Иванов В.И., Гордиенко В.Н. Цифровые и аналоговые системы передачи, 2003

сти, а преимуществом его является то, что источник оптического излучения в этом случае работает в течение меньшего времени и соответственно степень деградации его параметров снижается.

деградации его параметров снижается. Согласно принятому определению RZ-код является примером 1В2В-сигнала. Недостаток рассмотренных кодов заключается в том, что они не удовлетворяют перечисленным требованиям (за исключением последнего пункта), поэтому такие коды могут быть рекомендованы лишь на линиях небольшой протяженности при отсутствии регенерационных участков.

Для снижения содержания в спектре сигналов низкочастотных компонент применяют манчестерский, или бифазный, код ВIF, в котором «0» передается последовательностью из паузы и импульса, а «1» — последовательностью из импульса и паузы, причем длительность импульса в 2 раза меньше длительности «1» (рис. 8.24, в). В данном коде отсутствуют подряд более чем два идентичных символа, что определяет снижение в спектре низкочастотных компонент. Такой код также целесообразен при передаче в линиях малой протяженности без регенераторов и является примером 1В2В-сигнала. Пример кода 2ВЗВ приведен на рис. 8.24, г. Алгоритм образования следующий: разряды 00 заменяются на 001; 01 на 010; 10 на 100 и 11 на 011. Такой код обеспечивает возможность снижения скорости передачи в линии по сравнению с 1В2В-сигналами.

К общим недостаткам рассмотренных кодов относятся следующие: невысокая помехозащищенность, сложности с выделением тактовой частоты, а также с обнаружением ошибки. По этой причине коды не могут быть рекомендованы для организации линейного тракта ВОСП большой протяженности. Введение корреляционных связей между амплитудами передаваемых двухуровневых сигналов позволяет устранять отмеченные недостатки.

190

Примером сигнала с корреляционными связями является код CMI или код с поочередной инверсией токовых сигналов, временные диаграммы и энергетический спектр которого показаны на рис. 8.24,(3 и рис. 8.25. Введение корреляционных связей в CMI позволяет обнаруживать ошибки, приводящие к сбою чередования комбинаций 11 и 00 при передаче двоичной

1.

Одной из разновидностей сигналов \В2В является код Миллера (М). Этот код, в котором кодовой посылке 0 бинарного сигнала ставится в соответствие кодовое слово 11 или 00, а кодовой посылке 1 — 01 или 10, причем последовательность нулей исходного бинарного сигнала передается чередованием кодовых слов 11 или 00. При других комбинациях посылок бинарного сигнала первая кодовая посылка кодового слова должна быть такой же, как последняя предыдущего кодового слова (рис. 8.24, е и 8.25). Например, бинарная последовательность 01100 передается в линейном тракте последовательностью 1110011100. В результате соседние переходы вида 10 или 01 в линейном сигнале будут находиться не ближе, чем на тактовый интервал Т, и не дальше, чем на 2Т, вследствие чего основная часть энергетического спектра линейного сигнала сосредоточена в области ниже тактовой частоты fт и низкочастотная составляющая энергетического спектра оказывается частично подавленной (составляет 30% низкочастотной составляющей бинарного сигнала в формате NRZ). Контроль за появлением переходов с частотой, большей 1/T, позволяет просто осуществлять оперативный контроль за появлени ем ошибок в регенераторе.

Вкачестве перспективных для использования в цифровых волоконнооптических системах связи МККТТ предлагает двухуровневые коды 1В2В, 2ВЗВ, 5В6В. 6В8В и MBIP, где символ IP обозначает добавление одной балансовой посылки к М бинарным (например, таким образом, чтобы число единиц и нулей в кодовом слове всегда было четным или нечетным).

Вцифровых ВОСП для первичной ступени ИКМ иерархии целесообразно использовать код CMI; для вторичной — CMI и BIF; для третичной — BIF и код Миллера; для более высоких ступеней — код Миллера и скремблированный бинарный сигнал в формате NRZ.

Использование многоуровневых кодов по сравнению с двух уровневыми на городских, зоновых и магистральных сетях связи приводит к снижению энергетического потенциала системы на 15... 20 дБ. Поэтому многоуровневые коды рекомендуется использовать во внутриобъектовых линиях связи специального назначения.

8.5. ОПТИЧЕСКИЙ РЕТРАНСЛЯТОР

Передача информации по ОВ ограничивается максимальной мощностью излучения передатчика, затуханием и дисперсией ОВ, а также чувствительностью приемника. Эти обстоятельства накладывают ограничения на дальность передачи и объясняют необходимость установки ретрансляторов сигнала

191

через участок определенной длины. Ретрансляторы строятся как чисто оптические, так и с преобразованием оптических сигналов в электрич еские,

с последующей регенерацией электрических сигналов и обратным преобразованием.

Оптические ретрансляторы корректируют и усиливают световые сигналы непосредственно, не преобразуя их в электрические. Они содержат лазерный усилитель (оптический квантовый усилитель) и нелинейный поглотитель для частичной регенерации световых импульсов. Усилитель компенсирует потери передачи сигнала в световоде и нелинейном поглотителе, т. е. возвращает световым импульсам их первоначальную интенсивность. Нелинейный поглотитель сужает импульсы и тем самым частично компенсиру ет расширение импульсов и их перекрытие, которое происходит в ОВ из-за дисперсии материала и разброса времени пробега. Помимо этого он уменьшает уровень шумов и других интерференционных помех, находящихся в стороне от пиков импульсов. В настоящее время ретрансляторы на основе оптических квантовых усилителей находятся в стадии проектирования и опытной эксплуатации.

Наибольшее применение в технике оптической связи получили ретрансляторы с преобразованием оптического сигнала в электрический и последующей обработкой и регенерацией сигнала электронными схемами (рис. 8.26). Оптический ретранслятор отличается от регенераторов проводных ЦСП только наличием оптических модулей (ПрОМ и ПОМ). Электронный регенератор (ЭР) содержит решающее устройство (РУ), устройство тактовой синхронизации (УТС) и формирователь сигналов (ФС).

Процесс регенерации в ЭР происходит следующим образом. Значения передаваемых символов (0 или 1) оцениваются решающим устройством, которое анализирует поступающий сигнал и принимает решение о том, какой символ передается по ОВ. В регенераторах при оценке значений символов используется прием методом однократного отсчета, что позволяет при относительно простой реализации получать высокую помехоустойчивость. Временные диаграммы (рис. 8.27) приведены для случая, когда с оконечной ВОСП передается в оптическую линию двухуровневый код с пассивной паузой (рис. 8.27, а). При этом в решающем устройстве периодически с тактовой частотой fТ =1/Т производится стробирование сигнала на выходе ПрОМ и сравнение полученного отсчета с порогом.

192

При использовании коаксиальных кабелей длина lуч составляет 1,5... 6 км. Следует отметить возможность создания ВОСП, не содержащих регене-

раторы, что объясняется значительным прогрессом в технологии производства активированных оптических волокон я мощных полупроводниковых лазеров. Так, к концу столетия должна быть сдана в эксплуатацию трансатлантическая ВОСП протяженностью более 6000 км, не содержащая ретрансляционных станций.

8.6. ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ

Аппаратура ВОСП для ГТС. Волоконно-оптические системы передачи, как и СП, работающие по металлическому кабелю, подразделяются на городские, внутризоновые и магистральные. К системам передачи, работающим по оптическому кабелю на линиях ГТС, относятся «Соната-2», ИКМ-120;4/5 и «Сопка-Г» (ИКМ-480-5), технические данные которых приведены в табл. 8.2.

В состав ВОСП «Соната-2» (рис. 8.29) входят: оборудование аналого-цифрового преобразования из состава ИКМ.-30 или ИКМ-30-4; комплект оборудования вторичного временного группообразования (КВВГ) из состава ИКМ-120; комплекты стоек оборудования линейного световодного тракта оконечной (КОЛСТ-0-2) и промежуточной (КОЛСТ-П-2); устройство стыка станционного и линейного оптического кабелей (УССЛК); линейный оптический кабель; станционный оптический кабель; шнуры световодные соединительные (ШСС).

Стойка СОЛСТ (рис. 8.30) предназначена для преобразования сигналов ,на стыке между аппаратурой вторичного временного группообразования и линей ным световодным трактом, компенсации затухания участка кабельной линии, стоечного контроля, организации телеконтроля и служебной связи (СС). Оконечная (СОЛСТ- О) и промежуточная (СОЛСТ-П) стойки выполняются виде функционально

194

также формирования вторичного сигнала обслуживания на основе принятой информации от блока КТ-2, который поступает на приоритетный вход передающей части РЛ; КК — блок контроля кассеты, выполняющий функции первичного сбора информации о состоянии оборудования кассеты и передачи этой информации в кассету оборудования обслуживания стойки (КООС), а также выдачу контрольного слова по команде оператора с целью самопроверки подсистемы контроля стоечного оборудования; СН-1 — стабилизатор напряжения, обеспечивающий два питающих напряжения: 5 и 12 В. В каждую кассету входит два блока СН-1; ВУ"— входное устройство, выполняющее функцию обнаружения и сигнализации о неисправном блоке СН-1, а также обеспечивающее фильтрацию напряжения — 60 В.

Входной информационный сигнал от аппаратуры ВВГ поступает на блок ПК в коде HDB-3. Здесь происходит преобразование кода линейного сигнала из HDB-3 в CMI. Далее сигнал в коде CMI поступает в блок РЛ, где электрическая последовательность оптических импульсов через выходной оптический соединитель поступает в оптический кабель.

Принимаемая последовательность оптических импульсов через приемный оптический соединитель попадает на лавинный фотодиод, оптические импульсы преобразуются в последовательность электрических импульсов, которые после усиления, коррекции и регенерации поступают в блок ПК. После обратного преобразования линейного сигнала из кода CMI в код HDB-3 информационный сигнал поступает на стойку вторичного временного группообразования (СВВГ). От регенерированный принятый сигнал в коде CMI поступает также в блок КТ, где определяется коэффициент ошибок и анализируется на предмет обнаружения комплексного сигнала системы обслуживания (СО). В случае обнаружения последнего сигнал С,0 выделяется и преобразуется в сигнал 64,кбит/с, который передается в КООС (в блок КТ-2). Кроме того, блок КТ вырабатывает сигнал автоматического включения системы телеконтроля.

В случае неисправности оконечной (промежуточной) аппаратуры или световодного линейного тракта на исправном участке примыкающем к КОЛСТ-О, автоматически организуется тракт системы, контроля и служебной связи.

Сигналы контроля работоспособности блоков РЛ, ПК, СН-1 "поступают на блок КК, откуда передаются в КООС по соответствующему запросу.

Кассета КОЛСТ-П включает в себя следующие устройства: РЛ — регенератор линейный; КТ

— блок контроля тракта; КК—блок контроля кассеты; СН-1—стабилизатор напряжения; ВУ — вводное устройство.

Кассета оборудования обслуживания стойки оконечной и, промежуточной (КООС) обеспечивает контроль состояния до четырех контролируемых КОЛСТ формирование первичного сигнала телеконтроля на основе данных о состоянии контролируемого оборудования, а также принятой информации ТК, организацию телеконтроля и служебной связи по линейному световодному тракту, введенному в режим СО автоматически при появлении сигналов «авария>, приеме информации СО либо принудительно. При этом кассеты синхронно объединяют сигналы ТК и СС, образуя передаваемый первичный сигнал СО, а также разделяют последний на сигналы ТК и СС. Кроме того, кассета ООС обеспечивает анализ принятой информации ТК, отображение номеров аварийного пункта, тракта и вида аварии.

Система обслуживания линейных световодных трактов аппаратуры «Соната - 2» работает следующим образом. При полном заполнении стойка СО рассчитана

196

на обеспечение восьми линейных трактов с числом контролируемых пунктов в каждом тракте не более 10.

В СО входят связанные и взаимодействующие между собой подсистемы: КС — контроля стоечного оборудования; ОС — общестоечной сигнализации; Кт — контроля оборудования трактов; СС — служебной связи.

Подсистема контроля стоечного оборудования при полном заполнении стойки состоит из блоков контроля кассет КК (от одного до восьми по числу конт - ролируемых КОЛСТ) и двух блоков КС.

Блоки КК устанавливаются в КОЛСТ-О (П), а КС—В КООС-О (П). Они обмениваются двумя четырехразрядными сигналами передачи данных (о работе оборудования двух направлений передачи линейного сигнала) и связаны шиной управления и взаимодействия.

Блоки КК осуществляют первичный сбор информации с датчиков работоспособности контролируемых устройств, установленных в каждом блоке: При исправности контролируемого устройства датчик состояния (ДС) на своем вы ходе вырабатывает сигнал логического «нуля», а в случае неисправности — логической «единицы».

Сигналы неисправности с ДС поступают на блок КК. где обрабатываются по приоритету и в виде четырехразрядного слова выставляются на шину данных по запросу с блока КС. Обработка сигналов с КС по приоритету означает, что, например, при пропадании питания будет индицироваться только данная неис - правность и не будут индицироваться все остальные, вызванные этой неисправностью.

Датчик коэффициента ошибок конструктивно размещен в блоке КТ и осуществляет анализ линейного сигнала одного направления передачи.

Блок КС является вторичным звеном сбора информации о состоянии контролируемого оборудования. Каждый КС взаимодействует с блоками КК и осуществляет сбор, хранение и отображение информации о состоянии контролируе - мого оборудования данной стойки и взаимодействует с системой контроля трактов.

Подсистема общестоечной сигнализации состоит из блока ОС и табло аварийной сигнализации стойки. Блок ОС вырабатывает сигналы включения общестоечной, рядовой и станционной сигнализации. На. входы блока поступают следующие сигналы: «Авария-1» от блока КС; «Авария-2» от блока КТ-3; о пропадании сигнала +5 В в КООС; сигнал вызова по служебной связи от блока СС. Блок ОС формирует сигналы включения реле: аварийной сигнализации, служебной связи, звонка.

Подсистема контроля оборудования линейных световодных трактов вклю чает в себя блоки КТ-1, КТ-2, КТ-3, КТ и РЛ.

Блок КТ-1 взаимодействует с блоком КС (путем обращения к ОЗУ). На основе принятой из блока КС информации блок КТ-1 формирует сигнал телеконтроля в последовательном двоичном коде. Режим работы блока КТ -1 обеспечивает: самостоятельную циклическую выдачу групп ТК в направлении, с которого не принят сигнал ТК; выдачу сформированного сигнала ТК в дополнение к

197

принятой с соседних станций информации. Кроме того, блок КТ -1 формирует ряд сигналов, организующих работу блоков КТ-3.

Блок КТ-2 вырабатывает все необходимые для работы КООС и блока КТ тактовые импульсы, принимает из блока КТ информацию о включении режима ТК в каком-либо тракте, выдает команды в блок КТ-1 на формирование сигнала ТК и в блок КТ для включения ТК в соответствующем тракте. Кроме того, КТ-2 осуществляет: прием из блока КТ комплексного первичного сигнала СО и разделение его на сигналы ТК и СС; прием информации ТК и СС из блоков КТ-1 и ДК; объединение ее в комплексный первичный сигнал СО и выдачу по следнего в блок КТ для формирования вторичного сигнала СО со скоростью 8,448 Мбит/с.

Блок КТ-3 входит в состав КООС только на оконечных станциях и осуществляет: прием информации ТК о состоянии линейных трактов; запись информа ции в ЗУ; анализ и отображение аварийных ситуаций с указанием номера аварийного тракта, пункта и вида неисправности.

Подсистема служебной связи обеспечивает переговоры обслуживающего персонала (при работающих линейных световодных трактах) между оконечными пунктами с использованием служебного канала на оборудовании ВВГ, а между оконечными и промежуточными — по линиям ГТС.

Всостав КООС входит блок СС (служебной связи), имеющий два режима: СС-1

иСС-2. Первый предназначен для организации СС по свободным металлическим проводам, имеющимся на ГТС. В этом режиме выходы блоков «Линия» постоянно подключены к выделенной паре проводов. Режим СС-2 служит для ведения служебных переговоров по линейному световодному тракту с перерывом связи. Аналоговые сигналы СС преобразуются в цифровые сигналы с помощью блока «дельта-кодек» (ДК) и передаются по линейному тракту совместно с сигналом контроля тракта в виде комплексного сигнала обслуживания.

Конструкция и комплектация СОЛСТ-0 и СОЛСТ-П идентичны. Каркасы стоек предназначены для размещения восьми кассет оконечного оборудования линейного световодного тракта и двух кассет оборудования обслуживания стойки.

Стык станционного и линейного световодных кабелей осуществляется в устройстве стыка станционного и линейного световодных кабелей (УССЛК), кото рое представляем собой плату размерами 650x194x16 мм, защищенную кожухом, с устройством для ввода одного линейного световодного кабеля емкостью 4 или 8 оптических волокон и четырех двухволоконных станционных кабелей. Сращивание волокон линейного и станционного кабелей осуществляется методом сварки.

В качестве линейного используются, кабели ОК-50-2-5-8 и ОК-50-2-5-4, предназначенные для прокладки в телефонной канализации ГТС.

Аппаратура вторичной цифровой системы передачи ИКМ -120-4/5 относится к четвертому, а блоки световодного линейного тракта — к пятому поколению средств связи. Аппаратура предназначена для организации межузловой и межстанционной связи ГТС и позволяет организовывать соединительные линии между АТС всех типов, а также между АТС и АМТС всех типов.

В состав оборудования оконечной станции ИКМ-120-4/5 (рис. 8.31) входят: оборудование световодных переключений (ОСП),'обеспечивающее ввод оптиче ского линейного и переход к станционному ОК; оборудование линейного тракта (ОЛТ), обеспечивающее прием и преобразование оптического линейного сигнала в электрический сигнал, его регенерацию, коррекцию, передачу и преобразование его в линейный оптический сигнал.

198