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；