Учебное пособие по дисциплине СиСПИ

бы синхросигналы всегда совпадали с направлением передач группового сигнала. Для этого на передающей стороне тактовый сигнал, как и данные с выхода ТЦС, поступает на передатчик.

Важнейшими характеристиками цифровых систем многоканальной передачи (ЦСМП) с временным разделением каналов (ВРК) являются:

Способ объединения цифровых потоков.

Цикловая синхронизация.

Согласование скоростей передачи (стаффинг).

Выше мы уже говорили о двух способах объединения цифровых потоков: посимвольный и групповой. Первый из указанных способов позволяет особенно просто организовать ВРК. При этом (посимвольном) способе сигналы данных, передаваемых по отдельным каналам, объединяются мультиплексором в групповой поток по отдельным битам (символам). Поэтому во входных блоках Вх1, …, ВхN только один бит подлежит промежуточному запоминанию на то время, пока он не будет помещен на соответствующее место (позицию) в цикле. Передаваемый сигнал данных таким образом может быть сдвинут относительно тактов запоминающего устройства максимум на один бит, поэтому наибольшее время задержки при переводе одного бита в групповой поток равно двум единичным тактам времени.

Посимвольный метод объединения является весьма гибким и допускает объединение каналов с различными скоростями в одной системе.

Групповой метод объединения предполагает разделение потока битов в каждом канале по группам битов определенной длины. При этом, входные блоки должны выявить начало этих групп и запомнить их. Затем мультиплексор вставляет эту группу битов в нужное место в цикле. Поэтому время задержки в ЦСМП с ВРК при таком способе объединения может достигать удвоенной длительности группы битов.

Для цикловой синхронизации выделяется небольшая часть битов из общего их числа в цикле. Они размещаются

91

внутри цикла строго определенным образом (например, в начале цикла) и должны гарантировать на приемной стороне соответствие передаваемых информационных битов своим индивидуальным каналам. Для этого требуется полная синхронизация всех блоков ЦСМП с ВРК. Это достигается с помощью специальных методов согласования скоростей (стаффинга).

Суть этих методов в следующем: образуется цикл согласования, который часто соответствует основному циклу или сверхциклу, охватывающему несколько основных циклов системы с ВРК. Общее число битов в цикле согласования выбирается большим, чем число информационных битов, для того чтобы выполнить следующие условия:

Вводится один или несколько битов заполнения, которые могут содержать или не содержать данные (т.е. используется постоянный цикл согласования).

Вводится один или более битов пробела, которые для выравнивания скоростей могут при необходимости удаляться (т.е. используется переменный цикл согласования).

Для обеспечения согласования на приемную сторону ЦСМП с ВРК направляется информация (закодированная несколькими битами) о том, содержит ли бит заполнения данные, либо о том, сохранен или нет, бит пробела.

За определенное число шагов процесса согласования на приемной стороне системы с ВРК можно таким образом восстановить тактовые интервалы первоначального сигнала данных.

92

3 ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ.

3.1Системы телефонной связи.

3.1.1Телефонный аппарат

Основными блоками ТА являются телефон и микрофон, которые называют электроакустическими преобразователями.

По принципу действия эти преобразователи делятся на: электромагнитные, электродинамические, электростатические (конденсаторные), электетные, пьезоэлектрические, угольные, транзисторные.

Электромагнитные, электродинамические, электростатические, пьезоэлектрические – обратимые преобразователи (речьсигнал, сигнал-речь). Конденсаторные, электетные, угольные, транзисторные – требуют источник питания и называются активными.

По назначению:

1.Передающие: микрофон, ларингофон;

2.Приемные: телефон, громкоговоритель.

Телефон – преобразователь электрических колебаний в звуковые. Рассмотрим схему и принцип действия электромагнитного телефона с простой магнитной системой, показанной на рисунке 3.1

93

Рис.3.1 Устройство электромагнитного телефона с простой магнитной системой

где 1 – мембрана;

2– полюсные надставки;

3– постоянный магнит;

4– обмотка;

Ф= – магнитный поток, создаваемый постоянным магни-

том;

Ф~ - амплитуда переменного магнитного потока в обмот-

ке.

В исходном состоянии мембрана удерживается постоянным магнитом и крышкой телефонной трубки. В зависимости от направления тока в обмотке переменный магнитный поток либо

94

увеличивает либо уменьшает силу притяжения мембраны. Изменяющаяся сила притяжения вызывает колебания мембраны с амплитудой АМ, что в свою очередь сопровождается излучением звуковых волн.

Сила притяжения мембраны для синусоидального тока, протекающего в обмотке телефона равна

– площадь сечения магнитного потока между концом полюсной надставки и мембраной.

магнита возбуждает колебание с удвоенной частотой, и не обеспечивает требуемого качества преобразования электрического сигнала в речевой.

Микрофон – угольный (активный, необратимый преобразователь). Принцип его действия основан на свойстве угольного порошка изменять свое сопротивление электрическому току в зависимости от величины давления на этот порошок, вызывающего его уплотнение и разрыхление. Структура такого микрофона показана на рисунке 2.5.

95

корпус угольной ячейки

неподвижный электрод порошок

Тр

Z

U

+-

мембрана с порвижным электродом

Рис.3.2 Структура угольного микрофона

При отсутствии звуковых колебаний в микрофоне протекает под воздействием источника питания U постоянный ток I0. При разговоре образуется звуковое поле с переменным давлением, воздействующим на мембрану. При увеличении давления порошок угольный сжимается и его сопротивление уменьшается, а ток в цепи микрофона возрастает. При уменьшении давления происходит обратная картина. В результате в первичной обмотке трансформатора (Тр) будет протекать постоянный по направлению, но переменный по величине ток. Этот ток наводит переменную электродвижущую силу во вторичной обмотке трансформатора и приводит к появлению переменного тока в нагрузочном сопротивлении z. Таким образом, звуковые коле-

96

бания преобразуются в микрофоне в переменный электрический ток.

Телефонные аппараты делятся:

1.По назначению: общего (обычные бытовые телефоны, таксофоны) и специального (корабельные, шахтные, военнополевые) назначения.

2.По способу питания микрофона: аппараты с местной батареей и аппараты системы центральной батареи (батарея на АТС).

3.По способу обслуживания вызовов: аппараты ручных и автоматических телефонных станций.

4.По способу включения разговорных приборов: постоянная схема включения микрофона и телефона и переменная схема включения, когда микрофон включен только при передаче, а телефон только при приеме.

ВТА кроме рассмотренных телефона и микрофона (расположенных в телефонной трубке), включены звонок (преобразует сигнал вызова частотой 25 Гц в звуковые колебания) и номеронабиратель дисковый или кнопочный. Номеронабиратель формирует сигналы адресной информации о вызываемой абонентской линии и различных службах телефонной сети, которые передаются на телефонную станцию при установлении соединений. Исторически первыми телефонными станциями были станции с ручной коммутацией. В процесс установления соединений при ручной коммутации часть функций, выполняемых телефонисткой, были чисто механическими (вставка и вынимание штепселей и др.), а часть функций требовало мышления (прием информации о номере абонента, отыскание требуемого гнезда в поле коммутатора и др.). В настоящее время используются автоматические телефонные станции – АТС. Идея автоматической коммутации заключается в том, что функции телефонистки, требующие мышления выполняются абонентом, а механические функции телефонистки – коммутационными приборами АТС.

97

3.1.2 Структура АТС, сигнализация, установление соединений (коммутация)

Прежде чем рассматривать в общем виде структуру и принципы функционирования современной АТС, проанализируем лежащие в ее основе устройства и процессы.

Для осуществления коммутации линий связи и управления процессами установления соединений на АТС используются коммутационные приборы (КП). Используемые в настоящее время коммутационные приборы по структурным параметрам можно разделить на 4 типа:

Приборы типа (1 1) – один вход, один выход, как показано на рисунке 3.3

Рис.3.3 Коммутационный прибор типа (1 1)

Такой прибор имеет два состояния: соединение установлено, соединение отсутствует. Переход в одно из этих состояний происходит под воздействие управляющего сигнала R.

Приборы типа (1 m) – один вход, m выходов, как показано на рисунке 3.4.

Рис.3.4 Коммутационный прибор типа (1 m)

98

В приборе можно установить соединение входа с любым из m выходов. Одновременно в приборе устанавливается только одно соединение.

Приборы типа n(1 m), как показано на рисунке 2.8.

Рис.3.5 Коммутационный прибор типа n(1 m)

Прибор состоит из n приборов типа (1 m). Прибор имеет n m выходов и n входов. Одновременно в приборе может быть установлено n соединений.

Приборы типа n m, как показано на рисунке 3.6

Рис.3.6 Коммутационный прибор типа (n m)

В приборе n входов, m – выходов. В приборе одновременно можно установить n (если n m) или m(n>m) соединений.

С помощью таких КП строятся коммутационные поля АТС. КП могут быть электромеханические и электронные. Способы объединения КП в коммутационные поля большой размерности и процедуры управления такими полями рассматриваются в специальной литературе по автоматической коммутации. Отметим лишь основные способы установления соединений используемые в автоматических системах коммутации.

99