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数字化三步骤三

       为了产生适于在广域网链路上传输的数字语音,最后还要进行编码。
数字语音编码
       编码步骤产生线路码,即适于在长距离上传输的0、1组合。这听起来也许有些奇怪,因为量化步骤的输出就已是数字化且以0、1形式表示的8比特PCM码字。若非进行短距离传输,极少以PCM码字的形式来传送数字化的PAM样值。因为比起由PAM直接产生的PCM码字,经过适当变换的线路码更适合长距离传输。
       在美国,经常使用的线路码是双极性传号交替反转码(双级性AMI),或简称作AMI(因为所有的AMI都是双极性的)。AMI最初是在60年代被用于数字电话的T-载波系统中复用等级的第一级,即T-1(有时写作TI)。尽管现在仍然还有使用AMI的情况,但是大多数T-1链路都已不使用AMI了,而是使用基于AMI的8零取代二进制码(B8ZS)。B8ZS如何增强AMI的性能并不是本书所关心的,这里只要知道AMI能被用来在数字化的T-1链路上发送8比特的PCM码字即可。
       从技术上说,AMI是双极性编码,不过AMI这一名词在数字语音技术领域以外仍被广泛使用。双极性编码使用交替传号反转来代表线路上的1。传号只是从电报系统中借用的一个术语,用来表示线路上的电压脉冲。电压脉冲可以全正或全负,这是直流工作方式;也可以正负交替变换,这是交流工作方式。用正负交替的脉冲来表示连续的1,这正是AMI的本质所在。在一比特持续期间,线路上没有电压则表示“0”。这样,对于任意的0.1串,双极性编码的情况如图2-10所示。
双极性AMI线路码
图10    双极性AMI线路码
       双极性编码解决了早期数字链路上的几个棘手的问题。如果通信线路上的直流脉冲太多,线路将不能正常工作。交流脉冲的使用解决了这个问题,而且交流脉冲在同样的功率水平上比基本的直流脉冲传得远。缺少“直流成分”对长途通信系统有利,因为必须通过电导体才能把直流功率送到线路上去。把交流信号功率送到电路上并不需要直接的电连接,这样,更容易隔离和保护交流长途通信电路。
       双极性码并不是现用的唯一线路码型。B8ZS是AMI的一个改进形式,不过人们在B8ZS是属于AMI还是应该自成一类这一问题上还各执一辞。B8ZS可以解决原始的AMI线路码所遇到的问题,当线路上没有脉冲时,它仍对长串的“0”比特进行编码。如果很长时间不发送脉冲就会导致在发送机和接收机之间无法保持同步(比如说收到了大约14个连“0”,接收机可能无法判断其究竞是14个呢还是15个)。B8ZS有意地在线路上插入“双极性破坏”字符,以表示出现了8个连续的“0”比特;双极性破坏字符采用或正或负但必须同向的脉冲来表示连续的“1”,而这种编码单就AMI而言是错误的。现在在美国使用的,除了AMI/B8ZS还有其他的线性码,不过它们已超出了这里的讨论范围。
       AMI和B8ZS 码在美国以外使用得很少,其他国家更多地是采用三阶高密度双极性码(HDB3)作为E-1(2.048Mbit/s)、E-2(8.448Mbit/s),和E-3(34.368Mbit/s)的线路编码,在E-4(139.264Mbit/s)中则采用编码传号反转(CMI)码。HDB3(有时称作B4ZS)是对每三个连零插入个破坏字符的双极性编码。CMI实际上根本不是双极性码,却很像呈现在串口上的比特流,不过它适于广域网传输的需要。为了提高传输效率,所有的E-载波等级都能把许多数字语音信号复用到一起。不过在所有情况下,基本的数字语音速率都保持在64kbit/s。
        一旦模拟语音被抽样、量化和编码,所得到的数字语音就可在广域网链路上发送,并在接收端转化回模拟波形。不过,由于量化噪声不可避免,总是不能把原始波形精确地复制出来。