲的位时隙），这就是一次正码速调整（或称一次脉冲塞入）；在相应的码速恢复装置中，对应这个调整拍节不会向恢复存储器写入信息，这就是相应的码速恢复。如此进行调整和恢复，就可以保证码速无误传播。1

实现在每个复接帧中对应每个支路规定一个特定的位时隙，它为该支路码流提供一次正码速调整机会，如果无需调整，该时隙仍传信码；如果需要调整，该时隙就会空闲。该时隙在一帧中究竟是空闲（调整）还是载有信息（未调整），必须在本帧规定的位置设置调整指示信息，到达分解器中根据这种指示信号来实施相应的码速恢复操作。码速调整实际上是把原来均匀的准同步码流变换成不均匀的同步码流；码速恢复则是把不均匀的同步码流恢复成均匀的同步码流，因而引入抖动损伤。正确的码速调整设计应当尽可能降低这种抖动损伤。1

2.正码速调整在工业通信系统中应用的局限性

由于正码速调整采用非对称型帧结构和具有较大的输出抖动，因而受到如下限制：

（1）对系统中业务转接次数的限制；

（2）正码速调整的输出抖动对传输业务的质量的损伤；

（3）正码速调整对复接设备兼容性的限制。

正码速调整都采用非对称型帧结构，它的标称码速率和标称码速调整比不等于0.也就是当支路速率与复接速率都等于标称值时，还要进行码速调整比为复杂分式的码速调整。因此，不能再正码速调整帧结构上实现数字交换。严格说来，正码速调整帧结构也不具有兼容同步的能力。3

负码速调整，又称为“负脉冲塞入”。在数字复用中，从支路数字信号中有控制地删去一些数字，使得单独支路的数字率与该复用设备决定的数字率一致。删去的信息则由一分开的低容量时隙传送。例如采用正、零、负码速调整的34.368Mb/s数字复用设备中，每帧长度是2148比特，其中2112比特是由四个二次群来的信号比特4。

一种正和负码速调整的结合，其中两种调整状态是分别用统一的信号表示，而不（零）调整状态则用一附加信号表示。例如34.368Mb/s数字复用设备中，正码速调整用调整控制信号“111”表示，负码速调整用“000”表示，连续两帧以上即被确认，零码速调整用前一帧“111”，后一帧“000”交替的控制信号表示，每帧2148比特中第1441至1444比特用作传输二次群来的负调整信息比特（每支路1比特），每帧的第1445至1448比特用作正调整时需要塞入不带信息的填充比特4。

1.基本原理

模型法正/0/负码调整的基本原理是：利用正/0/负码调整帧结构的特点，在发送端设计一模型参数，用这一模型参数控制正/0/负码速调整的调整过程，将通常正/0/负码速调整的或者总是正调整、或者负调整的过程转换成正调整、负调整、不调整同时存在并且相互独立的过程。这一转换的结果将正/0/负码速调整的基本抖动谱变换到了一个容易被去除的频带上。在接收端用适当的窄带匀滑回路即可完全去除这种抖动，达到大大减小码速调整输出抖动的目的。3

2.主要技术性能

模型法正/0/负码速调整数字复接设备的主要技术性能如下：

（1）采用CCITT G.745、G.753、G.754建议的正/0/负码速调整帧结构。这些帧结构与相应的同步复接帧结构相容。既可准同步工作，也可同步工作。还可以采用CCITT G.741建议的多用途正/0/负码速调整帧结构，实现准同步复接、同步复接和数字交换三者的兼容。

（2）大幅度减小了正/0/负码速调整的输出抖动；

（3）抖动转移特性优于正码速调整；

（4）支持输入抖动容限满足CCITT G.703建议；

（5）设备量略高于正码速调整设备，而低于西德及澳大利亚的正/0/负码调整设备。3

3.应用特点

模型法正/0/负码速调整在国内通信系统中的应用特点：

（1）允许多次码速调整业务转接；

（2）输出抖动指标能满足多种业务的传输质量要求；

（3）能适应多种工作方式，组网灵活；

（4）由于采用标准传输比特率和复接设备支路较少，通常都需要终端设备“背”靠“背”来完成中继。因而，模型法正/0/负码速调整设备与其它采用同一标准比特率复接设备之间的互联、转换和接口都不成问题。3

采用正负码速调整时，需考虑的因素相对较少，但输出抖动峰峰值最大为1UI，即采用数字平滑也无济于事，而正码速调整，只要正确选择调整比和调整速率，妥善设计码速恢复端的锁相环，该项指标可以达到