СКСС ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ К ОКР (Троицкая)

@vcvvtw

o Шаг квантования должен обеспечивать баланс между уменьшением шума и простотой реализации системы.

oКоличество уровней квантования определяется разрядностью кодового слова (например, 8-битная разрядность позволяет использовать до 256 уровней квантования).

oРазность между действительным значением сигнала и округленным значением называется шумом квантования.

3. Кодирование:

oЦель – преобразование отсчетов в двоичные кодовые слова, удобные для передачи по линии связи.

oКодирование предотвращает появление постоянной составляющей в сигнале, что важно для защиты от искажений.

oСпособы кодирования:

1.AMI-код (Alternate Mark Inversion):

Чередование полярностей единичных импульсов. Нули не изменяют сигнал.

Применяется для обнаружения ошибок: два подряд одинаковых импульса одной полярности указывают на ошибку.

2.HDB3-код (High-Density Bipolar-3):

Использует три состояния: +V+V+V, −V-V−V, и 000.

Если подряд идут более четырех нулей, они кодируются комбинациями 000V или B00V, где:

@vcvvtw

VVV – импульс, повторяющий полярность предыдущего единичного импульса.

BBB – импульс противоположной полярности.

@vcvvtw

8. Ступени коммутации. Временная ступень коммутации (Т- ступень).

Т-ступень представляет собой важный элемент системы коммутации, который обеспечивает временную передачу кодовых слов между входными и выходными каналами. Т-ступени могут быть реализованы с помощью линий задержки или цифровых запоминающих устройств (ЗУ). Каждая из этих реализаций имеет свои особенности и ограничения.

Линии задержки: такие схемы отличаются простотой выполнения, но имеют существенный недостаток — последовательную передачу кодовых слов. Это значит, что передача данных происходит поочередно, что ограничивает скорость передачи информации. Для того чтобы организовать параллельную передачу, количество линий задержки увеличивается пропорционально количеству разрядов в кодовом слове.

Цифровые запоминающие устройства (ЗУ): на сегодняшний день Т-ступени чаще всего реализуют с помощью ЗУ из-за их простоты и низкой стоимости. Эти устройства позволяют более гибко управлять процессами записи и считывания данных.

Т-ступень состоит из двух основных компонентов:

Речевое запоминающее устройство (РЗУ) — предназначено для записи и считывания кодовых слов, которые поступают на вход системы (КИ).

Управляющее запоминающее устройство (УЗУ) — хранит адреса для записи и считывания данных в РЗУ. Эти адреса управляются устройством системы коммутации.

Т-ступени могут работать в двух эквивалентных режимах:

1.Последовательная запись / произвольное считывание кодовых слов

2.Произвольная запись / последовательное считывание кодовых слов

1.Режим последовательной записи / произвольного считывания кодовых слов

В этом режиме данные записываются в РЗУ поочередно, в соответствии с порядком, определяемым сигналами от счетчика. Процесс работы Т-ступени можно представить двумя циклами:

Первый цикл: происходит последовательная запись кодовых слов в РЗУ. Каждой ячейке РЗУ соответствует определённый КИ, и данные поступают поочередно.

Второй цикл: запись в РЗУ прекращается, и начинается считывание данных из РЗУ в исходящую ИКМ-линию. Адреса ячеек для считывания контролируются УЗУ.

@vcvvtw

В

примере с 4-м входящим КИ и 2-м исходящим КИ, при счётчике Сч = 2, будет записан адрес 4. Это означает, что информация из 4-го входящего КИ будет считана в 2-й исходящий КИ.

2. Режим произвольной записи / последовательного считывания кодовых слов

В этом режиме запись данных в РЗУ происходит произвольно, на основе адресов, вырабатываемых УЗУ или управляющим устройством (УУ ЦСК). Запись данных происходит в свободные ячейки памяти РЗУ, в соответствии с адресом, хранящимся в УЗУ. Считывание данных, напротив, осуществляется последовательно по сигналам от счетчика.

@vcvvtw

Первый цикл: произвольная (выборочная) запись данных в РЗУ по заранее определённым адресам.

Второй цикл: последовательно происходит считывание данных из РЗУ, ячейка за ячейкой, в исходящую ИКМ-линию.

В данном примере информация (кодовое слово D), полученная в течение 3-х КИ, записывается в первую ячейку РЗУ, откуда она считывается в 1-й исходящий КИ по сигналам от счётчика.

Принцип работы:

В первом цикле происходит запись кодового слова в ячейки РЗУ, при этом каждое слово записывается поочередно, согласно порядку сигналов от счётчика.

В следующем цикле происходит произвольное считывание данных из ячеек РЗУ в исходящую ИКМ-линию. Для управления процессом считывания используются адреса из УЗУ.

Т-ступени на основе цифровых ЗУ являются более гибкими и экономичными по сравнению с линиями задержки, что делает их предпочтительными для современных коммутационных систем.

@vcvvtw

9. Временная ступень коммутации (Т-ступень). Режимы работы

Т-ступени могут быть реализованы с помощью линий задержки или с использованием цифровых ЗУ. Современные Т-ступени строят на ЗУ из-за их простоты и низкой стоимости. Схемы с использованием линий задержки просты в исполнении, но имеют недостаток в виде последовательной передачи кодовых слов, что требует увеличения числа схем для параллельной передачи.

Режимы работы Т-ступени

Т-ступени могут работать в двух эквивалентных режимах:

1. Последовательная запись / Произвольное считывание кодовых слов

o В этом режиме кодовые слова записываются в РЗУ последовательно в течение первого цикла. Каждое слово записывается в ячейку памяти РЗУ, которая соответствует определенному КИ.

oВ следующем цикле запись в РЗУ останавливается, и осуществляется произвольное считывание данных из ячеек РЗУ в исходящую ИКМ линию. Считывание происходит в зависимости от адресов, которые записываются в УЗУ.

oПример: При счётчике Сч = 2, информация из 4-го КИ будет считана во 2 КИ исходящей ИКМ-линии.

2. Произвольная запись / Последовательное считывание кодовых слов

o В этом режиме кодовые слова записываются в РЗУ произвольно, в зависимости от адресов, которые формируются в УЗУ.

oВ процессе записи информация поступает на вход РЗУ и записывается в свободные ячейки по указанным адресам. Считывание, в свою очередь, осуществляется последовательно из ячеек РЗУ по сигналам счетчика.

oПример: Информация (кодовое слово D), принятая от 3-го КИ, записывается в 1 ячейку памяти РЗУ и считывается во 1 КИ исходящей ИКМ-линии.

@vcvvtw

Режим разделенной записи и чтения

В этом режиме используются два РЗУ, которые попеременно работают на запись и считывание. На первом цикле одна ячейка РЗУ будет записывать данные, в то время как из второй будет считываться информация. В следующем цикле записи и считывания меняются местами. Это позволяет увеличить емкость и скорость работы системы в два раза, поскольку процессы записи и считывания выполняются параллельно.

Пример: В первом цикле информация (ABCD) записывается в РЗУ1, а из РЗУ2 считывается информация (DEFL). Во втором цикле происходит обратное: данные из РЗУ1 считываются, а в РЗУ2 записываются новые данные.

Параметры Т-ступени

N x M — число КИ во входящей и исходящей ИКМ-линиях.

K — количество бит в кодовом слове.

Типичные емкости: 128x128, 512x512, 1024x1024

@vcvvtw

10.Пространственная ступень коммутации (S-ступень). Способы построения

Пространственная ступень коммутации (S-ступень) используется в коммутационных системах для перемещения информации между входными и выходными ИКМ-линиями с сохранением порядка следования кодовых слов. Этот процесс реализуется без задержек кодовых слов во времени, в отличие от Т-ступени. Основные принципы и способы построения S-ступени описаны ниже:

1.Структура S-ступени

Коммутация одноименных КИ: Пространственная ступень осуществляет коммутацию каналов, где входящие и исходящие линии с одинаковыми индексами КИ соединяются между собой, при этом порядок следования КИ сохраняется.

Реализация через коммутационную матрицу: Пространственная коммутация обычно реализуется с помощью матрицы, состоящей из вертикальных и горизонтальных линий, в точках пересечения которых находятся логические элементы, такие как логические элементы "И".

Принцип работы: В определенный момент времени будет активен только один ключ в каждой точке пересечения, что обеспечивает правильное переключение в каждом интервале времени. Эти ключи переключаются в темпе поступления кодовых слов.

2. Способы реализации S-ступени

Пространственная ступень может быть построена различными способами, в зависимости от требований и технологий:

a)На электронных ключах

Применение: Каждое соединение в коммутационной матрице осуществляется с помощью электронных ключей, что требует большого

@vcvvtw

количества управляющих входов. Количество таких входов равно NxM, где N — количество входящих линий, M — количество исходящих линий.

Преимущества: Простота реализации, высокая надежность.

Недостатки: Высокая стоимость и сложность в масштабировании для больших систем.

b)На мультиплексорах (MUX) и демультиплексорах (DMUX)

Применение: В этом случае используется комбинация мультиплексоров (MUX) и демультиплексоров (DMUX) для реализации коммутации. Это особенно полезно, когда количество входящих линий N не равно количеству исходящих линий M.

Преимущества: Меньшее количество управляющих входов по сравнению с ключами. Возможность масштабирования при увеличении количества линий.

Недостатки: Усложнение структуры, необходимость правильного выбора типа мультиплексора/демультиплексора.

c)На программируемых логических матрицах (ПЛМ)

Применение: Использование программируемых логических матриц, которые представляют собой сетки проводников с полупроводниковыми элементами, реализующими коммутацию.

Преимущества: Гибкость, возможность перепрограммирования и настройки системы.

Недостатки: Высокая стоимость и потребность в программировании.

@vcvvtw

3.Комбинационный автомат

Описание: S-ступень может быть представлена как комбинационный автомат,

который состоит из двух частей:

oКоммутационная часть — это непосредственно сама матрица коммутации, которая отвечает за перенаправление сигналов между входами и выходами.

oУправляющая часть — отвечает за выработку адресов для коммутации и управление процессом передачи данных.

Структура автомата: Комбинационный автомат имеет N информационных входов

иM информационных выходов. Количество точек коммутации в автомате будет равно NxM.

Принцип работы: Каждое состояние автомата связано с выполнением операции коммутации между определенными входами и выходами. Важно, что автомат работает без задержек, что позволяет обеспечить высокую скорость передачи данных в рамках одного цикла.

4. Управляющая часть S-ступени

Управляющая часть S-ступени генерирует адреса, которые определяют, какие входящие и исходящие линии должны быть скоммутированы в определенный период времени. Эти адреса заносятся в блок адресной информации и остаются там до окончания соединения.

Реализация управляющей части: Она строится на базе управляющих ЗУ, из которых поступают управляющие сигналы с адресами на коммутационную часть.

Методы управления:

oУправление по выходам: В память УЗУ заносятся адреса исходящих линий, которые должны быть скоммутированы с конкретной входящей линией.

oУправление по входам: В память УЗУ заносятся адреса входящих линий, которые должны быть скоммутированы с конкретной исходящей линией.