Глава 5. Синхронизация в цифровых системах передачи

5.1. Основные понятия и определения. Виды синхронизации. Требования к системам синхронизации

Для согласованной работы передающей и приемной станций цифро­вых систем передач с импульсно-кодовой модуляцией и временным раз­делением каналов (ЦСП ИКМ-ВРК) и их различных модификаций необ­ходимо обеспечить:

1) синхронную работу канальных амплитудно-импульсных модуляторов на передаче и канальных селекторов на приеме, т. е. распределение АИМ сигналов и сигналов управления и взаимодействия (СУВ) по соответствующим каналам;

2) равенство скоростей цифровой обработки сигналов в аналого- цифровых преобразователях на передаче и цифро-аналоговых преобразователях на приеме;

3) равенство скоростей в процессе объединения и разделения цифровых потоков оборудования временного группообразования и их распределения по длительности цикла;

4) синхронную работу устройств регенерации цифровых сигналов. Для нормального взаимодействия передающей и приемной частей ЦСП используется синхронизация следующих видов: по тактовой частоте (тактовая синхронизация), по кодовым группам, по циклам (цикловая син­хронизация) и сверхциклам (сверхцикловая синхронизация).

Тактовая синхронизация обеспечивает равенство скоростей обработки сигналов (кодирование и декодирование отсчетов, объединение и разде­ление цифровых потоков) на передающей и приемной станциях. Для этого генераторное оборудование оконечной приемной станции управляется (синхронизируется) тактовой частотой передающей станции.

Цикловая синхронизация, или синхронизация по циклам обеспечивает правильное разделение каналов, т.е. поступление декодированных АИМ сигналов определенных каналов в приемную часть этих же каналов (синфазность). Нарушение правильного распределения приводит к поступле­нию сигналов одного канала в приемное устройство другого канала. В этом случае возникают взаимные влияния между каналами в виде внят­ного или невнятного переходного разговора.

Сверхцикловая синхронизация обеспечивает правильное распределение каналов СУВ в заданном канальном интервале.

Реализация любого вида синхронизации основана либо на использова­нии статистических свойств информационного сигнала, либо на использо­вании избыточности группового цифрового сигнала путем ввода в его структуру специального сигнала - синхросигнала.

Для организации тактовой синхронизации, как правило, использует­ся первый способ, для всех иных видов синхронизации используется второй способ, т.е. ввод в структуру группового цифрового потока син­хросигнала (СС).

Совокупность устройств, обеспечивающих передачу и прием СС, на­зывается каналом синхронизации (КС).

К устройствам синхронизации можно сформулировать следующие общие требования:

• время вхождения в синхронизм при первоначальном включении ап­паратуры в работу и время восстановления синхронного режима работы после ее нарушения должны быть минимальными;

• высокая стабильность состояния синхронизма, при котором система синхронизации не должна реагировать на единичные ошибки в приеме синхросигнала и в то же время должна быть достаточно чувствительной к выходу оборудования ЦСП из состояния синхронизма; иными словами, состояние синхронизма при работе аппаратуры должно поддерживаться непрерывно и автоматически;

• обеспечение возможности обнаружения состояния ложного синхро­низма в системах циклового и сверхциклового синхронизма;

• объем служебной синхроинформации в цикле передачи при задан­ных параметрах восстановления и поддержания синхронизма должен быть минимальным;

• каналы синхронизации должны быть достаточно помехоустойчивы­ми, время между нарушениями состояния синхронизма должно быть мак­симально возможным.

Выполнение указанных требований должно сочетаться с простой тех­нической реализацией, экономичностью и надежностью функционирова­ния канала синхронизации. Проблемы синхронизации приобретают осо­бую остроту в связи с интеграцией цифровых систем передачи и цифро­вых систем коммутации в единую цифровую сеть связи. Цифровая сеть, в которой передача и коммутация информации производится с использова­нием основных цифровых каналов и их объединения в цифровые тракты, не может нормально функционировать без хорошо отлаженной системы синхронизации.