Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Цифровые системы передачи. Учебное пособие
.pdf
31
каждый бит a,b,c,d эквивалентен каналу сигнализации со скоростью 500 бит/с.
Если для сигнализации используется только бит а, то биты bcd должны
формировать комбинацию 101. Для четырех бит abcd запрещена комбинация
0000. В Ц
обычно передается сверхцикловый синхросигнал MFAS (комбинация
0
0000), который обозначает начало сверхцикла и обеспечивает правильное
разделение СУВ по телефонным каналам на приеме. Бит А используется для
передачи сигналов о неисправностях в сверхцикловой структуре на удаленном
конце RAI (Remote Alarm Indication). Бит А (RAI) устанавливается в «1», т.е.
фиксируется сигнал аварийного состояния AIS при потере сверхцикловой
синхронизации LOM (Loss Of Multiframe) на удаленном конце. Так организуется
передача сигналов внутриканальной сигнализации в основном формате
цифрового потока Е1.
Цифровой сигнал на выходе устройства объединения (УО) является
аппаратным однополярным двоичным сигналом в коде RZ или NRZ,
спектральные характеристики которых не согласуются с амплитудно-частотной
характеристикой кабельной соединительной линии. По этой причине
аппаратный код цифрового сигнала преобразуется в преобразователе кода
передачи ПК
в линейный балансный код, спектральные характеристики
пд
которого согласуются с амплитудно-частотной характеристикой
соединительной линии (рисунки 1.15, 1.18, т.6).
На приёмной стороне линейный цифровой сигнал, искаженный шумами и
помехами (рисунки 1.15, 1.18 т.7), поступает на вход регенератора, в котором
восстанавливаются его амплитуда, длительность и период следования. На
выходе преобразователя кода приёма ПК
восстанавливается аппаратный
пр
униполярный двоичный цифровой сигнал, содержащий информацию тридцати
информационных и двух служебных каналов. Из этого цифрового сигнала
выделяются восьмиразрядные двоичные кодовые комбинации двух служебных
каналов КИ
и КИ
0
. Восьмиразрядная двоичная кодовая комбинация из КИ
16
0
используется в приемнике циклового синхросигнала ПрЦС, который выделяет
семиразрядный двоичный сигнал цикловой синхронизации FAS, совмещающий
начало цикла генераторного оборудования ГО
с началом цикла принимаемого
пр
цифрового сигнала. Первый бит восьмиразрядной кодовой комбинации из КИ0
используется для передачи дискретной информации и выделяется в блоке ДИ
Восьмиразрядная двоичная кодовая комбинация из КИ
цикла Ц0 используется
16
пр
в приемнике сверхциклового синхросигнала ПрСЦС, который выделяет
четырёхразрядный двоичный сигнал сверхцикловой синхронизации MFAS,
совмещающий начало сверхцикла генераторного оборудования ГО
с началом
пр
сверхцикла принимаемого цифрового сигнала. Приемник сверхциклового
.
синхросигнала находится в блоке СУВпр. В блоке СУВ
Ц2, …, Ц
сверхцикла выделяются четырёх разрядные кодовые комбинации
16
из КИ16 в циклах Ц1,
пр
сигналов управления и взаимодействия АТС для тридцати информационных
каналов.
32
В декодере обрабатываются восьмиразрядные кодовые комбинации
Д.ЗВ В.ЗВ
2FF
тридцати информационных каналов. Декодер последовательно декодирует
восьмиразрядные кодовые комбинации отдельных информационных каналов.
Каждая восьмиразрядная кодовая комбинация преобразуется в декодере в АИМ
отсчёт одного аналогового информационного сигнала. Таким образом, после
обработки за цикл восьмиразрядных 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
сигнал, который усиливается в УНЧ
выделяет из АИМ канальных отсчетов исходный аналоговый
пр
и через ДС поступает к абоненту.
пр
Работу всех узлов оконечного оборудования ЦСП обеспечивает
генераторное оборудование ГО
и ГО
ПД
, формирующее необходимые
ПР
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
каналов 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.
Канал с полосой частот 0,1 – 6,4 кГц предназначен для сельских узлов и
сетей проводного вещания.
Согласно формуле (1.1) частота дискретизации сигнала звукового
вещания
(1.25)
33
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
Генераторное оборудование аппаратуры ИКМ – 30 (рисунок 1.15) подаёт
на 30 АИМ модуляторов импульсы с частотой дискретизации канала тональной
частоты F
= 8 кГц, сдвинутые относительно друг друга (в соседних АИМ)
Д. ТЧ
на длительность канального интервала. Следовательно, частота дискретизации
34
для сигнала звукового вещания, определяемая по формуле (1.25), должна быть
Д.ЗВ В.ЗВ
2 15кГц, 32 .FFкГц
Д.ЗВ
Д.ЗВ
11
31,25мкс
32кГц
Т
F
Д.ЗВ
КАН
КИ
31,25
7,988 8
3,906
Т
N
Т
кратна 8 кГц [1, 3, 5].
Для сигнала звукового вещания с верхней частотой 15 кГц частота
дискретизации будет равна
(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
(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
Таким образом, если для передачи первого АИМ отсчета канала
звукового вещания 1ЗВ используется первый канальный интервал КИ
, то для
1
передачи второго АИМ отсчета канала звукового вещания 2ЗВ необходимо
использовать девятый канальный интервал КИ
канала звукового вещания 3ЗВ – семнадцатый канальный интервал КИ
, для третьего АИМ отсчета
9
, для
17
четвертого АИМ отсчета канала звукового вещания 4ЗВ – двадцать пятый
канальный интервал КИ25. 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.
35
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 ЗВ21 ЗВ
3
2 ЗВ22 ЗВ
3
3 ЗВ23 ЗВ
3
4 ЗВ24 ЗВ
3
Рисунок 1.20 – Распределение каналов в цикле потока Е1»3
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
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 генераторном оборудовании должны быть обеспечены тактовая,
цикловая и сверхцикловая синхронизации.
Тактовая синхронизация обеспечивает равенство тактовых частот,
вырабатываемых ГО
и ГОПД, для их использования в регенераторах, кодеках
ПР
и других устройствах ЦСП, осуществляющих обработку сигнала с тактовой
частотой.
3
Nosov V.I. RRL STSI Osnovy TSPS i postroenija RRL. - Novosibirsk, 2005. 223 p.
36
Цикловая синхронизация обеспечивает совмещение начала циклов
вырабатываемых ГО
и ГОПД для правильного разделения и декодирования
ПР
канальных 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
и ГОПД для правильного разделения на
ПР
приеме сигналов управления и взаимодействия СУВ по соответствующим
каналам тональной частоты.
Нарушение любого вида синхронизации тактовой, цикловой или
сверхцикловой приводит 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 смещаться 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.
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.
37
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
Ц0 Ц
М-2
ТЦ Т
СЦ
в)
t
t
t
Рисунок 1.21 – Временное положение циклов на
передаче (а) и приеме (б, в)
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 второй 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 тактовой частотой принимаемого цифрового сигнала. Так
осуществляется фазовая автоподстройка тактовой частоты местного генератора
Г под тактовую частоту принимаемого сигнала.
38
ЛЦС
ДУ
В
ФНЧ
Г
F
T
Рисунок 1.22 – Синхронизация тактовой частоты
ФД
U
упр
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; невысокую 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
). В этом канале передаётся цикловой
о
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
отличительными признаками от восьмиразрядных 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.
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
39
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
в конце его КИ0, осуществляет проверку соответствия момента
пр
появления 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
соответствует совпадению по времени наличия циклового
1
синхросигнала в регистре сдвига (сигнала с выхода дешифратора) и
контрольного импульса в конце КИ0 в ГОпр.
Решающее устройство (рисунок 1.23) производит оценку выходных
сигналов 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
40
по выходу из синхронизма п2 и накопитель по входу в синхронизм п1, которые
ИКМ
Опознаватель
Регистр
Дешифратор
Запр
ет
И
1
n
2
n
1
И
2
ГОпр
Уст
Анализатор
Решающее устройство
Сброс
Сброс
Рисунок 1.23 – Структурная схема приемника синхросигнала
F
T
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
составляет 2-3 разряда.
1
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 п2 составляет
4-6 разрядов.
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
появляются импульсы, подтверждающие совпадение моментов поступления
импульсов с выхода опознавателя и контрольных импульсов в конце нулевого
канального интервала от ГО
. Одновременно с этим накопитель по выходу из
пр
синхронизма устанавливается в ноль. Случайные восьмиразрядные кодовые
комбинации информационных сигналов со структурой, аналогичной структуре
циклового синхросигнала, не влияют на работу приемника циклового
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]