ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2023
Просмотров: 121
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
РЕГЕНЕРАЦИЯ СИГНАЛА ИКМ
В процессе передачи по линии сигнал ИКМ затухает, искажается и подвергается воздействию помех. Если не принять соответствующих мер, амплитуда импульсов сигнала ИКМ станет соизмеримой с амплитудой случайных помех, импульсы расплывутся, выйдя за временные границы соседних импульсов, и правильно восстановить сигнал на приёме будет практически невозможно (рис.4.9). Для компенсации искажений сигнала ИКМ в линию через определённые расстояния включаются специальные устройства – регенераторы.
Процесс восстановления формы импульса, его амплитуды и длительности, а также временных интервалов между импульсами называется регенерацией.
В возможности регенерации сигнала и заключается основное отличие системы передачи с ИКМ от систем передачи с частотным разделением каналов, где помехи и искажения накапливаются вдоль магистрали.
В состав регенератора (рис. 4.10) входят решающее устройство РУ, устройство выделения тактовой частоты ВТЧ и генератор прямоугольных импульсов Г. Для восстановления временных интервалов между импульсами и паузами устройство ВТЧ выделяет из входного сигнала тактовую частоту (частоту следования импульсов), которая управляет работой РУ. Если на вход РУ одновременно поступают последовательность тактовых импульсов с частотой fт (то ВТЧ) и импульс сигнала ИКМ с амплитудой, равной или большей порогового значения Uпор, то на его выходе появится импульс. В этом случае на выходе РУ появится единица. Если амплитуда импульса на входе РУ меньше Uпор, то на выходе РУ появится нуль. Следовательно, если амплитуда помехи на входе РУ меньше Uпор, то на выход РУ она не пройдёт. Помеха вызовет появление импульса на выходе РУ только в том случае, если её амплитуда будет больше Uпор. При поступлении на вход генератора Г управляющего импульса от РУ на его выходе появляется прямоугольный импульс с заданными параметрами. Таким образом, кодовые группы на выходе регенератора содержат такие же прямоугольные импульсы, как в начале линии.
Рис.4.9. Искажение сигнала ИКМ:
а – сигнал в начале линии; б – то же; в – изменение временного интервала между импульсами
Рис.4.10. Структурная схема регенератора
Качество работы регенератора определяется точностью обнаружения импульсов и пауз во входном сигнале. Если в работе регенератора возникают ошибки (сбои), то входной сигнал-импульс может быть передан в линию, как пауза, и наоборот. Качество работы регенератора и в целом цифрового линейного тракта принято оценивать вероятностью ложного срабатывания, или коэффициентом ошибок
Ре. Допустимой нормой для одного регенератора является
Ре=10-11, т.е. допускается одна ошибка на 1011 передаваемых элементов кодовых групп (импульсов и пауз).
К
оэффициент ошибок зависит от уровня сигнала на выходе регенератора и суммарных шумов. На рис. 4.11 показан коэффициент ошибок как функция отношения сигнал-шум. Чем больше данное отношение, тем меньше Ре. Для различных типов сигналов имеется своя функциональная зависимость Ре от отношения сигнал-шум.
Р
ис.4.11. Функциональная зависимость коэффициента ошибок от отношения сигнал-шум
Рис.4.12. Способы объединения цифровых сигналов:
а – чередование символов; б – чередование канальных интервалов
Таблица 4.1
| Ре | Среднее время между двумя промежутками |
| 10-2 10-4 10-6 10-8 10-10 10-12 | 0,012 с 1,2 с 2 мин 3 ч 14 дней 4 года |
Линейный тракт как совокупность регенерационных участков также принято оценивать коэффициентом ошибок, равном произведению числа регенерационных участков на коэффициент ошибок на одном участке:
Рл.т. = n Ре .
Следует отметить существенную зависимость параметров линейного тракта от работы одного регенератора. Снижение отношения сигнал-шум на одном регенерационном участке приводит к увеличению коэффициента ошибок всего линейного тракта.
В начале ТЧ ошибки воспринимаются на слух, как щелчки (трески). В табл. 4.1 приведены значения коэффициента ошибок и среднее время между двумя такими ошибками.
ВРЕМЕННОЕ ГРУППООБРАЗОВАНИЕ
Временным группообразованием называется процесс, при котором цифровые сигналы объединяются в составной сигнал с соответственно большей скоростью передачи, а на приёмном конце составной сигнал разделяется на составляющие.
Существуют три способа объединения цифровых сигналов, представляющих двоичную последовательность: чередование символов (посимвольное объединение), канальных временных интервалов и циклов. Наибольший интерес представляют первые два способа.
Посимвольное объединение (рис. 4.12, а), при котором объединяются поочерёдно символы каждого канала, имеет ряд преимуществ: структура цикла степени ВГ высшего порядка не зависит от структуры цикла ВГ низшего порядка, равномерно распределены информационные символы в цикле составного цифрового сигнала.
При чередовании канальных интервалов объединяются группы символов каждого канала поочерёдно (рис. 4.12, б). Разделение составного сигнала на составляющие, строго соответствующие исходным каналам, обеспечивается при условии синхронной работы передающей и приёмной аппаратуры временного группообразования. Выполнение условной синхронной работы обеспечивается выделением тактовой частоты в приёмной аппаратуре и цикловой синхронизацией.
Цикл состоит из определённого числа временных интервалов составного цифрового сигнала и фиксированной цифровой последовательности, которая называется синхросигналом. Благодаря определённой комбинации синхросигнала последний опознаётся в приёмном оборудовании. Потеря синхросигнала из-за помех и неисправностей в системе передачи приводит к выходу их циклового синхронизма, из-за чего, в свою очередь, нарушается процесс разделения составного сигнала и появляются ошибки в тракте. Одновременно может «разрушится» цикловая синхронизация объединяемых потоков. Время восстановления синхронизации или вхождение в цикловой синхронизм является важным критерием оборудования временного группообразования. Время восстановления циклового синхронизма в оборудовании временного гроппообразования высшего порядка меньше, чем в оборудовании низших порядков, что и обеспечивает их независимую работу.
Рассмотренные способы посимвольного объединения и чередования канальных интервалов является синхронными методами временного группообразования. Основным недостатком синхронного группообразования является необходимость синхронизации объединённого потока в аппаратуре временного группообразования. Другим методом объединения цифровых потоков является асинхронное временное группообразование, при котором объединение происходит с помощью выравнивания скоростей цифровых потоков. Поскольку скорость входных цифровых потоков, подлежащих объединению меняется, её следуют привести к некоторой опорной скорости, вставляя выравнивающие символы.
Р
ис.4.13. Структура цикла при временном группообразовании
В том случае, когда скорость входного потока превышает опорную, удаляется информационный символ. Информация о выравнивании скоростей передаётся в приёмное устройство, которое производит обратное преобразование различают положительное, отрицательное и положительно-отрицательное выравнивание скоростей.
Структура (состав) цикла любой степени временного группообразования включает в себя следующие элементы (рис. 4.13): информационные символы для передачи сообщений объединяемых потоков; синхросигнал, обеспечивающий разделение символов по ступени ВГ; символы выравнивания скоростей; символы управления выравниванием (команды управления); служебные символы.
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ
При построении цифровых систем передачи учитываются те же основные требования, что и при построении систем передачи с ЧРК:
ступени преобразования должны позволять эффективно формировать иерархический ряд цифровых систем (от низшей ступени к высшей);
скорость передачи в каждой ступени должна обеспечить возможность временного группообразования, т.е. объединение цифровых потоков предыдущей ступени;
построение ЦСП должно обеспечить простое объединение, транзит и выделение передаваемых сигналов;
число каналов и скорость передачи в каждой ступени должна выбираться с учётом возможности взаимодействия цифровых и аналоговых систем передачи.
Цифровые системы передачи состоят из трёх функционально законченных частей: оборудования формирования стандартных цифровых ступеней преобразования, или временного группообразования ВГ; оборудования линейного тракта; вспомогательного оборудования (дистанционного питания, телемеханики и службы связи). По функциональному составу аппаратура цифровых систем передачи не отличается от аппаратуры аналоговых систем (СП с ЧРК). Основной системой является первичная ЦСП (ИКМ-30). Вторичная ЦСП (ВЦСП) формируется объединением четырёх первичных (ИКМ-120), третичная (ТЦСП) – объединением четырёх вторичных (ИКМ-480), а четверичная – объединением четырёх третичных (ИКМ-1920). Возможны и более высокие ступени построения ЦСП.
Число каналов в каждой последующей ступени ЦСП увеличивается в 4 раза по сравнению с предыдущей; скорость передачи возрастает несколько больше, чем в 4 раза за счёт добавления в состав линейного цифрового потока дополнительных символов служебного характера. Так, в первичной ЦСП скорость передачи равна 2,048 Мбит/с, в ВЦСП 8,448 Мбит/с и в ТЦСП 34,368 Мбит/с.
Таблица 4.2
| Система | Скорость передачи, Мбит/с (тактовая частота, мГц) | Длина регенерационного участка, км | Число каналов ТЧ в линейном тракте | Направляющая среда |
| Первичная (ИКМ-30) Вторичная (ИКМ-120) Третичная (ИКМ-480) Четверичная (ИКМ-1920) Пятиричная (ИКМ-7680) | 2,048 8,448 34,368 139,264 560 | 1,5 – 3 3 – 6 2,3 – 3,2 3 – 3,5 (коаксиальный кабель 2,6/9,5) 1,5 – 2,0 (коаксиальный кабель 1,2/4,6) 1,5 (коаксиальный кабель 2,6/9,5) | 30 120 480 1920 7680 | Кабель НЧ, световодный кабель Симметричный, коаксиальный, световодный кабель, РРЛ Коаксиальный, световодный кабель, РРЛ Коаксиальный кабель, волновод, световодный кабель То же |
Р
ис.4.14. Структурная схема построения цифровых систем передачи
Основные параметры различных ЦСП приведены в табл. 4.2. Структурная схема построения цифровых систем передачи показана на рис. 4.14. Вспомогательное оборудование конструктивно объединяется с оборудованием линейного тракта.
Чтобы сформировать многоканальный сигнал цифровой системы передачи, необходимо исходные сигнала подвергнуть следующим преобразованиям: амплитудно-импульсной модуляции (дискретизации); кодированию (при одновременном квантовании) на передачи; регенерации в промежуточных пунктах; регенерации, декодированию, демодуляции на приёме. Эти действия выполняются в строго определённом ритме, который задаёт генератор тактовой частоты на передающем конце. Отклонения от ритма приводят к ошибкам. На приёмном конце и в регенераторах такой ритм обеспечивается выделением из принимаемого сигнала напряжения тактовой частоты. Процесс установления единого ритма работы электронных устройств цифровых систем называется тактовой синхронизацией.
Кроме тактовой синхронизации необходимо правильно установить временные положения сигналов на приёме. Это достигается цикловой синхронизацией.
На базе цифровых систем передачи организуются типовые цифровые каналы и групповые тракты, параметры которых приведены в табл. 4.3.
Таблица 4.3
| Типовые групповые тракты и каналы ЦСП | Скорость передачи, кбит/с | Число каналов ТЧ |
| Основной цифровой канал Субпервичный Первичный Вторичный Третичный Четверичный | 64 480 2048 8448 34368 139264 | 1 7 30 120 480 1920 |