книги / Многоканальная связь и РРЛ

Один из'вариантов кодека АДМ приведен на рис. 7.17. Из* менение шага квантования в этой схеме осуществляется следую­ щим образом. Выпрямленное входное напряжение подается на суммирующее устройство, с выхода которого через вычитающее

%

Декодер

Рис. 7.17

устройство ТГ'РУ поступает на ФНЧ и преобразователь шагаППГ. Чем больше напряжение входного сигнала, тем больше постоян­ ная составляющая поступает на ПШ и тем больше шаг кванто­ вания. Фильтр на входе кодера не пропускает постоянную со­ ставляющую входного сигнала.

Шагом квантования декодера управляет постоянная составля­ ющая линейного цифрового сигнала. Осуществляется это с по­ мощью ПШ и ФНЧ, Включаемых перед интегратором.

Возможнасхема АДМ (рис. 7.18), в которой информацию об уровне входного сигнала получают из выходной последовательно-

Рис. 7.18

сти импульсов кодера. Здесь изменение шага квантования управ­ ляется длительностью пакетов импульсов. Цепь управления со­ стоит из анализатора плотности единиц (АПЕ), второго интегра­ тора й модулятора импульсов (МИ). Анализатор плотности еци-

. ниц фиксирует наличие определенного числа следующих подряд символов одного знака и формирует последовательность импуль­ сов, подаваемых на второй интегратор. На выходе интегратора •появляется аналоговый сигнал с напряжением, пропорциональ­ ным мощности входного сигнала. Этот сигнал подается на МИ, который регулирует амплитуду импульсов, подаваемых на вход первого интегратора, что приводит к изменению амплитуды сиг­ нала на его выходе, а следовательно, и к изменению шага кван­ тования.

Применением АДМ позволило снизить частоту дискретизаций до 50 кГц вместо 150—200 кГц при ЛДМ. При этом параметры канала сравнимы с параметрами каналов систем с ИКМ с вось­ миразрядным кодированием.

7.3. Принципы построения оконечных станций ЦСП с ИКМ

Структурная схема оконечной станции ЦСП с ИКМ с непо­ средственным кодированием. Как отмечалось выше, формирова­ ние линейного сигнала в ЦСП с ИКМ ‘осуществляется либо пу­ тем непосредственного кодирования, либо путем объединения не­ скольких цифровых потоков низшего порядка иерархии. Упрощен­ ная структурная схема оконечной станции с непосредственным ко­ дированием приведена на рис. 7.19. Передающее оконечное обо­

рудование осуществляет дискретизацию входных аналоговых сиг­ налов,' временное объединение получе’нных дискретных отсчетов, их квантование, кодирование й преобразование двоичной после­ довательности на выходе кодера в форму, удобную для передачи по линии. Приемное оконечное оборудование осуществляет обрат­ ное преобразование, т. е. из последовательности кодовых посы­ лок восстанавливает непрерывные аналоговые сигналы.

Устройство, осуществляющее дискретизацию входного анало­ гового сигнала, является индивидуальным и состоит из электрон­ ных ключей (ЭКл) и схем управления этими ключами.

Все последующие устройства оконечного оборудования явля­ ются групповыми.

Под воздействием управляющих импульсов, вырабатываемых генераторным оборудованием ГОпер, ЭКл на короткий интервал времени замыкает свой контакт. На выходе ключа появляется дискретный отсчет мгновенного значения входного аналогового

сигнала. Частота замыкания контакта ЭКл, частота дискрети­ зации fA, (выбирается равной 8 кГц в соответствии с теоремой Ко­ тельникова.-Ограничение спектра входного сигнала осуществляет: ФНЧ.

Таким образом, в результате дискретизации вместо непрерыв­ ного сигнала на выходе ЭКл образуется последовательность им­ пульсов АИМ (рис. 7.20), период дискретизации' которой !Гд= = \jfa— 125 мкс.

11 11 1

Кодовая группа

В результате дискретизации, осуществляемой в течение цикла передачи последовательно во всех каналах системы, на входе ко­ дера формируется групповой АИМ сигнал (рис. 7.20), представ­ ляющий собой следующие друг за другом дискретные отсчеты мгновенных значений входных канальных сигналов. Преобразо­ вание этого сигнала в цифровую форму осуществляет кодирую­ щее устройство (кодер), одновременно выполняющее и операцию квантования. В процессе кодирования амплитудное значение каж­ дого импульса измеряется и результат измерения появляется на выходе кодера в виде двоичной кодовой комбинации (см. рис.

7.20).

В формирующем устройстве (ФУ) происходит объединение этого сигнала с импульсными сигналами управления и взаимодей­ ствия между АТС (СУВ) и синхросигналом, т. е. окончательно формируются временные циклы передачи системы. Таким обра­ зом, каждый цикл передачи системы состоит из N канальных ин­ тервалов (КИ) и „нескольких дополнительных КИ, необходимых для передачи СУВ, синхросигнала и других вспохчогательных сиг­ налов. Каждый КИ представляет собой m-разрядиую кодовую

группу, в разрядах Рь ...» Рт которой передаются двоичные сим­ волы (0 или 1). Для обеспечения необходимого числа каналов для передачи СУВ циклы (Ц) передачи системы с ИКМ объеди­ няются в сверхцикл1Ы_(рис. 7.21). В зависимости от общего числа КИ в цикле передачи NH и числа разрядов в кодовой группе т тактовая частота, т. е. частота следования импульсов ИКМ сиг­ нала, будет равна Длительность сверхцикла Тсц опре­ деляется длительностью цикла передачи (125 мкс) и числом цик­ лов передачи ДОЦ). объединяемых -в сверхцикл.

Сигнал на выходе ФУ представляет собой последовательность однополярных двоичных импульсов. При передаче по линии та­ кой .сигнал будет претерпевать значительные искажения. Для уменьшения искажений необходимо осуществить перекодирование сигнала с цельюсогласования спектральных характеристик сиг­ нала с частотными характеристиками линии связи. Эту операцию выполняет преобразователь кода (ПКпер)..

Линейный трансформатор (ЛТр) согласует сопротивления ап­ паратуры и линии и используется-для подачи дистанционного пи­ тания на необслуживаемые регенерационные пункты.

Регенератор оконечной приемной станции (ОР) восстанавли­ вает пришедший с линии цифровой сигнал по форме и временно­ му положению. В ПКпр этот восстановленный сигнал преобразу­ ется в импульсы двоичного кода. В этом ж'е устройстве осущест­ вляется выделение тактовой частоты, управляющей работой ГО приемной станции. Декодер преобразует групповой ИКМ сигнал в групповой АИМ сигнал. Временные селекторы (ВС) распреде­ ляют этот сигнал по отдельным каналам. Импульсные последова­ тельности, вырабатываемые ГОпр, поочередно открывают ВС каж­ дого канала, обеспечивая-выделение сигналов своего канала из группового АИМ сигнала. Фильтр нижних частот восстанавли­ вает исходный непрерывный сигнал.

Приемник синхросигнала Пр.СС выделяет .синхроимпульсы, с помощью которых осуществляется синхронная- и строго согласо­

отдельным каналам.

Структурная схема оконечной станции ЦСП с ИКМ и группообразованием. Цифровые системы передачи с большим -числом каналов, как правило, строятся на основе объединения цифровых потоков (ЦП) систем более низкой иерархии. Использовать ме­ тод непосредственного кодирования в этом случае затруднитель­ но, так как он требует применения кодека с высокой скоростью работы. Группообразование при построении ЦСП позволяет ис­ пользовать стандартное каналообразующее оборудование, объедйнять‘ ЦП, поступающие от различных источников, упрощает 'за­ дачу выделения каналов .и обеспечивает гибкость при наращива­ нии числа каналов в системе.

Объединение ЦП может быть осуществлено поразрядным (или посимвольным), поканальным или поцикловым методом. Наиболь-

шее распространение, как более простой, получил поразрядный метод объединения, Как показано' на рис. 7.22, при этом методе импульсы группового сигнала объединяемых систем укорачива­ ются и в образовавшиеся интервалы между разрядными импуль­ сами одной системы поочередно вводятся импульсы второй, треть­ ей и четвертой систем.

Цифровые потоки, поступающие от различных СП, могут объ­ единяться синхронным или асинхронным методами. Объединение

лов. Дополнительные симво­ лы в объединенном ЦП используются для цикловой синхрониза­

ции, передачи дискретной информации и служебной информации. Структурная схема оборудования оконечной станции для син­ хронного объединения ЦП приведена на рис. 7.23. Блоки синхрон­ ного' сопряжения (БССпер) передающего оборудования содержат Выделитель тактовых, интервалов (ВТИ), запоминающее устройст­ во (ЗУ) и временные дискриминаторы (ВД).. Из объединяемых ЦП ВТИ выделяет импульсные последовательности тактовой ча­ стоты, управляющие процессом записи этих потоков в ЗУ. Счи­ тывание осуществляется импульсными последовательностями, вы­ рабатываемыми ГОпер. Контроль взаимного временного положе­ ния импульсов записи и считывания осуществляют ВД. Считан­ ные импульсные последовательности и синхросигнал объединяют­

ся в оборудовании временного объединения (ВО), с выхода ко­ торого импульсные последовательности поступают .в линию.

На приемной станции оборудование временного разделения (HP) распределяет групповой ЦП по соответствующим БССпр, в которых эти потоки записываются в ЗУ. Работой ГОПР управ­ ляет тактовая частота объединенного ЦП, выделяемая ВТИ. Счи­ тывание осуществляется с тактовой частотой объединяемых ЦП, вырабатываемой ГОпр.

Р и с. 7.23

Из-за изменения времени прохождения сигнала возникают на­ рушения временных положений импульсов ЦП. Для их компен­ сации в ЗУ приемной станции включаются дополнительные ячей­ ки памяти.

При асинхронном методе объединяются ЦП, тактовые часто­ ты которых не синхронизированы между собой и отличаются от номинального значения. Так как частота считывания обычно оп­ ределяется для номинального значения тактовой частоты, то ско­ рость считывания может либо превысить, либо быть меньше ско­ рости записи. Это несоответствие скоростей приводит к «пере­ полнению» или «опустошению», памяти ЗУ, что вызывает искаже­ ния передаваемой информации. Для согласования скоростей в пе­ редающем оборудовании из считанной последовательности либо исключается один информационный символ, либо вводится допол­ нительный символ, не несущий1информации. Если в считанную последовательность вводится дополнительный символ, то имеет место так называемое положительное согласование скорости. При исключении информационного символа — отрицательное согласо­ вание .скорости.. Сочетание положительного и отрицательного со­ гласования скорости передачи называется двусторонним согласо­ ванием скорости.

Информация о виде согласования скорости должна быть пере­ дана на приемную станцию, где в соответствии с этой информа­ цией осуществляется восстановление исходного сигнала.

Цифровые системы передачи с асинхронным методом объеди­ нения ЦП могут использовать любой, из методов согласования ско­ рости. В последнее время получило широкое распространение дву­ стороннее согласование скорости и двухкомандное управление.. При этом методе объединения на приемную станцию передается информация о наличии или отсутствии согласования скорости.. Информация о знаке согласования передается по отдельному низ­ коскоростному каналу.

Структурная схема оборудования оконечной станции для асин­ хронного объединения ЦП приведена на рис. 7.24. Объединяемыепотоки от систем низшего,порядка записываются в ЗУ. Процессом записи управляет импульсная последовательность тактовой часто­ ты, выделяемая ВТИ из записываемого ЦП. Считывание осуще­ ствляется импульсными последовательностями, вырабатываемыми ГОпер. В устройстве временного объединения (ВО) считанные ЦП объединяются в групповой ЦП. Временной дискриминатор (ВД)’ Осуществляет контроль взаимного временного положения импуль­ сов записи и считывания. В зависимости от результатов контроля ВД формирует сигнал запуска передатчика команд согласования

один символ через схему ИЛИ.

На приемной станции в оборудовании временного разделения (ВР) осуществляется распределение группового ЦП между при­ емными блоками асинхронного сопряжения (БАСПр). Работой обо­ рудования ВР управляют импульсные последовательности, выра­ батываемые ГОПр. В БАСпр осуществляется восстановление пер­ воначальной скорости ЦП путем записи его в ЗУ и считывания

с частотой, равной среднейчастоте записи. Последняя устанав­ ливается устройством фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), которое состоит из временного детектора, управляемого напря­ жением генератора (УНГ), и схемы управления, которая обеспе­ чивает постоянство управляемого напряжения на входе УНГ.

На приемной станции при наличии в принятом ЦП символов согласования скорости приемник команд согласования скорости (ПКСС) подает к ЗУ сигнал, запрета записи. Его временное по­ ложение соответствует моменту передачи согласующего символа. Если на передающей*станции имело место отрицательное согла­ сование скорости, то сигнал с выхода ПКСС через схему ИЛИ* •открывает схему Hi и в запоминающее устройство и одновремен­ но через схему ИЛИг в сигнал управления записью вводится до­ полнительный' информационный символ. Если имело место поло­ жительное согласование скорости, то с помощью схемы НЕТ про­ изводится запрёт записи в .ЗУ.

Ввод дискретных сигналов в цифровой тракт. Ввод дискретных •сигналов в цифровой тракт, как и объединение цифровых пото­ ков, может быть синхронным и асинхронным. Пршсинхронном вво­ де необходимо, чтобы тактовые частоты вводимого цифрового сиг­ нала и системе, в которую вводится этот сигнал, были синхрони­ зированы. Для этого от ГО системы,к источнику информации пе­ редается синхронизирующий сигнал. Так как источник информа­ ции может находиться на некотором расстоянии от системы, то для выравнивания временных соотношений между импульсными последовательностями системы и вводимого сигнала, последний за­ писывается в буферную память, которая вносит" требуемую за­ держку At. С выхода буферной памяти сигнал подается в устрой­ ство временного объединения системы, где занимает либо свобод­ ные импульсные позиции группового ЦП, либо' импульсные пози­ ции разрядов канала ТЧ.

Асинхронный ввод дискретной информации можно осуществить •одним из следующих методов: наложения, кодирования и согла­ сования скорости передачи дискретной информации и символов цифрового канала. При методе наложения дискретный сигнал стробируется короткими импульсами с частотой, равной тактовой частоте канала. Последняя вырабатывается ГО системы. Импуль­ сы, полученные в результате стробирования, подаются на устрой­ ство временного объединения системы, где осуществляется их ввод в групповой ЦП. На приемной станции стробированные импуль­ сы выделяются в устройстве временного разделения. Выделенные стробированные импульсы расширяются до величины канального интервала Гк. При этом фронт передаваемого, импульса может сместиться. (Максимально возможная величина смещения равна АГК—Гк. Этот метод иллюстрирует рис. 7.25. Метод наложения ис­ пользуется для ввода сигналов с относительно низкими скоро­ стями передачи, так'как при больших скоростях коэффициент ис­ пользования'канала незначителен. Величина краевых искажений при этом методе ввода Ъ={Т^ТК) 100% = (/И/М 100%. При вво-

схему запрета воспрепятствует их записи в ЗУ Считывание с ЗУ осуществляется последовательностью канальных импульсов, кото­ рая поступает от ГОпр. При использовании этого' метода ввода дискретной информации в групповой ЦП коэффициент использо­ вания 'Канада увеличивается до 0,85—0,9. Однако оборудование ввода более сложное, чем в рассмотренных выше двух методах ввода.

7.4. Синхронизация в цифровых системах передачи с ИКМ

Дляправильного декодирования ИКМ сигнала и распределе­ ния декодированной информации nd соответствующим каналам на приемной станции необходимы тактовая и цикловая синхро­ низации. Тактовая синхронизация обеспечивает равенство скоро­ стей обработки сигналов на передающей и приемной станциях. Для соблюдения этого равенства ГО оконечной приемной станции управляет тактовая частота, выделяемая из принимаемого ИКМ сигнала. Так как дискретная часть энергетического спектра ИКМ сигнала содержит тактовую частоту (рис. 7.30,б), то ее можно выделить 'с помощью так называемого резонансного метода. Уп­ рощенная схема устройства выделения тактовых интервалов, ис­ пользующего резонансный метод, показана на рис. 7.27. Выпря-

Ри с . 7.27

Ри с . 7.28

митель преобразует двухполярный линейный сигнал в однополяр­ ный. Узкополосный фильтр (УПФ) выделяет гармоническое ко­ лебание частоты fr. К избирательности этого фильтра должны быть предъявлены жесткие требования, так как в противном, слу­ чае часть непрерывной составляющей энергетического спектра однополярного сигнала ИКМ пройдет через фильтр и вызовет «дрожания» тактовой частоты, т. е. изменение временных интерва­ лов междуимпульсами. Формирование импульсной последова­ тельности тактовой частоты /т осуществляется в формирующем устройстве (ФУ). С выхода ФУ тактовая частота подается на ГОпр, управляя его работой.

Синхронизация по циклам обеспечивает правильное разделение каналов, т. е. поступление декодированных АИМ сигналов опре­ деленных каналов в приемные устройства этих каналов.

Синхросигнал, сформированный на передающей станции, пе­ редается по линейному тракту совместно с информационными сиг­