Скалин Цифровые системы передач

Рис. 11.11. Схема измерения защищенности от внятных переходных влияний между каналами для системы ИКМ-30

К первой группе параметров следует отнести такие, как амплитуда импульса, длительность импульса, защитного интервала, фронта и спада импульсов, величина спада вершины импульса. Эти параметры измеряют,

используя известные из курса «Измерения в технике связи» методы измерения импульсных сигналов. Чаще всего на практике для измерения указанных параметров используют осциллографические методы.

Особо следует отметить такой параметр, как частота следования импульсов в тракте, или скорость передачи информации. Частота следования жестко связана с параметрами сигналов управления, вырабатываемыми генераторным оборудованием. Поэтому на практике частота следования, или тактовая частота, измеряется как частота тактового генератора данного группового или линейного тракта.

Для измерения параметров управляющих сигналов используются цифровые частотомеры, измерители временных интервалов, осциллографы.

К специфичным для трактов передачи цифровой информации следует отнести параметры, обеопечивающие оценки помехозащищенности тракта и качества передачи информации. Как известно, помехи в каналах ЦСП связаны с особенностями аналого-цифрового преобразования, аналоговых трактов и передачи цифровых сигналов. Для передачи цифровых сигналов характерны ошибки регенераторов^ групповых и линейных трактов и фазовое дрожание цифрового сигнала, вызванное фазовым дрожанием

тактовой частоты в регенераторах и работой аппаратуры объединения цифровых потоков.

Помехозащищенность линейных трактов в большой степени зависит от качества регенерациониых участков и помехоустойчивости регенераторов.

Вследствие вышесказанного основными параметрами второй группы являются коэффициент (вероятность) ошибки и фазовое дрожание цифрового сигнала. Для цифровых линейных трактов, кроме того, должны быть введены такие параметры, как помехоустойчивость отдельного регенератора,

затухание регенерационного участка и переходное затухание между двумя линейными трактами (этот параметр особенно важен для ЦСП по симметричным кабелям).

Методы измерения коэффициента ошибки Кош можно разбить на две группы: по цифровому информационному и по испытательному сигналу,

В первой группе методов измерения можно проводить, иопользуя определенные признаки структурной регулярности цифрового сигнала. К

признакам структурной регулярности цифрового сигнала относятся:

повторяемость комбинаций цикловой и сверхцикловой синхронизации;

чередование полярности импульсов линейного сигнала в коде ЧПИ;

ограничение числа следующих подряд нулей (пауз с длительностью больше нормированной);

ограничение цифровой суммы кода;

ограничение числа подряд следующих импульсов одной полярности в модифицированных квазитроичных кодах типа МЧПИ (КВП-3).

Все указанные признаки могут быть использованы для выявления или,

как говорят, детектирования ошибок в цифровом сигнале, что позволяет произвести подсчет ошибок и оценку Кош. Первая группа методов используется в основном в системах телеконтроля линейных и групповых трактов. Во второй группе методов следует различать методы измерения Кош

с использованием сигналов регулярного типа и сигналов типа псевдослучайных последовательностей.

Рис. 11.12. Структурная схема устройства для измерения коэффициента ошибки цифровых сигналов в кодах ЧПИ и КВП-3

Достоинством первой группы методов является возможность организации контроля и измерений без прекращения связи. В то же время эти методы обеспечивают невысокую точность измерений.

Рассмотрим принцип контроля коэффициента ошибки по цифровому информационному сигналу. На рис. И.12 приведена структурная схема устройства оценки Кот для кодов ЧПИ и КВП-3. Как известно, коэффициент ошибки есть отношение числа ошибочно принятых символов к общему числу символов, принятых за определенное время: Kom = NOJU/N. Например, при фиксированном числе ошибок Л/0ш, если КОш=10~5, то N=\05Nom. Интервал времени, за который на вход измерительного прибора поступают N символов, 7"ош= = Ю5^т.иЛ^ош, где /т.и —длительность тактового интервала системы.

Следовательно, если поступление iV0m происходит за интервал времени Тот,

то Кош = 10"5.

Из сказанного следует, что между интервалом времени поступления фиксированного числа ошибок и Кош имеется прямая зависимость. Эта зависимость и положена в основу построения схемы, изображенной на рис.

11.12.

На вход схемы поступает квазитроичный сигнал в коде ЧПИ или КВП-

3. Устройство разделения (УР) разделяет положительные и отрицательные импульсы и подает их на детектор ошибок (ДО). Детектор ошибок определяет нарушение чередования полярностей импульсов для кода ЧПИ

или нарушение алгоритма кода КВП-3. При каждом нарушении алгоритма формирования кода входного сигнала ДО выдает в счетчик ошибок (СО)

импульс. Одновременно от генератора тактовых импульсов (ГТИ) через схему НЕТ на счетчик тактовых импульсов (СТИ) поступают тактовые импульсы, частота следования которых не обязательно должна равняться частоте следования входных импульсов. При поступлении на СО числа импульсов, равного фиксированному числу ошибок N0 ш счетчик заполняется полностью и выдает сигнал запрета на схему НЕТ.

Схема НЕТ перекрывает поступление импульсов ГТИ на счетчик СТИ.

Если период следования импульсов ГТИ t гти и к моменту прекращения счета поступило Л/рти тактовых импульсов, то интервал времени счета тактовых импульсов СТИ Tc4 = t гтИ^гти Если в соответствии с приведенным примером Тсч. — Тош, то /Сош = Ю-5.

Сигнал с выхода счетчика поступает на ЦАП й далее в виде тока или напряжения, величина которого зависит от состояния СТИ, на аналоговый индикатор АИ, в качестве которого можно использовать стрелочный прибор,

проградуированный в единицах Кош-

Рассмотрим принцип действия детектора ошибок для кодов ЧПИ и КВП-3 на примере серийного прибора контроля достоверности ПКД-У.

Функциональная схема ДО представлена рис. 11.13, а, а временные диаграммы, поясняющие работу устройства, на рис.. 11.13, б.

Всостав ДО входят два JK-триггера D1 и D2 и логический элемент 2И-

ИЛИНЕ D3. Для обнаружения нарушений чередования полярности в сиг-

нале, представленном в коде ЧПИ на установочные входы R и S триггера D2,

подается нулевой потенциал. При этом на основном и инверсном выходах триггера появляется высокий положительный потенциал, соответствующий логической единице. От УР на Bxi поступают импульсы положительной полярности. Импульсы положительной полярности устанавливают триггер

01 по основному выходу в состояние логической единицы, а

инвертированные импульсы отрицательной полярности сбрасывают триггер

D1 в состояние логического нуля. Если в схему поступают два и более следующих подряд импульсов одной полярности, то состояние D1 меняет только первый импульс из серии, остальные импульсы не оказывают влияния на состояние триггера.

Рис. 11.13. Структурная схема и временные диаграммы работы детектора ошибок для кодов ЧПИ и КВП-3

Входные импульсы одновременно поступают на схему 2И—ИЛИ—НЕ.

Первый элемент И является формирователем сигнала ошибки в импульсах отрицательной полярности, второй — формирователем сигнала в импульсах положительной полярности, а схема ИЛИ обеспечивает объединение сигналов ошибок. Таким образом, на выходе D3 формируются сигналы ошибок при нарушении алгоритма как для положительных, так и для отрицательных импульсов. В приведенном примере нарушение алгоритма произошло в импульсах отрицательной полярности (импульс ошибки на рис.

11.13, б заштрихован). При этом на входе второго элемента И будут в течение интервала времени существования на Бх2 импульса ошибки оказываются три логические единицы, вызывающие появление сигнала ошибки в виде импульса логического нуля той же длительности на выходе

D3.

Рис. 11.14. Схема измерения фазового дрожания цифрового сигнала

На рис. 11.13, в представлены временные диаграммы работы схемы в режиме регистрации ошибок в коде КВП-3. В этом случае снимается блокировка с триггера D2. Как известно, ошибкой в коде КВП-3 считается сбой чередования полярности нарушений. На рис. 11.13, в показано, что после двух импульсов положительной полярности следуют импульс отрицательной полярности и два импульса положительной полярности, т. е.

наблюдается повторение знака нарушения чередований. Следовательно,

последний положительный импульс является ошибочным и на время его существования на Вх, на выходе D3 должен быть сформирован импульс соответствующей длительности.

В схеме эта задача решается следующим образом. От первого импульса положительной полярности меняет свое состояние триггер D1. Поступление второго импульса той же полярности вслед за первым (нарушение чередования полярностей) на установочный вход вызывает изменение состояния триггера D2. Следующие два импульса чередующейся полярности меняют состояние D1. При поступлении четвертого импульса положительной

полярности обеспечивается срабатывание первой схемы И, на выходе D3

появляется импульс ошибки.

Как уже отмечалось, при измерении Л",)ш с использованием и формационного цифрового сигнала в тракте принципиально невозможно обеспечить высокую точность измерений методом преобразования текущею времени подсчета числа ошибок в коэффициент ошибок.

Гораздо большую точность позволяет получить использование в качестве измерительного сигнала псевдослучайная последовательность ПСП.

В этом случае известна структура сигнала на передаче, соответственно на приеме можно генерировать аналогичную последовательность и осуществлять побитное сравнение двух ПСП для выделения ошибок.

Недостатком этого метода является сложность синхронизации двух последовательностей. Из теории помехоустойчивых кодов известны методы,

позволяющие вести обработку принимаемой ПСП с выделением ошибок, не требующие более сложных видов синхронизации, чем тактовая. Один из этих методов реализован в пульте испытания линейных трактов пилт.

Для измерения фазового дрожания существует несколько методов.

Один из них показан на рис.11.14, о. Фазовое дрожание импульсов на выходе линейного регенератора РЛ преобразуется в изменение амплитуды импульсов. Сигнал с выхода регенератора поступает на вход дифференцирующей цепочки ДЦ, выделяющей фронты входных импульсов.

Короткие импульсы с выхода ДЦ управляют ключевой схемой КС, на второй вход которой подается пилообразное напряжение, вырабатываемое генератором пилообразного напряжения ГПН. Система синхронизации обеспечивает фиксацию тактовых точек, совпадающих с моментами перехода через нуль пилообразного напряжения Так как фазовое дрожание сдвигает фронты импульсов на выходе регенератора относительно фик-

сированных тактовых тпчгк, на выходе КС появляются короткие импульсы,

амплитуды которых соответствуют пилообразному напряжению в моменты поступления фронтов входных импульсов. Такие импульсы на выходе КС

представляют собой АИМ сигнал. Далее импульсы поступают на расширитель длительности РД, что увеличивает их мощность. Управляет работой РД схема управления СУ. Из спектра импульсов детектор Д выделяет низкочастотную составляющую, которая поступает на измерительный прибор ИП, проградуированный в единицах фазы.

Измерение помехоустойчивости отдельных регенераторов необходимо для выявления причин перерывов связи, вызванных отказом линейного

Каждый регенератор в пределах допустимой длины регенерационного участка должен обеспечивать при заданной величине отношения сигнал-шум на входе коэффициент ошибки, меньший определенного нормированного значения. Например, для РЛ системы ИКМ-30 при защищенности 24,7 дБ значение Кош должно быть, меньше, чем 2,5-10-8. Если регенератор не обеспечивает требуемого значения Кош, он является неисправным и может служить причиной отказа линейного тракта.

Существует несколько методов измерения помехоустойчивости регенераторов, которые можно условно разделить на прямые и косвенные.

Один из вариантов прямого метода предполагает определение Кош при подаче на вход регенератора сигналов от двух генераторов: генератора ПСП и генератора шума с изменением уровня сигналов, обеспечивающих получение определенной защищенности. Коэффициент ошибок может быть оценен соответствующим измерительным прибором, например ПКД-У.

Однако использование прямых методов требует значительных объемов измерительного оборудования.

В эксплуатации большое распространение получили косвенные методы измерения помехоустойчивости регенераторов. Один из них — метод триад

— был описан в § 6.5 применительно к системе ИКМ-30. Рассмотрим метод оценки помехоустойчивости линейных регенераторов, используемый для оценки помехоустойчивости РЛ ЦСП, применяемых на СТС.

Измерение помехоустойчивости регенераторов осуществляется подачей с оконечной станции сигнала «Точки», представляющего собой

последовательность импульсов вида 1,1,1, ... с частотой следования, равной полутактовой частоте системы. Учитывая вид частотной характеристики регенерационного участка, можно пренебречь значениями высших гармоник испытательного сигнала, так как сигнал на входе РЛ будет в основном определяться его первой гармоникой. Нормализованное значение амплитуды импульса на входе регенерационного участка составляет 3 В. При этом уровень первой гармоники на входе регенерационного участка р= +4,8 дБ.

Рис. 11.15. Структурная схема измерения помехоустойчивости регенераторов ЦСП сельской телефонной связи

Тогда в качестве испытательного сигнала, подаваемого на вход регенерационного участка, можно использовать гармонический сигнал от измерительного генератора ИГ с частотой fT/2 и уровнем +4,8 дБ. В этом случае на выходе регенератора будет формироваться последовательность единиц. Такая схема измерений показана на рис. 11.15.

Имитация воздействия помехи на сигнал может быть получена изменением порогового уровня решающего устройства регенератора. Для этого к гнездам KCi и КС2 подключают источник постоянного напряжения,

который повышает уровень порога. Это эквивалентно уменьшению амплитуды входного сигнала из-за воздействия помех на величину смещения порога. Увеличивая напряжение смещения, добиваются срыва сигнала на выходе регенератора, который можно определить, подключив к выходу измеритель уровня ИУ. Регенераторы, обладающие заданной помехоустойчивостью, «выдерживают» напряжение помехи, указанное в

паспортных данных регенератора. Аналогичным образом определяется и срыв работы регенератора при понижении порогового уровня, что соот-

ветствует увеличению амплитуды входного сигнала из-за воздействия помехи. Для этого изменяют полярность подключения источника постоянного напряжения. Допустимые изменения порога в одну и другую сторону определяются измерительным прибором ИП и должны быть практически одинаковы.

11.3 НАСТРОЙКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЦСП

Общие сведения. Монтаж линейных и станционных сооружений ЦСП мало чем отличается от монтажа соответствующих сооружений и АСП; В то же время для настройки цифровых линий передачи требуется гораздо меньший объем работ. Объясняется это тем, что нет необходимости в такой тщательной коррекции частотных и амплитудной характеристик, как для аналоговых систем передачи.

Основными работами, выполняемыми в процессе настройки оконечной станции, являются:

проверка питающих напряжений и цепей питания, установка питающих напряжений;.

подстройка частот задающих генераторов;

проверка работы устройств сигнализации и систем автоматического контроля работоспособности блоков и узлов;

проверка параметров каналов и трактов «на себя», настройка индивидуального оборудования каналов.

Цифровой принцип построения аппаратуры позволяет достаточно легко сопрягать оборудование с контрольно-испытательными комплексами,

выполненными на основе микопроцеесоров или микро-ЭВМ, значительно упрощающих процесс проверки и контроля. Настройка индивидуального оборудования заключается в установке соответствующей величины