43. Временное группообразование вторичного, третичного и четвертичного цифрового сигнала.

По существу, временное группообразование состоит в совместном использовании среды передачи путем установления последовательности интервалов времени, в течение которых может осуществляться передача сигналов от индивидуальных источников. В соответствии с этим каждому потребителю в течение ограниченного временного интервала периодически доступна вся полоса системы передачи. Обычно в системах с временным группообразованием вес канальные интервалы имеют равную длительность, каждый канал приписывается к определенному интервалу с общим периодом повторения, называемым длительностью цикла. Такую форм временного группообразования, как показано на рисунке , иногда называют синхронным временным группообразованием, так как каждому каналу соответствует определенное значение пропускной способности тракта передачи, определяемое длительностью канального интервала и периодом повторения. Противоположностью этому является другая форма временного группообразования (называемая также статистическим или асинхронным временным уплотнением). При этой  форме группообразования допускается изменение скоростей передачи сигналов для разных каналов в соответствии с индивидуальными потребностями источников сигналов. Во всех основных цифровых линиях телефонной сети общего пользования (системы передачи типа Т и цифровые СВЧ линии) используют синхронные виды временного группообразования.

Временное группообразование обычно ассоциируется только с цифровыми линиями передачи. Хотя осуществить временное группообразование можно и для аналоговых сигналов за счет размещения дискретов каждого сигнала между дискретами других сигналов, отдельные дискреты обычно слишком чувствительны ко всему множеству искажающих воздействий, связанных с передачай. В отличие от этого коммутация с временным разделением аналоговых сигналов более выполнима, чем аналоговая передача с временным группообразованием, поскольку шумы и искажения в коммутационном оборудовании являются более контролируемыми.

При временном разделении каналов (ВРК) общая линия предоставляется для передачи сигналов каждого канала поочередно.

Работающие синхронно распределители управляют ключами S и предоставляют таким образом общую линию для передачи 1-го, 2-го, и т.д. до n-го каналов.

Примем круговую частоту, с которой линия предоставляется для передачи сигналов каждого канала, равной ω₀. Это значит, что по линии передаются дискретно расположенные мгновенные значения сигнала (отсчеты), следующие с частотой ω₀. Таким образом, несмотря на то, что по линии передаются дискретные значения сигнала, на выходе канала может быть восстановлен непрерывный сигнал, аналогичный исходному сигналу на его входе. Чтобы выделить сигнал без искажений, частота коммутации ω₀ должна быть по крайней мере в два раза больше максимального значения частоты Ω_max передаваемого сигнала, т.е. ω₀ ≥ 2 Ω_max или f₀ ≥ 2F_max. Это означает, что временное разделение может быть реализовано только для сигналов, имеющих ограниченный спектр частот. Таким образом, непрерывная периодическая функция сигнала, имеющая ограниченный спектр, точно определяется конечным числом отсчетов, равным 2TF_max, и таким же числом гармонических составляющих. Этот вывод впервые был сформулирован В.А. Котельниковым в теореме, названной впоследствии его именем.

Построение цикла вторичного цифрового сигнала, получаемого путем временного асинхронного объединения четырех первичных цифровых сигналов с использованием двухстороннего (положительно-отрицательного) согласования скоростей, иллюстрирует рис. Цикл передачи вторичного сигнала Т_ц2 выбран равным 125 мкс, что равно циклу первичного ЦС. В номинальном режиме в блок асинхронного согласования за это время поступит 256 информационных символов. Для уменьшения объема памяти БАС цикловой сигнал преобразованного цифрового потока ЦП_j* на выходе БАС формируют в виде последовательности четырех подциклов (групп), нумеруемых соответственно Гр₁, Гр₂, Гр₃ и Гр₄. Каждая группа включает 66 импульсных позиций (ИП), а всего в цикле размещается 264 ИП, причем длительность каждой ИП равна Т_т^* = Т_ц2/264, а частота следования соответственно f_т* = 1/ Т_т* = 2112 кГц, что равно 1/4 номинальной частоты вторичного ЦП.

Положительное согласование скоростей осуществляется за счет запрета повтора одного информационного импульса на позиции ИП-4-3. Вместо него в считанной последовательности передается балластный символ 1, который одновременно является и сигналом коррекции. При отрицательном согласовании на этой позиции передаются информационные символы, а на позиции ИП-4-2 передается сигнал коррекции, который в этом случае представляет собой «потерянный» информационный символ. Передача сигналов коррекции осуществляется в цикле, который следует сразу после того цикла, где второй раз подряд повторился один и тот же сигнал КСС.

Посимвольное объединение четырех синхронных и синфазных ЦП вида, имеющих одинаковую структуру цикла и скорость передачи 2112 кбит/с, дает вторичный цифровой поток со скоростью передачи 8448 = 4∙2112, кбит/с. Одновременно во вторичный ЦП∑ вводятся служебные символы на позициях циклового синхросигнала (8-битбвая группа ЦСС вида 11100110), служебной связи (4-битовая группа) и дискретной информации.

Для третичного временного группообразования (ТВГ) цикл передачи ( а) имеет период Т_ц3 = 0,5 Т_ц2 = 62,5 мкс и делится на три подцикла (группы) длительностью Т_пц3 = Т_ц3/3. Номинальная каждая исходная группа содержит 176 ИП (176 = Т_пц3 ∙ f_т2). После преобразования в блоке асинхронного согласования (БАС_пд) получаем преобразованный вторичный поток ЦП2*, в котором каждая группа содержит 179 ИП (б). Первые три ИП в каждой группе являются «пустыми» и отдаются для передачи служебной информации, при этом ИП-2-1, ИП-2-3 и ИП-3-1 используются для трехсимвольной команды согласования скоростей (КСС), ИП-3-3 и ИП-3-4 – для передачи сигналов коррекции (СК) скоростей. При отсутствии согласования скоростей КСС в соседних циклах представляет собой чередующуюся последовательность символов 111 и 000; положительное согласование скоростей выполняется только при условии повторения в двух соседних циклах КСС вида 111, а отрицательное согласование – вида 000.

При формировании четверичного цифрового потока методом двухстороннего согласования скоростей цикл передачи (рис. 4.7) уменьшается до значения Т_ц4 = Т_ц3 / 4 = 15,625 мкс, при этом цикл разделяется на четыре подцикла (группы) длительностью Т_пц4 = Т_ц4/4. В отличие от предыдущих вариантов временного группообразования здесь преобразованный цифровой поток ЦП₃* строится по-разному для каждой группы. В Гр₁ первые три ИП остаются «пустыми» (для служебных целей), а остальные позиции (с 4 по 136) заняты информационными символами исходного ЦП₃. В Гр₂ и Гр₃ для служебных целей отдана только ИП₁, а в 4-й группе – первые две ИП, при этом первые ИП в Гр₂ – Гр₄ отдаются для передачи трехсимвольной КСС (111 – при положительном согласовании скоростей, 000 – при отрицательном, чередование 111 и 000 в соседних циклах – при отсутствии согласования). Сигналы коррекции (СК) скоростей передаются в Гр₄, при этом на второй ИП передается «пропущенный» информационный символ в случае отрицательного согласования, а на третьей ИП – балластный символ в случае положительного согласования. В синхронном режиме (при отсутствии согласования скоростей) в цикле преобразованного сигнала ЦП*₃ передается 537 исходных информационных символов (133 + 2∙135 + 134), при этом тактовая частота преобразованного сигнала равна f_т3 (544/537) = f_т3 (1 + 7/537) = 34 816 кбит/с. В режиме согласования скоростей в цикле ЦП*₃ передается 538 информационных символов (при отрицательном согласовании) или 536 (при положительном).

Четыре преобразованных третичных потока посимвольно объединяются в один четверичный ( б), и теперь в каждой группе размещается 544 символа.