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最早的數字體系
在過去一些時間，一整套時分復用（TDM）數字體系都是為T-1和E1系統開發(fā)的。日本在使用基本T-1結構的同時，也有他自己的一套東西，叫做J-1系統。新的數字方法和舊的模擬方法之間的主要區(qū)別并不在于它們承載的是數字話路還是模擬話路，而在于數字體系使用時分復用技術、模擬體系使用頻分復用技術。日前，這種T-1/E-1/J-1結構正在被更新代的數字體系所取代，但是在本節(jié)我們只研究初始的數字體系，下一節(jié)再研究電話公司所使用的新的數字體系。
有人曾認為模擬信號不能使用時分復用技術、數字信號不能使用頻分復用技術。但事實并非如此，貝爾系統的模擬復用設備對模擬話路所采用的就是時分復用技術（叫做時隙內插設備），而且整個光纖領域的波分復用（WDM）就是建立在對數字話路使用頻分復用技術的基礎上。雖然事實是這樣，但在光纖出現之前，模擬式的時分復用設備和數字式的頻分復用設備都是非常復雜、龐大、價格吊貴、效率低下而且顯得很笨重。這樣通常情況下模擬系統就使用頻分復用技術，數字系統則采用時分復用技術。
時分復用技術把整個比特率分解成一系列完全相同的、時間非常短的時隙，每一個時隙承載固定數目的比特，通常是8位。例如：個T-1幀在125μs（1/8000s）之內可以發(fā)送193個比特，這就給出了一般的比特位發(fā)送時間-125ps/193bit，即大約每比特0.65μ.s。
在數字體系每一層的頓結構中都要復用一定數量的話路，也要相應地加入一些與線路操作和管理相聯系的開銷。對所有的數字復用開銷，ITU-T稱之為OAM（Operation，Administration，Maintenance）即操作、管理與維護，而在美國通常叫做OAM&P（Operation、Administration、Maintcnancc、Provisioning），即操作、管理、維護與備用。當被問及為何用加一個P表示備用時，貝爾實驗室的一位工程師回答道：“備用決定著什么時候對用戶使用鏈路進行計費，很重要，值得用一個字母P表示”。
每一層的開銷比特都不能用來傳遞電話呼叫或用戶的數據（計算機之間的串行比特），電話公司使用這些開銷比特來確保鏈路正常工作。由于這一原因，初始數字體系每一層所需用的開銷比特成為關注的焦點。
表3-4展示了美國（T-載波）、歐洲（E-載波）和日本（J-載波）所使用的初始數字體系。在每一個層次中，給出了線路速率、支持的話路數、開銷數量（從線路速率中減去話路數與64kbit/s的乘積而得到）和開銷占線路速率的百分比。
表3-4 初始數字體系PDH
在美國，從來沒有定義過第五層，第四層也很少使用。相應地，復用設備供應商使用特有的方式和創(chuàng)造性的方法把不同數量的T-3結合在光纖系統上。我們可以看到在每一個載波系統中，開銷所占的比率隨著線路速率的增加而增加，這主要是由于當線路速率增加時，串行位時間會按比例降低造成的。由于位時間降低了，所以對比特同步的要求在大部分時間里，并不總能得到滿足（例如：在轉接時比特可能變得時有時無），這樣整個系統就稱為準同步數字系列，簡寫為PDH。這時就加入大量的開銷用在鏈路上插入或刪除比特來保持整個系統的同步。
應當指出，這一休系的每一層都是信道化了的，也就是說，不管是不是用于話音傳輸，一個T-3應當承載672條DS-0，每一條DS-0的速率限制為64kbit/s。當然，今天的數據用戶要求在路由器和計算機之間有速率高于64kbit/s的鏈路，這樣幾乎所有層次也都同時提供非信道化形式的應用，這就意味著對單一發(fā)端（如計算機串行端口）來說，可以得到各種不同的傳輸速率。于是非信道化的T-1不再是24個64kbit/s的DS-0，而成為速率為1.536Mbit/s的單一比特流（開銷比特仍然不能使用）。
一方面是由于規(guī)則的限制，另一方面是山于經濟上的原因，PDH目前仍在使用之中，而且還將繼續(xù)使用一段時間。替代所有這些準同步數字系列的費用會很大，而且需要很長的時間。然而，目前已經出現了更好的數字復用方法，這種方法基于光纖系統而且有更好的同步技術。在美國，這種新的體系被稱為同步光纖網（縮寫為SONET，通常用來代替T-載波），ITU-T稱之為同步數字系列（縮寫為SDH，通常用來代替E型載波器），這意味著在同步光纖網和同步數字系列之間是有細微差別的。
同步光纖網和同步數字系列
