PRACTICE / ОПТИЧЕСКИЕ ЦИФРОВЫЕ ТЕЛЕКОММУТАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

1.fз fсч – память запоминающего устройства будет переполнена и часть информационных символов может пропасть.

2.fз fсч – память пуста и в очередной момент считывать будет нечего, т.е. появятся дополнительные временные позиции, которые в исходном цифровом потоке

отсутствуют.

Следовательно, необходимо согласование скоростей.

При fз fсч наступают моменты, когда ячейки памяти будут свободны от информационных импульсов и появятся нулевые символы, которые называются временными сдвигами. В таком случае производится положительное согласование скоростей: в считанную последовательность вводится дополнительный балластный тактовый интервал, который на приеме должен быть изъят из передаваемой последовательности.

При fз fсч производится отрицательное согласование скоростей: из считываемой последовательности изымается один тактовый интервал, информация которого передается по специальному временному каналу и на приеме вводится в передаваемый поток на свое место.

При асинхронном объединении цифровых потоков возможно одностороннее и двустороннее согласование скоростей.

В системах с односторонним согласованием скоростей частота fсч выбирается заведомо больше или меньше, чем fз .

При положительном согласовании (fз fсч) в считанную последовательность вводится дополнительный (неинформационный) балластный тактовый интервал, который на приеме исключается из нее по соответствующей команде согласования скоростей.

При отрицательном согласовании скоростей (fз fсч) на передаче из информационной последовательности изымается один тактовый интервал (дополнительное считывание), который передается по дополнительному каналу и на приеме по команде согласования скоростей снова вводится в информационную последовательность.

В системах с двусторонним согласованием скоростей часто в зависимости от знака разности частот fз и fсч при возникновении неоднородности необходимо либо вводить в

считанную последовательность дополнительный тактовый интервал, либо изымать его и передавать по дополнительному каналу.

В реальной аппаратуре объединения потоков необходимо передавать еще служебные сигналы, команды согласования скоростей, аварийные сигналы и другие виды сигналов, поэтому частота считывания выбирается больше частоты записи.

fсч=fз+fсл

Для передачи команд согласования скоростей организуются дополнительные временные каналы на определенных позициях цикла передачи, то есть согласование скоростей может производиться в строго определенный момент, обусловленный структурой цикла передачи.

Передача команды согласования скоростей приводит к увеличению тактовой частоты или уменьшению объема передачи полезной информации. Число команд согласования скоростей и объем дополнительной информации будут зав исеть от частоты возникновения неоднородностей, которые зависят от стабильности генераторного оборудования. Учитывая высокую стабильность генераторного оборудования, передаваемые команды согласования скоростей занимают 1-2 % объема передаваемой информации.

Выводы.

1.Иерархия цифровых систем передачи заключатся в объединении стандартных цифровых потоков.

61

2.Необходимо обеспечить возможность совместного использования АСП и ЦСП.

3.Оборудование ОЦТС должно обеспечить как синхронное, так и асинхронное объединение цифровых потоков.

Контрольные вопросы.

1.Что такое цифровая иерархия? Каким условиям она должна удовлетворять?

2.Чему равна скорость передачи стандартных цифровых потоков?

3.Сколько ОЦК содержат стандартные цифровые потоки?

4.Способы объединения цифровых потоков?

5.Нарисуйте схему объединения синхронных цифровых потоков и поясните принцип ее работы.

62

Лекция 13

Тема 5. Принципы временного группообразования

Введение. Оптические цифровые телекоммуникационные системы используют в основном асинхронное объединение цифровых потоков. При этом обеспечивается как одностороннее, так и двухстороннее согласование скоростей. Рассмотрим подробно способ асинхронного объединения цифровых потоков.

Раздел 5.1. Принципы временного группообразования (продолжение) Оборудование временного группообразования асинхронных цифровых

потоков. Структурная схема оборудования временного группообразования в асинхронном сопряжении цифровых потоков с двусторонним согласованием скоростей.

Оборудование передающей станции содержит БАСпер для каждого из объединяемых цифровых потоков, а на приеме располагаются БАСпр.

На передаче цифровых потоков СП низшего порядка записывается и запоминается в запоминающем устройстве БАСпер. Запись осуществляется импульсной последовательностью fз, выделяемой из входного потока выделителем тактовой частоты (ВТЧ). Считывание осуществляется импульсной последовательностью от генераторного

63

оборудования передачи. Считанные цифровые последовательности от всех БАСпер объединяются в устройстве объединения в групповой цифровой поток. Временной детектор контролирует взаимное временное положение импульсов записи и считывания и управляет работой передатчика команд согласования скоростей (Пер. КСС). При появлен ии неоднородности в зависимости от ее знака из временного детектора в Пер. КСС подается соответствующая команда на согласование скоростей.

При положительном согласовании скоростей (fз fсч) на одной из временных позиций цикла передачи информация из запоминающего устройства не считывается и на этой позиции передается балластный символ, таким образом, реальная скорость считывания информации из запоминающего устройства уменьшится. Такое согласование осуществляется, путем запрета одного импульса считывания с помощью ячейки НЕТ.

При отрицательном согласовании скоростей (fз fсч) производится дополнительное считывание информации из запоминающего устройства. Считывание происходит импульсом, который подается от Пер. КСС через ячейку ИЛИ1 в строго определенные временные позиции цикла, на которых формируется временной канал отрицательного согласования скоростей.

Объединенный цифровой поток с выхода устройства объединения поступают в линейный тракт.

В приемнике объединенный цифровой поток распределяется через схему распределения по соответствующим запоминающим устройствам БАС пр. Работой ячеек устройств разделения БАСпр управляют импульсные последовательности от генераторного оборудования приема, синхронная работа которого с генераторным оборудованием передачи обеспечивается ВТЧ. После считывания с частотой, равной средней частоте записи восстанавливается первоначальная скорость каждого из асинхронных цифровых потоков. Средняя частота считывания устанавливается устройством ФАПЧ.

При получении приемником команд согласования скоростей (Пр. КСС) сигнала о положительном согласовании скоростей, через логический элемент НЕТ осуществляется запрет записи информации в запоминающее устройство. Взаимное положение сигнала записи соответствует моменту осуществления положительного согласования скоростей в передающем устройстве. Сигнал запрета записи должен убрать из информационного потока балластный символ, вводимы при положительном согласовании скоростей. Отсутствие сигнала записи на выходе схемы НЕТ фиксируется во временном детекторе, после чего частота считывания плавно уменьшиться.

По сигналу об отрицательном согласовании скоростей с помощью логического элемента ИЛИ2 открывается элемент И схемы распределения и в передаваемый поток вводится дополнительный символ, изъятый при отрицательном согласовании скоростей на передаче.

Через схему ИЛИ3 вводится дополнительный импульс управления записью, который поступает на временной детектор и частота считывания плавно увеличивается.

Таким образом, плавное изменение в допустимых пределах частоты считывания позволяет согласовать скорости записи и считывания.

Распределение на приеме группового сигнала по потокам, контроль и поиск режима синхронизма обеспечивается приемником синхросигнала. К параметрам этого приемника предъявляются жесткие требования. Время установления режима синхронизма при его нарушении должно быть меньше времени восстановления синхронизма оборудования низших объединяемых потоков, чтобы не произошло сбоя синхронизма.

Цикл передачи вторичного цифрового потока. Для примера можно рассмотреть построение цикла вторичного цифрового потока в системе передачи ИКМ-120. Скорость передачи вторичного цифрового потока 8448 кбит/с. Он формируется их четырех первичных цифровых потоков, имеющих скорость передачи 2048 кбит/с. Объединение первичных цифровых потоков посимвольное в ассиметричном режиме с двусторонним согласованием скоростей.

64

Частота записи первичного цифрового потока в БАСпер – 2048 кГц, а частота считывания 8448/4=2112 кГц. Соотношение частот fз/fсч=32/33. Следовательно, на 32 информационных символа приходится 1 служебный, то есть временно сдвиг будет происходить через 32 такта. Изобразим временные диаграммы цикла ИКМ-120.

1056 импульсных позиций

Тц=125 мкс

Цикл содержит 1056 импульсных позиций, из которых 1024 – информационные, а 32 - служебные.

Служебные позиции служат для передачи синхросигнала, канала согласования скоростей, аварийных сигналов, каналов служебной связи, дискретной информации.

Цикл разбит на четыре группа по 264 импульсных позиции. В каждой группе позици и с 1 по 8 – служебные символы, а с9 по 264 (256) – информационные.

В первой группе на позициях с 1 по 8 передается синхросигнал вида 11100110.

Во второй группе на позициях с 1 по 4 – первые символы канала согласования скоростей; на позициях с 5 по 8 – импульсы служебной связи.

Втретьей группе на позициях 1…4 – вторые символы канала согласования скоростей; на позициях 5…8 – символы дискретной информации.

Вчетвертой группе – позиции 1…4 занимают третьи символы канала согласования скоростей; на позициях с 5 по 8 передаются информационные символы изъятого временного

интервала при отрицательном согласовании скоростей. При положительном согласовании скоростей позиции 9…12 занимают балластные символы первого, второго, третьего и четвертого объединяемых потоков, которые в запоминающее устройство БАСпр не поступают.

Системы асинхронного объединения цифровых потоков с односторонним согласованием скоростей – частный случай систем с двусторонним согласованием скоростей. В этом случае передается только одна команда согласования скоростей.

65

Выводы.

1.Основной способ объединения цифровых потоков – асинхронное объединение.

2.Асинхронное сопряжение цифровых потоков, как правило с двусторонним согласованием скоростей. Системы асинхронного объединения цифровых потоков с односторонним согласованием скоростей – частный случай систем с двусторонним согласованием скоростей. В этом случае передается только одна команда согласования скоростей.

3.Передача команд согласования скоростей осуществляется по специальному каналу (КСС - канал согласования скоростей).

Контрольные вопросы.

1.Что такое асинхронное согласование скоростей?

3.Нарисуйте схему асинхронного объединения цифровых потоков и поясните принцип ее работы.

4.Нарисуйте цикл передачи вторичного цифрового потока и укажите, где передаются синхросигналы и сигналы команд согласования скоростей.

.

66

Лекция 14

Тема 6. Системы синхронизации ОЦТС ( 4 часа)

Введение. Особенностью систем передачи с ВРК является необходимость синхронизации передающей станции с приемной. С этой целью используются следующие виды синхронизации: тактовая, цикловая и сверхцикловая. Ниже рассматриваются перечисленные виды синхронизации.

Раздел 6.1. Системы синхронизации ОЦТС

Спектральный состав любых случайных процессов характеризуется энергетическим спектром G(f). Смысл этой функции состоит в следующем. Если импульсные сигналы подать на вход идеального фильтра со средней частотой f и шириной полосы пропускания f, то средняя мощность случайного процесса на выходе этого фильтра численно будет равна площади заштрихованной фигуры (рис. 14.2).

Из рассмотрения энергетического спектра двоичного сигнала (рис. 6.2) следует, что в нем содержатся: а) дискретные компоненты, в частности колебание с частотой fт , б) интенсивные низкочастотные компоненты. Первое обстоятельство является полезным и широко используется для функционирования УВТЧ в схеме регенератора. Второе обстоятельство является вредным, так как согласовывающие трансформаторы подавляют низкочастотные компоненты спектра сигнала, что приводит к заметным линейным искажениям второго рода.

67

Из рассмотрения энергетического спектра квазитроичного сигнала с ЧПИ (рис. 14.4) можно сделать следующие выводы: а) наиболее мощные частотные компоненты сигналов кода ЧПИ расположены в области частот, прилегающих к 0,5 fт , поэтому условия прохождения сигналов по линии связи рассматриваются на полутактовой частоте; б) низкочастотные компоненты в сигналах кода ЧПИ отсутствуют, что обеспечивает слабое проявление линейных искажений второго рода; в) в спектре сигналов кода ЧПИ отсутствуют дискретные частотные компоненты.

При переходе от кода ЧПИ к коду МЧПИ добавляемые балластные сигналы мало искажают процесс чередования импульсов. Поэтому обычно предполагают, что спектры кодов ЧПИ и МЧПИ совпадают.

Цифровой импульсный сигнал, в котором для передачи символов 0, 1 используются функции S3(t), S4(t) (см. рис.14.3), называется биимпульсным сигналом. Энергетический спектр биимпульсных сигналов по своему характеру весьма похож на энергетический спектр кода ЧПИ (МЧПИ). Однако биимпульсные сигналы более богаты высокочастотными компонентами, и в частности область максимальных по мощности частотных компонент расположена вблизи частоты 0,75fт .

Выделение тактовой частоты. Из анализа энергетических спектров сигналов и кодов, передаваемых в линейном тракте ЦСП, следует, что только в спектре двоичных сигналов содержатся дискретные частотные компоненты. Одной из задач, решаемых при создании УВТЧ (рис. 14.5), является получение двоичного сигнала. С помощью преобразователя (Пр) линейные сигналы и коды, претерпевшие искажения при прохождении по регенерационному участку, преобразуются в двоичный сигнал, из которого с помощью узкополосного фильтра (УФ) выделяется одна из гармоник fт . Формирующее устройство (ФУ) преобразует гармонические сигналы в импульсные. Назначение фазовращателя (Фв) состоит в том, чтобы внести временную задержку в тракт прохождения гармонического сигнала и добиться совпадения моментов стробирования (см. рис. 14.4) с максимума сигналов, действующих на выходе КУС.

68

Групповой ИКМ сигнал

t

t

Рис.14.5. К анализу работы УВТЧ

Особенно просто устроен преобразователь в случае кода МЧПИ. Так как символы 1 передаются импульсами положительной или отрицательной полярности, достаточно осуществить двухполупериодное выпрямление, чтобы преобразовать код МЧПИ в двоичный сигнал. В этом случае целесообразно использовать УФ, настроенный на фильтрацию первой гармоники.

Принципы формирования циклов передачи. Цикловая синхронизация. Цикл передачи группового сигнала систем ИКМ состоит из канальных интервалов, в которых кроме кодовых групп отдельных каналов размещают импульсы синхросигналов, сигналов управления и взаимодействия, вспомогательные сигналы, а также сигналы передачи данных.

Схема цикла передачи:

СИНХРОСИГНАЛ

Цикл передачи Тц=Тд=125 мкс численно равен интервалу времени между канальными интервалами одноименных каналов.

Частота следования циклов Fц=Fд=1/Тд=8 кГц.

Канальный интервал – промежуток времени, выделенный в цикле передачи одному каналу.

кN ТцNси ,

69

где N – число каналов ТЧ;

Nси – число каналов, выделенных для передачи служебной информации (синхросигналов, сигналов управления и взаимодействия, сигналов передачи данных и других виды).

Частота следования каналов fк=(N+Nси)·Fд. В каждом канальном интервале размещается m-канальная кодовая комбинация. Следовательно, тактовая частота группового ИКМ сигнала будет равна:

fт Fд (N Nси ) m .

ПРИМЕР. Определить тактовую частоту системы передачи ИКМ-30. N=30; Nси=2; fд=8 кГц; m=8.

fт= 8 (30+2) 8=2048 кГц.

Синхронизация на приемной и передающей станциях по циклам обеспечивает правильное декодирование принятых кодовых групп и распределение группового АИМ сигнала по соответствующим приемникам каналов.

Для обеспечения синхронизации в канале каждого цикла в состав группового цифрового сигнала вводится специальный синхросигнал, который представляет собой отдельный импульс или группу импульсов определенной комбинации.

К системам цикловой синхронизации предъявляются следующие требования:

1.Время вхождения в синхронизм при первоначальном включении аппаратуры в работу и время восстановления синхронизма при его нарушении должно быть минимальным.

2.Число разрядов синхросигнала при заданном времени восстановления синхронизма должно быть минимальным.

3.Приемник синхросигнала должен быть помехоустойчивым, что обеспечивает

большее среднее время между сбоями синхронизма.

Основные отличительные особенности синхросигнала и способы ввода его в групповой сигнал:

2.Его периодичность, или повторяемость на одних и тех же позициях через каждый период передачи синхросигнала.

3.Постоянство структуры кодовой комбинации.

Эти свойства используются при выделении синхросигнала на приемной станции. Групповой цифровой сигнал каналов в силу случайного характера абонентских

сигналов свойствами периодичности не обладает.

По числу разрядов синхросигнал различают: - одноразрядный; - многоразрядный.

В свою очередь многоразрядный синхросигнал может быть распределенным или сосредоточенным.

Одноразрядный

синхросигнал

Наибольшее распространение в ЦСП получил способ передачи многоразрядного сосредоточенного синхросигнала.

70