Объединение цифровых потоков

Первичные цифровые потоки (ИКМ-30) могут объединяться для увеличения скорости передачи информации по одному групповому тракту. При этом за одно и то же время, например длительность цикла, нужно передать число канальных интервалов в несколько (n) раз большее, чем в первичном потоке. Это означает, что длительность передаваемых импульсов в n раз должна быть короче.

Объединение осуществляется следующим образом (рисунок 4.58). Входные цифровые последовательности поступают параллельно на входы запоминающих устройств, где часть их записывается. После окончания записи осуществляется поочередное считывание в общую нагрузку за более короткое время.

В ЗУ может записываться один символ (побитовая запись) или группа символов. Чаще всего во втором случае записываются байты (побайтная запись). При объединении и разделении цифровых потоков различают три случая:

1) синфазно-синхронное объединение;

2) синхронное объединение;

3) асинхронное объединение.

При синфазно-синхронном объединении (рисунок 4.59) равны скорости объединяемых потоков (один и тот же тактовый генератор) и все они поступают без задержки в один и тот же момент времени (с одинаковой фазой).

При синхронном объединении (рисунок 4.60) скорости входных потоков по-прежнему равны, но моменты их прихода на ЗУ разные вследствие задержки в каналах связи. В этом случае в каждом канале для синхронизации вводятся несколько служебных байтов(А,В). Помимо функции синхронизации эти байты могут нести и другую служебную информацию. Так как эти байты должны быть переданы вместе с информацией за неизменное время Т_ц, то скорость считывания будет больше, чем при синфазно-синхронном объединении. Например, если на каждые 32 байта входной последовательности добавляется один служебный, увеличение скорости будет равно 33/32.

В случае асинхронного объединения, помимо фазовой задержки, входные потоки могут иметь еще и разные скорости. Обычно это характерно для плезиохронных систем передачи, когда генераторное оборудование на передающей стороне имеет свои автономные генераторы тактовой частоты. Частоты этих генераторов не могут совпадать абсолютно точно, т.е. содержат разброс по тактовой частоте Df_т. Кроме того, любому генератору присуща нестабильность частоты, что увеличивает разброс и делает его случайным. Поэтому разница между скоростью при записи V₃ и скоростью при считывании V_c может быть как положительной, так и отрицательной. И в том и в другом случае скорость записи и считывания надо согласовывать. Изменить тактовую частоту генератора считывания мы не можем, потому что он один для всех входных потоков. Следовательно, нужно изменять скорость каждого из них при записи (рисунок 4.61).

Если V_з=V_c, никакого согласования не нужно. При V_з<V_c имеем дело с положительным согласованием скоростей (ПСС). В этом случае процесс считывания заканчивается раньше положенного времени и образуется временная пауза, которая увеличивается со временем. В определенный момент эта пауза становится равной длительности импульса посылки и следящее устройство ЦСП вырабатывает команду на ПСС. По этой команде в конце цикла процесс считывания задерживается на одну позицию так, как будто между двумя информационными импульсами (n-1 и n) вставим «пустой». Эту процедуру называют торможением, или «стаффингом», от слова «вставка» – стаффинг.

При V_з>V_c (отрицательное согласование скоростей – ОСС) для n-го импульса не хватает позиции. По команде согласования скоростей (КСС) последний n импульс передается вместо одного из служебных в следующем.

Управление согласованием скоростей осуществляется посредством КСС, которые вырабатываются в самом устройстве объединения (мультиплексоре) по мере того как задержка или опережение достигают критического значения. В оборудование разделения потоков КСС поступают в байтах служебной информации на определенных позициях. Обычно используют систему двустороннего (положительного и отрицательного) согласования скоростей, хотя она и сложней односторонней. В двусторонней системе необходимость подачи КСС возникает гораздо реже, а следовательно, и меньше вероятность ошибки согласования. Поскольку ошибка в согласовании скоростей приводит к потере синхронности передачи, а следовательно, к разрыву связи, при передаче КСС принимают специальные меры: для повышения помехозащищенности команд каждый бит информации КСС передается три раза, а также применяется специальный алгоритм обработки принятых команд, позволяющий исключать ошибки согласования, даже если отдельные КСС будут опознаны неверно.