Скалин Цифровые системы передач
.pdfсинхронизма поступит 1, а он уже заполнен, и опять начнется поиск синхросигнала. Процесс будет повторяться, пока не будет выделен настоящий синхросигнал.
Разберем причины, вызывающие сбой цикловой синхронизации.
Основными из них являются выход из синхронизма по тактовой частоте, что приводит к изменению длительности цикла, так как в цикле появятся или пропадут один или несколько канальных интервалов, и искажение символов синхросигнала в результате воздействия помех. Главным источником этих сбоев является линейный тракт. На временных диаграммах рис. 3.36 показано возникновение сбоев синхронизации, вызванных различными причинами. На временной диаграмме 1 условно показан групповой сигнал, содержащий несколько циклов. Каждый цикл содержит 256 информационных символов.
Синхросигнал имеет кодовую группу 1 1 1. На временных диаграммах 2 и 3
показаны импульсы от опознавателя и контрольные импульсы от ГОпр.
Сбой синхронизма при искажении символа синхрогруппы показан на рис. 3.36, а. Из временных диаграмм 2 и 3 видно, что цикловая синхронизация не нарушена и подстройку ГОпр производить не требуется.
Сбой синхронизма при изменении длительности цикла показан на рис. 3.36,
б. В данном случае восстановление синхронизма возможно только при подстройке ГОПр-
Из приведенных выше примеров можно сделать вывод, что в первом случае защиту приемника синхронизации от сбоя обеспечивает накопитель по выходу из синхронизма, тогда как во втором случае желательно начинать поиск синхросигнала по первому его пропаданию. В этом случае накопитель по выходу из синхронизма будет увеличивать время восстановления синхронизма. Время восстановления синхронизма является одним из основных параметров ЦСП. Допустимое время восстановления синхронизма определяется свойствами передаваемой информации.
Рис. 3.36. Временные диаграммы возникновения сбоев синхронизации
При использовании цифровых систем для организации соединительных линий между АТС время восстановления синхронизма ограничивается несколькими миллисекундами. При передаче телефонных сообщений абонент практически не заметит перерыва связи в несколько десятков миллисекунд, однако при сбое синхронизации нарушается работа каналов передачи СУВ, что может привести к разъединению абонентов. Допустимое время пропадания каналов передачи СУВ, которое не отражается на работе приборов АТС и определяет допустимое время восстановления синхронизма,
обычно составляет около 2 мс. Для ЦСП более высокого порядка это время очень ограничено. Графически время восстановления синхронизма tB
показано на рис. 3.37, а. Оно состоит из времени накопления по выходу ИЗ СИНХрОНИЗМа Гн.вых, 86 времени поиска синхросигнала ta, времени накопления по входу в
Рис. 3.37. Графики времени восстановления синхронизма
Недостатки рассмотренного способа построения приемника циклового синхросигнала определяются тем, что значение емкости накопителей по выходу из синхронизма и по входу в синхронизм фиксированы, а поиск синхронизации начинается только после времени накопления по выходу из синхронизма. Уменьшение времени восстановления синхронизма за счет сокращения времени накопления ведет к резкому уменьшению помехоустойчивости систем цикловой синхронизации. Это можно компенсировать увеличением разрядов в синхросигнале, но увеличение разрядов в синхросигнале ограничивается возможностями построения цикла передачи.
Можно уменьшить время восстановления синхронизации без ухудшения параметров системы передачи, если накопление по выходу из синхронизма и поиск синхросигнала осуществлять параллельно. В этом случае по первому же сигналу нарушения синхронизма начинается поиск синхросигнала, в то время как генераторное оборудование продолжает сохранять предыдущее состояние до тех пор, пока не будет зафиксировано новое состояние синхронизма. Временной график работы такого приемника синхросигнала показан на рис. 3.37, б, функциональная схема — на рис. 3.38.
Рис. 3.38. Функциональная схема приемника синхросигнала с параллельной работой цепей удержания и поиска синхронизма
В данной схеме можно выделить две цепи: цепь удержания синхронизма и цепь поиска синхронизма. Каждая цепь имеет свои анализатор и решающее устройство. Работа ГОпр и формирование контрольного сигнала совпадения происходит так же, как в рассмотренной схеме, и здесь не показаны. Контрольный сигнал совпадения для цепи удержания синхронизма поступает от основного ГОпр, которое управляется схемой И4. Контрольный сигнал совпадения для цепи поиска синхросигнала поступает от делителя частоты ДЧ, работающего аналогично ГОпр, но независимо от него. Управление работой ДЧ осуществляется схемой И3.
Такое построение позволяет производить поиск синхросигнала, не нарушая работы основного ГОпр.
При сбое синхронизации через элемент НЕТ, в накопитель по выходу из синхронизма будет записана 1. В цепи поиска синхронизма сбой зафиксирует схема НЕТ2, которая изменит состояние триггера и подготовит всю схему к поиску синхросигнала (схема И3 будет открыта). Теперь любой импульс от огюзнавателя, свидетельствующий о появлении синхрогруппы,
пройдет через схему И3, установит ДЧ в начало отсчета, ноль во всех разрядах накопителя по входу в синхронизм и вернет триггер в исходное положение. Новый контрольный импульс будет выработан ДЧ через время Гц. Если сбой вызван искажением структуры синхросигнала, то следующий синхросигнал придет вовремя и импульс от опознавателя пройдет схему И2,
запишет 1 в накопитель по входу в синхронизм. После нескольких циклов
(это зависит от емкости накопителя) накопитель по входу в синхронизм будет заполнен.
В цепи удержания синхронизма, как отмечалось выше, также будет зафиксирован сбой синхронизма; но если такой сбой вызван искажением структуры синхрогруппы, то появление следующего синхросигнала совпадет с контрольным импульсом от ГОпр. На выходе Hi появится импульс,
который, пройдя через схему ИЛИ, установит 0 во всех разрядах накопителя по выходу из синхронизма. Изменений в работе ГО„р не произойдет.
Если после начала поиска синхросигнала в цикле будет содержаться ложная синхрогруппа, то она также вызовет установку ДЧ в начало отсчета.
Через время Гц делитель частоты выработает контрольный сигнал совпадения, а сигнал от опознавателя будет отсутствовать. Тогда этот контрольный сигнал ДЧ опять подготовит схему к поиску синхросигнала.
Такой режим работы будет сохраняться до выявления истинного синхросигнала.
Если сбой синхронизации произошел из-за изменения временных позиций синхросигнала в цикле, то контрольные импульсы ГОпр будут поступать в накопитель по выходу из синхронизма, который заполнится и выдаст разрешающий сигнал на вход схемы И4. Установка в начало отсчета соответствующих распределителей ГОпр произойдет в том случае, если в цепи удержания синхронизма накопитель по выходу будет заполнен, а в цепи поиска синхронизации накопитель по входу будет заполнен и в момент появления контрольного сигнала от ДЧ. При длительном поиске синхросигнала состояние ГОпр остается без изменений до появления сигнала с выхода И4, что равносильно увеличению емкости накопителя по выходу из синхронизма.
Способ с последовательным процессом накопления используется в первичных цифровых системах ИКМ-30, ИКМ-15. Способ с параллельным процессом накопления и поиска синхросигнала используется в ИКМ-120,
ИКМ-480, где к системам цикловой синхронизации предъявляются более жесткие требования.
Время поиска синхросигнала может быть уменьшено, если использовать накопители по входу и выходу из синхронизма переменной емкости. Емкость накопителей будет зависеть от вероятности искажения символов в линейном тракте. При низкой вероятности искажений символов уменьшается емкость накопителя по выходу из синхронизма, при высокой вероятности искажений символов уменьшается емкость накопителя по входу в синхронизм.
Сверхцикловая синхронизация обеспечивает правильное распределение сигналов СУВ по соответствующим каналам. Работа сверхцикловой синхронизации, как и работа цикловой синхронизации,
основана на передаче в групповом сигнале сверхцикловой синхрогруппы.
Для этого используется один из циклов передачи. Работа приемника сверхциклового синхросигнала практически ничем не отличается от работы приемника циклового синхросигнала, только установка сверхцикловой синхронизации начинается после установки цикловой. Если произошло нарушение только сверхцикловой синхронизации, то ее поиск начинается после пропадания двух сверхцикловых синхрогрупп подряд.
Узлы приемника цикловой синхронизации. Опознаватель синхросигнала, как уже отмечалось выше, построен как регистр сдвига и дешифратор — многовходовая схема И. Регистр сдвига должен иметь количество ячеек, равное числу разрядов кодовой комбинации синхросигнала, и может быть выполнен на триггерах. Так как сигнал содержит определенную комбинацию 1 и 0, то на выходах соответствующих разрядов регистра, где синхрокомбинация имеет 0, включается инвертор.
Построение такого опознавателя на 7-разрядную кодовую группу 0011011
показано на рис. 3.39.
Рис. 3.39. Принципиальная схема опознавателя на семиразрядную синхрогруппу
9
Рис. 3.40. Схема отрицания равнозначности (а) и временные диаграммы ее работы (б)
Групповой сигнал поступает на информационный вход D. Перезапись из одной ячейки в другую будет происходить по фронту тактовых импульсов от ВТЧ, поступающих на вход С. Таким образом, на выходе дешифратора D8
будет появляться 1 при появлении в цифровом потоке синхросигнала или совпадающей с ним по структуре случайной комбинации.
Схема НЕТ, или схема отрицания равнозначности, может быть представлена как схема И с инвертором на одном из входов. Такая схема с временными диаграммами в различных точках показана на рис. 3.40. На входы инвертора поступают импульсы от опознавателя, на вход И (точка 3)
поступают контрольные импульсы совпадения от ГО. Как видно из графика
4, на выходе схемы И появится импульс при отсутствии сигнала от опознавателя.
Накопитель по входу или выходу из синхронизма может быть построен как регистр сдвига с числом ячеек, равным величине накопителя. Такой накопитель по выходу из синхронно подается 1 (приложено постоянное напряжение). Разряды 1...3 накопителя обнуляются импульсом от накопителя по входу в синхронизм, 4-й разряд обнуляется импульсом из схемы И. В
начале работы на выходах всех разрядов 0. Первый импульс от схемы НЕТ анализатора запишет 1 на выход 1-го разряда, второй— на выход 2-го разряда и т. д. Когда накопитель заполнится, схема И разрешит установку в нулевое состояние ГО. Это произойдет по сигналу от опознавателя, когда будет зафиксирована синхрокомбинация. Данный же импульс обнулит 4-й
разряд накопителя, что обеспечит запрет прохождения на ГО следующих импульсов от опознавателя.
Рис. 3.41. Принципиальная схема накопителя по выходу из синхронизма 90
3.8 ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ СУВ
Цифровые системы передачи на местных сетях используются для организации соединительных линий (СЛ) между сельскими или городскими АТС, между АТС и АМТС. По СЛ передаются не только речевые сигналы в спектре 0,3...3,4 кГц, но и сигналы управления и взаимодействия: занятие,
набор номера, отбой вызываемого абонента, блокировка приборов АТС и другие. В системах с ИКМ для каждого телефонного канала организуются специальные сигнальные каналы для передачи СУВ, число которых зависит от типа АТС и может быть от одного до трех. Для согласования сигнальных каналов ЦСП с приборами АТС, а также для передачи СУВ между ними используются согласующие устройства СУ.
Сельские СЛ универсальные, т. е. могут быть как входящими, так и исходящими. Соединительные линии между городскими АТС могут быть только входящими или только исходящими. В этом случае применяются входящие или исходящие согласующие устройства. При работе с АМТС применяются входящие междугородные согласующие устройства.
Рис. 3.42. Принцип дискретизации СУВ:
а — схема И: б — временные диаграммы на входах и выходе схемы И
Сигналы управления и взаимодействия передаются импульсами постоянного тока определенного уровня. Так как для их передачи используется только одно дискретное значение, СУВ не подвергаются квантованию по уровню и кодированию, а, минуя АИМ тракт, через устройство объединения вводятся в ИКМ сигнал непосредственно на импульсные позиции цикла, предназначенные для их передачи. Принцип дискретизации СУВ показан на рис. 3.42. Дискретизация СУВ по времени осуществляется импульсными последовательностями, поступающими от ГО.
Дискретный метод передачи вызывает искажения длительности СУВ, при этом она может быть уменьшена на величину до 2ГДСУВ (где 7дСУВ —период дискретизации, поскольку существует разница во времени между началом и концом СУВ и первым и последним импульсами в передаваемой пачке,
соответствующей этому сигналу. Для уменьшения влияния этих искажений на приеме длительность всех принятых импульсов увеличиваются на ТЯсуъ-
Период дискретизации СУВ обычно находится в пределах 0,5...2,0 мс и намного превышает период дискретизации сигналов телефонных каналов
(125 мкс). Это позволяет на одной импульсной позиции цикла организовать передачу поочередно нескольких дискретных сигналов с меньшей скоростью,
т. е. в первом цикле передать СУВ первого сигнального канала CKi, в
следующем цикле — СУВ СКг и т. д. Обычно для передачи СУВ и другой служебной информации в цикле отводится целый канальный интервал, где СУВ занимают определенные разрядные позиции Расположение СУВ в цикле показано на рис. 3.43.
Рис. 3.43. Расположение сигналов СУВ в цикле 92
Рис. 3.44. Функциональная схема передающих и приемных устройств каналов СУВ
Для правильного распределения импульсов СУВ по сигнальным каналам на приеме циклы объединяются в сверхциклы, один из циклов Ц0
отводится для передачи сигнала сверхцикловой синхронизации, а на приеме используется приемник сверхцикловой синхронизации. Принцип работы приемника сверхцикловой синхронизации аналогичен работе приемника цикловой синхронизации. Таким образом, за один сверхцикл производится опробывание всех сигнальных каналов по 1 разу.