4.1. Временное объединение (разделение)

ЦИФРОВЫХ ПОТОКОВ

В европейских странах в качестве основной цифровой системы используется ИКМ-30 со скоростью передачи группового цифрового потока 2048 кбит/с, а в североамериканских странах — ИКМ-24 со скоростью 1544 кбит/с.

Объединение цифровых потоков происходит при формировании группового цифрового сигнала из цифровых потоков систем более низкого порядка, а также при объединении различных сигналов, передаваемых в цифровом виде, в единый цифровой поток.

Рис. 2. Формирование группового цифрового сигнала различными способами объединения цифровых потоков: а — посимвольный; б — поканальный

При формировании группового цифрового сигнала возможны следующие способы объединения цифровых потоков (мультиплексирования):

• посимвольный (поразрядный) — бит-интерливинг;

• поканальный (по кодовым группам каналов) — байт-интерливинг;

• посистемный (по циклам потоков объединяемых систем).

При посимвольном объединении импульсы цифровых сигналов объединяемых систем сужаются и рас­пределяются во времени так, чтобы в освободившихся интервалах могли разместиться импульсы других систем.

При поканальном объединении цифровых потоков сужаются и распреде­ляются во времени интервалы, отводимые для кодовых групп.

Сигналы цикловой синхронизации необходимы для правильного распределения цифровых потоков на приемной станции.

Объедине­ние цифровых потоков по циклам аналогично поканальному объ­единению, только сжимается во времени и пере­дается целиком цикл одного цифрового потока, а затем следую­щих.

Наиболее простым и широко применяемым являет­ся способ посимвольного объединения.

Рис. 3 Принцип построения оборудования временного

группообразования (ОВГ)

Объединение цифровых потоков осуществляется в оборудова­нии временного группообразования (ОВГ), в его состав входят:

• блоки цифро­вого сопряжения тракта передачи и приема БЦС_пер, БЦС_пр;

• уст­ройства объединения УО в тракте передачи и разделения УР в тракте приема потоков;

• передатчик и приемник синхросигнала Пер. СС, Пр. СС;

• выделитель тактовой частоты ВТЧ линейного цифрового сигнала;

• генераторное оборудование ГО передающей и приемной станции.

Сигналы с выходов БЦС_пер совместно с сигналами цикловой синхронизации поступают на вход схемы объединения (УО). Временной сдвиг между импульсными последовательностями на выходах БЦС_пер обеспечивается управляющими импульсами с ГО. На при­еме УР распределяет импульсы группового сигнала по своим БЦС_пр, а также сигналы Пр. СС.

ГО систем передачи более низкого уровня иерархии может работать:

1. независимо от ОВГ (асинхронное объединение),

2. обеспечивается синхронизация общим задающим генератором (синхронное объединение).

Основным элементом в БЦС является запоминающее устройство (ЗУ).

При синхронном объединении частота за­писи f_з в ЗУ и частота считывания f_сч информации из ЗУ будут постоянны и кратны, так как вырабатываются одним и тем же ГО. В данном случае между командами записи и считывания должен быть установлен временной сдвиг, чтобы считы­вание информации происходило после ее поступления в ЗУ.

f₃ = f_СЧ

При асинхронном объединении ГО ОВГ и ГО устройств форми­рования цифровых потоков низшего порядка работают независимо друг от друга, следовательно, возможно некоторое расхождение между частотами записи и считывания.

f₃ ≠ f_СЧ

Если f₃ > f_СЧ, то ЗУ перегружается, и часть символов пропадает. Если f₃ < f_СЧ, то память ЗУ имеет свободные промежутки, т.е. появляются дополнительные временные позиции, которые в исходном потоке отсутствуют. Чтобы избежать этих нарушений, требуется обеспечить согласование ско­ростей.

При f₃>fсч производится отрицательное выравнивание ско­ростей (отрицательный стаффинг): из считываемой последовательности изымается так­товый интервал, который передается по специальному каналу. На приеме этот так­товый интервал вводится на свое место.

При f₃<fсч производится положительное выравнивание скоро­стей (положительный стаффинг): в считанную последовательность вводится дополнительный балластный тактовый интервал (на передаче), на приеме этот интервал изымают.

Системы, удовлетворяющие этим условиям, называются системами с односторонним согласованием скоростей (выравниванием, стаффингом).

Существуют системы с двусторонним согласованием скоростей, в них в зависимости от знака разности частот f₃ и fсч при возникно­вении неоднородности необходимо либо вводить в считанную по­следовательность дополнительный тактовый интервал, либо изы­мать его и передавать по дополнительному каналу.

Периоды между моментами записи и считывания отли­чаются на величину Δt = Т₃ - Т_СЧ,

где Т₃= 1/f₃ — период записи информационных символов;

Т_сч= 1/f_сч — период их считывания.

Рис. 4. Временные диаграммы, поясняющие принцип возникновения времен­ных сдвигов и неоднородностей:

а — импульсные последовательности записи; б — импульсные последовательности считывания; в — последователь­ность считанных импульсов

На рис.4, а показан пример записи импульсной последова­тельности. Для упрощения реальный сигнал от источника инфор­мации, состоящий из 1 и 0, заменен сигналом, состоящим только из 1. При Δt=0, когда f₃=f_СЧ, считанная из ЗУ последовательность будет такой же.

На рис.4, б показана последо­вательность считываемых импульсов, для которых f_СЧ>f₃ (Δt>0). Импульсы считывания опережают записанные импульсы и через некоторое время ячейки памяти бу­дут свободны от информационных импульсов и появятся нулевые символы, которые называются временными сдвигами (рис.4, в).

При синхронном объединении интервалы между временными сдвигами будут постоянными, последовательность импульсов будет однородной, т.е. временные сдвиги формируются на строго определенных позициях в цикле передачи и их можно использоваться для передачи служебных сигналов (цикловую синхрокомбинацию, команды согласования скоростей КСС, импульсы служебной связи, аварийные сигналы и др.). На приеме временные сдвиги можно выделить, т.к. частота их следования постоянна.

При асинхрон­ном объединении место расположения временных сдвигов меняется во времени. Число импульсов между соседними времен­ными сдвигами изменяется, следовательно, появляются неоднородности. При появлении неоднородностей необходимо провести коррекцию соответствующих временных сдвигов (двустороннее согласование).