Проектирование и разработка цифровой системы передачи с временным разделением каналов. 400 км. Количество каналов тч 120
 Скачать 1.43 Mb.
|
 - километрическое затухание кабеля. Защищенность сигналов от помех на входе регенератора с учетом (6.1) , (6.2)где  . Задаваясь необходимой величиной  (для ИКМ-30 ), выбирают защищенность  , откуда определяется  ( ). В результате получим формулу для расчета длины регенерационного участка: . (6.3)Для выбранного кабеля МКТ-4 километрическое затухание кабеля на полутактовой частоте:  ,  (6.4) .Подставляя все значения (  ,  ,  ,  дБ (по моему варианту Dш=4),  ,  ), вычисляем длину регенерационного участка: .Общее количество РП:  , (6.5) .Из общего числа регенерационных пунктов:  , НРП.Таким образом, в соответствии со значениями, полученными в найденных формулах в итоге получилось 173 необслуживаемых регенерационных пунктов. 7 Разработка укрупненной структурной схемы оконечного оборудования и оборудования выделения каналов В состав оконечной станции аппаратуры ЦСП, предназначенной для передачи телефонных сигналов, входит индивидуальное и групповое оборудование. Узлы индивидуального оборудования всех N каналов однотипны, и на рис. 7.1 показано индивидуальное оборудование только для одного канала.  Рисунок 7.1 Структурная схема оконечной станции ЦСП Сигнал от абонента поступает на двухпроводный вход канала и далее через дифференциальную систему (ДС) в тракт передачи. Передающая часть индивидуального оборудования каждого канала содержит усилитель низкой частоты (УНЧпер), фильтр нижних частот (ФНЧпер) и амплитудно-импульсный модулятор (АИМ). В ФНЧпер сигнал ограничивается по спектру (FД = 3,4 кГц), что необходимо перед дискретизацией сигнала. В модуляторе аналоговый сигнал дискретизируется по времени, в результате чего формируется канальный АИМ сигнал, представляющий собой последовательность канальных АИМ отсчетов. Канальные АИМ сигналы всех каналов объединяются в групповой АИМ сигнал (АИМгр). В групповом оборудовании тракта передачи перед кодированием групповой АИМ сигнал, имеющий вид АИМ1 преобразуется в групповой сигнал АИМ2 (см. рис. 7.2). В кодирующем устройстве (Код) осуществляется последовательное нелинейное кодирование отсчетов группового АИМ сигнала, в результате чего на выходе кодера формируется групповой цифровой сигнал с импульсно-кодовой модуляцией, представляющий собой последовательность восьмиразрядных кодовых комбинаций каналов . В цикле передачи, системы помимо информационных символов, формируемых на выходе кодера, необходимо передавать ряд дополнительных сигналов, к которым, в частности, относятся: сигналы управления и взаимодействия (СУВ), передаваемые по телефонным каналам для управления приборами АТС (набор номера, вызов, ответ, отбой, разъединение и др.); сигналы цикловой (ЦС) и сверхцикловой (СЦС) синхронизации; сигналы передачи дискретной информации (ДИ) . Сигналы СУВ от АТС поступают на вход передающей части согласующего устройства (СУпер), где преобразуются в цифровую форму для ввода через схему формирования циклов (ФЦ) (так же как и сигналы ЦС, СЦС и ДИ) в цифровой поток, т. е. добавляются к информационным символам. В результате на выходе ФЦ формируется полный цифровой поток, имеющий циклическую структуру, причем его основные параметры строго регламентированы. Цифровой сигнал на выходе ФЦ представляет собой униполярный (однополярный) цифровой поток. Однако передача такого сигнала по линии затруднена, поэтому униполярный двоичный код в преобразователе кода передачи (ПКпер) преобразуется в двуполярный код, параметры которого отвечают определенным требованиям. Работой всех основных узлов оконечной станции управляет генераторное оборудование (ГОпер и ГОпр), формирующее все необходимые импульсные последовательности, следующие с различными частотами (например, с частотой дискретизации FД, тактовой частотой FT) . В ЦСП цифровой групповой сигнал представляет собой непрерывную последовательность следующих друг за другом циклов (цикличность передачи заложена в самом принципе временного разделения каналов). Под циклом передачи будем понимать интервал времени, в течение которого передаются отдельные кодовые комбинации (или разряды) всех N каналов системы передачи и псл символов необходимых служебных сигналов (синхронизации, СУВ, ДИ) . Для ЦСП, в которых осуществляется аналого-цифровое преобразование (кодирование) сигналов (например, ИКМ-30, ИКМ-15,) длительность цикла Тц выбирается равной периоду дискретизации Тд , т. е. Тц=ТД=125 мкс (при FД= 8 кГц). Помимо длительности цикла Тцстрого регламентируются общее число импульсных позиций п * и их распределение между различными информационными и служебными сигналами. Таким образом, каждая импульсная позиция цикла строго закреплена за сигналами определенного вида. В базовых ЦСП (например, ИКМ-30) цикл передачи разделяется на NКИ канальных интервалов, причем NКИ=Nинф+Nсл ,где Nинф - число информационных интервалов, равное числу каналов N, a Nсл— количество служебных канальных интервалов, выделенных для передачи служебных сигналов. Обычно принимается следующая нумерация канальных интервалов: КИо, КИ1 КИ2, КИ3,..., КИN-1 . Очевидно, длительность канального интервала Тки= Тц/NКИ. Каждый из канальных интервалов содержит т импульсных позиций (обычно т = 8, так как применяется восьмиразрядный нелинейный код), которые также называют тактовыми интервалами (ТИ). Длительность ТИ, очевидно, ТТИ=ТКИ/т,, а общее число ТИ в цикле передачи n=m/NКИ. В каждом тактовом интервале может быть передан один двоичный символ (1 или 0), причем чаще всего передача импульсов осуществляется со скважностью, равной 2, т. е. длительность импульса (1) Ти = 0,5Тти.  Рисунок 7.2 Временной спектр ЦСП Для передачи СУВ всех N телефонных каналов организуется сверхцикл, состоящий из М циклов (рис. 7.2). В каждом из циклов сверхцикла в одном из КИ поочередно передаются СУВ только для одного или двух телефонных каналов. Во втором случае M =N/2+1 (один цикл сверхцикла используется для передачи сверхциклового синхросигнала). При этом принята следующая нумерация циклов в сверхцикле: Ц0, Ц1,Ц2,... Цм-1. В Ц0 обычно передается сверхцикловой синхросигнал (СЦС), который обозначает начало сверхцикла и обеспечивает правильное разделение СУВ по телефонным каналам на приемной станции. Передача СУВ для всех телефонных каналов в каждом цикле, т. е. без организации сверхцикла, нецелесообразна, так как привела бы к чрезмерному увеличению объема служебной информации, а кроме того, не имеет особого смысла, так как длительность даже самых коротких сигналов управления и взаимодействия в десятки раз превышает длительность цикла передачи. Увеличение же объема служебной информации привело бы к необходимости повышения скорости передачи (при сохранении числа информационных каналов) либо к уменьшению числа информационных каналов (при сохранении скорости передачи). 8 Выбор структурной схемы линейного регенератора Регенераторы предназначены для устранения действия помех и линейных искажений в линейном тракте, которые изменяют амплитуду, длительность и форму импульсов линейного сигнала, а также величину временного интервала между соседними символами. Упрощенная структурная схема регенератора изображена на рис.8.1:  Рисунок 8.1 структурная схема регенератора Входной сигнал (рисунок 8.1) усиливается с помощью КУС, снабженного системой автоматической регулировки уровня (АРУ). Это обеспечивает стабильность уровня сигнала на выходе КУС вне зависимости от изменения затухания линии. На рисунке 8.2 изображена структурная схема типовой АРУ  Рисунок 8.2. Структурная схема АРУ Структурная схема регенератора показана на рис.8.3 :  Рисунок 8.3 Структурная схема регенератора Регенератор состоит из предварительного усилителя (ПУ), схемы выделения хронирующего сигнала, т. е. схемы выделения тактовой частоты (ВТЧ), схем решения (СР, и СР2), выходных каскадов (В, и В2), схемы АРУ и схемы питания (Пит). Регенератор цифрового сигнала с другим числом уровней имеет те же блоки, причем число узлов СР и В на единицу меньше числа уровней. Одним из основных блоков регенератора является ПУ, задача которого заключается в таком формировании выходного сигнала Sp(t), чтобы он создавал минимальные межсимвольные влияния и имел максимальную ограниченную полосу частот. Передаточная функция предусилителя определяет отношение сигнал-шум на входе решающего устройства. К выходу ПУ подключена схема ВТЧ, которая в регенераторах, предназначенных для симметричных линейных кодов типа ЧПИ, представляет собой выпрямительную схему, преобразующую биполярный код в однополярный, спектр которого содержит дискретные составляющие тактовой частоты. Преобразованный таким образом сигнал чаще всего вводится в резонансный контур с добротностью Q= 100...1000. Периодическое возбуждение контура приводит к появлению на его выходе сигнала, частота которого определяется тактовой частотой линейного сигнала. Поскольку данный сигнал имеет форму затухающей синусоиды, он подается на схему ограничения и формирования, которая придает хронирующему сигналу требуемую форму. Чаще всего этот сигнал представляет собой последовательность прямоугольных импульсов с коэффициентом заполнения 50 % (меандр). В более старых технических решениях применялась схема для дифференцирования сигнала с целью получения узких тактовых импульсов, устанавливающих моменты принятия решения и длительность импульсов на выходе регенератора. В момент принятия решения, определяемого хронирующими импульсами, напряжение выходного сигнала ПУ сравнивается в СР с пороговым напряжением, и по результату принимается решение о значении символов (0 или 1), которые должны формироваться схемой В на соответствующих тактовых интервалах. Форма выходного сигнала определяется выходной цепью регенератора. При линейных сигналах, имеющих форму прямоугольных импульсов, выходная цепь реализуется в виде ключевых схем, отпираемых выходными импульсами решающего устройства и выключаемых по истечении определенного времени непосредственно хронирующими импульсами. Для уменьшения влияния температурных изменений затухания кабельной пары, а также изменения длины участка за счет различного размещения регенерационных участков в схеме регенератора используется автоматическая регулировка порога или, в новых решениях, автоматическая регулировка усиления ПУ. Последний метод обеспечивает постоянство амплитуды импульсов на выходе ПУ, и пороги решения имеют постоянную величину. Критерием, используемым для регулирования, является изменение амплитуды импульсов на выходе ПУ. Изменение амплитуды импульсов используется также для регулировки корректора. Благодаря этому на его выходе как амплитуда, так и форма импульсов сохраняются практически постоянными при изменении затухания линии в пределах 10...20 дБ. При этом, очевидно, может ухудшаться отношение сигнал-шум для наиболее длинных регенерационных участков, однако при правильном проектировании оно будет находиться в допустимых пределах. Электропитание промежуточных регенераторов производится дистанционно из обслуживаемых регенерационных пунктов (ОРП) стабилизированным током. Питание регенераторов на симметричных кабелях осуществляется по фантомной цепи, организуемой по парам, по которым передается цифровой сигнат данной ДСП. В случае использования коаксиальных кабелей электропитание производится по внутренним проводникам коаксиальных пар. Устройства электропитания регенераторов ряда регенерационных станций включаются последовательно в цепь ДП, создаваемую отдельно для каждой СП. В устройстве ДП регенераторов (в блоке Пит) используются полупроводниковые стабилитроны, обеспечивающие стабилизацию напряжения питания, а также предусматриваются соответствующие зажимы, позволяющие закоротить цепь питания (образовать шлейф в последнем из дистанционно питаемых регенерационных пунктов). Помимо этого, в промежуточных регенерационных пунктах имеются устройства дистанционного обнаружения неисправных регенераторов и обрывов цепей ДП. 9 Построение сигнала на выходе регенератора (в коде КВП-3) для заданной кодовой последовательности символов. Квазитроичный код - трехуровневый код, в котором два уровня служат для поочередной передачи символов одного и того же значения. По существу, биполярное преобразование кода базируется на пространстве троичного кода, но с использованием только двух уровней в течение каждого конкретного тактового интервала. Следовательно, при таком преобразовании плавание постоянной составляющей устраняется за счет неэффективного и избыточного использования кодового пространства. Избыточность в сигнале дает также и другие преимущества. Наиболее важное из них состоит в возможности контролировать качество передачи путем подсчета ошибок, не имея информации о характере передаваемых сигналов. Поскольку полярности импульсов в линии должны чередоваться, обнаружение двух последовательных импульсов одной полярности означает появление ошибки. Это появление ошибки известно как нарушение биполярности. При каждой одиночной ошибке обязательно происходит нарушение биполярности. Следовательно, биполярный код по своему существу представляет форму кодирования с проверкой на четность. Если обнаружено нарушение биполярности, то ошибка произошла в одном из битов в интервале между импульсами, указывающими на это нарушение (включая и сами импульсы): либо какой-то импульс должен был быть 0, либо какой-то из принятых 0 должен был быть импульсом противоположной полярности. Если более внимательно оценивать текущие значения отсчетов импульсов, то можно принять решение о том, где с наибольшей вероятностью произошла ошибка. Бит со значением отсчета, наиболее близким к порогу решения, скорее всего, и содержит ошибку. Данный способ принадлежит к общему классу алгоритмов решения для сигналов с избыточностью, называемых алгоритмами максимального правдоподобия. Основным недостатком кода ЧПИ является возможность появления в цифровом сигнале длинных серий 0, что затрудняет поддержание хронирования в регенераторах. Биполярный код усовершенствуется путем замещения (по установленным правилам) всех последовательностей из N двоичных нулей специальной кодовой комбинацией длиной в N тактовых интервалов, содержащей определенное число двоичных единиц. В результате этого плотность импульсов в коде передачи увеличивается (по сравнению с исходной двоичной последовательностью). В приемном оконечном устройстве происходят распознавание замещающих комбинаций и их замена последовательностями. В ЦСП с ИКМ широкое распространение получили квазитроичные коды с ЧПИ и КВП-3. В коде о ЧПИ символы "1" двоичной последовательности передаются поочередно импульсами положительной и отрицательной полярностей (рис. 9.1,б). Алгоритм формирования КВП-3 более сложен. До тех пор, пока не появится более трех следующих подряд нулевых символов, этот код формируется так же, как и код с ЧПИ. Если в двоичном коде появляются четыре или более "нуля", то каждая комбинация из четырех последовательных "нулей" замещается одной из комбинаций, приведенных в таблице 1. Таблица 1
При использовании такого алгоритма происходит систематическое изменение полярностей импульсов, нарушающих правило чередования знаков, принятое в коде с ЧПИ. Это ведет к выравниванию количества положительных и отрицательных импульсов в передаваемом сигнале, что обеспечивает отсутствие в его спектре частот постоянной составляющей и уменьшение уровня низкочастотных составляющих. На приемной стороне замены распознаются по нарушению правила чередования полярностей и в свою очередь замещаются комбинациями (0000). | |||||||||||