1.3. Сигналы синхронизации. Факторы, влияющие на их стабильность

Для достижения синхронизации в сети необходимо передать информацию о тактовой часто­те всем устройствам в сети. Для этой цели используются синхросигналы или сигналы синхрониза­ции. Такие сигналы могут передаваться в линейных сигналах или отдельно в виде специальных сигналов. В процессе передачи синхросигналов по сети они подвергаются различным воздействи­ям. В результате качество сигнала ухудшается, что приводит к нарушениям параметров синхрони­зации в сети.

В практике современных телекоммуникаций нестабильности сигналов синхронизации или хронирующих сигналов возникают как по физическим причинам из-за внешних электрических по­мех и изменения физических параметров линии передачи в сигнале на приеме, так и по алгорит­мическим причинам (например, джиттер стаффинга и смещения указателей).

Основными физическими причинами нестабильности частоты являются: электромагнитная интерференция; шум и помехи, воздействующие на цепь синхронизации в приемнике; изменения длины тракта; изменения скорости распространения; доплеровские сдвиги от подвижных оконеч­ных устройств; нерегулярное поступление хронирующей информации.

Основной алгоритмической причиной нестабильности частоты является режим выравнивания скоростей с использованием битового или байтового стаффинга, например, смещения указателей.

Шум и помехи. влияют на фазовую синхронизацию и обычно не приво­дят к появлению вандера.

Изменения длины тракта происходят в результате температурного расширения или сжатия среды передачи или в результате изгиба радиотракта в атмосфере. Изменение скорости распространения сигнала. Обычно связано с изменением характе­ристик среды передачи и наиболее характерно для радиочастотных систем. Изменение скорости распространения сигналов приводит к вандеру.

Доплеровские сдвиги. потенциальный источник нестабильности тактовой частоты, возникающий при движении самоле­тов, спутников и других подвижных объектов на приеме.

Нерегулярное поступление хронирующей информации. Основное требование к коду в цифровой системе передачи состоит в том, чтобы он обеспечивал получение достаточной хрони­рующей информации для установления и поддержания колебаний тактовой частоты в приемнике на конце линии. Если уровень хронирующей информации зависит от цифрового сигнала, то фазо­вые дрожания в восстановленных колебаниях тактовой частоты увеличиваются в течение периодов времени с относительно низкими плотностями импульсов, от которых зависит хронирование. Ам­плитуда фазовых дрожаний зависит не только от плотности импульсов, но также и от структуры цифрового сигнала (в смысле содержания хронирующей информации). В качестве примера ука­жем, что именно требование повысить плотность хронирующей информации привело к необходи­мости замены линейного кода AMI на линейный код HDB3 в системах ИКМ.

1.4. Влияние рассинхронизации на параметры работы сетей Понятие проскальзываний

Основным следствием влияния синхронизации на параметры каналов цифровых систем свя­зи являются проскальзывания. Проскальзыванием называется повторение или исключение группы символов в синхронной или плезиохронной последовательности двоичных символов в результате различия между скоростями считывания и записи в буферной памяти. Механизм возникновения проскальзываний достаточно прост и представлен на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Механизм возникновения проскальзываний

Цифровое устройство 1 генерирует цифровой сигнал с частотой М, этот сигнал с частотой f1 записывается в оперативную память эластичного буфера, из которого считывается приемным циф­ровым устройством 2 с частотой f2. Частоты передачи и считывания определяются частотой за­дающих тактовых генераторов (ТГ1 и ТГ2 соответственно). В случае, если f1>f2 буфер постепенно переполняется, что приводит к потере информации в размере емкости буфера, возникает положи­тельное проскальзывание. Если же f1<f2. то цифровое устройство 2 рано или поздно начнет счи­тывать информацию с дублированием битов (повторное считывание), что приведет к ошибке - от­рицательному проскальзыванию.

Проскальзывание бывают:

– неуправляемые возникают по мере накопления фазового сдвига сигналов передачи и приема. В этом случае в зависимости от среднего уровня рассинхронизации будут возникать битовые проскальзывания, т.е. ошибки в считывании бита.Битовые проскальзывания будут нарушать цикловую синхронизацию в то время как с точки зрения алгорит­мов взаимодействия цифровых устройств наиболее желательным являются цикловые проскальзы­вания, которые приводят к потере цикла информации, однако не приводят к нарушению цикловой синхронизации.

- управляемые: для минимизации нежелательных явлений, связанных с проскальзываниями, используют эластичные буферы размером в один или несколько циклов.