3.3. Оценка требуемой помехозащищенности регенератора

Под помехозащищенностью регенератора понимают минимальное отношение сигнал/шум на его входе, при котором обеспечивается заданный коэффициент ошибок в регенерированном сигнале. Основными видами помех в линейном тракте ЦСП явля­ются межсимвольные (переходные) помехи, вызванные наличием несогласованностей на участках регенерации, тепловой шум, а также помехи от устройств коммутации (например, приборов АТС) и индустриальные. Мощность помех во многом определя­ется параметрами линии связи, условиями эксплуатации и схемой организации связи.

Рис. 10. Графики зависимости вероятности ошибки от защищенности на входе регенератора

Таким образом, при использовании многоуровневых сигналов для обеспечения заданной вероятности ошибки требуется соответствующее увеличение помехоустой­чивости на входе регенератора. Это может быть достигнуто, например, за счет увели­чения амплитуды передаваемых импульсов U_m либо за счет сокращения длины регенерационного участка.

Более существенное влияние на возникновение ошибок оказывают импульсные помехи АТС, вызванные работой коммутационных устройств в процессе установления соединений. Плотность распределения вероятности для таких помех описывается до­вольно сложными соотношениями, которые зависят от типа АТС, интенсивности те­лефонного обмена и многих других факторов. Одно из экспериментально полученных соотношений для вероятности ошибки за счет импульсных помех при использовании кода с ЧПИ выглядит следующим образом:

;

Зависимость вероятности ошибки от защищенности на входе регенератора от импульсных помех представлена на рис. 10 (кривая 2).

Импульсные помехи действуют на прилегающих к АТС участках и в этом случае являются основными. На других участках руководствуются шумовыми помехами.

На практике необходимо увеличивать отношение сигнал/шум на входе РУ реге­нератора по сравнению с этим отношением для идеального регенератора. Например: допустимому значению коэффициента ошибок 10^-11 соответствует величина А_з.шп =21.7 дБ. Принимая запас на заводские допуски изготовления регенератора 3 дБ, а также предполагая равенство мощностей трех составляющих помех из-за переходно­го влияния на ближнем конце, на дальнем конце и тепловых шумов, следует увели­чить А_з.шп на 4.8 дБ (10Lg3) и тогда минимально допустимая защищенность от шумо­вых помех на входе регенератора: А_з.шп.р=21.7+3+4,8=29.5дБ.

Для случая двухуровневых сигналов, какими являются сигналы, передаваемые по оптическому кабелю, расчет вероятности появления ошибки определяется по следующей формуле: (кривая 3 рис. 10, соответствует значениям, рассчитанным по данной формуле).

Число регенераторов

Ошибка на 1 интервал P_ош.и =P_{ош.маг/n}=3.110^-8

4. Формирование структуры цикла передачи

4.1. Выбор метода согласования скоростей

Одной из важнейших задач, возникающих при проектировании ЦСП, является выбор метода временного группообразования. Существует три метода временного группообразования: асинхронный, синхронный и синхронно-синфазный. Первые два используются для передачи цифровьгх потоков, сформированных в оборудовании вре­менного группообразования (ОВГ), Третий используется для передачи трех цифровых потоков, формируемых на выходе оборудования АЦО, и одного стандартного цифро­вого потока.

В процессе объединения цифровых потоков осуществляется их запись в запоми­нающее устройство с частотой f_зап, равной тактовой частоте входного сигнала, а затем - считывание с частотой кратной тактовой частоте группового сигнала. На рис. 4.1 для различных соотношений между T_зап и Т_си изображены последовательности: ин­формационных символов (для простоты все они приняты единичными), следующих с периодом Т_юп; импульсов считывания, следующих с периодом Т_сч, и считанных им­пульсов. Так как частоты записи и считывания информации несколько отличаются друг от друга, то после каждого считывания временной интервал между моментами записи и считывания Т (рис. 4.1) изменяется на ∆t=T_зап-T_cч Если Т_зап=Т_сч, ∆t=0, то это синхронный режим.

Если Т_зап > Т_си, то в считанной последовательности произойдет положительный временной сдвиг (рис.4.1, а, б), если Т_зап<Т_СЧ-отрицательный временной сдвиг (ВС) (рис. 4.1, в, г). Синхронный режим - частный случай асинхронного режима.

Частота формирования ВС в считанной импульсной последовательности зависит от соотношения частот записи и считывания. Число информационных символов, пере­даваемых между соседними ВС: R=П[Т_cч/∆t], где П[...]- округление до ближайше­го целого.

Период возникновения ВС: Tcdв=(R+1) * Т_сч \.

Если T_cч/∆t - целое число, временные сдвиги распределены равномерно через R информационных символов, т.е. считанная последовательность однородна (рис. 4.1, б, г).

Если T_сч/∆t - дробная величина, в считанной последовательности возникают неод­нородности, которые приводят к изменению интервала между ВС (рис. 4.1, а, б). Неоднородности возникают с периодичностью, определяемой разностью: Tсч/∆t-R=-±n/l

где l-число ВС, составляющих цикл возникновения неоднородностей; n-число неоднородностей в цикле.

На рис. 4.1 штриховой линией обведены два информационных символа, на кото­рые приходится один импульс считывания, моменты возникновения ВС помечены точкой (.), а неоднородностей - звездочкой (*).

Рис. 6. Временные диаграммы, поясняющие принцип возникновения временных сдвигов и неоднородностей

Чтобы возникающие при асинхронном объединении цифровых потоков неодно­родности не изменяли положение ВС в цикле передачи, моменты их возникновения в передающем оборудовании необходимо компенсировать. Это достигается согласова­нием скоростей объединяемого цифрового потока с некоторой опорной, которой в данном случае является скорость системы высшего порядка в пересчете на один циф­ровой поток системы низшего порядка. В считанной последовательности либо вводит­ся одна позиция, либо одна исключается. Соответствующая информация об изменени­ях в считанной импульсной последовательности передается в приемное оборудование, где в соответствии с этой информацией осуществляется восстановление исходного по­тока.

В этом случае в зависимости от знака текущей разности частот записи и считы­вания необходимо осуществлять либо положительное, либо отрицательное согласова­ние. При этом в передающей части ОВГ требуется формировать информацию не толь­ко о наличии согласования, но и об его знаке.

Поскольку отрицательное согласование скоростей (ОСС) не имеет преимуществ по сравнению с положительным согласованием скоростей (ПСС), а реализуется с по­мощью более сложных устройств, то в качестве самостоятельного метода не применя­ется. На практике нашли применение два метода: ПСС и двустороннее согласование скоростей (ДСС). По рекомендации МККТТ G.745 ДСС используется с двухкомандным управлением, т. е. применяются только две команды: о наличии ПСС(+) и о нали­чии ОСС(-). Нулевая команда заменяется чередованием указанных команд согласова­ния (+, -).

Двустороннее СС с двухкомандным управлением обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с односторонним:

1) в ОВГ с односторонним СС принципиально невозможен синхронный режим работы, а с ДСС при синхронном режиме не передается никаких команд СС, что уве­личивает пропускную способность канала связи;

2) в ОВГ с ДСС возможно неограниченное увеличение помехоустойчивости ко­манд согласования;

3) ОВГ с ДСС более устойчиво к размножению сбоев цикловой синхронизации;

4) ДСС дает возможность увеличить эффективность использования пропускной способности группового тракта.

При идентичном построении циклов передачи большинство узлов ОВГ с одно­сторонним и двусторонним согласованием скоростей практически одинаково. Учиты­вая отмеченные обстоятельства, в России при построении ЦСП высших порядков при­меняют двустороннее согласование скоростей с двухкомандным управлением.

Важным параметром ОВГ является частота формирования сигналов согласования .

Произведем расчет максимальной частоты формирования сигналов согласования в системах с двусторонним согласованием скоростей:

,

где ; ; .

ЦСП	, кГц	, кГц	, кГц	, кГц	, кГц	, кГц
Сопка-4М	34368			0.52	0.34	0.86

4.2. Формирование временной структуры группового сигнала и оценка сетки частот генераторного оборудования

Линейный сигнал системы строится на основе сверхциклов, циклов, канальных и тактовых интервалов. Сверхцикл передачи (СЦ) представляет собой интервал времени, за который передается информация всех сигнальных каналов (каналов СУВ) и каналов аварийной сигнализации. Построение структуры цикла передачи показано на рисунке 11.

Циклы Ц₁, Ц₂......Ц_S, каждый из которых длительностью 125 мкс, объединяются в сверхциклы, следующие друг за другом. Каждый цикл состоит из канальных интерва­лов КИ₁, КИ₂,..,КИ_n куда входят дополнительные канальные интервалы, необходимые для передачи синхросигнала (СС) цикловой синхронизации, каналов СУВ и других вспомогательных сигналов.

Каждый КИ представляет собой m-разрядную кодовую группу, в разрядах P₁,P₂,...,P_m которой передается закодированная информация соответствующего канала, а в дополнительных КИ - кодовые группы синхросигнала и СУВ. Обычно за один цикл передаются СУВ одного или двух каналов. Таким образом, для передачи СУВ всех n каналов потребуется соответственно n или n/2 циклов, объединенных в сверх­цикл. Такое объединение циклов в сверхцикл необходимо для организации нужного числа каналов СУВ и правильного распределения этих сигналов на приеме. В первом цикле сверхцикла передается синхросигнал сверхцикловой синхронизации, а СУВ не передаются. Таким образом, число циклов в сверхцикле на один больше, чем требуется для передачи СУВ всех каналов.

Рис. 11. Структура цикла передачи

Скорость передачи группового ИКМ сигнала определяется тактовой частотой системы:, где m - разрядность кодовой группы, n - число каналов в системе, включая канальные интервалы для передачи СУВ, СС и других служебных сигналов; - частота дискретизации канала ТЧ.

Итак, расчет сетки частот генераторного оборудования произведем в следующей последовательности:

• Для первичной ЦСП ИКМ-30:

1. по заданному числу каналов системы N=30, рассчитанной частоте дискретиза­ции и значимости кода т определяется тактовая частота системы: ;

2. по известной рассчитывается частота следования разрядных импульсов: ;

3. частота следования циклов передачи равна частоте дискретизации: ;

4. частота следования сверхциклов: кГц.

• Для субпервичной ЦСП ИКМ-15:

1. ;

2. ;

3. ;

4. кГц.

Использование рассмотренных способов согласования скоростей приводит к тому, что скорость передачи формируемого группового потока оказывается несколько больше суммы скоростей объединяемых потоков. Для количественной оценке требуемого увеличения скорости группового потока необходимо рассмотреть структуру цикла передачи, который должен содержать позиции для передачи символов: информационных, циклового синхросигнала, команд согласования, а также служебных.

При построении цикла передачи следует учитывать важные требования, предъявляемые к его структуре:

• число следующих подряд служебных символов должно быть по возможности минимальным;

• распределение символов синхросигнала должно быть таким, чтобы время восстановления синхросигнала было минимальным;

• распределение команд согласования скоростей должно быть таким, чтобы обеспечивалась их максимальная помехоустойчивость;

• длительность цикла должна быть по возможности минимальной;

• распределение служебных символов в цикле должно быть равномерным;

• структура цикла должна позволять системе работать как в синхронном, так и в асинхронном режимах.

С учетом этих требований получаем структуру цикла, изображенную на рисунке 12.

Рис. 12. Структура цикла ЦСП

На основе выбранной структуры цикла передачи формируется сетка частот ГО.

Временная структура ЛЦС ИКМ-1920