«Многоканальная связь на ж. д. транспорте» (стр. 2 )

2) затрудняется объединение с аналоговыми сигналами, частота дискретизации которых существенно отличается от «стандартной» Fд = 8 кГц;

3) затрудняется объединение аналоговых и цифровых абонентских сигналов.

Первый и третий недостатки не требуют пояснений. По этой причине МККТТ рекомендует объединять подобным образом не более 30 аналоговых телефонных сигналов (по американским стандартам – не более 24).

Второй недостаток может быть устранен за счет некоторой перестройки типовой структурной схемы (см. рис. 3.2), как показано на рис. 3.6, а.

Рис. 3.6.

Здесь широкополосный сигнал, например, звукового вещания aзв(t) с помощью ФНЧ 5 ограничивается по спектру до частоты Fв. зв. и дискретизируется с частотой дискретизации Fд. зв. = 4Fд = 32 кГц, которая удовлетворяет теореме Котельникова: Fд. зв. ≥ 2Fв. зв..

Дискретизация осуществляется с помощью 4 «стандартных» дискретизаторов, соответствующих 1,9,17 и 25-му телефонным сигналам, которые в данном случае отключаются от системы передачи. Временной сдвиг сигналов коммутации этих дискретизаторов (рис. 3.28, б) обеспечивается ГО 3 обычным образом. Объединенные выборки с этих дискретизаторов, следующие с частотой 4Fд, затем складываются с выборками телефонных сигналов в сумматоре 2. На приемной стороне перестройка схемы по рис. 3.26 производится аналогично: выделенные выборки с дискретизаторов 1, 9, 17 и 25-го каналов объединяются и поступают на ФНЧ с Fв. зв = 15 кГц, который формирует непрерывный сигнал звукового вещаний.

 

Такой вариант построения используется в том случае, если в широкополосном канале допустима такая же помехозащищенность от шумов квантования, как и для телефонных каналов (порядка 38 дБ). В противном случае для цифровой передачи широкополосных сигналов необходимо применять отдельные канальные кодеки (кодер + декодер). Как правило, стараются объединить цифровые сигналы для нескольких однотипных широкополосных сигналов так, чтобы сформировать стандартный цифровой сигнал, например первичный цифровой сигнал с тактовой частотой Fт = 2048 кГц.

3.3. Объединение цифровых потоков

Второй вариант временного уплотнения отличается тем, что объединение и разделение производится с двухуровневыми цифровыми сигналами (рис. 3.7).

Рис. 3.7

Здесь входные цифровые потоки, имеющие тактовую скорость FT, объединяются в устройстве объединения (УО) в один суммарный цифровой поток, который имеет тактовую скорость, в М раз превышающую FT. На приемной стороне этот поток разделяется устройством разделения (УР) на М первичных (исходных) потоков. Различают два варианта объединения цифровых потоков:

- синхронное, когда исходные цифровые потоки синхронны по частоте и фазе (их тактовые скорости строго одинаковы);

- асинхронное, когда производится объединение цифровых потоков, у которых тактовые скорости несколько отличаются друг от друга (за счет использования независимых ГО).

Есть несколько способов объединения:

1) посимвольное, 2) поканальное, 3) посистемное.

3.3.1. Посимвольное синхронное объединение

Рассмотрим сначала посимвольное синхронное объединение (рис. 3.8). Принцип работы устройства объединения поясняется с помощью рис. 3.9.

Рис. 3.8

Рис. 3.9

Здесь каждый из исходных цифровых потоков ЦПi , i = 1, ..., М (рис. 3.9, а, б), поступает на соответствующую схему Иi, на второй вход которой подается последовательность импульсов Uкi, той же частоты FT = 1/TT, но длительностью τ ≤ ТT/М. Последовательности Uкi и Uкj, i ≠ j, сдвинуты друг относительно друга на интервал

Δtij = (i – j)TT/M и не пересекаются во времени (рис. 3.9, в, г). На выходе схемы Иi, получаем цифровой поток той же частоты, но с укороченными по времени символами, а на выходе схемы ИЛИ («1») – суммарный поток (ЦП∑), у которого на каждом интервале TT размещается М символов (по одному из каждого исходного ЦП, рис. 3.9, д).

Для разделения суммарного ЦП на исходные необходимо ввести в его состав сигнал синхронизации (СС). Если СС вводить после каждой группы по М информационных символов (см. рис. 3.9,д) то эффективность суммарного цифрового потока будет равна

Э∑ = М/(М + С), где С – число синхросимволов (компонетов сигнала синхронизации). Даже при С= 1, что явно недостаточно для надежного выделения синхросигнала, и М = 4 получим Э = 0,8. Чтобы существенно повысить информационную эффективность суммарного потока, используют дополнительную ступень преобразования (рис. 3.10).

Рис. 3.10

Рис. 3.11

Здесь суммарный поток, полученный путем синхронного объединения и имеющий скорость М∙FT, поступает в блок буферной памяти 2. Считывание цифровой информации из памяти производится с частотой fт. гр > М∙FT, в результате блок цифровых символов объемом К∙М бит (К – целое число) передается за меньшее время (см. рис. 3.11, а, б). В освободившееся временное окно вставляется группа синхросигнала, содержащая q символов, следующих с той же частотой считывания fт. гр (рис. 3.11, в). На выходе схемы ИЛИ 3 (см. рис. 3.10) получаем полный цифровой поток, содержащий как информационные, так и синхронизирующие символы (кроме СС в блок импульсов на рис. 3.11, в включают также ряд других служебных символов). Информационная эффективность системы в этом случае . В частности если принять, например, Э∑ ≥ 0,96, q = 8, M = 4, то получим

К ≥ 50. При этом цикл суммарного потока будет равен

.

Откуда

(3.1)

Из выражения видно, что после такого преобразования скорость суммарного цифрового потока возросла незначительно (примерно на 4%), зато это позволило обеспечить высокую информационную эффективность системы и получить помехоустойчивый синхросигнал.

На практике вместо одной буферной памяти емкостью КМ бит удобнее использовать для каждого первичного потока свой индивидуальный блок памяти емкостью К бит (рис. 3.12), а устройство объединения УО выполнить по схеме рис. 3.8.

Рис. 3.12

При этом блоки БП1 ÷ БПМ работают синхронно с частотой считывания, равной fт. гр/М, и на их выходах образуются синхронные цифровые потоки вида рис. 3.11, б при условии, что М = 1. Временное «окно» в каждом считанном потоке рассчитано на q/M бит, причем во всех первичных потоках эти незанятые позиции совпадают во времени. Посимвольное объединение преобразованных первичных потоков осуществляется с помощью схем И, ИЛИ (см. рис. 3.8), при этом на позиции временного «окна» через отдельный вход схемы ИЛИ вводится q-разрядная группа служебных символов, следующих с групповой тактовой частотой fт. гр (как и для варианта на рис. 3.10). Групповой поток ЦП∑ на выходе УО в схеме рис. 3.12 такой же, как и на рис. 3.10, т. е. равен сумме двух сигналов, изображенных на рис. 3.11, а, б.

3.3.2. Объединение асинхронных цифровых потоков

Объединение асинхронных цифровых потоков предусматривает две ступени. На первой каждый из исходных ЦПi , i = 1, ..., М, поступает на свой блок буферной памяти БПi, (рис. 3.13), при этом на выходах блоков получаем синхронные потоки с одинаковой тактовой частотой fT*. На второй ступени осуществляется типовое объединение полученных потоков с помощью блока синхронного объединения (БСО).

Рис. 3.13

При выполнении БСО по схеме рис. 3.12 удобно объединить индивидуальные блоки памяти, используемые для каждого ЦПi, на первой и второй ступенях преобразования, и тогда приходим к обобщенной схеме устройства временного объединения (рис. 3.14).

Рис. 3.14

Здесь каждый j-й блок асинхронного согласования (БАС), j = 1, 2,..., М, на стороне передачи (БАСПД) формирует цифровой поток с тактовой частотой fт. гр/M. Он содержит на одних известных временных позициях ряд служебных символов, а на др. угих, тоже известных позициях, – информационные символы первичного цифрового потока ЦПj, который поступает на вход своего БАСПД со своей тактовой частотой FTj. В устройстве объединения УО синхронные преобразованные потоки посимвольно объединяются и формируют вторичный (групповой) цифровой поток ЦП с тактовой частотой следования fт. гр, которая соответствует стандартной цифровой иерархии. В оконечном пункте приема этот поток в устройстве разделения УР делится на М синхронных первичных преобразованных потоков, каждый из которых поступает на свой приемный блок асинхронного согласования (БАСПР). На выходе этого блока получаем снова исходный первичный поток ЦПj со своей тактовой частотой fTj. Для правильного разделения генераторное оборудование приема (ГОПР) синхронизируется по тактовой частоте fт. гр и частоте следования синхросигнала СС с помощью приемника синхросигнала (ПрСС) и выделителя тактовой частоты ВТЧ, входящего в состав ГОПР.

Совокупность устройств на рис. 3.14 без учета генераторного оборудования часто называют: на стороне передачи – мультиплексором (MUX), на стороне приема – демультиплексором (DMX). В русскоязычной литературе эти устройства называют также оборудованием временного группообразования (ОВГ), добавляя при необходимости указание на то, какие групповые потоки образуются и на какой стороне: передачи или приема. Например, ОВВГпд – оборудование вторичного временного группообразования на стороне передачи, ОТВГпр – третичного на стороне приема и т. п.

Главное требование, предъявляемое к ОВГ, – соблюдение принципа «прозрачности». Он заключается в том, что оборудование временного группообразования не должно накладывать никаких ограничений на структуру объединяемых цифровых сигналов. Соответственно последние должны передаваться по групповым трактам высших уровней без каких-либо изменений их структуры и тактовой частоты.

3.3.3 Процедура согласования скоростей

Обычно тактовые частоты объединяемых ЦПj близки друг к другу и почти равны номинальной частоте fт. ном, однако каждая из них может независимо меняться в пределах fтj = fт. ном (1 ± δf(t)). где δf(t) – относительная стабильность автономных генераторов, которые формируют эти потоки.

При одних и тех же номинальных значениях тактовых частот на входе и выходе БАС его построение можно выполнить различными способами. В первую очередь это зависит от выбора частоты преобразования (считывания) на первой ступени согласования fт* (см. рис. 3.35). На практике нашли применение два основных варианта. В первом выбирается fт*=fт. ном, во втором – fт* > fт. max = fт. ном (1 + max | δf |).

Для первого варианта необходимо проанализировать три ситуации:

а) когда fт = fт* ;

б) когда fт > fт*;

в) когда fт < fт*.

При fт = fт* частота записи fт информационных символов (рис. 3.15, а) в блок памяти БПУ равна частоте считывания fт* (рис. 3.15, б), при этом импульсные последовательности на входе ЦПj и выходе ЦПj (рис. 3.15, а, в) практически не различаются между собой, если не считать постоянного сдвига во времени Δt. Такой случай соответствует режиму синхронного объединения, рассмотренному выше (см. рис. 3.9).

Рис. 3.15

При fт < fт* временной интервал между моментами записи (рис. 3.16, а) и считывания (рис. 3.16, б) уменьшается после каждого считывания на величину ΔT = Тз – Тс, где

Тз = 1/ fт, Тс = 1/ fт*. Это уменьшение происходит до тех пор, пока не наступит момент, когда на интервале Тс не успевает появиться следующий информационный символ. Тогда в считанной импульсной последовательности повторится предыдущий символ (заштрихован на рис. 3.16, в). Такой повтор называют положительным временным сдвигом (ВС). Период возникновения этих ВС (повторов) равен

(3.2)

Где |x| - целая часть числа x.

0

Рис. 3.16

При fт > fт* временной интервал между моментами записи (рис. 3.17, а) и считывания (рис. 3.17, 6) возрастает после каждого считывания на величину ΔT = Тс – Тз. Наконец, наступит момент, когда за один период считывания в блок памяти поступят два информационных символа. Тогда в считанной последовательности (рис. 3.17, в) оказывается потерянным один информационный импульс (он заштрихован на рис. 3.17, а). Такая потеря называется отрицательным временным сдвигом. Она повторяется с периодом возникновения, определяемым также из выражения (3.2).

1

Рис. 3.17

Появление положительных и отрицательных ВС нарушает структуру преобразованного первичного потока, который отличается от исходного или тем, что в нем появились дополнительные неинформационные позиции, или тем, что, наоборот, оказалась потерянной часть информационных символов. Очевидно, в этом случае на приемной стороне по переданному преобразованному потоку невозможно правильно восстановить исходный поток, если не принять определенных мер, которые называют согласованием скоростей.

Процедура согласования скоростей включает в себя, во-первых, формирование в БАСпд трех команд согласования скоростей (КСС, или так называемых стаффинг-команд), которые указывают, в каком режиме в настоящий момент работает БАС: синхронном (fт = fт*), режиме положительных (fт < fт*) или отрицательных (fт > fт*) ВС. Во-вторых, формируется специальный сигнал коррекции, который в случае отрицательных ВС (отрицательного согласования скоростей) представляет собой тот самый «пропущенный» информационный символ, который потерялся бы при преобразовании ЦП (см. рис. 3.17). При положительных ВС (положительном согласовании скоростей) сигнал коррекции указывает на появление «лишнего» неинформационного символа в преобразованном потоке.

Сигналы КСС и сигналы коррекции должны передаваться на строго определенных служебных позициях, отведенных в цикле преобразованного первичного потока (см. рис. 3.11). На приемной станции (в БАСпр) при приеме КСС и сигнала коррекции о положительном согласовании скоростей происходит «вычеркивание» лишнего неинформационного импульса при записи преобразованного первичного потока в блок памяти. Если КСС и сигнал коррекции соответствуют отрицательному согласованию скоростей, то тогда сигнал коррекции записывается в блок памяти в качестве пропущенного информационного символа.

Период повторения группы служебных символов Тц (см. рис. 3.11, б, в) в преобразованном первичном потоке должен быть, естественно, много меньше, чем период повторения ВС. Если учесть относительную стабильность частоты исходного ЦП δf1 и относительную стабильность δf2 частоты записи fт*, которая жестко связана с групповой тактовой частотой fт. гр и потому имеет ту же нестабильность , то период ВС может быть рассчитан на основании (3.2) по формуле

(3.3)

Если принять на основании (3.1), что Тц = К∙Тт. ном, где К > 50, и положить, что

Твс / Тц = p, где p ≥ 100, то тогда из (3.3) следует

(3.4)

Условие (3.4) является основой для обоснования требований к стабильности частот δf1и δf2. Можно показать, что при типовых требованиях: δf1 ≤ 5∙10-5 и δf2 ≤ 3∙10-5 условие (3.4) выполняется.

Рассмотренный вариант согласования скоростей называется двусторонним (положительно-отрицательным). Он применяется в оборудовании временного группообразования во всех ЦСП, разработанных в СНГ до 1992 г., и соответствует рекомендации МККТТ G.745.

В последних разработках применяется ОВГ, в котором используется одностороннее (положительное) согласование скоростей. Такое согласование выполняется тогда, когда на первой ступени преобразования первичного потока выполняется условие

т. е. когда при малых отклонениях частот записи и считывания мгновенное значение частоты считывания fт* всегда больше, чем записи fт. Процедура согласования скоростей здесь отличается от рассмотренной выше тем, что, во-первых, уменьшается период следования ВС, а во-вторых, образуются только положительные ВС, т. е. в преобразованном потоке появляются только «лишние» неинформационные импульсы, которые устраняются с помощью одной команды (КСС) и одного сигнала коррекции.

Положительное согласование скоростей нашло исключительное применение в аппаратуре связи, поставляемой из дальнего зарубежья. Отметим, что стандарты на построение ОВГ с двухсторонним и односторонним согласованием скоростей существенно различаются, поэтому в одной ЦСП нельзя использовать на стороне передачи и приема ОВГ разных стандартов.

4. Плезиохронная цифровая иерархия

4.1. Стандарты плезиохронной иерархии

Исторически первой появилась плезиохронная цифровая иерархия, которая была единственной с начала 60-х до конца 80-х гг., и поэтому свое теперешнее название она получила только с возникновением и началом использования систем передачи, основанных на принципах синхронной иерархии.

Первой системой передачи информации с ИКМ, выпущенной предприятием фирмы Белл в 1961 г., была 24-канальная система со скоростью передачи цифрового сигнала в линии 1544 кбит/с. Она послужила основой для североамериканского стандарта PDH, который получил признание международного союза телекоммуникаций (ITU) и используется по настоящее время. Однако для Европейского региона ITU принял другой стандарт иерархии (ЕС), который основывается на первичной ЦСП типа ИКМ-30 со скоростью передачи цифрового сигнала 2048 кбит/с (рис. 4.1).

В нашей стране в соответствии с этим стандартом используется аппаратура ИКМ-30, ИКМ-120, ИКМ-480, ИКМ-1920.

Иерархия ПЦИ (PDH)

Рис. 4.1.

Первичная ЦСП ИКМ-30 используется на телефонных сетях, в основном с целью организации соединительных линий между АТС, а также как каналообразующая аппаратура для аналого-цифрового преобразования в системах передачи более высоких ступеней иерархии. Основные ее параметры, установленные в соответствии с рекомендациями ITU таковы:

- количество телефонных каналов – 30 при 32 канальных интервалах;

- частота дискретизации – 8 кГц;

- число разрядов кодека – 8;

- скорость передачи 32∙8∙8 = 2048 кбит/с

Два дополнительных канальных интервала предусмотрены для передачи синхросигналов и сигналов управления и взаимодействия между АТС.

В современной терминологии все чаще вместо ИКМ-30 применяется понятие “первичный мультиплексор”, так как назначением первого этапа иерархического преобразования сигналов является мультиплексирование различных сигналов, поступающих на вход мультиплексора в первичный цифровой канал (ПЦК) Е1 – 2048 кбит/с на передаче, демультиплексирование и обратное преобразование на приеме. При этом объединяемые сигналы могут быть как аналоговые, так и цифровые, а в качестве аналого-цифрового преобразования может использоваться не только ИКМ.

Оборудование второй ступени PDH предназначено для объединения четырех первичных цифровых каналов (ПЦК) с пропускной способностью 2048 кбит/с в один групповой вторичный цифровой канал (ВЦК) с пропускной способностью 8448 кбит/с. Основным оборудованием ИКМ-120 является оборудование вторичного временного группообразования (ВВГ), в котором на последующих ступенях PDH используется посимвольный метод объединения цифровых сигналов.

Третичные ЦСП рассчитаны на объединение сигналов четырех вторичных систем и, в случае использования стандартного ИКМ-преобразования, могут обеспечить на первой ступени иерархии передачу до 480 телефонных каналов. Пропускная способность третичного цифрового канала (ТЦК)кбит/с.

Четверичные ЦСП, осуществляющие объединение сигналов четырех третичных систем, позволяют организовать 1920 телефонных каналов. В четвертичном цифровом канале с пропускной способностью кбит/с можно обеспечить высококачественную передачу телевизионных сигналов и сигналов других широкополосных систем.

Представляет интерес сравнение действующих в настоящее время уровней цифровой иерархии в Европе, Северной Америки и Японии (табл. 4.1).

Дальнейшее объединение цифровых потоков четырех систем передачи позволяет получить более мощные пятеричные, шестеричные цифровые системы. Пятеричные системы передачи не нашли широкого применения, так как не выдержали конкуренции с новыми принципами организации ЦСП синхронной цифровой иерархии.

Таблица 4.1

Уровни цифровой иерархии

Традиционно оборудование цифровых систем передачи состоит из оборудования формирования (приема) цифрового сигнала и оборудования линейного тракта (рис. 4.2).

В состав оборудования формирования (приема) цифрового сигнала входят:

- аппаратура цифрового каналообразования (АЦК), которое осуществляет преобразование аналоговых сигналов основного цифрового канала (64 кбит/с) и формирование группового первичного потока;

- оборудование временного группообразования (вторичное, третичное и т. д.), предназначенное для объединения нескольких цифровых потоков.

Оборудование цифровых систем передачи

Рис. 4.2.

Здесь: АЦК – аппаратура цифрового каналообразования;

ОВГ – оборудование временного группообразования;

ОЛТ – оборудование линейного тракта;

ОРП, НРП – обслуживаемый и необслуживаемый регенерационный пункты.

В состав линейного оборудования входит оборудование линейного тракта (ОЛТ) на оконечных станциях, назначение которого согласование линейного тракта с ОВГ или АЦК, дистанционное питание регенераторов, обеспечение телеконтроля тракта и служебной связи.

Оборудование линейного тракта соединяется между собой линиями связи (кабельными, радиорелейными, волоконно-оптическими и т. д.) с включенными обслуживаемыми ОРП и необслуживаемыми НРП усилительными пунктами. Аппаратура ЦСП выпускается в стоечном исполнении (САЦК, СВВГ, СТВГ, СОЛТ).

Кроме оборудования оконечных станций и линейного тракта имеется дополнительное оборудование – аппаратура выделения (АВ) цифровых потоков и каналов для вторичных и третичных цифровых трактов. Для реализации функций выделения-ввода используются мультиплексоры типа “add/drop мультиплексоры” или мультиплексоры с функцией “drop/insert”.

Для переключения каналов между различными цифровыми трактами используется аппаратура кроссовой коммутации – кроссконекты.

Для управления данными устройствами (мультиплексорами и кроссконектами) оборудование линейного тракта оснащается специальной системой сетевого управления NM (Network Management). Кроме того, современные цифровые сети PDH не могут нормально функционировать без обеспечения равенства скоростей обработки сигналов во всех узлах и оконечных устройствах, поэтому важной составной частью первичной сети стала система единой тактовой синхронизации.

Таким образом, комплекс оборудования первичной сети связи ПЦИ это совокупность:

- первичных мультиплексоров для АЦ преобразования и объединения низкоскоростных цифровых сигналов в первичный цифровой сигнал 2048 кбит/с;

- гибких мультиплексоров, осуществляющих временное группообразование вторичных, третичных и четверичных трактов, а в случае необходимости – их выделение, т. е. ввод на промежуточных или узловых станциях;

- оборудования линейного тракта, кроссконнектов;

- системы управления и системы сетевой тактовой синхронизации.

В качестве аппаратуры АЦК в настоящее время используют аппаратуру ИКМ-30, тогда как в аппаратуре "Сопка" могут использоваться и стойки аналого-цифрового каналообразования (САЦК-1). Для вторичного группообразования может использоваться аппаратура ИКМ-120 или стойка вторичного временного группообразования (СВВГ-1У).

Цифровая иерархия носит название плезиохронной, поскольку предполагается, что объединяемые цифровые потоки имеют одинаковые номинальные тактовые частоты. В рамках плезиохронного объединения различают варианты с одно - и двухсторонним согласованием скоростей, которые требуют самостоятельного рассмотрения.

4.2. Группообразование с двухсторонним согласованием скоростей.

4.2.1. Временное группообразование вторичного цифрового сигнала

Построение цикла вторичного цифрового сигнала, получаемого путем временного асинхронного объединения четырех первичных цифровых сигналов с использованием двухстороннего (положительно-отрицательного) согласования скоростей, иллюстрирует рис. 4.3. Цикл передачи вторичного сигнала Тц2 выбран равным 125 мкс, что равно циклу первичного ЦС (см. рис. 12.18). В номинальном режиме в блок асинхронного согласования за это время поступит 256 информационных символов (рис. 4.3, а). Для уменьшения объема памяти БАС цикловой сигнал преобразованного цифрового потока ЦПj* на выходе БАС формируют в виде последовательности четырех подциклов (групп), нумеруемых соответственно Гр1, Гр2, Гр3 и Гр4. Каждая группа (рис. 4.3, 6) включает 66 импульсных позиций (ИП), а всего в цикле размещается 264 ИП, причем длительность каждой ИП равна Тт* = Тц2/264, а частота следования соответственно fт* = 1/ Тт* = 2112 кГц, что равно 1/4 номинальной частоты вторичного ЦП.

Рис. 4.3.

Для сокращения записи обозначим каждую ИП в виде слова: ИП-А-Б, где А означает номер подцикла (группы), Б – номер ИП в группе. Как следует из рис. 4.3, б, первые две ИП в первой группе (ИП-1-1, ИП-1-2) пустые (00), они отведены для формирования циклового синхросигнала (ЦСС), который должен находиться в начале цикла передачи (рис. 4.3, в). Остальные позиции в этой группе (ИП-1-3 ÷ ИП-1-66) заняты информационными символами первичного ЦП. Первые ИП в Гр2, Гр3 и Гр4 отданы для передачи рассредоточенной 3-символьной команды согласования скоростей (КСС), причем для положительного согласования КСС имеет вид 111, а для отрицательного – 000. Для синхронного режима передачи КСС имеет вид чередующихся комбинаций 111 и 000. Вторые позиции в Гр2 и Гр3 – пустые, они отданы для передачи в групповом сигнале символов служебной связи (сл. св) и дискретной информации (ДИ) (см. рис. 4.3, в).

Положительное согласование скоростей осуществляется за счет запрета повтора одного информационного импульса на позиции ИП-4-3. Вместо него в считанной последовательности передается балластный символ 1, который одновременно является и сигналом коррекции. При отрицательном согласовании на этой позиции передаются информационные символы, а на позиции ИП-4-2 передается сигнал коррекции, который в этом случае представляет собой «потерянный» информационный символ. Передача сигналов коррекции осуществляется в цикле, который следует сразу после того цикла, где второй раз подряд повторился один и тот же сигнал КСС.

Посимвольное объединение четырех синхронных и синфазных ЦП вида рис. 4.3, б, имеющих одинаковую структуру цикла и скорость передачи 2112 кбит/с, дает вторичный цифровой поток со скоростью передачи 8448 = 4∙2112, кбит/с. Одновременно во вторичный ЦП∑ вводятся служебные символы на позициях циклового синхросигнала (8-битбвая группа ЦСС вида ), служебной связи (4-битовая группа) и дискретной информации (рис. 4.3, в).

4.2.2. Временное группообразование третичного и четверичного цифрового сигнала

Временное группообразование третичного и четверичного цифрового сигналов при двухстороннем согласовании скоростей выполняется по структурной схеме, аналогичной рис. 4.4 иОтличие состоит в организации цикла передачи (рис. 4.6).

Рис. 4.6.

Для третичного временного группообразования (ТВГ) цикл передачи (рис. 4.6, а) имеет период Тц3 = 0,5 Тц2 = 62,5 мкс и делится на три подцикла (группы) длительностью Тпц3 = Тц3/3. Нетрудно убедиться, что номинально каждая исходная группа содержит 176 ИП (176 = Тпц3 ∙ fт2). После преобразования в блоке асинхронного согласования (БАСпд) получаем преобразованный вторичный поток ЦП2*, в котором каждая группа содержит 179 ИП (рис. 4.6, б).

Первые три ИП в каждой группе являются «пустыми» и отдаются для передачи служебной информации, при этом ИП-2-1, ИП-2-3 и ИП-3-1 используются для трехсимвольной команды согласования скоростей (КСС), ИП-3-3 и ИП-3-4 – для передачи сигналов коррекции (СК) скоростей, причем ИП-3-3 отдается для передачи «пропущенного» информационного символа при отрицательном согласовании скоростей, а ИП-3-4 – для передачи балластного («лишнего») импульса при положительном согласовании скоростей. При отсутствии согласования скоростей КСС в соседних циклах представляет собой чередующуюся последовательность символов 111 и 000; положительное согласование скоростей выполняется только при условии повторения в двух соседних циклах КСС вида 111, а отрицательное согласование – вида 000.

Четыре преобразованных вторичных потока ЦП2* затем посимвольно объединяются в третичный цифровой поток (рис. 4.6, в), у которого в каждой группе теперь насчитывается 716 ИП, при этом первые 12 позиций Гр1 отданы для передачи сигнала цикловой синхронизации вида , на позициях 5 и 6 в Гр2 передается сигнал служебной связи, на позициях 5-8 в Гр3 – сигнал дискретной информации, а на позициях 7 и 8 в Гр2 – сигналы аварии и вызова. Позиции, отданные в третичном сигнале для передачи КСС и СК, нетрудно определить самостоятельно. Используя рис. 4.6, можно убедиться, что тактовая частота преобразованного потока ЦП2* равна fт2∙(179/176) = fт2 (1 + 3/176) = 8592 кбит/с, а тактовая частота третичного потока – соответственно fт3 = 4∙8592 =кбит/с. Информационная эффективность третичного потока Э∑ превышает 0,98 [см. (21)].

При формировании четверичного цифрового потока методом двухстороннего согласования скоростей цикл передачи (рис. 4.7) уменьшается до значения Тц4 = Тц3 / 4 = 15,625 мкс, при этом цикл разделяется на четыре подцикла (группы) длительностью Тпц4 = Тц4/4. В отличие от предыдущих вариантов временного группообразования здесь преобразованный цифровой поток ЦП3* строится по-разному для каждой группы (рис.4.7, а).

Рис. 4.7.

В Гр1 первые три ИП остаются «пустыми» (для служебных целей), а остальные позиции (с 4 по 136) заняты информационными символами исходного ЦП3. В Гр2 и Гр3 для служебных целей отдана только ИП1, а в 4-й группе – первые две ИП, при этом первые ИП в Гр2 – Гр4 отдаются для передачи трехсимвольной КСС (111 – при положительном согласовании скоростей, 000 – при отрицательном, чередование 111 и 000 в соседних циклах – при отсутствии согласования). Сигналы коррекции (СК) скоростей передаются в Гр4, при этом на второй ИП передается «пропущенный» информационный символ в случае отрицательного согласования, а на третьей ИП – балластный символ в случае положительного согласования. В синхронном режиме (при отсутствии согласования скоростей) в цикле преобразованного сигнала ЦП*3 передается 537 исходных информационных символов (133 + 2∙135 + 134), при этом тактовая частота преобразованного сигнала равна fт3 (544/537) = fт3 (1 + 7/537) =кбит/с. В режиме согласования скоростей в цикле ЦП*3 передается 538 информационных символов (при отрицательном согласовании) или 536 (при положительном).

Четыре преобразованных третичных потока посимвольно объединяются в один четверичный (рис. 4.7, б), и теперь в каждой группе размещается 544 символа. В Гр1 на первых 10 позициях размещают цикловой синхросигнал вида , на 11-й позиции передают сигнал служебной связи, на 12-й – сигналы вызова и аварии, позиции 13-544 используют для передачи информационных символов. Размещение символов в остальных группах ясно из рис. 4.7, б, при этом в Гр4 информационные символы передаются также на позициях 9-12 при отсутствии согласования и дополнительно на позициях 5-8 – при отрицательном согласовании. При положительном согласовании на позициях 9-12 передают балластные импульсы, позиции 5-8 – «пустые» и могут быть использованы для дополнительных целей.

4.3. Группообразование с односторонним согласованием скоростей.

Осуществляется в соответствии с рекомендациями МККТТ G.742 (для вторичного ВГ) и G.751 (для третичного и четверичного ВГ). На рис. 4.8, а показан цикл первичного преобразованного сигнала, получаемого на выходе БАСПД вторичного мультиплексора. Цикл состоит из четырех групп, которые содержат по 53 символа, следующих с тактовой частотой fт1* =2112 кбит/с. Первые три ИП в Гр1 «пустые», остальные информационные. В группах 2-4 первые ИП отведены для передач 3-символьной команды согласования скоростей (КСС). Если имеется положительный ВС в преобразованном сигнале, то КСС имеет вид 111, а на позиции ИП-4-2 передается балластный импульс (сигнал коррекции скоростей). При отсутствии ВС на позициях КСС передается сигнал 000, а на позиции ИП-4-2 – текущий информационный символ. Посимвольное объединение четырех преобразованных потоков дает вторичный цифровой поток (рис. 12.38, б) с тактовой частотой fт2 = 4 fт1* = 8448 кбит/с, при этом каждая группа в цикле теперь содержит по 212 символов. В Гр1 первые 10 позиций отдают под цифровой синхросигнал вида , позиция 11 используется для индикации аварии, а позиция 12 резервируется для служебных целей. Остальные позиции не требуют пояснений.