Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Цифровые системы передачи. Учебное пособие для СПО

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 137 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

пульсов ИИ данного потока. Импульсы считывания ИС вырабатываются в ГО

общем для всех БАС

пер

данной станции, имеющем автономный задающий гене-

ратор. От ГО

поступают импульсы считывания служебных сигналов а (сигна-

лов команд согласования скоростей и сигналов для отрицательного согласования скоростей) и импульсы считывания информационных сигналов б.

Разность скоростей ИЗ и ИС анализируется фазовым детектором (ФД),

подающим по необходимости в блок передачи команд согласования скоростей (Пер.КСС) информацию о положительной или отрицательной временной неоднородности, достигшей критической величины (тактового интервала). Если критическая неоднородность положительна, Пер.КСС формирует положительную КСС, которая поступает в объединенный поток, а также импульс, подаваемый на управляющий вход логической ячейки ЗАПРЕТ, благодаря чему в этот момент запрещается считывание информации.

Если ФД определяет расхождение скоростей ИЗ и ИС, требующей отри-

цательного согласования скоростей, то Пер.КСС формирует отрицательную КСС, которая поступает в объединенный поток ИО, а также пропускает импульс считывания служебной информации (вход а) на считывание информационного символа через схему ИЛИ.

На приёмной стороне при наличии согласования импульсы записи ИЗ в

БАС

пр

вырабатываются ГО

, синхронизированным с информационным объеди-

От ГО1

ИС

ИЗ

ИИ

ИО

ИО КСС

ИС

ИЗ

ИИ

ЗУ

ВТЧ

ГО1

ФД

ЗАПРЕТ

Пер. КСС

ИЛИ

ЗУ

ФД

ЗАПРЕТ

Пр.

КСС

ИЛИ

ФИ

ГУН

СУ

БАС

пер

БАС

пр

ФАПЧ

(ГО2)

Рисунок 1.41 – Структурная схема блоков асинхронного сопряжения

от ГО2

а б а

ненным ИО потоком, и поступают на ЗУ через логические ячейки ИЛИ и ЗАПРЕТ. Импульсы считывания вырабатываются генератором, управляемым напряжением (ГУН), частота их следования сопрягается с частотой последовательности ИЗ посредством фазового детектора (ФД) и системы управления (СУ), которые вместе с ГУН образуют замкнутую петлю фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).

При приеме положительной КСС приемник команд согласования скоро-

стей Пр КСС вырабатывает импульс, поступающий на вход управления ячейки ЗАПРЕТ и таким образом останавливает процесс записи информации в запоминающее устройство.

При приеме отрицательной КСС импульс от ГО

вход б , поступает как

импульс записи через ячейку ИЛИ на ЗУ в момент прохождения позиции служебного канала, несущего информацию, которая не успела быть переданной в информационной части потока.

1.9. Системы передачи ПЦИ

В первичной ЦСП осуществляется аналого-цифровое преобразование, по-

дробно рассмотренное в подразделе 1.2. На выходе данной ЦСП получается типовой первичный цифровой поток Е1 со скоростью передачи 2048 кбит/с. Параметры этого потока на выходе преобразователя кода отвечают кодам стыка по рекомендациям МСЭ-Т, что позволяет использовать данную ЦСП не только для построения ЦСП следующих ступеней иерархии, но и для совместной работы с другим типовым оборудованием, например оборудованием радиорелейных и волоконно-оптических линейных трактов. К точкам стыка вместо первичной ЦСП может подключаться типовая аппаратура цифрового вещания (АЦВ), которая позволяет организовывать или четыре канала звукового вещания (3В) высшего класса, или два стереоканала ЗВ, или восемь репортерских каналов (вместо 30 каналов ТЧ).

Линейный сигнал системы построен на основе сверхциклов, циклов, ка-

нальных и тактовых интервалов, как это показано на рисунке 1.42 (обозначение 0/1 соответствует передаче в данном тактовом интервале случайного сигнала)

[4,7].

Сверхцикл передачи (СЦ) соответствует минимальному интервалу вре-

мени, за который передается один отсчет каждого из 60 сигнальных каналов (СК) и каналов передачи аварийной сигнализации (потери сверхцикловой синхронизации). Длительность СЦ Т

сц

= 2 мс.

Сверхцикл состоит из 16 циклов передачи (с Ц

по Ц

). Длительность

цикла Т

= 125 мкс. и соответствует интервалу дискретизации сигнала ТЧ с ча-

стотой 8 кГц. Каждый цикл подразделяется на 32 канальных интервала длительностью Т

КИ

= 3,906 мкс. Из них 30 интервалов отводятся под передачу сиг-

налов ТЧ (KH1 – КИ

, КИ

– КИ31, а два – под передачу служебной ин-

формации (КИ

и KH16).

Рисунок 1.42 – Временные диаграммы первичного цифрового потока

Si 1 A

Авария ЦС

Авария СЦС

Si 0 0 1 1 0 1

Цикловый синхросиг-

нал

0/1

Tp=488 нс

1 0

ТИ=244 нс

0/1

0/1 0 1

0/1

0/1 0 1

СК1

СК2

СК3

СК1

СК2

СК3

0 0 0 0 s A s

Сверхцикловой

синхросигнал

Авария СЦС

Канальный интервал КИ0 в нечет-

ных циклах

Канальный интервал КИ16 в цикле

Ц0

Первичный цифровой поток

СЦ

Тцс=2 мс

Цикл передачи

КИ0

КИ1

КИ2

КИ3 КИ14

КИ15

КИ16

КИ17 КИ30

КИ31

Сверхцикл передачи

Ц0

Ц1

Ц2

Ц7 Ц14

Ц15

Тц=125 мкс

ки

=3,906 мкс

Канальный Канальный Канальный интервал КИ0 интервал одного интервал КИ16 в четных циклах из информационных в циклах Ц1 – Ц

каналов СУВ Каналов 1-15 СУВ Каналов 17-31

Каждый канальный интервал состоит из восьми тактовых интервалов

(разрядов P

—Р8) длительностью по Т = 488 нс. Половина тактового интервала может быть занята прямоугольным импульсом длительностью τи = 244 нс. при передаче в данном разряде единицы, при передаче нуля импульс в разрядном интервале отсутствует (код RZ).

Интервалы КИ

в четных циклах предназначаются для передачи циклово-

го синхросигнала (ЦСС), имеющего вид 0011011 и занимающего интервалы Р

– Р8. В интервале P1 (Si) всех циклов может либо передаваться информация постоянно действующего канала передачи дискретной информации (ПДИ), либо организовываться контроль ошибок в первичном цифровом потоке по коду CRC-4. В нечетных циклах интервалы Р3 (A) КИ0 используется для передачи информации о потере цикловой синхронизации (авария ЦС). Интервалы Р

, P5,

P6,P7 и P8 (Sn) используются для передачи сигналов сетевого управления и диа-

гностики.

Во временном интервале KИ16 нулевого цикла (Ц

) передается сверхцик-

ловой синхросигнал вида 0000 (P

—Р4), а также сигнал о потере сверхцикловой

синхронизации (Р

– Y Авар. СЦС). Остальные разряды P5, P7 и P8 (X) являются

запасными битами. Во временном интервале KИ16 остальных 15 циклов передаются сигналы управления и взаимодействия АТС.

Остальные три разрядных интервала свободны. В канальном интервале

КИ

остальных циклов (Ц1 – Ц

) передаются сигналы служебных каналов СК

и СК2, причем в Ц

передаются СК для 1-го и 17-го каналов ТЧ, в Ц2—для 2-го

и 18-го и т. д. Интервалы Р

, Р4, Р

и Р7 свободны.

1.9.1. Временные диаграммы вторичного цифрового потока Е2

Работу блоков асинхронного сопяжения (БАС) рассмотрим на примере

вторичного цифрового потокова Е2. Цикл передачи потока Е2 имеет длительность 125 мкс и состоит из 1056 позиций. Цикл разделен на четыре субцикла, одинаковых по длительности (рисунок 1.43). Первые восемь позиций первого субцикла заняты комбинацией 11100110, представляющей собой цикловой синхросигнал объединенного потока. Остальные 256 позиций первого субцикла (с 9-й по 264-ю включительно) заняты информацией посимвольно объединенных исходных потоков, номера которых отмечены на рисунке под номерами позиций. Первые четыре позиции второго субцикла заняты первыми символами КСС объединяемых потоков, а следующие четыре – сигналами служебной связи. Вторые и третьи символы КСС (команда положительного согласования имеет вид 111, а отрицательного – 000) занимают первые четыре позиции субциклов III и IV.

Позиции 5 – 8 субцикла III используются для передачи сигналов дискрет-

ной информации (две позиции), аварийных сигналов (одна позиция) и вызова по каналу служебной связи (одна позиция).

1 2 3 4 5 6 7 8 9

12 13 14 15

263

264

№ пози-

ции

Цикловый

синхросигнал

III

IV I II

I I I

IV I

III

Субцикл

1 2 3 4 5 6 7 8 9 263

264

№ пози-

ции

III

I III

1-е симво-

лы КСС

Служебная

связь

Субцикл

1 2 3 4 5 6 7 8 9 263

264

№ пози-

ции

III

I III

2-е симво-

лы КСС

ДИ

Авар. сигн.

Выз. СС

Субцикл

III

1 2 3 4 5 6 7 8 9

13 263

264

№ пози-

ции

III

IV I II

III

I III

3-и симво-

лы КСС

Дополни-

тельная

информа-

ция, при

отрица-

тельном

СС.

Вставки

при поло-

жительном

СС.

Субцикл

Посимвольно объединенная информация

4-х исходных потоков Тц/4

Рисунок 1.43 – Временные диаграммы цифрового потока Е2

СУБЦИКЛА

Наконец, в субцикле IV на позициях 5 ÷ 8 передается информация объ-

единяемых потоков при отрицательном согласовании скоростей. При положительном согласовании исключаются позиции 9 ÷ 12 субцикла IV. Поскольку операция согласования скоростей осуществляется не чаще, чем через десятки или сотни циклов, позиции 5 ÷ 8 субцикла IV, предназначенные для передачи информации при отрицательном согласовании, большую часть времени свободны и используются для передачи информации о промежуточных значениях и характере изменения временной неоднородности. Таким образом, из общего числа позиций, равного 1056, информационными являются 1024 ± 4 позиции.

Разделение цикла передачи на несколько субциклов имеет следующие

преимущества. Во-первых, это позволяет разнести во времени символы КСС, что повышает защищенность этих команд от импульсных помех, поскольку импульсные помехи обычно группируются в пакеты, воздействующие на несколько следующих друг за другом импульсов. Во-вторых, поскольку при приеме служебной информации прекращается считывание информации из ЗУ, выделяемый информационный поток обладает неравномерностью, которая должна сглаживаться системой ФАПЧ (Г02). Работа ФАПЧ сопровождается фазовыми флуктуациями импульсов выделенного потока, которые снижаются, если снижается неравномерность, а она тем меньше, чем больше субциклов содержится в цикле передачи. Наконец, в-третьих, задержка считывания информации объединяемых потоков из ЗУ как на передаче, так и на приеме на время прохождения служебной информации заставляет увеличивать емкость памяти ЗУ. Очевидно, что это увеличение тем меньше, чем больше субциклов содержится в цикле, и составляет для рассматриваемого случая две ячейки плюс еще одна на время проверки КСС на отсутствие ошибок. Общее число ячеек ЗУ существующих ЦСП составляет от пяти до восьми и должно быть увеличено по крайней мере втрое при отсутствии деления цикла передачи на субциклы.

Контрольные вопросы

1. Преимущества ЦСП перед АСП.

2. Аналогово-цифровое преобразование.

3. Дискретизация и квантование.

4. Неравномерное квантование.

5. Кодирование.

6. Нелинейный кодер.

7. Структурная схема оконечного оборудования ЦСП.

8. Организация служебных каналов в ЦСП.

9. Генераторное оборудование ЦСП.

10. Линейные коды.

11. Тактовая синхронизация.

12. Приемник циклового синхросигнала,

13. Регенератор.

14. Глаз-диаграмма.

15. Объединение и разделение цифровых потоков.

16. Согласование скоростей цифровых потоков.

17. Структуры циклов потоков Е1, Е2.

2. Основы построения цифровых систем передачи

синхронной цифровой иерархии

2.1. Недостатки ЦСП ПЦИ

В мире действуют три ПЦИ, которые были разработаны в начале 80-х годов [1, 6, 7]. В первой из них, принятой в США и Канаде, в качестве скорости сигнала первичного цифрового потока ПЦП (DS1) была выбрана скорость 1544 кбит/с (фактически N

инф

= 24). Во второй, принятой в Японии, использовалась та же скорость, что и для DS1. В третьей, принятой в Европе и Южной Америке, в качестве первичной была выбрана скорость 2048 кбит/с (N = 32) (рисунок

2.1).

Первая иерархия (АС), порожденная скоростью 1544 кбит/с, давала последовательность DS1 – DS2 – DS3 – DS4 (Т1 – Т2 – Т3) или последовательность вида: 1544 – 6312 – 44736 – 274176 кбит/с (часто цитируется ряд приближенных величин 1.5 – 6 – 45 – 274 Мбит/с), Указанная иерархия позволяет передавать соответственно 24, 96, 672 и 4032 каналов.

Вторая иерархия (ЯС), порожденная скоростью 1544 кбит/с, давала последовательность DS1 – DS2 – DSJ3 – DSJ4 или последовательность 1544 – 6312 – 32064 – 97728 кбит/с (ряд приближенных величин составляет 1.5 – 6 – 32 – 98 Мбит/с). Указанная иерархия позволяет передавать соответственно 24, 96, 480 и 1440 каналов.

Третья иерархия (ЕС), порожденная скоростью 2048 кбит/с, давала последовательность Е1 – Е2 – ЕЗ – Е4 или последовательность 2048 – 8448 – 34368 – 139264 кбит/с (ряд приближенных величин составляет 2 – 8 – 34 – 140 Мбит/с). Указанная иерархия позволяет передавать соответственно 30, 120, 480,

64 Кбит/с

DS0

1,544 Мбит/с

DS1 (24)

6,312 Мбит/с

DS2 (96)

32,064 Мбит/с

DSJ3 (480)

97,728 Мбит/с

DSJ4 (5760)

1,544 Мбит/с

DS1 (24)

6,312 Мбит/с

DS2 (96)

44,736 Мбит/с

DS3 (672)

274,176 Мбит/с

DS4 (4032)

2,048 Мбит/с

Т1

8,448 Мбит/с

(120)

34,368 Мбит/с

(480)

139,264 Мбит/с

(1920)

Т2

Т3

Е1

Е2

Е3

Е4

×24

×30

×4

×5

×3

×4

×7

×6

×4

Рисунок 2.1 – Схемы мультиплексирования в японской (ЯС), американской (АС) и европейской (ЕС) цифровых иерархиях

ЯС

ЕС

×24

АС

×3

×4

(30)

1920 каналов, что отражается и в названии систем: ИКМ-30, ИКМ-120, ИКМ480, ИКМ-1920.

Суть основных недостатков ПЦИ в том, что добавление выравнивающих бит делает невозможным идентификацию и ввод/вывод, например, потока 64 кбит/с или 2 Мбит/с, из/в потока 140 Мбит/с, без полного демультиплексирования/мультиплексирования этого потока и удаления/добавления выравнивающих бит. Осуществляя такой ввод/вывод, приходится проводить достаточно сложную операцию трехуровневого демультиплексирования PDH сигнала с удалением выравнивающих (на всех трех уровнях) бит и его последующего трехуровневого мультиплексирования с добавлением новых выравнивающих бит (рисунок 2.2).

При наличии многих пользователей, требующих ввода/вывода исходных (например, 2 Мбит/с) потоков, для аппаратурной реализации сети требуется чрезмерно большое количество мультиплексоров/демультиплексоров, в результате эксплуатация сети становится экономически невыгодной [1, 6, 7].

Другое узкое место технологии PDH - слабые возможности в организации

служебных каналов для целей контроля и управления потоками в сети и практически полное отсутствие средств маршрутизации низовых мультиплексируемых потоков, что крайне важно для использования в сетях передачи данных. В плезиохронных цифровых иерархиях не предусмотрены необходимые для нормальной маршрутизации заголовки. В связи с отсутствием специальных средств маршрутизации, при формировании PDH циклов (фреймов) и сверхциклов (мультифреймов) увеличивается (при возрастании числа мультиплексирований

140

Мбит/с

140

34 8 8 2 2 8 8

140

Мбит/с

Пользователь

Рисунок 2.2 – Операция вода/вывода потока пользователя 2 Мбит/с

в/из потока 140 мбит/с

и переключений потоков при маршрутизации) возможность ошибки в отслеживании последовательности текущих переключений, а значит увеличивается и возможность «потерять» сведения не только о текущем переключении, но и его «истории» в целом, что приводит к нарушению схемы маршрутизации всего трафика.

Так, казалось бы существенное достоинство плезиохронных цифровых

иерархий – небольшая перегруженность служебными сигналами, при использовании этих иерархий для передачи данных приводит к серьезному недостатку.

2.2. Синхронные иерархии SONET/SDH

Указанные недостатки PDH и желание их преодолеть привели к разработке в США еще одной иерархии - иерархии синхронной оптической сети SONET, а в Европе аналогичной синхронной цифровой иерархии SDH, предложенных для использования на волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС) [1, 6, 7]. Целью разработки была иерархия, которая позволила бы:

– вводить/выводить входные потоки без необходимости проводить их

сборку/разборку (а значит иметь возможность определять положение каждого входного потока, составляющего общий поток);

– разработать новую структуру циклов, позволяющую осуществлять не

только развитую маршрутизацию, но и осуществлять в пределах иерархии управление сетями с топологией любой сложности;

– систематизировать иерархический ряд скоростей передачи и продол-

жить его (на перспективу) за пределы ряда PDH;

– разработать стандартные интерфейсы для облегчения стыковки обору-

дования.

Для достижения поставленных целей в разрабатываемых иерархиях

SONET и SDH предложено использовать:

1. Синхронную, а не асинхронную (или плезиохронную) систему пе-

редачи с побайтным, а не побитным чередованием мультиплексируемых потоков. Для этого необходимо использовать высокостабильный источник тактовой частоты с относительной нестабильностью частоты не хуже f/f0 = 10

-11

;

2. Известную к тому времени технологию загрузки передаваемой ин-

формации в контейнеры с добавлением к ним заголовков (т.е. дополнительных каналов), С помощью которых осуществляется контроль и управление в процессе передачи;

3. Систему указателей начала любого цифрового потока , которая с

учетом синхронной системы передачи позволяет осуществлять ввод/вывод цифровых потоков без их полного мультиплексирования / демультиплексирования как в плезиохронных цифровых иерархиях.

Учитывая неудачу практического внедрения кроссмультиплексирования

существующих систем ПЦИ (загрузка потока Е1 европейской иерархии в поток Т2 американской иерархии и потока Т3 американской иерархии в поток Е4 европейской иерархии (рисунок 2.1), разработчики обособленных систем SONET

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 137 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]