Тема 8. Принципы временного группообразования

Лекция 11

Введение. При формировании стандартных цифровых потоков используется иерархия ЦСП т. е. четыре потока Е1 формируют один поток Е2, четыре пока Е2 формируют один поток Е3 и т. д. При этом учитываются возможности: совместного использования АСП и ЦСП; обеспечение возможности как синхронного, так и асинхронного объединения потоков, разделения и транзита цифровых потоков и сигналов в цифровом виде.

Раздел 8.1. Принципы временного группообразования

ЦСП рассчитаны на разное число каналов, по которым может быть передана различная информация. Для рационального построения ЦСП необходимо:

v Количество каналов ЦСП более высокого порядка было кратно числу каналов ЦСП более низкого порядка;

v Обеспечение применения стандартного оборудования.

С указанной целью ЦСП стандартизируются. При этом учитываются возможности:

- совместного использования АСП и ЦСП;

- обеспечение возможности как синхронного, так и асинхронного объединения потоков, разделения и транзита цифровых потоков и сигналов в цифровом виде.

В основу иерархии положена первичная ЦСП ИКМ-30. Скорость передачи первичного цифрового потока f_т=2048 кбит/с (кГц).

Вторичный цифровой поток формируется:

- либо путем объединения цифровых потоков 4-х первичных СП, обеспечивая емкость в 120 каналов;

- либо кодированием сигнала вторичной группы СП с ЧРК (312…552 кГц)=60 каналов и объединением его с одним первичным цифровым потоком. Таким образом, число каналов получается равным 90.

Иерархию можно представить наглядно:

Преобразование сигнала ВГ в цифровой осуществляется в аппаратуре АЦО ЧРК-ВГ. Скорость вторичного цифрового потока 8448 кбит/с больше, чем (4х2048) кбит/с за счет ввода дополнительных импульсных последовательностей согласования скоростей объединяемых потоков, передачи дискретной информации и сверхцикловой синхронизации. Аппаратура, с помощью которой осуществляется объединение 4-х первичных цифровых потоков, называется аппаратурой вторичного временного группообразования (ВВГ).

Третичная ЦСП формируется также двумя способами:

- путем объединения цифровых потоков 4-х вторичных систем с помощью аппаратуры третичного временного группообразования (ТВГ) и получения 480 каналов;

- кодирования стандартной третичной группы (812…2044 кГц) и передачей ее совместно с цифровым потоком вторичной ЦСП. В этом случае будет организовано 420 каналов ТЧ.

Преобразование ТГ в цифровую форму осуществляется в аппаратуре АЦО-ТГ. Скорость передачи третичной ЦСП 34368 кбит/с.

Четверичная ЦСП формируется путем:

- объединения цифровых потоков 4-х третичных потоков с помощью аппаратуры четверичного временного группообразования (ЧВГ). Таким образом образуется 1920 каналов.

- передачи преобразованного в цифровую форму сигнала телевидения, полученного в аппаратуре АЦО-ТВ совместно с цифровым потоком одной третичной ЦСП. При этом получают канал телевидения и 480 каналов ТЧ.

Скорость передачи четверичной ЦСП 139264 кбит/с.

Первичную ЦСП ИКМ-30 используют на местных и городских сетях.

ИКМ-120 – на местных и внутризоновых сетях.

ИКМ-480 – на внутризоновых и магистральных сетях.

ИКМ-1920 – на магистральных сетях.

В настоящее время на местных и сельских сетях широко применяются субпервичные ЦСП ИКМ-15 (1024 кбит/с) и ИКМ-12 (704 кбит/с).

Способы объединения цифровых потоков. Как уже отмечалось, получение ЦСП более высокого порядка получается путем объединения цифровых потоков систем более низкого порядка.

Существует несколько способов объединения цифровых потоков:

Ø Посимвольный (поразрядный).

Ø Поканальный (по кодовым группам).

Ø Посистемный (по циклам).

При реализации ЦСП применяют наиболее простой посимвольный способ объединения цифровых потоков. При этом импульсы цифровых сигналов объединяемых систем укорачиваются и распределяются во времени так, чтобы в освободившихся интервалах между импульсами каждой из таких систем могли размещаться вводимые импульсы других систем.

При поканальном объединении сужаются и распределяются во времени интервалы, отводимые для кодовых групп. При посистемном объединении обрабатывается целиком цикл передачи.

Структурная схема, реализующая принцип временного объединения потоков.

БЦС_пер и БЦС_пр – блоки цифрового сопряжения тракта передачи и приема. БЦС_пер укорачивает и распределяет во времени импульсы каждой из объединяемых систем.

КЦП (устройство объединения) и РЦП (устройство разделения) – коллектор и распределитель цифровых потоков, служащие соответственно для объединения потоков в тракте передачи и их разделения в тракте приема.

Пер СС и Пр СС – передатчик и приемник синхросигнала.

ВТЧ – выделитель тактовой частоты.

При объединении цифровых потоков производится запись этих потоков в запоминающее устройство (БЦС_пер) и последующее их считывание с помощью импульсов от генераторного оборудования. Импульсы считывания должны иметь длительность, равную длительности импульсов цифрового потока объединенной системы и должны быть разнесены во времени относительно друг друга на тактовые интервалы этого потока.

Генераторное оборудование систем передачи более низкого порядка может работать либо независимо от оборудования объединения и разделения цифровых потоков, либо может быть обеспечена их синхронизация общим задающим генератором. В зависимости от этого объединение цифровых потоков будет асинхронным или синхронным.

При синхронном объединении цифровых потоков скорость записи в БЦС_пер и скорость считывания этой информации из БЦС_пер будут постоянными, т.к. вырабатываются одним и тем же генераторным оборудованием. При этом, между командами записи и считывания должен быть установлен требуемый временной сдвиг, чтобы считывание информации происходило после ее поступления в БЦС_пер.

При асинхронном объединении ЦСП, когда генераторное оборудование устройств объединения цифровых потоков и генераторное оборудование устройств формирования цифровых потоков низшего порядка работают независимо, возможно некоторое расхождение между скоростями записи и считывания. Для согласования этих скоростей необходимо принять дополнительные меры.

При объединении цифровых потоков производится запись информационных символов в запоминающее устройство БЦС с частотой f_з и последующее их считывание с частотой f_сч. При синхронном объединении цифровых потоков частоты f_з= f_сч. При асинхронном объединении цифровых потоков f_з и f_сч могут изменяться в некоторых пределах.

Могут быть два случая:

1. f_з > f_сч – память запоминающего устройства будет переполнена и часть информационных символов может пропасть.
2. f_з < f_сч – память пуста и в очередной момент считывать будет нечего, т.е. появятся дополнительные временные позиции, которые в исходном цифровом потоке отсутствуют.

Следовательно, необходимо согласование скоростей.

При f_з < f_сч наступают моменты, когда ячейки памяти будут свободны от информационных импульсов и появятся нулевые символы, которые называются временными сдвигами. В таком случае производится положительное согласование скоростей: в считанную последовательность вводится дополнительный балластный тактовый интервал, который на приеме должен быть изъят из передаваемой последовательности.

При f_з > f_сч производится отрицательное согласование скоростей: из считываемой последовательности изымается один тактовый интервал, информация которого передается по специальному временному каналу и на приеме вводится в передаваемый поток на свое место.

При асинхронном объединении цифровых потоков возможно одностороннее и двустороннее согласование скоростей.

В системах с односторонним согласованием скоростей частота f_сч выбирается заведомо больше или меньше, чем f_з .

При положительном согласовании (f_з < f_сч) в считанную последовательность вводится дополнительный (неинформационный) балластный тактовый интервал, который на приеме исключается из нее по соответствующей команде согласования скоростей.

При отрицательном согласовании скоростей (f_з > f_сч) на передаче из информационной последовательности изымается один тактовый интервал (дополнительное считывание), который передается по дополнительному каналу и на приеме по команде согласования скоростей снова вводится в информационную последовательность.

В системах с двусторонним согласованием скоростей часто в зависимости от знака разности частот f_з и f_сч при возникновении неоднородности необходимо либо вводить в считанную последовательность дополнительный тактовый интервал, либо изымать его и передавать по дополнительному каналу.

В реальной аппаратуре объединения потоков необходимо передавать еще служебные сигналы, команды согласования скоростей, аварийные сигналы и другие виды сигналов, поэтому частота считывания выбирается больше частоты записи.

f_сч=f_з+f_сл

Для передачи команд согласования скоростей организуются дополнительные временные каналы на определенных позициях цикла передачи, то есть согласование скоростей может производиться в строго определенный момент, обусловленный структурой цикла передачи.

Передача команды согласования скоростей приводит к увеличению тактовой частоты или уменьшению объема передачи полезной информации. Число команд согласования скоростей и объем дополнительной информации будут зависеть от частоты возникновения неоднородностей, которые зависят от стабильности генераторного оборудования. Учитывая высокую стабильность генераторного оборудования, передаваемые команды согласования скоростей занимают 1-2 % объема передаваемой информации.

Выводы.

1. Иерархия цифровых систем передачи заключатся в объединении стандартных цифровых потоков.

2. Необходимо обеспечить возможность совместного использования АСП и ЦСП.

3. Оборудование ОЦТС должно обеспечить как синхронное, так и асинхронное объединение цифровых потоков.

Контрольные вопросы.

1. Что такое цифровая иерархия? Каким условиям она должна удовлетворять?

2. Чему равна скорость передачи стандартных цифровых потоков?

3. Сколько ОЦК содержат стандартные цифровые потоки?

4. Способы объединения цифровых потоков?

5. Нарисуйте схему объединения синхронных цифровых потоков и поясните принцип ее работы.