E1接口电路原理

E1接口扫盲目录一、概述二、E1的帧结构三、E1的PCM编码形式四、E1的接口特性五、E1的使用方法六、E1使用注意事项七、E1常用知识问答前言欧洲的30路脉码调制PCM简称E1，速率是2.048Mbit/s。

我国采用的E1是欧洲的E1标准。

E1的一个时分复用帧（其长度T=125us 即取样周期125微秒）共划分为32相等的时隙，时隙的编号为TS0~TS31。

其中，时隙TS0用作帧同步用，时隙TS16用来传送信令，剩下TS1~TS15和TS17~TS31共30个时隙用作30个话路。

每个时隙传送8bit，因此共用256bit。

每秒传送8000个帧，因此PCM一次群E1的数据率就是2.048Mbit/s。

一、概述1、一条E1链路带宽是2.048Mbps，用PCM编码。

2、一个E1帧的长度为256个bit,每帧分为32个时隙，每个时隙为8个bit。

3、每秒有8000个E1的帧通过接口，即8K*256=2048kbps。

4、每个时隙在E1帧中占8bit，8*8k=64k，即一条E1中含有32个64K。

二、E1的帧结构E1有成帧,成复帧与不成帧三种帧结构方式。

在成帧的E1中第0时隙用于传输帧同步数据,其余31个时隙可以用于传输有效数据;在成复帧的E1中,除了第0时隙外,第16时隙是用于传输信令的,只有第1到15,第17到第31共30个时隙可用于传输有效数据;而在不成帧的E1中,所有32个时隙都可用于传输有效数据。

在E1信道中，8bit组成一个时隙（TS），由32个时隙组成了一个帧（F）,16个帧组成一个复帧（MF）。

在一个帧中，TS0主要用于传送帧定位信号（FAS）、CRC-4（循环冗余校验）和对端告警指示，TS16主要传送随路信令（CAS）、复帧定位信号和复帧对端告警指示，TS1至TS15和TS17至TS31共30个时隙传送话音或数据等信息。

我们称TS1至TS15和TS17至TS31为“净荷”，TS0和TS16为“开销”。

E1线路知识点总结1、一条E1是2.048M的链路，用PCM编码。

2、一个E1的帧长为256个bit,分为32个时隙，一个时隙为8个bit。

3、每秒有8k个E1的帧通过接口，即8K*256=2048kbps。

4、每个时隙在E1帧中占8bit，8*8k=64k，即一条E1中含有32个64K。

E1帧结构E1有成帧,成复帧与不成帧三种方式,在成帧的E1中第0时隙用于传输帧同步数据,其余31个时隙可以用于传输有效数据;在成复帧的E1中,除了第0时隙外,第16时隙是用于传输信令的,只有第1到15,第17到第31共30个时隙可用于传输有效数据;而在不成帧的E1中,所有32个时隙都可用于传输有效数据.一．E1基础知识E1信道的帧结构简述在E1信道中，8bit组成一个时隙（TS），由32个时隙组成了一个帧（F）,16个帧组成一个复帧（MF）。

在一个帧中，TS0主要用于传送帧定位信号（FAS）、CRC-4（循环冗余校验）和对端告警指示，TS16主要传送随路信令（CAS）、复帧定位信号和复帧对端告警指示，TS1至TS15和TS17至TS31共30个时隙传送话音或数据等信息。

我们称TS1至TS15和TS17至TS31为“净荷”，TS0和TS16为“开销”。

如果采用带外公共信道信令（CCS），TS16就失去了传送信令的用途，该时隙也可用来传送信息信号，这时帧结构的净荷为TS1至TS31，开销只有TS0了。

由PCM编码介绍E1：由PCM编码中E1的时隙特征可知，E1共分32个时隙TS0-TS31。

每个时隙为64K，其中TS0为被帧同步码，Si, Sa4, Sa5, Sa6,Sa7,A比特占用, 若系统运用了CRC校验，则Si比特位置改传CRC校验码。

TS16为信令时隙, 当使用到信令(共路信令或随路信令)时,该时隙用来传输信令, 用户不可用来传输数据。

所以2M的PCM码型有①PCM30 : PCM30用户可用时隙为30个, TS1-TS15,TS17-TS31。

E1接口介绍分析
E1接口的物理层标准由国际电信联盟（ITU）定义，通常在欧洲、南美洲、中东地区使用。

E1接口的传输速率为2.048 Mbps，由32个时分多路复用（TDM）信道组成，每个信道的速率为64 kbps，其中30个信道用于用户数据传输，另外两个信道用于时隙同步和帧同步。

E1接口采用HDB3（高阶差分双二进制）编码方式，它使用4个不同的电平来代表二进制数据，以提高传输效率和信号质量。

HDB3编码还增加了数据的可靠性，可以通过检测非正常的编码序列来检测和纠正错误。

E1接口的帧结构由ITU定义为30个8位字节的时间槽组成，每个时间槽用于传输用户数据或用于控制和同步目的。

其中，第16个时间槽被保留用于帧同步和时隙同步，而第17个时间槽用于信令和告警信息。

E1接口的连接方式有两种：点对点连接和多点连接。

在点对点连接中，两个设备直接通过专用线路连接；而在多点连接中，多个设备通过分支器和连接器连接到同一条线路上。

多点连接可以节省成本，并且可以同时与多个设备进行通信。

E1接口还支持同步传输和异步传输两种方式。

在同步传输中，传输速率和时钟信号由主设备提供，以保持所有设备的同步。

异步传输中，每个设备都有自己的时钟信号，但速率必须保持一致。

同步传输适用于对时延要求较高的应用，而异步传输适用于对时延要求较低的应用。

上海博达数据通信有限公司技术服务部技术文档文件编号：0075版本：1.0时间：2002-01-06修订表内容概述 (1)E1的原理 (2)E1在数据通信中的应用 (2)E1的其它接入方式 (4)注意事项 (5)实验清单 (8)考试重点 (8)概述E1是PCM PCM的原理。

PCM（100100111011001编码不用于传E1在数据通信中的应用E1应用在数据通信中主要有两种方式：⏹ 信道化E1：根据E1的时隙划分，一个时隙或几个时隙（n*64kbps ，n<=30/31）对应传输一路数据信号 ⏹ 非信道化E1：将1个E1作为2M 带宽的一路数据信道进行传输如上图所示，传统的数字专线（例如DDN ），都是采用端到端的资源独占的方式进行传输。

三个分支，中心对应需要三个物理接口以及三条到局端的数字专线。

利用信道化E1进行网络连接，如上图所示中心路由器只需一个CE1端口，通过电缆接入光端机连接一条CE1线路即可与三个分支（最多可达30/31个64kbps 的分支）建立连接。

这样大大节省了中心的投资，并且更加灵活和方便，这种应用现已在国内得到了广泛地应用，并且博达路由器也提供了很好的支持。

E1接口卡支持两种终端阻抗：平衡型（120欧姆）和非平衡型（75欧姆），因此对应提供两种物理连接电缆，如图所示⏹ 平衡型电缆：120欧姆阻抗，RJ45连接器 ⏹ 非平衡型电缆：75欧姆阻抗，BNC 连接器目前比较常见的是接非平衡型终端，可根据实际情况进行电缆选择。

还有一种应用是基于ISDN 的PRI 的，网点通过BRI 接入电信的一个类似于节点机的复用器，分支分支然后通过PRI 到中心的路由器CE1接口，目前博达的路由器还暂不支持该应用。

E1的其它接入方式除了以上我们介绍的通过路由器的CE1接口接入E1线路的方式之外，实际应用中，我们还会经常碰到其它的E1接入方式。

例如：如上图所示：⏹ V .35接口与G .703接口相连该方案从光端机的G .703接口出来的2M E1线路通过连接一个GV 转换器，将G.703接口标准转换为V.35接口标准，这样可直接与路由器的串口相连。

E1/POS接口原理目录第1章 E1/CE1接口原理 (2)1.1 E1/CE简介 (2)1.2 E1的帧结构 (5)第2章 POS接口原理 (7)2.1 POS简介 (7)2.2 POS协议栈 (10)第1章 E1/CE1接口原理1.1 E1/CE 简介多年来，通信系统特别是电话系统一直在飞速发展，即使是现在，语音通信仍然在通信总量中占据主导地位。

为了满足日益增长的对传输速率的要求，人们一直在寻求各种解决方法来提供高质量、低成本的通信系统。

60年代，数字系统出现后，PCM 、TDM 技术在通信系统中得到了广泛的应用，并一直持续到今天。

在PDH 中，以两种基本的PCM 通信系统作为其基础，一种是由ANSI 推荐的T1系统，一种是ITU-T 推荐的E1系统。

T1系统主要在北美得到广泛使用（日本采用的J1，与T1 基本相似），而欧洲以及中国使用的则是E1系统。

虽然最初E1/T1系统主要用在语音通信上，但是随着通信技术的发展，它们也开始更多的用在数据通信上。

目前我司的路由器中，大部分的中低端路由器及部分的高端路由器都支持E1/T1接口，以扩展广域网接口的种类及数量，提供高密度的低速信号的接入。

w w w .i tp a n p a n .co mPCM ，即脉冲编码调制。

正如前面所说，E1&T1开始时主要用在话音通信中，主要作用是用一路数字信号来承载多路“话音”信号。

而语音信号初始时是模拟信号，并不能直接的插入E1&T1的时隙中，必须进行模数转换，PCM 就是完成这个功能的。

它通常包含三个过程：抽样、量化和编码。

首先，要把模拟信号变成时间轴上离散的信号，抽样定律表明，对于频带限制在0～f （HZ ）的低频信号来说，在信号的最高频率分量的每一个周期内起码抽样两次，也就是说，抽样速率fs>=2f （HZ ），就可以用抽样所得的离散信号完全代替原来的信号。

对于0.3～3.4（KHZ ）的语音信号，若抽样频率fs>=8000（HZ ），就能用这些离散的样值取代原来连续的语音信号。

E1线路知识点总结1、一条E1是2.048M的链路，用PCM编码。

2、一个E1的帧长为256个bit,分为32个时隙，一个时隙为8个bit。

3、每秒有8k个E1的帧通过接口,即8K*256=2048kbps。

4、每个时隙在E1帧中占8bit，8＊8k=64k，即一条E1中含有32个64K。

E1帧结构:分为成帧，成复帧与不成帧三种方式在成帧的E1中第0时隙用于传输帧同步数据，其余31个时隙可以用于传输有效数据;在成复帧的E1中，除了第0时隙外，第16时隙是用于传输信令的，只有第1到15，第17到第31共30个时隙可用于传输有效数据；而在不成帧的E1中，所有32个时隙都可用于传输有效数据.一．E1基础知识E1信道的帧结构简述在E1信道中，8bit组成一个时隙（TS），由32个时隙组成了一个帧（F)，16个帧组成一个复帧(MF)。

在一个帧中,TS0主要用于传送帧定位信号（FAS）、CRC—4（循环冗余校验)和对端告警指示,TS16主要传送随路信令（CAS）、复帧定位信号和复帧对端告警指示，TS1至TS15和TS17至TS31共30个时隙传送话音或数据等信息.我们称TS1至TS15和TS17至TS31为“净荷”，TS0和TS16为“开销”。

如果采用带外公共信道信令（CCS），TS16就失去了传送信令的用途，该时隙也可用来传送信息信号，这时帧结构的净荷为TS1至TS31，开销只有TS0了.由PCM编码介绍E1：由PCM编码中E1的时隙特征可知，E1共分32个时隙TS0-TS31。

每个时隙为64K，其中TS0为被帧同步码，Si, Sa4, Sa5，Sa6，Sa7,A比特占用, 若系统运用了CRC校验，则Si比特位置改传CRC校验码。

TS16为信令时隙，当使用到信令(共路信令或随路信令)时，该时隙用来传输信令, 用户不可用来传输数据。

所以2M的PCM码型有① PCM30 : PCM30用户可用时隙为30个，TS1—TS15,TS17-TS31。

以太网转e1原理
以太网转E1是一种互联网通信中常见的传输技术。

它将以太网的数据流转换为E1电路传输所需的格式和协议。

该技术通常应用于需要将以太网数据通过传统电话网络（PSTN）进行传输的场景，例如在远程办公和分支机构连接中。

实现以太网转E1的过程需要使用专门设计的设备，例如以太网转E1网关。

这些设备在以太网和E1之间建立连接，并负责将以太网数据流转换为E1协议可以理解和传输的格式。

在进行转换之前，以太网数据流首先需要进行分组处理。

以太网数据是以帧的形式进行传输的，而E1协议是基于时间槽的分时复用技术。

因此，在转换过程中，以太网数据需要被分割为更小的数据包，并按照E1的时分复用格式进行打包。

这样可以确保以太网数据可以被E1网络所接受和传输。

转换后的数据会被添加一些必要的控制信息，例如校验和和目标地址，以确保数据的完整性和准确性。

然后，转换后的数据将被封装为E1协议中的时隙并发送到E1网络中进行传输。

在目标端，接收设备将接收到的E1数据进行解封装，恢复原始以太网数据的格式，并将其传输到目标网络中。

这样，以太网数据就可以通过E1网络进行传输，并在目标端被正常接收和处理。

通过以太网转E1技术，可以有效地将以太网数据传输到E1网络中，实现不同网络之间的互联互通。

这为远程办公、分支
机构连接和其他需要通过传统电话网络进行通信的场景，提供了一种灵活且可靠的解决方案。

T1/E1接口保护电路设计方法前言随着集成电路的集成度越来越高，电路越来越复杂，工作电压越来越低，对环境稳定性的要求也越高。

一方面由于电子设备内部结构高度集成化，从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对过压和过流的承受能力下降，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受过压和过流侵入。

由于电信业的竞争日益增加，电信服务供应商对电信设备供应商提供的高可靠性网络设备的需要也相对提高。

过压和过流的危害通常是由：雷击、临近电线引起的感应和直接与电源线碰接或用户设备故障所导致。

这些危害可能危及电信网络设备用户和维护人员。

因此电信设备供应商以增加设备的抗过压和过流的能力来降低电信系统维护成本和提高电信系统可靠性。

本文探讨IDT的T1/E1线路接口集成电路用在电信网络设备中的典型保护方法。

电信系统保护电信系统中的过压和过流是由于雷击以及经由交流电源网络交互作用所致。

直击雷的能量和初始功率极大，对设备造成的危害是灾难性的。

然而最常见的电子设备危害不是由于直接雷击引起的，而是由于雷击发生时在电源和通讯线路中感应的电流浪涌引起的。

浪涌电压可以从电源线或信号线等途径窜入电信设备，过压和过流可能由直接或间接方式流入电缆线中，或是经由地电流作用而流入地下电缆。

由于电信系统缆线经常与电力系统共用同一传输设备或同一接地，感应电流经常可由电信系统用户接口中tip和ring 测量到。

电信系统中的过压和过流会以纵向(longitudinal)和金属化(metallic)二种模式发生。

纵向模式发生在tip和ring与对地电阻不相等的情况。

纵向过压和过流是较常见的状况，多半发生在电源感应时或电源错接的环境中。

雷击产生的过压和过流也是电信系统中在信号不平衡环境中的典型纵向模式的过压和过流。

金属化模式即是发生tip和ring之间的过压和过流情形，也可以说是网络间信号不平衡的结果。

电信系统中的过压和过流保护一般分为初级保护，二级保护和三级保护。

54Internet Technology 互联网+技术一、设计实现思路本文讨论的E1接口，电气和物理特性符合ITU-T G.703[1]建议，信号编码采用三阶高密度双极性（HDB3）编码，速率2048 kbit/s，阻抗75Ω（可手动调节适配120Ω）。

本设计的目的是实现全国产化元件的E1接口与群路数字接口双向转换，其中数字接口逻辑采用FPGA 实现。

二、E1接口硬件设计E1接口硬件设计可分为发送接口和接收接口两部分。

在发送接口部分，主要是将FPGA 输出的HDB3编码数字信号转换为双极性模拟信号；在接收部分，主要是将双极性信号转换为数字信号，送往FPGA 进行逻辑处理。

E1接口的硬件电路所使用的半导体分立元件、数字逻辑芯片、差分比较器和FPGA 等常见的器件，可在例如圣邦微、中微爱芯、紫光同创等公司中找到大量成熟应用。

（一）E1发送接口电路E1发送接口电路原理图如图1所示。

E1接口发送电路主要由信号驱动器和变压器两部分组成。

信号驱动器的主要作用是将输出信号的高电平（Voh）抬高到芯片工作电压5V，以及提高信号的驱动E1接口的国产化实现能力。

使用经典的74系列8位线路驱动器74240，或者2片小逻辑非门7404，均可实现Voh 为5V 以及驱动电流24mA。

如图1所示，FPGA 输出的HDB3编码数字信号经由变压器可转换成一对双极性信号。

E1链路信号负端（TRING）的下拉电阻的选装可适配双绞线（120Ω阻抗）和同轴电缆（75Ω阻抗）两种接口标准，当该电阻断开时，TTIP 和TRING 信号是平衡信号，E1接口接双绞线；当该电阻连接时，TRING 为接地端，TTIP 为信号端，E1接口接同轴电缆。

在变压器选型时需注意匝数比，在变压器前级，信号高电平已被74240芯片转换为5V，为使变压器输出的电平符合ITU.G.703标准，需选用匝数比为2：1的变压器，或使用1CT：1CT 的变压器并利用中心抽头达到匝数比2：1。

E1接口电路原理
E1接口的工作原理是基于时间分割多路复用（TDM）技术。

在E1电
路中，将时间划分为一系列的时隙，每个时隙都用于传输一个特定的信号。

E1接口以2.048 Mbps的速率传送数据，将传送的数据分割为30个时隙，每个时隙的速率为64 Kbps。

其中，第16个时隙用于传输信令和控制信息。

E1接口电路使用的编码方案是PCM（脉冲编码调制）编码。

PCM编码
将模拟信号转换为数字信号，以便传输和处理。

在E1接口电路中，使用
了HDB3（高密度双极性码）编码方案，用于保持传输信号的直流偏置和
时钟同步。

HDB3编码将每四个0位替换成有两个变化的极性（+、-）的1位，以确保时钟同步。

在E1接口电路中，使用的是基带传输技术，即数字数据直接传输。

数字数据被转换为数字信号，并通过传输介质传输到接收端，然后再将数
字信号转换为数字数据。

基带传输技术具有高速、低延迟和稳定性的优势，适用于需要高效、可靠传输的应用。

总之，E1接口电路原理是基于时间分割多路复用技术，使用PCM编
码和基带传输技术，将数据以数字信号的形式传输和传送。

它具有高速、
稳定和可靠的特点，被广泛应用于各种通信领域。

基于国产化的E1接口电路设计与实现摘要：本文先是简要的介绍了目前环境下的国产化需求，引出目前E1接口电路主要使用进口专用芯片的背景，接着详细说明了使用国产FPGA和国产硬件电路实现E1接口电路的设计思路和方案。

关键词：国产化，E1接口电路，FPGAAbstract: This paper first briefly introduces the localization demand in the current background,then introduce the backdrop that the current E1 interface circuit mainly uses imported special chips,and then describes in detail the design idea and scheme of using domestic FPGA and domestic hardware to realize E1 interface circuit.Key words: localization, E1 interface circuit, FPGA。

1.引言在贸易摩擦的大背景下，相互之前的竞争开始触及到更深更多的层面。

在面临随时会被进口芯片卡脖子的情况下，国产化替代已经成为当前国家和产业发展最紧要的事情。

在以往时候，系统设备的电路方案主要使用进口芯片这样成熟的应用方案，目前，随着国家对国产化替代越来越重视，许多设备开始研究国产化方案，研制国产化产品。

E1接口作为PCM设备、SDH设备的必备接口，应用十分广泛。

目前主要使用进口的或者外资控股厂家的专用接口芯片来实现E1信号的发送接收，HDB3编解码的功能，目前国内没有替代进口E1接口芯片的专用自主可控国产芯片。

本文尝试使用其他功能芯片搭建E1接口电路，实现进口E1接口芯片的功能，试验结果满足标准要求。