数据通信基础 - 数字传输系统（T1、E1）

1 概述

2 载波标准（E1、T1）

名称	速率 Mbps	信道个数	每个语音信道的数据速率	使用国家
T1	1.544	24	56Kb/s	美国、日本
E1	2.048	32	64Kb/s	欧洲、中国

2.1 T1

• 语音信道：在脉冲编码调制（PCM）中，对 4 kHz 的话音信道要按 8 kHz（$2f_{最高频率}=2\ast 4kHz$） 的速率采样，128 级量化（$2^{7}bit$），则每个话音信道的比特率是 56 kbps（$8\ast 7$）

• 高效使用：为每一个这样的低速信道安装一条通信线路太不划算了，所以在实际中要利用多路复用技术建立更高效的通信路线。在美国和日本使用很广的一种通信标准是贝尔系统的 T1 载波（如图 2-22 所示）

• 时分多路：T1 载波也叫一次群，它把 24 路话音信道按 时分多路 的原理复合在一条 1.544 Mbps 的高速信道上。

• 工作原理：用一个编码解码器轮流对 24 路话音信道 取样、量化 和 编码，将一个取样周期中（125 μs）得到的 7 位一组的数字合成一串，共 7 × 24 位长。这样的数字串在送入高速信道前要在每一个 7 位组的后面插入一个 信号令，于是变成了 8 × 24 = 192 位长的数字串。这 192 位数字组成一帧，最后再加入一个 帧同步 ，故帧长为 193 位。

• 速率计算：对每一路语音信道来说 $速率（比特率）=\frac{字节数}{时间（周期）}$

  • 传输数据的速率： $\frac{7b}{125\mu s}=56kbps$
  • 传输控制信息的速率：$\frac{1b}{125\mu s}=8kbps$
  • 总的速率：$\frac{193b}{125\mu s}=1.544Mbps$
  • 时间单位换算：$1s=10^{3}ms=10^6\mu s=10^{9}ns$
    

• T1 载波还可以 多路复用 到更高级的载波上，如图 2-23 所示。 4 个 1.544 Mbps 的 T1 信道结合成 1 个 6.312 Mbps 的 T2 信道，多增加的位（6.312 - 4×1.544 = 0.136）是为了 组帧 和 差错恢复。与此类似，7 个 T2 信道组合成 1 个 T3 信道，6 个 T3 信道组合成 1 个 T4 信道。
  

2.2 E1

• 工作原理：把 32 个 8 位一组的数据样本组合成 125 μs 的基本帧，其中 30 个子信道用于话音传送数据，两个子信道（CH0 和 CH16）用于传送 控制信令，每 4 帧能提供 64 个控制位。（如图 2-24 所示）
• 速率计算：对每一路语音信道来说 $速率（比特率）=\frac{字节数}{时间（周期）}$
  • 传输数据的速率： $\frac{8b}{125\mu s}=64kbps$
    

3 扩展

3.1 网工软考真题

// 2016年 上半年 参考答案：A
[例1]T1载波的数据速率是（）
     A.1.544Mb/s   B.6.312Mb/s   C.2.048Mb/s   D.44.736Mb/s

// 2011年 下半年 参考答案 16=B，17=B
[例2]E1信道速率是（16），其中每个语音信道的数据速率是（17）
     (16) A.1.544 Mb/s   B.2.048 Mb/s   C.6.312 Mb/s   D.44.736 Mb/s
     (17) A.56 Kb/s      B.64 Kb/s      C.128 Kb/s     D.2048 Kb/s