E1信号格式详细讲解精.docx
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E1信号格式详细讲解精
E1信号详解
在20世纪60年代初,基于铜线的模拟线大量铺设,而街道空间有限,已经没有办法再安装新的线路。
于是美国的专家们开始尝试PCM数字化技术和TDM复用技术的实际应用。
这样就可以使用4根铜线传输更多的信号并且提供更好的传输质量。
把24个64kbit/s的通道复用一起,成为1.544Mbit/s信号,这就是T1。
到了1965年,T1的标准出现了。
而日本采用了该标准。
每个T1信号包括24个通道和1比特的同步信号,因此T1的速率如下:
(24channelsx8bit/channel+1bit)/125μs=1.544Mbit/s
欧洲在稍后(1968年)发展了自己的TDM复用标准,在64kbit/s的采样脉冲间隔中复用了30个通道,还有1个通道用于同步/告警传输,另外还有1个通道用于信令。
这样的传输格式就是E1。
除了美国和日本以外,世界上其它国家都采用的是E1标准。
E1格式的速率为2.048Mbit/s,公式如下:
(32channelsx8bit/channel)/125μs=2.048Mbit/s
30个语音时隙,再加上一个同步时隙和一个信令时隙构成了一个基本的2.048Mbit/s帧其结构如下图:
2.048Mbit/s帧中,32个时隙时间长度125μs,整个2.048Mbit/s帧长度2ms。
其主要特性如下:
Nominalbitrate
2048kbit/s
Tolerance
50ppm
Linecode
HDB3
Framelength
256bits
Framerate
8000frames/s
Bitspertimeinterval
8bits
Multiplexingmethod
Byte-by-byte
基本帧同步只是表示初步建立了同步关系,帧是不是正确,传输过程中是否发生什么错误,这时就需要CRC复帧。
关于CRC复帧的详细容请参考G.706标准。
所谓复帧,就是多个帧组合在一起,就成为复帧。
一个CRC复帧包含了16个基本帧。
一个CRC复帧包含16个基本帧,这16个基本帧划分为2个子复帧(SubMulti-Frames),分别叫做子复帧I(SMFI)和子复帧II(SMFII)。
CRC复帧中的偶数帧叫做FAS(FrameAlignmentSequence)帧,奇数帧叫做NFAS(NonFrameAlignmentSequence)。
FAS帧和NFAS帧的主要区别是FAS帧的0时隙容除了比特1外,其余位都是固定的。
CRC复帧的结构是比较复杂的,是一个二维结构,下面分别进行说明。
FAS帧
CRC复帧中的每个偶数帧的0时隙的容就是帧对齐信号。
接收侧识别该信号可以确定基本帧是否对齐。
对于帧对齐机制来说,不用每个帧都发送帧对齐信号,理论上帧对齐信号是可以在任一帧发送的,通常情况下使用0时隙作为帧对齐时隙,而除了FAS帧以外,0时隙的其它帧可以用于其他用途。
FAS帧对齐信号如下图:
国际比特(Si)
国际比特(Si)包括3方面容:
1、CRC复帧对齐信号;
2、CRC校验字;
3、错误监视比特
CRC复帧对齐信号
一个CRC复帧中的前6个奇数帧(1,3,5,7,9,11)的Si比特是CRC复帧对齐信号,接收侧依据该信号确定CRC复帧是否同步。
CRC复帧对齐信号是固定的:
001011。
如下图:
CRC校验字
每个CRC子复帧前4个偶数帧(0,2,4,6,8,10,12,14)的Si比特是CRC-4校验字。
CRC校验字是为了防止帧对齐错误,同时也提供了一定程度上的错误监视。
但是CRC-4校验也不是万无一失的,有1/16,6.25%的错误时发现不了的。
FAS帧中的CRC校验字有可能恰好与NFAS帧中的CRC复帧对齐信号恰好相等,这样就有可能造成帧失步,因为把FAS帧识别为NFAS帧,正好就差了一个基本帧。
为了避免这种情况发生,在发送侧,每个子复帧发送完毕后,计算其CRC-4校验值,并且将该校验值放到下一个子复帧的CRC校验字里。
在接收侧,每接收完毕一个子复帧,就计算该子复帧的CRC-4校验字,然后与所接收的下一个子复帧的CRC-4校验字相比较,如果不相等,则认为至少有1个比特发生了错误,向发送侧发送告警。
CRC-4校验发现错误后,设置相应错误监视比特的值以通知对端相应的子复帧出现错误。
错误监视比特
CRC复帧最后2个奇数帧(13,15)的Si比特是错误监视比特。
这2个比特分别命名为E1和E2,用于对应两个子复帧的CRC错误。
Ex=1,表示远端没有检测到CRC错误,Ex=0,表示远端在相应的子复帧中检测到CRC错误。
错误监视比特示意图如下:
监视比特
NFAS帧0时隙比特2就是监视比特,设置为1与FAS帧对齐信号区别。
NFAS备用比特
每个CRC复帧NFAS帧的比特3-8叫做NFAS备用比特。
其中比特3叫做A比特,其余比特是备用比特,叫做SaX比特。
NFAS备用比特如下图:
A比特
NFAS备用比特的第一位,也就是NFAS帧的比特3,叫做A比特位,=1,表示有远端告警。
基本上接收侧检测基本帧失步,就会产生此告警。
表示线路上发送侧出现问题,而接收侧是正常的。
SaX比特
SaX(x=4,5,6,7,8)是备用比特,在CRC复帧中没有特殊用途,是预留给上层应用的。
根据G.704标准,SaX位可以用于点到点应用、数据通信、发送质量的维护与监视。
如果不使用SaX位,则这些位要保持为1。
信令通道
CAS(ChannelAssociatedSignalling,随路信令)在G.704标准中被定义。
CAS信令的特点是一个CRC复帧中每一帧(不包括0帧)的16时隙被拆分为高4位和低4位,分别对应不同的通道,譬如第1帧16时隙的高4位就是1通道的信令,低4位就是16通道的信令。
这样一个CRC复帧,去掉0帧后,还有15帧,正好对应了30个E1通道。
其结构如下图:
CAS复帧
在随路信令中,每个64kbit/s的语音通道都有一个2kbit/s的信令通道相对应,每个信令包含4个比特,分别是ABCD。
因此每个16时隙都包含2个通道的信令。
因为每个16时隙只包含2个通道信令,因此需要有15帧才能够把全部30个E1通道的信令全部传输完毕。
而这一组帧就叫做CAS复帧。
CAS复帧对齐信号
CAS复帧对齐信号用来识别哪一帧是CAS复帧的开始,这样才可以识别每一个通道的信令。
0帧16时隙的高4位就是CAS复帧对齐信号,取值固定为0,如下图:
CAS非复帧对齐信号
0帧16时隙的低4位是CAS非复帧对齐信号,包括1个告警比特(A)和3个备用比特(S)。
结构如下图:
当满足以下条件时,需要设置告警比特,以通知对端:
1、复帧编码器或复帧解码器电源故障;
2、复帧解码器检测到输入信令失步;
3、复帧解码器检测到CAS复帧失步;
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