sed считывает построчно, поэтому перевод строки как-бы "зависает" между строками, т.е. находится после окончания 1-й строки, но не входит в следующую, поэтому простой заменой переводы строк в sed не убрать. Надо или обрабатывать 2 строки сразу (параметр N) и делать это в цикле, либо использовать другие программы (например tr). Примеры см выше.
Или такsed -n 'H;${g;s/\n//gp}'