Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Цифровые системы передачи. Учебное пособие для СПО
.pdf
31
ляются восьмиразрядные двоичные кодовые комбинации двух служебных каналов КИ
0
и КИ
16
. Восьмиразрядная двоичная кодовая комбинация из КИ
0
ис-
пользуется в приемнике циклового синхросигнала ПрЦС, который выделяет
семиразрядный двоичный сигнал цикловой синхронизации FAS, совмещающий
начало цикла генераторного оборудования ГО
пр
с началом цикла принимаемого
цифрового сигнала. Первый бит восьмиразрядной кодовой комбинации из КИ0
используется для передачи дискретной информации и выделяется в блоке ДИ
пр
.
Восьмиразрядная двоичная кодовая комбинация из КИ
16
цикла Ц0 используется
в приемнике сверхциклового синхросигнала ПрСЦС, который выделяет четырёхразрядный двоичный сигнал сверхцикловой синхронизации MFAS, совмещающий начало сверхцикла генераторного оборудования ГО
пр
с началом
сверхцикла принимаемого цифрового сигнала. Приемник сверхциклового синхросигнала находится в блоке СУВпр. В блоке СУВ
пр
из КИ16 в циклах Ц1 , Ц2,
…, Ц
16
сверхцикла выделяются четырёх разрядные кодовые комбинации сигна-
лов управления и взаимодействия АТС для тридцати информационных каналов.
В декодере обрабатываются восьми разрядные кодовые комбинации
тридцати информационных каналов. Декодер последовательно декодирует
восьмиразрядные кодовые комбинации отдельных информвционных каналов.
Каждая восьмиразрядная кодовая комбинация преобразуется в декодере в АИМ
отсчёт одного аналогового информационного сигнала. Таким образом , после
обработки за цикл восьмиразрядныз двоичных кодовых комбинаций, на выходе
декодера получается групповой АИМ сигнал. В индивидуальной части оборудования приема с помощью временных селекторов ВС из группового АИМ
сигнала выделяются АИМ отсчеты соответствующего информационного канала. ФНЧ
пр
выделяет из АИМ канальных отсчетов исходный аналоговый сигнал,
который усиливается в УНЧ
пр
и через ДС поступает к абоненту.
Работу всех узлов оконечного оборудования ЦСП обеспечивает генера-
торное оборудование ГО
ПД
и ГО
ПР
, формирующее необходимые импульсные
последовательности с частотами тактовой FT, кодовых групп FКГ, циклов (дискретизации) FД, сверхциклов FСЦ и др.
Временные и спектральные диаграммы во всех точках структурной схемы
аппаратуры оконечного оборудования при формировании цифрового потока Е1
(рисунок 1.16) представлены на рисунке 1.18.
1.3.1. Передача сигналов звукового вещания в цифровом потоке Е1
В ГОСТ 11515–91 даны нормы на параметры качества электрических ка-
налов звукового вещания.
Канал с полосой частот 0,04 – 15,0 кГц используется для формирования
программ, трактов первичного и вторичного распределения, предназначенных
для подачи стереофонических сигналов, звуковой части телевизионных программ и монофонических сигналов на радиопередатчики метровых волн.
Канал с полосой частот 0,05 – 10,0 кГц предназначен для городских узлов
и городских сетей проводного вещания.
32
t
ut
, кГцf
Gf
t
ut
, кГцf
Gf
Fв=3,4
Fв=15,0
t
ut
, кГцf
Gf
15,0
Fд=32,0
t
ut
, кГцf
Gf
3,4 Fд=8,0Тд=125 мкс
Тд=31,25 мкс
t
ut
, кГцf
Gf
15,0
Fки=256,0
ТКИ=3,9 мкс
КИ0
КИ31
КИ30
КИ29
КИ28
КИ17
КИ16
КИ15
КИ1
КИ2
КИ3
КИ4
Тц=125 мкс
t
ut
, кГцf
Gf
ТКИ=3,9 мкс
КИ0
КИ31
КИ30
КИ16
КИ15
КИ1
КИ2
Тц=125 мкс
ЦСС
СУВ
1 1 1 10 0 0 0
Т=0,488 мкс
2Fт=4096
t
ut
, кГцf
Gf
ТКИ=3,9 мкс
КИ0
КИ31
КИ30
КИ16
КИ15
КИ1
КИ2
Тц=125 мкс
1 1 1 10 0 0 0
Ти=0,244 мкс
2Fт=4096
t
ut
КИ0
КИ31
КИ30
КИ16
КИ15
КИ1
КИ2
1
1'
2
2'
3
3'
4
4'
5
5'
6
6'
7
7'
Рисунок 1.18 – Временные и спектральные диаграммы работы оборудования ИКМ-30
Канал с полосой частот 0,1 – 6,4 кГц предназначен для сельских узлов и
сетей проводного вещания.
33
Согласно формулы (1.1) частота дискретизации сигнала звукового веща-
ния
Д .З В В . ЗВ
2FF
(1.25)
Генераторное оборудование аппаратуры ИКМ – 30 (рисунок 1.15) подаёт
на 30 АИМ модуляторов импульсы с частотой дискретизации канала тональной
частоты F
Д. ТЧ
= 8 кГц, сдвинутые относительно друг друга (в соседних АИМ)
на длительность канального интервала. Следовательно, частота дискретизации
для сигнала звукового вещания, определяемая по формуле (1.25), должна быть
кратна 8 кГц [1, 3, 5].
Для сигнала звукового вещания с верхней частотой 15 кГц, частота дискретизации будет равна
Д .З В В .З В
2 1 5к Г ц , 3 2 .FFк Г ц
(1.26)
Из (1.26) следует, что для передачи одного канала звукового вещания с
верхней частотой 15 кГц, необходимо использовать 4 канала тональной частоты. Далее определим, какие из 30 каналов тональной частоты должны быть использованы для передачи рассматриваемого канала звукового вещания.
Рассчитаем для сигнала звукового вещания с верхней частотой 15 кГц период дискретизации
Д .З В
Д .З В
11
3 1, 2 5 м к с
32к Г ц
Т
F
(1.27)
Из формулы (1.27) следует, что АИМ отсчеты для рассматриваемого аналогового сигнала звукового вещания необходимо брать через 31, 25 мкс. Поскольку длительность канального интервала ТКИ = 3,906 мкс, то АИМ отсчеты
сигнала звукового вещания должны следовать через такое число канальных интервалов аппаратуры ИКМ–30
Д .З В
К А Н
КИ
31, 25
7, 9 88 8
3, 9 0 6
Т
N
Т
Таким образом, если для передачи первого АИМ отсчета канала звукового вещания 1ЗВ используется первый канальный интервал КИ
1
, то для передачи
второго АИМ отсчета канала звукового вещания 2ЗВ необходимо использовать
девятый канальный интервал КИ
9
, для третьего АИМ отсчета канала звукового
вещания 3ЗВ – семнадцатый канальный интервал КИ
17
, для четвертого АИМ
34
отсчета канала звукового вещания 4ЗВ – двадцать пятый канальный интервал
КИ
25
. Схема индивидуального оборудования для передачи рассматриваемого
сигнала звукового вещания с верхней частотой 15 кГц представлена на рисунках 1.15 и 1.19.
Так как в одной аппаратуре ИКМ-30 можно передавать не более трёх сигналов звукового вещания, то с учётом формул (1.26) и (1.27) для трёх сигналов
ЗВ (ЗВ1, ЗВ2, ЗВ3) распределение каналов тональной частоты и звукового вещания будет иметь вид представленный на рисунке 1.20.
ЦСС
1 ТЧ
КИ0
КИ1
КИ2
КИ31
КИ3
КИ4
КИ5
КИ6
КИ7
КИ8
КИ9
КИ10
КИ11
КИ12
КИ13
КИ14
КИ15
КИ16
КИ17
КИ18
КИ19
КИ20
КИ21
КИ22
КИ23
КИ24
КИ25
КИ26
КИ27
КИ28
КИ29
КИ30
1 ЗВ
1
2 ЗВ
1
3 ЗВ
1
4 ЗВ
1
СУВ
2 ТЧ
3 ТЧ
4 ТЧ
5 ТЧ
6 ТЧ
7 ТЧ
8 ТЧ
9 ТЧ
10 ТЧ
11 ТЧ
12 ТЧ
13 ТЧ
14 ТЧ
15 ТЧ
16 ТЧ
17 ТЧ
18 ТЧ
t
ки
T
ц
125 мксT
1 ЗВ
2
1 ЗВ
3
2 ЗВ
2
2 ЗВ
3
3 ЗВ
2
3 ЗВ
3
4 ЗВ
2
4 ЗВ
3
Рисунок 1.20 – Распределение каналов в цикле потока Е1
1.4. Синхронизация в цифровых системах передачи
В цифровых системах передачи с временным разделением каналов правильное восстановление исходных сигналов на приёмной стороне оконечного
оборудования возможно только при синхронной и синфазной работе передающего и приемного генераторного оборудования. Следовательно, в приемном
УНЧ
ФНЧ
АИМ
АИМ
АИМ
АИМ
25
17 9 1
Рисунок 1.19 – Схема индивидуального оборудования при передаче сигнала
звукового вещания в аппаратуре ИКМ – 30
ЗВ
35
генераторном оборудовании должны быть обеспечены тактовая, цикловая и
сверхцикловая синхронизации.
Тактовая синхронизация обеспечивает равенство тактовых частот, вырабатываемых ГО
ПР
и ГОПД, для их использования в регенераторах, кодеках и
других устройствах ЦСП, осуществляющих обработку сигнала с тактовой частотой.
Цикловая синхронизация обеспечивает совмещение начала циклов вырабатываемых ГО
ПР
и ГОПД для правильного разделения и декодирования каналь-
ных кодовых групп цифрового сигнала и распределение декодированных АИМ
отсчетов по соответствующим каналам в приемной части оконечного оборудования.
Сверхцикловая синхронизация обеспечивает совмещение начала
сверхциклов вырабатываемых ГО
ПР
и ГОПД для правильного разделения на
приеме сигналов управления и взаимодействия СУВ по соответствующим каналам тональной частоты.
Нарушение любого вида синхронизации тактовой, цикловой или
сверхцикловой приводёт к потере связи по всем каналам ЦСП. На рисунке 1.21,
а представлено временное распределение циклов в сверхцикле, формируемом
на передаче. При наличии на приеме тактовой, цикловой и сверхцикловой синхронизации расположение циклов и сверхциклов, определяемое генераторным
оборудованием приема, будет соответствовать их расположению на передающей стороне, т.е. не изменится.
При отсутствии цикловой синхронизации (рисунок 1.21, б) границы циклов на приеме будут произвольно смещаются относительно границ циклов
цифрового сигнала, поступающего на вход приемного оборудования.
Это приведет к ошибочному распределению информационных канальных
сигналов и сигналов управления и взаимодействия, т.е. к потере связи по всем
каналам. Очевидно, что при этом будет нарушена и сверхцикловая синхронизация.
При отсутствии сверхцикловой синхронизации, но при наличии тактовой
и цикловой синхронизации, границы циклов на приеме и передаче совпадают
(рисунок 1.21 в), но смещены друг относительно друга номера циклов в
сверхцикле, т.е. смещены границы сверхцикла. Это приводит на приеме к неправильному распределению сигналов управления и взаимодействия, передаваемых в определенном порядке в сверхцикле, между телефонными каналами.
Поскольку СУВ представляют собой набор сигналов, управляющих работой
приборов АТС, нарушение сверхцикловой синхронизации так же приведет к
нарушению связи по всем каналам.
36
Очевидно, что нарушение тактовой синхронизации сделает невозможным
установление цикловой и сверхцикловой синхронизации, так как обработка
символов принимаемого цифрового сигнала с частотой отличной от его тактовой частоты FТ приведет к недопустимому увеличению коэффициента ошибок в
регенераторе.
Наиболее часто используются устройства тактовой синхронизации с применением фазовой автоподстройки частоты генератора тактовой частоты приемного оборудования (рисунок 1.22).
Двуполярный линейный цифровой сигнал (ЛЦС) дифференцируется в
дифференцирующем устройстве (ДУ) и выпрямляется в двухполупериодном
выпрямителе (В), на выходе которого появляются короткие импульсы соответствующие переходам в принимаемом цифровом сигнале от «0» к «1» и от «1» к
«0». После выпрямителя эти импульсы поступают на один из входов перемножителя фазового детектора (ФД). На вуторой вход перемножителя подаются
импульсы с тактовой частотой от местного генератора (Г). В результате перемножения импульсов, поступающих на два входа перемножителя, на его выходе вырабатывается напряжение, пропорциональное расхождению тактовых частот принимаемого сигнала и местного генератора.
В фильтре нижних частот (ФНЧ) фазового детектора производится фильтрация высокочастотных составляющих продуктов перемножения. В результате
на выходе фильтра нижних частот получается напряжение U
упр
сигнала низкой
частоты, соответствующее величине расхождения тактовых частот принимаемого сигнала и местного генератора. Это управляющее напряжение подается на
местный генератор тактовой частоты и фазирует его тактовую частоту с такто-
КИ
0
Ц
0
Ц
1
Ц
М-1
Т
КИ
Т
Ц
а)
Т
СЦ
КИ
0
Ц
0
Ц
1
Ц
М-1
Т
Т
Ц
б)
Ц
М-1
Ц
0
Ц
М-2
Т
Ц
Т
СЦ
в)
t
t
t
Рисунок 1.21 – Временное положение циклов на пе-
редаче (а) и приеме (б, в)
37
вой частотой принимаемого цифрового сигнала. Так осуществляется фазовая
автоподстройка тактовой частоты местного генератора Г под тактовую частоту
принимаемого сигнала.
Цикловая синхронизация в ЦСП чаще всего осуществляется с использованием дополнительного (служебного) канала. Система цикловой синхронизации должна обеспечивать: небольшое время, необходимое для первоначального
установления и восстановления в процессе работы циклового синхронизма; минимизацию влияния ошибок в канале на поддержание циклового синхронизма;
не высокую избыточность и сложность схем цикловой синхронизации.
Критичность времени восстановления циклового синхронизма при передаче телефонных сигналов определяется тем, что потеря управляющих сигналов внутриканальной сигнализации СУВ может быть интерпретирована как
разъединение. Вследствие этого максимальное время восстановления циклового синхронизма в ЦСП часто определяется из условий передачи СУВ.
Рассмотрим процесс осуществления цикловой синхронизации. На передающей стороне цифровой системы передачи часто в состав группового цифрового сигнала вводится дополнительный (служебный) канал обычно в начале
цикла передачи (обычно в КИ
о
) В этом канале передаётся цикловой синхросигнал (рисунок 1.16), а на приемной стороне этот цикловый синхросигнал выделяется из группового цифрового сигнала приемником циклового синхросигнала (ПрЦС) (рисунок 1.15).
Цикловый синхросигнал должен обладать определенными отличитель-
ными признаками от восьми разрядных двоичных кодовых комбинаций информационных каналов. «В качестве отличительных признаков используется: заранее определенная и неизменная структура циклового синхросигнала, например,
семиразрядный синхросигнал «0011011» в цифровом потоке Е1; специальная
периодичность следования циклового синхросигнала в определеннм канальном
интервале цикла (например, в КИо через цикл в ЦСП ИКМ-30). Цифровой сигнал в информационных каналах, в силу случайного характера информационных
сигналов, такими свойствами не обладает.
ЛЦС
ДУ
В
ФНЧ
Г
F
T
Рисунок 1.22 – Синхронизация тактовой частоты
ФД
U
упр
38
Сокращение времени восстановления циклового синхронизма, может
быть достигнуто путём увеличения числа символов в синхросигнале и частоты
его повторения. Однако это может привети или к уменьшению информационной части цикла передачи, или к увеличению скорости передачи цифрового
группового сигнала. Достаточно часто в качестве циклового синхросигнала
применяется многоразрядный двоичный синхросигнал, все символы которого
передаются в виде единой синхрогруппы (сосредоточенный синхросигнал).
Помехоустойчивость работы приемника циклового синхросигнала, характеризуется защитой от установления состояния ложного синхронизма и от ложного выхода из состояния синхронизма. Это обеспечит наибольшее среднее
время между сбоями синхронизации и может быть достигнуто за счет принятия
того или иного решения после анализа ситуации в течение некоторого периода
времени. Следовательно, увеличение помехоустойчивости работы приемника
циклового синхросигнала приведёт к увеличению времени восстановления
циклового синхронизма.
Рассмотрим принципы работы ПрЦС со скользящим поиском (рисунок
1.23), выполняющий основные функции: установление циклового синхронизма
после включения системы в работу; контроль за цикловым синхронизмом в
процессе работы; обнаружение сбоя циклового синхронизма; восстановление
состояния циклового синхронизма после каждого сбоя.
Основными узлами приёмника циклового синхросигнала являются опознаватель, анализатор и решающее устройство.
Опознаватель (рисунок 1.23) состоит из регистр сдвига, количество разрядов
в котором равно числу символов в цикловом синхросигнале. Запись входного
цифрового сигнала в регистр сдвига осуществляется с тактовой частотой, а считывание из него информации производится в момент времени, соответствующий концу нулевого канального интервала генераторного оборудования приема. В дешифраторе опознавателя зашит семиразрядный цикловый синхросигнал «0011011». Если в регистре сдвига, на вход которого поступает групповой
цифровой сигнал, будет записана кодовая комбинация, совпадающая по структуре с заданной структурой синхросигнала, после её считывания на выходе
опознавателя вырабатывается импульс.
Анализатор (рисунок 1.23) используя контрольный сигнал, приходящий
от ГО
пр
в конце его КИ0 , осуществляет проверку соответствия момента появле-
ния импульса на выходе опознавателя ожидаемому моменту появления синхросигнала. Таким образом производится проверка по периоду следования и времени появления синхросигнала.
Появление импульса на выходе схемы запрета произойдёт при отсутствии
циклового синхросигнала в регистре сдвига (сигнала с выхода дешифратора) в
момент прихода контрольного импульса от ГОпр, а появление импульса на выходе схемы И
1
соответствует совпадению по времени наличия циклового син-
хросигнала в регистре сдвига (сигнала с выхода дешифратора) и контрольного
импульса в конце КИ0 в ГОпр.
39
Решающее устройство (рисунок 1.23) производит оценку выходных сиг-
налов анализатора по определенному критерию, принимает решение о наличии
или отсутствии циклового синхронизма и управляет работой ГО
пр
в процессе
вхождения в синхронизм. В решающее устройство входят накопитель по выходу из синхронизма п2 и накопитель по входу в синхронизм п1, которые представляют из себя двоичные счетчики со сбросом.
Накопитель по входу в синхронизм, соединенный с выходом схемы И1,
защищает приемник циклового синхросигнала от ложного вхождения в синхронизм в режиме поиска циклового синхросигнала, если на вход опознавателя
поступают случайные комбинации цифрового группового сигнала, совпадающие по структуре с синхросигналом. Обычно емкость накопителя по входу в
синхронизм п
1
составляет 2 – 3 разряда.
Накопитель по выходу из синхронизма, соединенный с выходом схемы
запрета анализатора, осуществляет защиту от ложного выхода из состояния
циклового синхронизма, когда из-за ошибок в цифровом сигнале в тракте передачи происходит кратковременное изменение структуры циклового синхросигнала. «Ёмкость накопителя по выходу из синхронизма п
2
составляет 4 – 6 разря-
дов.
Проанализируем работу приемника циклового синхросигнала. При
нахождении системы в режиме циклового синхронизма, делитель накопителя
по входу в синхронизм будет заполнен, поскольку на выходе схемы И
1
появ-
ляются импульсы, подтверждающие совпадение моментов поступления импульсов с выхода опознавателя и контрольных импульсов в конце нулевого ка-
ИКМ
Опознаватель
Регистр
Дешифратор
Запрет
И
1
n
2
n
1
И
2
ГОпр
Уст
Анализатор
Решающее устройство
Сброс
Сброс
Рисунок 1.23 – Структурная схема приемника синхросигнала
F
T
40
нального интервала от ГО
пр
. Одновременно с этим накопитель по выходу из
синхронизма устанавливается в ноль. Случайные восьми разрядные кодовые
комбинации информационных сигналов со структурой, аналогичной структуре
циклового синхросигнала не влияют на работу приемника циклового синхросигнала, так как не совпадают по времени с контрольными импульсами от ГО
пр
.
Если, например, в результате появления ошибочных символов в одном из
циклов будет искажен цикловый синхросигнал, то на выходе опознавателя в
конце КИ
0
входного цифрового сигнала импульс не появится. В результате это-
го на выходе схемы запрета появится импульс, который поступит на вход
накопителя по выходу из синхронизма, однако приёмник циклового синхронизма останется в прежнем состоянии, поддерживая ранее установленное состояние циклового синхронизма. И только когда будет искажен цикловый синхросигнал в п2 циклах подряд, т. е. когда полностью заполнится накопитель по
выходу из циклового синхронизма, будет осуществлён выход системы из состояния циклового синхронизма. Если же накопитель по входу в цикловый
синхронизм будет заполнен раньше накопителя по выходу из циклового синхронизма, последний будет сбрасываться в исходное нулевое положение. Таким образом, обеспечивается защита от ложного выхода из циклового синхронизма при кратковременных искажениях синхросигнала.
При длительном присутствии импульсов на выходе схемы запрета нако-
питель по выходу из циклового синхронизма будет заполнен и решающее
устройство примет решение о действительном выходе системы из состояния
синхронизма. После этого начинается поиск нового состояния циклового синхронизма. Первый же импульс от опознавателя через открытый элемент И
2
(ри-
сунок 1.23) смещает начало цикла ГОпр на один тактовый интервал, накопитель по входу в синхронизм сбрасывается в нулевое состояние, а накопитель по
выходу из синхронизма – устанавливается в состояние, соответствующее (п2 –
1) импульсу, т. е. уменьшает его содержимое на единицу.
Если в следующем цикле моменты появления импульса на выходе опо-
знавателя и контрольного импульса от ГО
пр
опять не совпадают (это означает,
что синхрогруппа оказалась ложной), то вновь заполняется накопитель по выходу из циклового синхронизма, открывается схема И
2
и очередной импульс oт
опознавателя опять смещает начало цикла ГОпр на один тактовый интервал а
накопители по выходу и входу в синхронизм в указанное выше состояние.
Смещение начала цикла ГО
пр
на очередной тактовый интервал осуществ-
ляется до тех пор, пока начало цикла ГОпр не совпадёт с началом цикла входного цифрового сигнала и на выходе опознавателя не появится импульс, соответствующий наличию циклового синхронизма . Тогда через п1 циклов заполнится накопитель по входу в синхронизм, сбросится в нулевое состояние накопитель по выходу из синхронизма, схема И
2
закроется, т. е. установится новое со-
стояние синхронизма.
Восстановление циклового синхронизма в приёмнике циклового синхросигнала осуществляется за три последовательно выполняемых этапа: обнаружение выхода из циклового синхронизма; поиск циклового синхросигнала;
подтверждение нового состояния циклового синхронизма.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]