Реферат: Цифровые системы управления связью
3.3. Иерархии цифровых систем передачи
Структура первичной сети предопределяет объединение и разделение потоков передаваемой информации, поэтому используемые на ней системы передачи строятся по иерархическому принципу. Применительно к цифровым системам этот принцип заключается в том, что число каналов ЦСП, соответствующее данной ступени иерархии, больше числа каналов ЦСП предыдущей ступени в целое число раз, а именно последующий уровень строится на основе n-числа каналов предыдущего уровня.
Цифровая система передачи, соответствующая первой ступени иерархии, называется первичной; в этой ЦСП осуществляется прямое преобразование относительно небольшого числа первичных сигналов в первичный цифровой поток. Системы передачи второй ступени иерархии объединяют определенное число первичных потоков во вторичный цифровой поток и т.д.
В рекомендациях МСЭ-Т представлено два типа иерархий ЦСП: плезиохронная цифровая иерархия (ПЦИ) и синхронная цифровая иерархия (СЦИ). Первичным сигналом для всех типов ЦСП является цифровой поток со скоростью передачи 64 кбит/с, называемый основным цифровым каналом (ОЦК). Для объединения сигналов ОЦК в групповые высокоскоростные цифровые сигналы используется принцип временного разделения каналов.
3.3.1. Основы мультиплексирования
Цифровые системы передачи работают с двумя типами сигналов: непрерывные и дискретные. В первом случае, при мультиплексировании цифровыми системами необходимо предварительная дискретизация сигнала с последующим формированием группового сигнала. Принципы таких операций рассмотрены при описании работы систем импульсно-кодовой модуляции.
При обработке дискретного сигнала, системы имеют дело уже с двоичным сигналом. При мультиплексировании таких сигналов, на входе с мультиплексора имеются n двоичных входных последовательностей. Коммутатор мультиплексора может последовательно отбирать из каналов любую логически осмысленную для данной сетевой топологи, последовательность бит, составляя из них выходную последовательность. Такой процесс называется интерливингом (чередованием). Различают такие виды интерливинга:
- бит-интерливинг или чередование бит – на выход коммутируются последовательно по одному биту из каждого канала.
- байт-интерливинг или чередование байтов – на выход коммутируются последовательно по одному байту из каждого канала.
- символьный интерливинг или чередование символов – на выход коммутируются последовательно по одному символу (поле длиной 7 бит – ASC2 код – американская версия, или 8 бит – ASC2 код - международная версия) из каждого канала.
- блок-интерливинг или чередование блоков – на выход коммутируются последовательно по одному блоку из каждого канала.
На пример покажем принцип мультиплексирования с бит-интерливингом.
Из каждого канала по 64 кбит/с выходят 4-ре бита, каждый длительностью 125 мкс. Время передачи блока с одного канала 500 мкс. При формировании группового канала уменьшается длительность одного бита до 31,25 мкс. В результате в 500 мкс помещается 16 бит из 4-ех каналов. Таким образом, скорость в групповом канале составляет 256 кбит/с.
3.4. Европейская плезиохронная цифровая иерархия
Покажем характеристики европейской системы плезиохронной иерархии:
| Уровень иерархии | Европа | |
| Скорость Мбит/с | Коэффициент мультиплексирования | |
| 0 | 0,064 | - |
| 1 | 2,048 | 30 |
| 2 | 8,448 | 4 |
| 3 | 34,368 | 4 |
| 4 | 139,264 | 4 |
Где коэффициент мультиплексирования показывает, сколько каналов предыдущего уровня содержится в текущем уровне иерархии.
Скорости цифровых потоков одной и той же ступени ПЦИ, могут несколько отличаться друг от друга в пределах допустимой нестабильности частот задающих генераторов. Именно поэтому рассматриваемая иерархия ЦСП называется плезиохронной. Наличие нестабильности задающих генераторов требует принятия специальных мер при объединении потоков в поток более высокой ступени иерархии, что заметно усложняет эксплуатацию первичной сети связи в целом и снижает ее качественные показатели.
Принцип объединения и разделения цифровых потоков европейской ПЦИ показан ниже. При выделении низкоскоростного потока (например, со скоростью 0,064 Мбит/с (64 кбит/с)), на промежуточной станции необходимо иметь все оборудование промежуточных уровней иерархии между выделяемым потоком и тем который используется для передачи группового потока.
Принципы синхронизации ЦСП. В плезиохронных ЦСП используется принцип ВРК, поэтому правильное восстановление исходных сигналов на приеме возможно только при синхронной и синфазной работе генераторного оборудования (ГО) на передающей и приемной станциях. Для нормальной работы плезиохронных ЦСП должны быть обеспечены следующие виды синхронизации:
· тактовая синхронизация обеспечивает равенство скоростей обработки цифровых сигналов в линейных и станционных регенераторах, кодеках и других устройствах ЦСП, осуществляющих обработку сигнала с тактовой частотой FТ ;
· цикловая синхронизация обеспечивает правильное разделение и декодирование кодовых групп цифрового сигнала и распределение декодированных отсчетов по соответствующим каналам в приемной части аппаратуры;
· сверхцикловая синхронизация обеспечивает на приеме правильное распределение сигналов управления и взаимодействия (СУВ) по соответствующим телефонным каналам. СУВ представляют собой набор сигналов, управляющих работой АТС (набор номера, ответ, отбой, разъединение и пр.)
Нарушение хотя бы одного из видов синхронизации приводит к потере связи по всем каналам ЦСП.
Система тактовой синхронизации включает в себя задающий генератор (ЗГ), входящий в состав ГО передающего оборудования оконечной станции (Пер) и вырабатывающий импульсную последовательность тактовой частоты FТ , и устройства выделения тактовой частоты (ВТЧ), устанавливаемые в том оборудовании, где осуществляется обработка сигнала с частотой FТ : в линейных регенераторах (ЛР) и приемном оборудовании (Пр) оконечной станции.
Наиболее распространенным методом выделения тактовой частоты является метод пассивной фильтрации, который состоит в том, что из спектра группового цифрового сигнала с помощью ВТЧ, содержащего высокодобротные резонансные контуры, фильтры-выделители или избирательные усилители, выделяется тактовая частота. Этот способ характеризуется простотой реализации ВТЧ, но имеет существенный недостаток: стабильность выделения тактовой частоты зависит от стабильности параметров фильтра-выделителя и структуры цифрового сигнала (при появлении длинных серий нулей или кратковременных перерывов связи затрудняется процесс выделения тактовой частоты).
Цикловая синхронизация осуществляется следующим образом. На передающей станции в состав группового цифрового сигнала в начале цикла вводится цифровой синхросигнал (СС). На приемной станции устанавливается приемник синхросигнала (ПСС), который выделяет цикловой синхросигнал из группового цифрового сигнала и тем самым определяет начало цикла передачи. Цикловой синхросигнал должен обладать определенными отличительными признаками, в качестве которых используется заранее определенная и неизменная структура синхросигнала (например, 0011011 в ЦСП ИКМ-30). Групповой цифровой сигнал в силу случайного характера информационных сигналов такими свойствами не обладает.
К системе цикловой синхронизации предъявляются следующие требования:
· время вхождения в синхронизм при первоначальном включении аппаратуры и время восстановления синхронизма при его нарушении должно быть минимально возможным (1 цикл);