1.4 中继电路

中继电路是数字交换网络与PCM数字中继线之间的接口设备。目前大多数数字中继电路所连接的是传码率为2.048Mbit/s的32路PCM基群线路，即一个数字中继电路可提供30条话路、1条同步通路和1条标志信号通路。PCM数字中继线上传送的信号是数字信号，但是它和数字交换网络上的数字信号具有不同的码型，而且时钟频率和相位也有差异，另外控制信号的格式也不一样，为此就需要一个接口设备来协调彼此之间的工作，这个设备就是数字中继电路。其主要功能有：时钟提取、码型变换、帧同步和复帧同步等。

中继电路传输模块实物图

时钟提取电路的任务是从数字中继线上传送的数字信号（也叫数据流）中提取时钟信号，以便与远端交换机实现位同步。被提取的时钟信号将作为输入数据流的基准时钟，用来读取输入数据，并供帧同步检测、帧同步监视和弹性存储器使用，以便在正确的时刻对数据流进行识别，检出同步信号。同时，该时钟信号还用来作为本端系统时钟的外部参考时钟源。时钟提取的方法很多，如波形变换法、延迟相乘法、微分整流法等。

一般来说，在数字交换机内部，都是使用单极性不归零码（NRZ）来表示数据；而在数字中继线上，普遍采用三阶高密度双极性的HDB3码来表示数据。这就需要在数字中继电路内完成码型变换的任务。码型变换就是将数字中继线上传送的HDB3码转换成程控交换机内使用的NRZ码，或作相反的转换。

常用码型有以下几种，如图1-14所示。

图1-14 数字信号的常用码型

a)单极性不归零码 b)双极性不归零码 c)单极性归零码 d)双极性归零码 e)交替极性码 f)三阶高密度双极性码

单极性不归零码（NRZ）：无电压表示“0”，恒定正电压表示“1”，每个码元时间的中间点是抽样时间，判决门限为半幅电平。

双极性不归零码：“1”码和“0”码都有电流，“1”为正电流，“0”为负电流，正和负的幅度相等，判决门限为零电平。

单极性归零码（RZ）：发“1”码时，发出正电流，但持续时间短于一个码元的时间宽度，即发出一个窄脉冲；发“0”码时，不发送电流。

双极性归零码：“1”码发正的窄脉冲，“0”码发负的窄脉冲，两个码元的时间间隔大于每一个窄脉冲的宽度，抽样时间对准脉冲中心。

交替极性码（AMI）：将单极性方式的“0”信息码与零电平对应，而“1”信息码交替地变换为正电平（用+1符号表示）或负电平（用-1符号表示），AMI码实际上是用3种电平来表示二进制信号的，故又称为伪三元码。

三阶高密度双极性码（HDB3）：把信息代码变换成AMI码，然后去检查AMI码的连“0”串情况，当没有4个以上连“0”串时，则这时的AMI码就是HDB3码；当出现4个以上连“0”串时，则将每4个连“0”小段的第4个“0”变换成与其前一非“0”符号（+1或-1）同极性的符号。因为这样做有可能破坏“极性交替反转”的规律，故将该符号称为破坏符号，用V符号表示（即+1记为+V，-1记为-V）。为使附加V符号后的序列不破坏“极性交替反转”造成的无直流特性，必须保证相邻V符号也为极性交替。显然，当相邻V符号之间有奇数个非“0”符号时，是能够保证无直流特性的；而当有偶数个非“0”符号时，则得不到保证，这时，再将该小段的第1个“0”变换成+B或-B，而B符号的极性与前一非“0”符号的相反，并让后面的非“0”符号从V符号开始再交替变换。HDB3码除保持了AMI码的优点外，还增加了使连“0”串减少到至多3个的优点，而不管信息源的统计特性如何。这对于同步信息的恢复十分有利。

数字中继电路接收到HDB3码后，首先进行双→单变换，即把双极性码变为单极性码，然后再进行HDB3→NRZ变换。将码型变换分成两步走，是为了使时钟提取电路在双→单变换与HDB3→NRZ变换之间提取时钟信号。

要实现正常的码型变换必须解决同步问题，时钟提取可以解决位同步问题。要使收、发方协调工作，还必须使收端的帧和复帧的时序与发端的时序对应起来，这就是帧同步和复帧同步。就例如我们在对表时，既要使秒针对齐，也要使分针和时针对齐一样。