Лекция 3 системы цифровой передачи сигналов

Кодек. Синхронное временное мультиплексирование. Система синхронизации. Группообразование системы ИКМ. Плезиохронная цифровая иерархия. Синхронная цифровая иерархия. Уровни СЦИ. Классы систем цифровых кроссовых коммутаторов

Кодек

Устройство, преобразующее непрерывный аналоговый сигнал в цифровой вид и декодирующее входящие цифровые сигналы обратно в аналоговый вид называется кодек (кодер - декодер). Кодеки используются в телефонных системах для преобразования аналоговых речевых сигналов в цифровые, которые можно передать с более высокой скоростью и с меньшей вероятностью ошибок (телефоны с АЦП). При передаче цифровых сигналов можно осуществить их уплотнение, что позволяет более эффективно использовать среду передачи.

Кодеки также используются для передачи цифровых сигналов в цифровые с добавлением битов контроля, которые служат для исправления ошибок. При этом исходные цифровые сигналы восстанавливаются с достаточно низкой вероятностью ошибок даже после того как они прошли через зашумленный канал связи, например спутниковый, или сотовый.

Синхронное временное мультиплексирование

Интервал времени для передачи 8-ми импульсов со скоростью 64Кбит/с в ИКМ называется временным каналом (ударение на Ы). Цикл дискретизации, определяемый как интервал между отсчетами, равен

Кадром в системах передачи с использованием ИКМ называют время передачи одного цикла дискретизации. Так как длительность импульсов и скважность меду ними измеряется долями микросекунд, а время дискретизации - 125 мкс, то в одном кадре можно разместить несколько временных каналов (рис. 1).

Каждый канал содержит несет 8-мь импульсов, кодирующие амплитуду или ее изменение в точке отсчета. Время передачи одного канала составляет микросекунды, поэтому остается еще большой запас времени в кадре. Этот запас используют для передачи значений отсчетов от других источников или от одного источника при выделении ему нескольких каналов для передачи более емкой информации, например музыкального или видео спектра. Здесь мы наблюдаем временное мультиплексирование - разделение по времени передачи. Поскольку необходимо надежно выделять каналы, используют кадровую синхронизацию. В связи с изложенным такой метод мультиплексирования называют синхронным временным мультиплексированием (СВМ) или синхронным временным разделением (СВР) или мультиплексированием с разделением времени (МРВ).

Многоканальная ИКМ, в которой временные каналы распределяются по шкале времени, получили название системы ИКМ с временным делением каналов (ИКМ-ВД).

СВМ позволяет эффективно использовать все каналы, задействованные в кадре. У пользователя ЦСИО первый кодер (часть кодека) может кодировать, например, речь для телефонной связи, второй кодер - текстовые данные, третий кодер - часть трафика видеокадра, четвертый - следующую часть трафика видеокадра и т.д.

Кодеры выполняют свою работу параллельно, формируя за один цикл один отсчет. Всего циклов 8000 раз на кадр передачи через ЦСИО. Выход каждого кодера отправляет свои данные в один из каналов, назначенных кодеру. Каждый канал представляет часть кадра передачи, передаваемых последовательно. В каждом кадре оказываются оцифрованные выборки предыдущего цикла отсчета. Таким распределением времени в кадре между каналами реализуется СВМ.

Количество каналов в кадре определяет требуемую пропускную способность магистрали W:

W=n*Vкан. , где n - число каналов в кадре, Vкан- пропускная способность одного канала.

В США. Японии и ряде других не европейских стран используется 24 канала (ИКМ-24), что требует W = 24*64Кбит/с=1,536Мбит/с. Кроме того, на каждый байт отображения по протоколу для T1, используемому в тех странах, добавляют по одному биту для передачи сигналов сети, на что требуется передача еще 8000 бит, что требует в результате 1536000+8000=1544000=1,544Мбит/с.

В Европе используется несколько иной подход, предложенный Францией. Здесь цифровая схема представляет 32-канальную систему (ИКМ-30/32), где 30 каналов передают речь, данные и т.п., а два оставшихся канала используются для сигнализации и синхронизации. В европейской схеме используется общая скорость передачи Мбит/с=8000*8*32 = 2,048Мбит/с.