Примеры ДЧТ и ДФМ для двух каналов

Типичным примером многоканальной системы с комбинационным разде­лением является ДЧТ (см. рис. 6.7). Для передачи четырёх комбинаций сигна­лов двух каналов используются четыре частоты: f₁, f₂, f₃, f₄. При двукратной фа­зовой манипуляции(ДФМ) каждой комбинации состояний 1 и 2 каналов соот­ветствует определённое значение фазы группового сигнала j₁, j₂, j₃, j₄ (Таб­лица 8.1).

Аналогично можно строить системы комбинационного уплотнения для большого числа каналов. Однако в случае применения многократной манипу­ляции при выборе частот, обеспечивающих ортогональность совокупности пе­редаваемых сигналов, занимаемая полоса частот с ростом N растёт экспоненци­ально, а не линейно, как при ЧРК. Например, для N = 4при ЧРК потребуется 8 значений частот, а при комбинационном уплотнении— 2⁴ = 16. Использование многофазнойФМ(ОФМ), как уже отмечалось ранее, практически не связано с расширением занимаемой полосы частот.

При комбинационном уплотнении скорость передачи элементов V в груп­повом сигнале равна скорости передачи элементов в канале. Скорость же пере­дачи символов (бит/с) в групповом сигнале увеличивается пропорционально числу каналов уплотнения, так как каждый элемент группового сигнала «несёт» N бит.

Синхронизация в сетях

При построении сетей передачи цифровых сигналов необходимо обеспе­чить синхронизацию двух типов: обычную (тактовую, цикловую и т.п.), необхо­димую для синхронного режима обработки сигналов в приёмных устройствах абонентов, и сетевую синхронизацию узлов. Рассмотрим только единую сете­вую тактовую синхронизацию.

Из-за отклонений частот тактовых генераторов различных коммутацион­ных узлов возможны искажения в виде вставок. Чтобы предотвратить это явле­ние, необходимо синхронизировать между собой тактовые генераторы узлов связи (УС). Вместе с тем стремление обеспечить взаимодействие синхронной сети с другими сетями, в том числе и на международном участке, диктует необ­ходимость руководствоваться требованиями ITU-T по синхронизации. В част­ности, Рекомендация G.811 гласит, что относительная нестабильность задаю­щего генератора(ЗГ) в УС должна быть не хуже1×10^-11 за сутки.

Идеальный случай достигается при пол­ной синхронизации всей сети за счёт вы­сокой стабильности тактовых генераторов в УС, однако этот способ практически не реализуем. Поэтому применяются лишь способы принуди­тель­ной синхронизации, из которых целесообразно выделить два спосо­­ба:

1. главного тактового генератора (ГТГ);

2. взаимной синхронизации.

На частоту и фазу ГТГ настраиваются ведомые ТГ. Синхросигнал выде­ляется из рабочего сигнала, поступающего с ведущего УС, либо для целей син­хронизации пере­даётся специальный сигнал опорной частоты (для этого можно предусмотреть специальную распределительную сеть синхронизации). ГТГ, как правило, имеет атомный эталон частоты (Df/f<10^-11). Остальные тактовые ге­нераторы построены на основе высокостабильных кварцевых генераторов с ре­гулируемой фазой. При отключении канала синхронизации они могут опреде­лённое время сохранять необходимые фазовые соотношения.

Взаимная синхронизация в сети. При этом способе синхронизации ни один отдельно взятый генератор не определяет частоту и фазу ос­тальных генераторов сети (рис. 8.9). Формирование сигналов тактовой частоты на каж­дом УС осуществляется путём усреднения частот всех входящих цифровых по­токов и частоты тактового генератора данного узла. Для этой цели на каждом УС имеется свой компаратор (устройство сравнения), к которому подводятся все синхросигналы входящих потоков и сигнал местного ТГ. В результате сравнения вырабатывается сигнал управления собственным ТГ. Очевидно, что управление распространяется на всю сеть, поскольку исходящие потоки син­хронизированы местным ТГ.

Синхронизацию в сети можно построить и по принципу комбинации рас­смот­рен­­ных способов, тогда она будет многоуровневой иерархического типа. УС верхнего уровня сети содержат высокостабильные атомные генераторы, а УС более низких уровней — менее стабильные (кварцевые) генераторы. Сис­тема синхронизации каждого уровня иерархии строится по принципу взаимной синхронизации. Генераторы более высоких уровней являются ведущими для генераторов низшего уровня.

Принудительная синхронизация может осуществляться как без специаль­ного канала для синхронизации, так и с выделением специального дуплексного канала для передачи команд о подстройке частоты (фазы) ведомого генератора.

В первом случае нестабильность задержки приводит к возникновению дополнительных погрешностей частоты синхронизируемого генератора. Вели­чина её за сутки достигает 3,7×10^-3 мкс/км, то есть относительная суточная не­стабильность частоты сигнала на выходе кабельной линии длиной 1000 км со­ставляет 4,3×10^-11.

Организация между узлами сети дуплексного канала, а также использова­ние компенсации постоянной составляющей задержки и низкочастотных со­ставляющих её нестабильности позволяют практически исключить или, по крайней мере, резко снизить влияние этого серьёзного дестабилизирующего фактора.

Обеспечение дальности связи

Многоканальные системы передачи с частотным и временным разделе­нием каналов — это сложный комплекс технических средств, включающий в себя оконечную аппаратуру, устанавливаемую на оконечных пунктах (ОП), промежуточную аппаратуру, размещаемую в обслуживаемых (ОУП) или необ­служиваемых (НУП) усилительных пунктах, а также линий связи (рис. 8.10).

В отличие от аналоговых систем во временных (цифровых) системах на обслуживаемых и необслуживаемых пунктах устанавливается аппаратура для восстановления (регенерации) импульсных сигналов линейного тракта. Отсюда обслуживаемые и необслуживаемые пункты в этих системах принято называть регенерационными (ОРП, НРП).

Рис. 8.10. Структурная схема построения систем передачи

Поясним, для чего нужны усилительные и регенерационные пункты. Дальность передачи сигналов по физическим цепям (средам) определяется, прежде всего, затуханием (ослаблением) сигнала из-за того, что в цепи теряется часть энергии передаваемого сигнала. Конкретные электрические параметры цепи и чувствительность приемного устройства определяют допустимую даль­ность связи. Например, при передаче речи мощность сигнала на выходе микро­фона телефонного аппарата P_пер = 1 мВт, а чувствительность телефона прием­ного аппарата P_пр= 0,001мВт. Таким образом, максимально допустимое затуха­ние цепи не должно быть больше a_max= 10lg(P_пер/P_пр) = 10lg(1/0.001) = 30 дБ. Зная затухание a_max и километрический коэффициент затухания a, можно опре­делить дальности передачи L = a_max/a .

Рис. 8.11. Диаграмма уровней. Р_пер, Р_пр – уровни сигнала на передаче и приеме,