8.3. Мультиплексордың құрылымдық сұлбасы

Мультиплексордың құрылымдық сұлбасы ең бірінші кезекте оның конфигурациясымен анықталады, ал ол өз алдына берілген мультиплексордің атқара алатын нақты желілік есептерінен тәуелді. Одан басқа, құрылымдық сұлба элементтік базамен, өндіру ерекшеліктері және технологиясымен анықталады. Құрылымдық сұлбаны құруда ерекше рөлді сонымен қатар мультиплексордың құрылуы және өндіру дәстүрі атқарады.

Белгілі есептерге сәйкес мультиплексор конфигурацияларын өзгертуді ауыстырмалы модульдер жиынын өзгертуге, оның мүмкіндіктерін желінің даму мөлшері бойынша өсіруге мүмкіндік беретін, мультиплексорлардың модульді құрылымдары кеңінен қолданыс тапқан. Модульді мультиплексорлар, өздерінің техникалық мықтылығы кезінде, жолдармен салыстырғанда, сонымен қатар «мини» мультиплексорлары кең тараған.Соңғыларында өзгермейтін конфигурация және минимум функциялар бар, мысалы, олардан тракттарды біріктіру (кросс-коннекцияның) функциясы алынып тасталған, резервтеу мүмкіндіктері азайтылады және т.б.

Мультиплексордың құрылымдық сұлбасын синхронды цифрлық иерархияның (синхронды STM-4 модульдерін қалыптастыратын) төртінші деңгейінің модульді мультиплексоры мысалымен қарастырайық. Бұл сұлба 8.10 суретте көрсетілген.

Сұлбаның орталығында КМ №№ 1 және 2 коммутациялық модульдері орналасқан. Олардың біріншісі негізгі болып, екіншісі - 100% «ыстық» резерв болып табылады. Бұл блок НРС-n және LPC-m жоғарғы және төменгі деңгейлер тракттарын біріктіру функцияларын іске асырады.

КМ блогына сигналдар VC-4 виртуалды контейнерлер форматында келеді, сигналдардың уақыттық коммутациясы VC-11, VC-12, VC-3 және VC-4 деңгейлерінде жүзеге асады және таратудың магистралды бағыттары мен қатынас құру ағындарының аралығында бөлінеді. Төртінші деңгей мультиплексорларында коммутационды блоктың мүмкіндіктері әдетте STM-1- ң 24 ағынына эквивалентті (63 х 24 = 1512 ағындарына 2 Мбит/с). Себебі, КМ блогы күрделілердің бірі, мүмкіндігі бойынша ол қарапайыдарыменауыстырылады. Сонымен, регенератор конфигурациясына коммутациондының орнына екі сызықтық блоктар аралығында қарапайым біріктіруді қамтамасыз ететін блок орнатылады. Терминалды (шеткі) мультиплексордың конфигура­цияларында коммутационды блок магистралды сигналдарды және қатынас құру сигналдарын біріктіруді оларды коммутациялау функциясынсыз қамтамасыз ететін қарапайымымен ауыстырылуы мүмкін. Бірақ КМ блогы, одан басқа, жолды және тарату жолдарын қорғау функцияларын жиі атқарады, сондықтан мұндай ауыстыру әрқашан орынды бола бермейді.

Коммутация блоктарына төрт интерфейсті топтар (ИТ А, В, С, D) қосылады. Олардың екеуі (ИТ А және ИТ В) әдетте синхронды ағындардың интерфейсті блоктарымен жинақталады, ал екеуі (ИТ С және ИТ D) қатынас құру сигналдарының интерфейсті блоктарын қосу үшін қолданылады. 8.10 суретте А тобында екі STM-4 блогы (біреуі негізгі, екіншісі резервті, 1+1 типті резервтеу), В тобында – жұптасып бірігетін (біреуі негізгі, екіншісі резервті, дәл сондай 1+1 типті резервтеу) төрт STM-1 оптикалық (немесе электрлік) интерфейсті блогы, С тобында - 2 Мбит/с ағындарының төрт интерфейсті блогы, ал D тобында - 140 Мбит/с ағындарының бес интерфейсті блогы бар екені көрсетілген. 2 Мбит/с ағынының әр интерфейсті блогының қатынас құру арналарын қосуға арналған 21 порты бар; бұл блоктар 3:1 ( үш жұмысшы блокқа бір резерв) қатынасымен резервтелген. Бір жұмысшы блоктың қабыл алмауы сәйкес қатынас құру арналары ПР резервіне ауыстыру платасының көмегі арқылы резервтіге ауыстырылады. 140 Мбит/с қатынас құру арналарының төртеуінің әрқайсысы резервті блокқа (4:1 резерві) ауыстырылуы мүмкін.

STM-4 интерфейсті блоктарында тарату кезінде сигналдардың келесі түрлендірілулері жүзеге асады:

• коммутация блогынан келетін TU-12, TU-3 жүктемелік блоктардың сигналдары PTR көрсеткіштері қосылатын (AU-4 административті блоктары қалыптасады) VC-4 виртуалды контейнерлеріне беріледі;

• жүктемелік блоктардың түрленуі нәтижесінде немесе коммутация блогынан келген AU-4 төрт блоктарына MSOH және RSOH (STM-1 төрт сигналы қалыптасады) секционды тақырыпшалар қосылады ;

• STM-1 төрт сигналы STM-4 сигналына мультиплексирленеді;

• электрлік сигнал STM-4 скремблирленіп, оптикалық сигналға түрлені де және STM-4 блогының шығысына түседі.

Қабылдау кезінде:

• оптикалық сигнал STM-4 электрлік сигналға түрленіп, де- скремблирленеді;

• STM-4 сигналы STM-1 төрт сигналына демультиплексирленеді;

• RSOH және MSOH алынып тасталады, PTR AU көрсеткіші өңделеді;

• AU-4 сигналдары коммутация блогына беріледі немесе VC-4 сигналына түрленеді;

• VC-4 сигналынан TU-12 және TU-3 сигналдары бөлінеді және коммутациялау блогына беріледі.

STM-1 интерфейсті блогында STM-1 сигналы аналогты өңделеді.

Қатынас ағыны сигналы 140 Мбит/с (139264 кбит/с) интерфейсті блокта таратуда CMI кодасынан NRZ кодына түрленеді де,оған бекітілген қойылымды биттер және қызметтес биттер, сонымен қоса РОН трактті бастауы. Сондықтан қатынас ағыны сигналы VC-4 сигналына түрленеді. Келесі түрлендірулер STM-1 блогында аналогты түрлендірулер болып табылады. Таратуда кері түрлендіру жүзеге асады.

Қатынас ағынының интерфейсті блогы 2 Мбит/с (2048 кбит/с) шығыста 21 түсуші ағынын 2 Мбит/с HDB3 кодасынан NRZ кодасына түрлендіреді. Арыда кіріс типіне сәйкес VC-12 виртуальды контейнердің 21 ағыны қалыптасады, олар келесінше TUG-2 жеті сигналына, сосын TUG-3 сигналына түрленеді. TUG-3 сигналы коммутациялау блогына беріледі. Қабылдауда кері түрлендіру жүзеге асады.

8.10 суретте көрсетілген мультиплексордың структралық сұлбасының төменгі жағында тағы да үш блок көрсетілген: басқару, генератор және бастапқыға қатынас.

Басқару блогы (жүйені бақылау) құрылғыны басқаруды жүзеге асырады. Құрылғыны басқару туралы толығырақ 14 тақырыпта қарастырамыз, ал қазір тек осы блоктың негізгі функцияларын ғана атап өтеміз.

1. Қойылған блоктар арасындағы және басқару блоктары арасындағы байланыс авариялық сигнализациямен, жағдайды бақылау және функционерлеумен қамтамасыз етеді. Алынған мәліметтер өңделіп, анализденеді.Авариялық сигналдар активтеледі немесе лақтырылып тасталыналынады және F интерфейсті басқаруға беріледі.

1. Әрбір қойылған блоктың жүктелуі.

2. Резервке қойылған блоктың қосылуын басқару.

3. Құрылғыны басқару бойынша дерекқорды енгізу.

4. F және Q басқару интерфейстерін қолдау.

5. Орналастыру жағдайына қарай авариялық сигналдарды қабылдау және интерфейсті басқаруға тарату.

6. Кейбір бастапқы байттарды өңдеу, мысалы D байтын (шина DCC).

Әдетте басқару блогы жадыны жүктеу функциясына ие, ол кез-келген ауыстырылатын блоктарды қайта жүктеу қажеттілігін қысқартады, өйткені онда өзінің орнықтырылған жадысы бар.Мультиплексорды қосқан кезде қосылу мәліметтері басқару блогының энергияға байланыссыз жадысында сақталғандықтан мультиплексордың басқа блоктарына жүктеледі.Егер басқару блогы жаңасына ауыстырылса, онда жұмыс станциясындағы ауыстырылып отырған блок жадысын қайта көшіріп алады.Ауыстырып болғаннан кейін басқару блогының энергияға байланыссыз жадысына көшіріледі. .

Сонымен қоса басқару блогы берілген желі структурасының жоғары деңгейлі жүйе протоколымен басқару қолданады.

Генератор блогы тактілі сигналдарға сәйкес келетін мультиплексордың барлық блоктарымен қамтамасыз етіледі.Блок түрлі режимдерде: мәжбүрлі (ішкі) синхрондау, сонымен қоса еркін тербелу режимі мен устап тұру режимінде жұмыс істейді.

Бастапқыға қатынас құру блогы кейбір сексионды және трактті бастапқы байттарға қатынасты жүзеге асырады және қызметті байланыс интерфейсімен қамтамасыз етеді. Осы блокпен шығарылған кейбір мультиплексорларда резервті байттарға, сонымен қатар бастапқы сексионды D байттарға қатынас құруға болады. Әдетте бұл блокта түрлі бағыттағы ЗОН синхронды модуль басында бір типті байттардың коммутациясы болуы мүмкін.

Жоғарыда көрсетілген блоктардан басқа синхронды мультиплексор міндетті түрде 1+1 сұлбасы бойынша резервтелетін екінші қорек көзді блокқа ие.

әріс №9 ЦТЖ регенераторлары

9.1 Жалпы мағлұматтар

Регенераторлар бөгулік әсерін және амплитуда мен ұзақтылықты және сызықтық сигнал импульсінің формасын және де байланыстырылған символдар арасындағы уақыттық интервал көлемін өзгертетін сызықтық трактідегі сызықтық бұрмалануларды жою үшін арналған.

Қарапайым регенератордың құрылымдық схемасы 9.1-суретте көрсетілген. 9.2-суретте осы схемадағы әр түйіндегі уақыттық диаграммалары келтірілген:

а) таратушы ИКМ – сигнал УК-дан кейін;

б) синхронизация сигналы (стробтаушы импульстар);

в) алдыңғы ПУ-дың (пороговое устройство) шығысындағы сигналы;

г) регенератор шығысындағы сигнал.

9.1 – сурет 9.2-сурет

9.1 және 9.2 суреттерден көрініп тұрғандай ПУ импульсті (стробтаушы) режимде жұмыс істейтін схемалардың салыстырылуы болып табылады. Стробтаушы импульс келіп түскен кездегі (9.2,б-сурет) (t) таратушы сигналының лездік мәні (9.2-сурет) кейбір анықталған тәсілмен таңдалған пороговый кернеумен ПУдаа салыстырылады. Егер (t) > болса ПУ шығысында «1» импульсі қалыптасады, егер (t) < онда «0» импульсі. (9.2,б-сурет) ПУ шығысындағы импульстер шығысында регенерацияланған сигнал (9.2,г-сурет) қалыптасатын импульс түзгішті іске қосады.

Мұндай схемада екі заңдылықты белгілеуге болады:

• Регенератор шығысындағы импульс формасы мен ұзақтығы әрқашан тұрақты және импульстер түзуші жұмысымен анықталады;

• Импульс арасындағы уақыттық интервалдар синхронизация жүйесінің дұрыс жұмыс істеуіне байланысты және мінсіз жағдайда тактілік импульс периоды қысқа.

Тактілік жиіліктің стробтаушы импульстерінің түзілу блогының құрылымдық сұлбасы 15.28,а-суретте көрсетілген, ал осцилограммалар және жеке блоктардың жұмысын түсіндіретін схемалар 15.29-суретте көрсетілген. 15,28-суретте көрсетілгендей 1-екіжартыпериодты түзеткіш блоктың кірісіне квазиүштік кодты цифрлық сигналкеліп түседі, 7 блок шығысында екілік кодтағы цифрлық сигнал қалыптасады (15.29,а-сурет). 2 Жолақтық сүзгіден кейін тактілік жиілікті синусойдалы (15.29,б-сурет) сигнал бөлінеді, ол 3 және 4 блоктарында күшейтіледі және шектеледі (15.29,в-сурет) және 5 блогында дифференциалданады (15.29,г-сурет). 6-шы Біржартыпериодты инерциялық емес түзеткіштен кейін бір полярлы импульстар бөлінеді, мысалы 7 импульстерді қалыптастыру блогына келіп (15.29,е-сурет) түсетін және 8ары қарай кідіріс сызыгы арқылы (пороговое устройство) ПУ –ның басқару кірісіне (15.29,ж-сурет) келіп түсетін оң импульстер (15.29,д-сурет).

9.3 - сурет

Блокта кідіру уақыты строб-импульстердің пайда болуы таратылатын сигналдың максималды мәніне сәйкес келетіндей етіп таңдалады, ал ол ПУ-дың бірінші кірісіне келіп түседі (9. 1-сурет).

Тактілік синхронизацияның негізгі түйіні (9.3-сурет) болып 2 таржолақты жогары сапалы фильтр болып табылады, ол кварцтік фильтрлері не үстіртін (поверхностьный) акустикалық толқын фильтрлері негізінде жасалады.

9.4-сурет

Фильтрдің шыгыстық сигналы цифрлы сигнал спектрінің кездейсоқ құраушысының жиілікті компоненттерімен «ластанған» болады, олар осы фильтрдің өткізу жолагына келіп түседі, сондықтан Өте тар жолақты таңдау осыган байланысты.

Өте тар жолақты таңдаудың себебі, фильтрдың шығыс сигналы цифрлық сигнал спек-нің кездейсоқ құраушыларының компоненттерімен «былғанған», олар осы фильтрдің өткізу жолағына түседі. Нәтижесінде сигнал кездейсоқ түрде ампл мен фаза б/ша модулирленген болады.

Паразитті амплитудалық модуляция шектегіш көмегімен шешіледі, бірақ фаза бойынша мод-ция сақталады, бұл тактілік нүктелерге қатысты строб-имп-рдың уақыттық күйлерінің кездейсоқ өзгерісіне әкеледі. Нәтижесінде регенерацияланған циф-қ сигналдың уақыттық позициялары да өзгереді. Бұндай құбылыс джиттер деп атайды.

Жиілікті фазалы авторқұрау жүйесі (ФАПЧ) негізінде тактілік жиілік тербелісін ерекшелеу схемалары көп таралуда (15,30-сур), мұнда 1-4 және 7,8 блоктары тағайындалуы б/ша 15,28 сур-гі аттас блоктармен сәйкес келеді, ал 9-12 блоктары жаңа болып табылады. Мұнда тактілік жиілік сигналы шектегіш 4 шығысыннан фзалық детектор ФД9-ға келеді, оның екінші кірісіне жергілікті тактілік жиілік генераторынан (ГТЧ 10) тактілі жиілікті импульсті сигнал беріледі. ФД басқарушы кернеу U_Y –ді өндіреді, ол ФД кірістеріндегі сигнал фазаларының айырмасына попорционал. УПТ12 тұрақты ток күшейткіш шығысынан кернеу жиілік б/ша // фильтрмен шектеліп, генератор 10-ң ФАПЧ басқару тізбегінің кірісіне түседі.

9.4-сурет

ФАПЧ тізбек парам-нің өзгерісі, ГТЧ сигналының қабылданатын цифрлық тізбек сигналының фаза айырымына және ГТЧ стробтаушы сигналына сәйкес өзгерісіне әкеледі. Процесс ФД кірістерінде сигналдар түзетілгенше жалғасады, бұл кезде U_Y=0В. ГТЧ-те басқарушы элемент ретінде әдетте варикап қолданылады.

ФАПЧ-ны қолдану, жиілік жолағы екі еселенген ФНЧ 11 жиілік жолағына тең гипотетикалық жолақтық фильтр 2-ні қоданумен бірдей әсер береді. Бұл жиілік жолағы өте тар жасалуы мүмкін(бірлік немесе жарты килогерц), ал ПФ 2 жиілік жолағы айтарлықтай кеңдеу, демек ФАПЧ жүйесін қолдану айтарлықтай «таза» синхронизация сигналын қамт ет. Сәйкес цифрлық сигнал джиттері төмендейді.

Регенератордың автоматты реттеулері

Регеннератордың тәжірибелік сұлбасында түрлендіруден басқа қосымша келесі шарттардың орындалуын қамтамасыз ету қажет:

1. ПУ кірісінде цифрлық сигналдың символдарының формасы бірінші жақ символаралық бұрмаланулары болмайтындай болу керек;

2. А_n сигналдың барлық мүмкін болатын тербелістерде цифрлық сигнал-дарды флуктуациондық бөгеуілдерден қорғау қамтамасыз ететін А_n және U_пор араларында белгілі бір қатынас болуы керек;

3. бірінші жақ символаралық бұрмалануларды құрту үшін кабель корректорын қолдану қажет.

Оны регенерация учаскілерінің шашырауының ұзындығын ескере отырып екі корректорлар түрінде орындау тиімді: біріншісі – тұрақты корректор, екіншісі – айнымалы корректор.

Аналогты МСП-да айнымалы корректорды құру үшін сигналдың бақылау жиілігінің (КС) деңгейі туралы ақпарат және АРУ-КЧ деңгейңін автоматты реттеулері жүйесі қолданылады. Цифрлық МСП регенераторында айнымалы корректорды құрастыру үшін А_n импульстерінің максималды кернеуінің өзгеруіне тәуелді жұмыс істейтін АРУ жүйесі қолданылады.

АРУ блогының типтік сұлбасы 9.5-суретте көрсетілген. Цифрлық сигналдың амплитудасының өзгеруін көрсететін айналмалысын бөліп алу үшін пиктік детектор (ПД) 1 және төменгі жиілік сүзгісі 2 қолданылады.

Салыстыру сұлбасында (СС) 3 А_n пропорционалды тұрақты кернеуі тірек кернеуімен U_оп салыстырылады. Ары қарай қателік сигналы қатені түрлендіргіштің көмегімен (ПО) 4 реттейтін элемент (РЭ) 5 парамет-рлерін өзгертетін әсерге түрлендіреді және ПУ-дың кірісінде цифрлық сигнал амплитудасының тұрақтылығын қамтамасыз ететін айнымалы амплитудалы корректордың (ПАК) 6 күшеюі өзгереді.

9.5-сурет

Реттейтін элементтер ретінде өзінің сызықты еместігіннен АСП-да қолданбайтын элементтерді қолдануға болады мысалы, жартылай өткізгішті диодтар, транзисторлар және варикаптар. Осы элементтердің динамикалық кедергісі қателік кернеуіне тәуелді өзгеретін тұрақты ток бойынша жұмыс режиміне тәуелді.

Тұрақсыздандырғыш факторлары негізінде U_пор=А_п теңдігін U_пор автоматты реттеу немесе А_п автоматты реттеу көмегімен жүзеге асырады. Ереже ретінде екінші вариант, сонымен қатар бір уақытта А_п автоматты стабилдеу (реттеу) жүйесі қолданылады және жиілік бұрмалануының ауыспалы карректоры жұмысы үшін, яғни бір уақытта коэффициент күшейткіші сияқты да ЧХ карректор-күшейткіші де өзгереді.