17. Синхронізація в системах з ікм- часовим рк.

В СП з КМ- часовим РК розрізняють тактову і циклову синхронізацію.

Тактова синхронізація забезпечує рівність частот прямування імпульсів в пристроях обробки сигналів на передавальній і приймальній станціях, наприклад, в кодері і декодері. Відсутність тактової синхронізації може призвести, наприклад, до того, що декодер не закінчить декодування кодової комбінації попереднього каналу, коли на його вхід поступить кодова група наступного каналу.

Для здійснення тактової синхронізації ГО приймальної станції керується тактовою частотою, яка виділяється із прийнятого ІКМ сигналу. ІКМ сигнал можна представити у вигляді суми регулярної і випадкової складових.

Рис. 3.18

Спектр регулярної складової G_p() є дискретним і містить непарні гармоніки тактової частоти, в тому числі і першу. Цю гармоніку можна виділити вузькосмуговим фільтром.

Випадкова складова має безперервний спектр G_с(). Повністю відділити гармоніку тактової частоти від усіх складових спектру ІКМ сигналу неможливо, оскільки у смугу перепускання вузькосмугового фільтру попадають складові неперервного спектра. Внаслідок цього форма сигналу виділеної тактової частоти відрізняється від синусоїдальної. Це може призвести до порушення тактового синхронізму і появи помилок при декодування.

Циклова синхронізація.

Циклом передавання називають сукупність сигналів, які передаються за час між двома сусідніми відліками сигналу одного каналу, тобто за період дискретизації. Таким чином, частота прямування циклів і частота дискретизації співпадають (F_д = f_ц). Для правильного розподілу декодованих АІМ сигналів по відповідним приймальним канальним трактам необхідно, щоб замикання електронних ключів даного каналу на приймальній і передавальній станціях відбувались одночасно. Для забезпечення синхронної і синфазної роботи ключів однойменних каналів в склад групового сигналу вводиться спеціальний синхросигнал. Цей сигнал володіє розпізнавальною ознакою, яка дозволяє відрізнити синхросигнал від інформаційних імпульсів. Такою ознакою може бути структура групи імпульсів, вибрана так, щоб вірогідність кодової комбінації такої ж структури була мала.

Додатковою розпізнавальною ознакою синхросигналу є частота проходження, яка звичайно вибирається постійною, тоді як поява інформаційних сигналів носить випадковий характер. Так в системі передавання ІКМ-30 кодова група СС містить сім розрядів і має вигляд 0011011. Ця група передається в перших канальних інтервалах кожного парного циклу. Таким чином, частота прямування циклового синхросигналу удвічі менше частоти дискретизації і дорівнює 4 кГц.

При включенні апаратури в роботу цикловий синхронізм встановлюється не одразу, а через певний проміжок часу, який має назву час входження у синхронізм. Цей час має бути достатньо малим (не більший ніж декілька мілісекунд). У протилежному випадку при випадковій втраті синхронізму може відбутися роз’єднання абонентів приладами АТС.

Пошук стану синхронізму здійснюється послідовним контролем та порівнянням структури кодових груп групового сигналу з еталоном синхросигналу, який виробляється ГО приймальної станції. Якщо кодова група не відповідає еталону, приймач синхросигналу здійснює зсув послідовності керуючих імпульсів, які виробляються ГО приймальної станції, на один період тактової частоти. Такий зсув приймального ГО по відношенню до передаючого здійснюється, поки між кодовою групою та еталоном не встановиться однозначна відповідність, яка відповідає стану синхронізму у системі.

В якості приклада розглянемо реалізацію циклової синхронізації у системі ІКМ-30.

На рис. 3.19 представлена спрощена структура циклу цієї системи передавання.

Рис. 3.19

Цикл передавання відповідає рекомендації МККТТ G.732 та складається із 32 канальних інтервалів (КІ0 – КІ30). 30 канальних інтервалів призначені для передавання інформації, один – для передавання сигналу циклової синхронізації (ЦСС), один – для передавання сигналів керування та взаємодії (СКВ), які виробляються приладами АТС, та надциклового синхросигналу (НЦСС). Кожен КІ складається із восьми розрядів (Р1 – Р8). Частота прямування циклів дорівнює частоті дискретизації:

F_Ц = F_Д = 8 кГц (T_Ц = 125 мкс).

Частота прямування канальних інтервалів:

F_К = F_Ц k = 8 кГц  32 = 256 кГц (T_К ≈ 4 мкс);

k – кількість канальних інтервалів.

Тактова частота:

F_Т = F_Ц k n = 8 кГц  32  8 = 2048 кГц (T_Т ≈ 0.5 мкс);

n – кількість розрядів у кодовій групі.

Цикловий синхросигнал передається у КІ0 у парних циклах на позиціях Р2 – Р8 та має вигляд 0011011, а у непарних циклах на позиції Р2 передається 1. Позиція Р1 у КІ0 призначена для передавання дискретної інформації.

У КІ1 – КІ15, КІ17 – КІ31 передається інформація, яка відповідає 30 сигналам ТЧ. При цьому КІ8 може відводиться для передавання дискретної інформації.

У канальному інтервалі КІ16 на позиціях Р1, Р2 та Р5, Р6 передається по два СКВ для кожного сигналу ТЧ. Передавання СКВ здійснюється почергово в 15 циклах – для 1- та 16-го, 2- та 17-го, 3- та 18-го, … , 15- та 30-го сигналів ТЧ. Для правильного розподілу СКВ передбачено синхронізація роботи пристроїв СКВ. З цією метою 16 циклів об’єднуються у надцикл. У 16-му циклі у КІ16 на позиціях Р1 – Р4 передається надцикловий синхросигнал. Частота прямування надциклів:

F_НЦ = F_Ц / 16 = 500 Гц.

З такою частотою передається кожний СКВ.

На позиціях Р3, Р6 КІ0 у непарних циклах та Р6 КІ16 Ц0 формуються сигнали про аварію приймальної частини ІКМ – 30, які передаються у приймальну частину апаратури.

Пошук стану синхронізму здійснюється у два етапи: спочатку встановлюється стан циклового, а потім надциклового синхронізму. Пошук циклового синхронізму здійснюється у зоні, яка дорівнює двом циклам передавання ( що відповідає періоду прямування синхросигналу) шляхом послідовного аналізу 7-розрядних кодових комбінацій на відповідність синхросигналу. Якщо група, яка аналізується, відрізняється від синхросигнала, здійснюється зсув на одну позицію, та наступною аналізується 7-розрядна кодова група, яка містить шість символів попередньої групи. Такий аналіз здійснюється, поки кодова комбінація не буде аналогічна синхросигналу. Наступною аналізується комбінація, яка розташована на таких саме позиціях циклу передавання, але зі зсувом на період прямування синхросигналу. Якщо формування кодової групи, аналогічної синхросигналу, викликано випадковим сполученням у груповому сигналі одиниць та нулів інформації ( ложна синхрогрупа ), у наступному періоді на позиціях, які аналізуються, з’явиться кодова група, яка відрізняється від синхрогрупи, та відбудеться зсув. Такий процес послідовного аналізу буде продовжуватись, поки не буде знайдений істиний цикловий синхросигнал.

Для того, щоб при спотворенні символів циклового синхросигналу не почався процес пошуку синхронізму, вводиться накопичувач по виходу із синхронізму, який забезпечує перехід к пошуку синхронізму тільки після чотириразового підряд спотворення синхросигнала, імовірність чого достатньо мала.

У процесі пошуку синхросигналу, для того, щоб не збільшувати час пошуку, цей накопичувач відключається, та включається знов тільки після встановлення стану циклового синхронізму. Наявність циклового синхронізму фіксується накопичувачем по входу у синхронізм, який спрацьовує після дворазового підряд знаходження синхросигналу на одних та тих саме позиціях у циклі передавання. Імовірність помилкового спрацювання накопичувача по входу у синхронізм достатньо мала.

Після фіксації наявності циклового синхронізму починається процес пошуку надциклового синхросигналу, який передається комбінацією 0000 в нульовому циклі у КІ16 на позиціях Р1 – Р4. Ця комбінація може бути легко впізнана, поскільки в усіх циклах ( крім нульового ) у КІ16 на позиції Р4 передається 1.

Р озглянемо структурну схему циклової синхронізації приймальної частини системи ІКМ – 30 (рис 3.20).

Рис. 3.20

Приймач синхросигналу містить приймач циклового синхросигналу, приймач надциклового синхросигналу та розподільник СКВ.

У приймачі циклового синхросигналу груповий сигнал надходить на вхід регістра зсуву РЗ. Кожна комбінація символів, яка аналогічна цикловому синхросигналу, обумовлює наявність імпульсів на виході дешифратора ДШ1. Якщо передавальна та приймальна частини апаратури знаходяться у стані циклового синхронізму, сигнал з виходу дешифратора співпадає з часом з сигналом на виході елемента І1, який відповідає часовій позиції Р8 КІ0 у кожному парному циклі. При цьому на виході логічного елемента НІ1, який з’єднаний з накопичувачем по виходу із синхронізму, сигнал відсутній. На виході І2, який виконує функції накопичувача по входу у синхронізм, з’являється сигнал скидання у нульовий стан перших трьох комірок накопичувача по виходу із синхронізму. Остання (четверта) комірка скидається у нульовий стан безпосередньо з виходу ДШ1. В результаті накопичувач по виходу із синхронізму при роботі системи у режимі циклової синхронізації буде повністю розряджений.

Помилкові синхрогрупи, які містяться у груповому сигналі, не співпадають з часом з сигналом на виході логічного елемента І1, та тому не викликають появу сигналів помилки на вході накопичувача по входу у синхронізм. При одиночних спотвореннях синхрогруп сигнал з виходу логічного елементу І1 проходить через відкритий логічний елемент НІ1 на вхід накопичувача по виходу із синхронізму. Але при цьому накопичувач не встигає повністю зарядитися, та збою циклового синхронізму не відбувається. Сигнал з виходу ДШ1, який відповідає першій неспотвореній синхрогрупі, через логічний елемент І2 скине накопичувач у нульовий стан.

При відсутності синхронізму у чотирьох наступних підряд циклах (періодів прямування циклового синхросигналу 0.25 мс) накопичувач по виходу із синхронізму заповниться та здійснює заборону декодера та ввімкнення сигналу аварії циклової синхронізації, а також через логічний елемент АБО1 – заборону приймача СКВ та включення сигналів аварії системи надциклової синхронізації. Одночасно відкривається логічний елемент І3, та перший імпульс, обумовлений прийманням помилкової синхрогрупи, встановить у нульовий стан подільник частоти у ГО1 та останню комірку у накопичувачі по виходу із синхронізму. В результаті наступне впізнання групового синхросигналу буде проводитись на цих саме позиціях, але у наступному циклі (через 0.25 мс). Якщо повторно на цих позиціях помилкова синхрогрупа не сформується, сигнал з виходу логічного елементу І1 знов заповнить накопичувач по виходу із синхронізму, відкриється логічний елемент І3 та пошук синхрогрупи продовжиться. Якщо на позиціях, які аналізуються помилкова синхрогрупа з’явиться два рази підряд, імпульс з виходу ДШ1 пройде через відкритий логічний елемент І2, який виконує функції накопичувача по входу у синхронізм, та скине накопичувач по виходу із синхронізму у нульовий стан. Пошук синхрогрупи у даному випадку буде продовжено тільки після чотириразової підряд появи на позиціях, які аналізуються, кодових груп, які відрізняються від синхросигналу. Однак імовірність помилкового заповнення накопичувача по входу у синхронізм достатньо мала. Після дворазового підряд знаходження істіної синхрогрупи сигнал з виходу логічного елемента І2 скине накопичувач по виходу із синхронізму в нульовий стан.

Приймач надциклового синхросигналу будується аналогічно приймачу циклового синхросигнала. Кожна комбінація символів, аналогічна надцикловому синхросигналу, викликає появу імпульсів на виході ДШ2. Контроль надциклового синхросигналу на відповідність часовому положенню сигналу, який формується логічним елементом І4, здійснюється тільки у режимі циклової синхронізації. Це забезпечується логічним елементом НІ2, на вхід якого подається сигнал з накопичувача по виходу із циклового синхронізму.

При наявності циклового та надциклового синхронізму на виході логічного елементу І5 сигнал відсутній, а з виходу логічного елемента І6, який виконує функцію накопичувача по входу у синхронізм, надходить сигнал скидання першої комірки накопичувача по виходу із надциклового синхронізму. При відсутності надциклового синхронізму у двох підряд надциклах на виході останньої комірки накопичувача виробляється сигнал заборони приймачів СКВ та аварії у системі надциклової синхронізації. Одночасно відкривається логічний елемент І5 та перший імпульс, який з’явився на виході ДШ2, при наявності циклового синхронізму встановить подільник частоти у ГО2 та другу комірку накопичувача у нульовий стан. При повторному формуванні надциклового синхросигналу на цих же позиціях через логічний елемент І6 скидається у нульовий стан перша комірка накопичувача.

Крім вказаних функцій, у приймачі синхросигналу за допомогою логічних елементів І із групового сигналу виділяються СКВ.