К настоящему времени реализованы ЦСП с числом уровней (состояний), равным 32 для одномерных сигналов и с числом состояний 256 для двумерных сигналов.

6.4.3. Регенерация цифрового сигнала

Регенерация цифрового сигнала заключается в восстановлении на конце регенерационного участка цифрового сигнала точно в таком виде, в каком он был введен в линию. Регенераторы устанавливаются по мере необходимости в промежуточных обслуживаемых и необслуживаемых регенерационных пунктах.

Сложность регенератора определяется той удельной скоростью передачи, которую требуется реализовать в линейном тракте. В ЦСП, реализующих удельные скорости передачи 0,5–1,0 бит/с · Гц, применяются одномерные сигналы с числом состояний 2–3 и сравнительно простые алгоритмы обработки сигнала. Эти алгоритмы, как правило, реализуются аппаратно.

Передаваемый по линии цифровой сигнал подвергается воздействию шумов, в результате чего в процессе регенерации могут появляться ошибки в некоторых символах. Количество ошибок, выраженное посредством коэффициента ошибок зависит от отношения сигнал/шум в точке решения регенератора на выходе усилителя-кор- ректора. После регенерации выходной цифровой сигнал может иметь отклонения временны́х положений импульсов относительно своих идеальных положений. Эти отклонения называются фазовыми дрожаниями (джиттером). Величина фазовых дрожаний зависит от величины шумов, возникающих в линии, от статистических свойств передаваемого сигнала и от свойств схемы выделения сигнала тактовой синхронизации, входящей в состав регенератора. Коэффициент ошибок и фазовые дрожания для линии с заданным отношением сигнал/шум зависят от применяемого линейного кода и технической реализации регенератора.

Регенератор (рис. 6.54) состоит из предварительного усилителякорректора (УК), устройства разделения (УР), решающей схемы (РС), формирователя выходных импульсов (ФВИ), системы автоматической регулировки уровня (АРУ) и выделителя тактовой частоты (ВТЧ). Временны́е диаграммы работы регенератора представлены на рис. 6.55.

331

Ослабленный и искаженный на участке линии цифровой сигнал поступает через симметрирующий трансформатор на вход усилителякорректора (точка а на рис. 6.54, рис. 6.55, а), где осуществляется коррекция формы импульсов и усиление их до величины, обеспечивающей в дальнейшем надежную работу решающей схемы. Таким образом, передаточная функция УК определяет отношение сигнал/шум на входе решающей схемы, а соответственно, выбирается так, чтобы минимизировать межсимвольные искажения в сигнале.

Для уменьшения влияния на уровень и форму сигнала температурных изменений затухания кабельной пары, а также возможных отклонений длины регенерационного участка от номинала, в схеме регенератора используется автоматическая регулировка уровня АРУ. Применение АРУ обеспечивает постоянство амплитуды импульсов на выходе УК. Критерием для осуществления регулирования, является изменение амплитуды импульсов на выходе УК. Изменение амплитуды импульсов используется также для регулировки корректора. Благодаря этому на выходе УК как амплитуда, так и форма импульсов сохраняются

332

практически постоянными при изменении затухания физических пар в пределах 10–20 дБ. При этом, очевидно, может ухудшаться отношение сигнал/шум для наиболее длинных регенерационных участков, однако при правильном проектировании оно будет находиться в допустимых пределах.

Поскольку в рассматриваемых ЦСП для передачи, как правило, используют биполярные трехуровневые сигналы, то регенератор содержит две решающие схемы (РС1 и РС2) – для положительных и отрицательных импульсов. В связи с этим сигнал с выхода УК (точка б на рис. 6.54, рис. 6.55, б) поступает на устройство разделения УР, в котором биполярный цифровой сигнал разделяется на две униполярные последовательности положительных и инвертированных отрицательных импульсов. С выходов УР (точки в и г на рис. 6.54, рис. 6.55, в и г) полученные последовательности импульсов подаются на входы решающих схем, где и происходит принятие решения по каждому из передаваемых символов путем сравнения напряжения сигнала с пороговым напряжением. Если в момент принятия решения напряжение сигнала превышает напряжение порога, то в решающей схеме формируется импульс (условно «1»), а если напряжение сигнала ниже порога, то формируется пробел – отсутствие импульса (условно «0»).

Следует отметить, что в РС помимо принятия решения о значении символа осуществляется также восстановление импульсов по форме, длительности и их временно́му положению в сигнале.

Восстановленные в решающих схемах последовательности положительных и инвертированных отрицательных импульсов (точки е и ж на рис. 6.54, рис. 6.55, е и ж) объединяются в формирователе выходных импульсов (точка з на рис. 6.54, рис. 6.55, з), с выхода которого через трансформатор поступают на вход следующего регенерационного участка.

Управление работой решающих схем, а именно, определение моментов принятия решения осуществляется с помощью стробирующих импульсов (точка д на рис. 6.54, рис. 6.55, д), формируемых выделителем тактовой частоты ВТЧ, подробный анализ работы которого приведен в п. 6.3.2.

333

Рис. 6.55. Временны́е диаграммы работы регенератора

Электропитание промежуточных регенераторов производится дистанционно из обслуживаемых регенерационных пунктов стабилизированным током. Питание регенераторов на симметричных кабелях осуществляется по фантомной цепи, организуемой по парам, по которым передается цифровой сигнал данной цифровой системы передачи. В коаксиальных кабелях электропитание осуществляется по внутренним проводникам коаксиальных пар. Устройства электропитания регенераторов ряда регенерационных станций включаются последовательно в цепь дистанционного электропитания, создаваемую отдельно для каждой системы передачи. В устройстве дистанционного электропитания регенераторов используются полупроводниковые стабилитроны,

334