Состав и общие принципы построения цифровых систем передачи. Иерархия цифровых систем передачи.

 

 

Рис. 1. Обобщенная структурная схема ЦСП

 

Оборудование ЦСП состоит из аналого-цифрового оборудования (АЦО), коммутационного оборудования (КМ), оборудования линейного тракта (ОЛТ), оборудования временного группообразования (ОВГ), высокоскоростных аналого-цифровых (АЦП) и цифроаналоговых (ЦАП) преобразователей, оконечного оборудования линейного тракта (ООЛТ), станционных регенераторов (СР).

Аналоговые абонентские сигналы преобразуется в АЦО, на выходе которого формируется многоканальный цифровой поток на основе временного разделения каналов. Цифровые абонентские сигналы через ОЛТ вводятся в коммутационное оборудование КМ, на выходе которого формируются исходящие многоканальные цифровые потоки соответствующего направления. Эти потоки объединяются в высокоскоростной цифровой поток в оборудовании временного группообразования. Это же ОВГ осуществляет ввод широкополосных сигналов (телевизионных, видеотелефонных, групповых сигналов АСП), преобразованных в цифровую форму с помощью быстродействующих АЦП, а также высокоскоростной дискретной информации. Сигналы с выхода ОВГ через ООЛТ поступают в высокоскоростной линейный тракт. В приемной части ЦСП осуществляются обратные преобразования. Структурная схема представленная на слайде не исчерпывает всех возможных модификаций оборудования ЦСП. Реальные ЦСП могут не содержать некоторых узлов.

Аналоговые сигналы, поступающие на вход АЦО, через устройства согласования подаются на входы аналого-цифровых преобразователей (АЦП). В этих АЦП аналоговые сигналы преобразуются в цифровую форму с использованием одного из видов цифровой модуляции: импульсно-кодовой (ИКМ), дельта (ДМ), дифференциальной импульсно-кодовой (ДИКМ). В приемной части АЦО с помощью соответствующих ЦАП осуществляется обратное преобразование канальных сигналов.

В основном в ЦСП используется ИКМ, как обеспечивающая лучшее качество передачи и восстановления сигналов. Поэтому реальные ЦСП часто носят название систем ИКМ.

Передача в них осуществляется циклами.

Цикл временного объединения сигналов электросвязи – это совокупность примыкающих друг к другу интервалов времени, отведенных для передачи дискретных сигналов, поступающих от различных источников, в которой каждому из этих сигналов выделен определенный интервал времени, положение которого может быть определено однозначно.

В МКСС с BРK используется также понятие сверхцикла.

Сверхцикл временного объединения сигналов – это повторяющаяся совокупность примыкающих друг к другу циклов временного объединения сигналов, в которой положение каждого из этих циклов определяется однозначно.

Структура цикла передачи в ЦСП с временным группообразованием должна удовлетворять следующим требованиям:

1. Соотношение количества информационных и служебных (команды согласования скоростей, сигналы цикловой синхронизации, сигналы служебной связи, сигналы согласования скоростей, сигналы контроля и др.) символов должно быть таким, чтобы обеспечивались требуемые параметры ЦСП.

2. При построении цикла передачи следует стремиться к тому, чтобы число следующих подряд служебных символов было минимальным, а их распределение в цикле - равномерным. Это обеспечивает минимизацию памяти буферных запоминающих устройств и лучшее подавление временных флуктуации.

3. Распределение служебных символов в цикле должно обеспечивать минимальное время вхождения в синхронизм и максимальную помехоустойчивость.

4. Структура цикла должна обеспечивать возможность простого перехода от асинхронного режима работы к синхронному и наоборот.

5. Длительность цикла должна быть по возможности минимальной, что позволяет уменьшить время восстановления синхронизма, уменьшить временные флуктуации цифрового потока, упростить генераторное оборудование и систему цикловой синхронизации.

Структура подцикла передачи 30-канальной ЦСП с ИКМ показана на рисунке 2.

4 мс

 

Рис. 2. Структура подцикла передачи 30-канальной ЦСП с ИКМ

 

Оборудование временного группообразования (ОВГ) формирует групповой цифровой сигнал путем объединения цифровых потоков, образованных системами с АЦП или системами с временным группообразованием более низкого порядка, скорость выходного группового потока которых равна скорости входного потока данной системы. При этом образуется цикл (сверхцикл) передачи, содержащий кроме канальных интервалов ещё интервал синхросигналов (СС) и интервал сигналов управления и вызова (СУВ). С выхода схемы объединения групповой сигнал поступает в ООЛТ, где осуществляется перекодирование в линейный код передачи, и далее в высокоскоростной линейный тракт. В приемном оборудовании ОВГ производится разделение группового сигнала и восстановление исходной скорости цифровых потоков.

Передача цифровых потоков может производиться по линейным трактам различных типов - кабельным, радиорелейным, волоконно-оптическим и другим. Согласование оборудования ЦСП с линейным трактом осуществляется оконечным оборудованием линейного тракта (ООЛТ) ЦСП. Для уменьшения искажений, возникающих при передаче цифрового потока по линии, в ООЛТ осуществляется изменение структуры цифрового потока с помощью преобразователя кодов передачи. Линейный тракт ЦСП строится аналогично линейному тракту АСП.

При использовании радиорелейных и волоконно-оптических линий связи после преобразования кода осуществляется модуляция колебания несущей частоты цифровым сигналом, и затем последовательность радиоимпульсов передается по линии. В приемном оконечном оборудовании линейного тракта восстанавливается исходная структура цифрового потока.

Искажения цифровых сигналов, возникающие из-за помех и потерь в линии, устраняются в регенераторах. Большая часть регенераторов размещается в необслуживаемых (НРП) и обслуживаемых (ОРП) регенерационных пунктах линейного тракта. На линиях значительной протяженности ОРП осуществляют, наряду с регенерацией цифрового сигнала, подачу дистанционного питания в НРП, а также могут осуществлять выделение некоторой части группового цифрового потока. В регенераторах осуществляются коррекция импульсов передаваемого по линии цифрового сигнала. При этом восстанавливаются исходные амплитудные и временные соотношения передаваемого сигнала. Конечной целью преобразования кодов и регенерации линейного сигнала является снижение вероятности ошибки. Обычно вероятность ошибки в цифровом тракте обеспечивается не более 10^-7.

Цифровые системы передачи, используемые на сетях связи, соответствуют определенной иерархической структуре. На рисунке 3 приведены североамериканская (а) и европейская (б) иерархии ЦСП, а также компромиссная рекомендация МККТТ (в).

 

 

Рис. 3. Иерархические структуры ЦСП

(а) североамериканская

(б) европейская

(в) компромиссная рекомендация МККТТ

 

Под иерархией цифровых систем понимается совокупность систем, цифровой сигнал каждой из которых образуется в результате объединения сигналов систем более низкого порядка, т.е. сигналы первичных систем объединяются в сигнал вторичной системы, сигналы вторичных систем объединяются в сигнал третичной системы и т.д.

В СССР принята европейская иерархия цифровых систем. На низшем (первом) уровне иерархии находится система ИКМ-30/32, с помощью которой образуется 30 цифровых телефонных каналов со скоростью передачи группового потока на выходе 2, 048 МБод. При этом скорость передачи, соответствующая одному цифровому телефонному каналу, равна 64 кБод (8-разрядное кодирование с частотой дискретизации 8 кГц). Этот канал позволяет обеспечить высококачественную связь на дальности до 20 тыс. км (при шести низкочастотных переприемах) с помощью ЦСП более высоких уровней иерархии.

Из общего цифрового потока 2, 048 МБод на передачу телефонных сигналов отводится 1, 920 МБод (30 ∙ 0, 64 МБод), а остальная часть используется для передачи служебной информации. На рисунке 4 показано распределение канальных интервалов передачи телефонных и служебных сигналов для 30-канальной восьмиразрядной цифровой системы. Общая длительность цикла Т_ц содержит четыре подцикла с длительностью каждого Т_о = 125 мкс. Канальные интервалы 1, 2, ... 15, 17, 18, ... 31 всех подциклов отводятся на передачу телефонных сигналов (каждый канальный интервал содержит восемь единичных элементов).

Рис. 4. Распределение канальных интервалов передачи телефонных и служебных сигналов для 30-канальной восьмиразрядной цифровой системы

 

Импульсы сигналов управления и вызова (СУВ) передаются в шестнадцатом канальном интервале четырех подциклов, т.е. число единичных элементов, отводимых на передачу СУВ, составляет 4 ∙ 8 = 32. На каждый телефонный канал приходится по одному единичному элементу. Оставшиеся два единичных элемента совместно с кодовыми синхрогруппами, передаваемыми в 32-канальном интервале второго и четвертого подциклов, используются для обеспечения фазирования по циклам. В структуре цикла есть несколько свободных единичных элементов (единичные элементы 32-канального интервала первого и третьего подциклов). Они могут быть использованы для передачи дополнительной служебной информации или для передачи данных.

Четыре первичных цифровых потока после объединения в аппаратуре типа ИКМ-120 образуют поток данных второго порядка со скоростью 8, 448 МБод. Цифровые системы передачи последующих уровней иерархии ИКМ-480, ИКМ-1920 образуются аналогично путем объединения четырех групп предшествующего уровня.

Таким образом, европейская иерархия цифровых систем передачи, базирующаяся на применении 30-канальной системы, является четырехступенчатой с коэффициентом объединения на каждой ступени, равным четырем. Количество каналов на каждой ступени составляет , а скорости передачи равны 2, 048; 8, 448; 34, 368; и 139, 264 МБод соответственно. Объединение сигналов нескольких четверичных ЦСП позволит получить более мощную пятиричную ЦСП на 7680 каналов ТЧ.

Выбор коэффициента объединения, равного четырем, объясняется тем, что при использовании восьмиразрядного канального интервала обеспечивается удобный переход от посимвольного к поканальному объединению. Кроме того, становится возможным выполнение требований, предъявляемых при передаче сигналов вещания, видеотелефона, телевидения, групповых сигналов систем с частотным делением каналов.

В табл.5.1.1 приведены возможные линии связи, пригодные для организации цифровых каналов различных уровней иерархии.

Таблица 5.1.1

Уровень иерархии
Варианты иерархии, (МБод)	0, 064	2, 048	8, 448	34, 368	139, 264	565, 148
Линии связи	Симметричный НЧ кабель	Симметричный НЧ кабель	Симметричный и коаксиальный кабель, РРЛ	Коаксиальный кабель, оптический кабель, РРЛ, спутниковая линия	Коаксиальный кабель, оптич. кабель с одномодовыми оптическими волокнами (00В)	Коаксиальный кабель, оптич. кабель с 00В, волновод

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: