Принцип временного разделения каналов. Система передачи

Содержание

Слайд 2

Принцип ВРК:
сигналы различных каналов передаются по общей линии поочередно во времени путем

Принцип ВРК: сигналы различных каналов передаются по общей линии поочередно во времени
периодического подключения передающего и соответствующего ему приемного устройства каждого из каналов к общей линии на определенный промежуток времени

 

Интервал следования дискретных отсчетов называют периодом дискретизации - ТД
Периоду дискретизации соответствует частота дискретизации FД ≥ 2FВ

для телефонного сигнала со спектром 0,3 ÷ 3,4 кГц (FВ = 3,4 кГц)
ТД = 125 мкс FД = 8 кГц

Слайд 3

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ С ВРК

к линии на определенный промежуток времени,

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ С ВРК к линии на определенный промежуток времени,
в течение которого проходит импульс сигнала данного канала.
Передача непрерывного сигнала осуществляется в виде импульсов, соответствующих мгновенным значениям непрерывного сигнала в момент открывания Эк.
Последовательность импульсов на выходах Эк – это дискретизированный сигнал
или сигнал АИМ
Эк передачи - это модуляторы АИМ

ФНЧ на передаче ограничивают спектр исходного непрерывного сигнала до значения 3,4 кГц
Электронные ключи (Эк) одновременно
подключают передающие
и приемные устройства каждого из каналов

Слайд 4

Эк приема – это временные селекторы, они выделяют из последовательности отсчетов группового

Эк приема – это временные селекторы, они выделяют из последовательности отсчетов группового
АИМ-сигнала отсчеты своего канала
РКИ - распределители канальных импульсов, они формируют импульсы, которые управляют работой Эк на передаче и приеме.
РКИ приема и РКИ передачи должны быть синхронизированы
В этом случае при передаче сигнала по 1-му каналу замыкаются Эк только этого канала, при передаче сигнала 2-го канала срабатывают электронные ключи 2-го канала и т. д.
ФНЧ на приеме – это демодуляторы АИМ-сигнала, они преобразуют последовательность АИМ-отсчетов в исходный непрерывный сигнал

Слайд 5

Интервал времени между ближайшими импульсами группового сигнала Тк называется канальным интервалом или

Интервал времени между ближайшими импульсами группового сигнала Тк называется канальным интервалом или
тайм-слотом (Time Slot)
Из принципа временного объединения сигналов следует, что передача в таких системах осуществляется циклами, то есть периодически в виде групп из
Nгр = N + n импульсов,
где N – количество информационных сигналов,
n – количество служебных сигналов

При временном разделении каналов возможно использование следующих видов импульсной модуляции: АИМ – амплитудно-импульсная модуляция, ШИМ – широтно-импульсная модуляция, ФИМ – фазо-импульсная модуляция.

Характерной особенностью спектров сигналов при импульсной модуляции является наличие составляющих с частотами Fmin…Fmax исходного сигнала

Слайд 6

Для передачи непрерывных сообщений цифровыми методами необходимо произвести преобразования:
дискретизация непрерывных сигналов во

Для передачи непрерывных сообщений цифровыми методами необходимо произвести преобразования: дискретизация непрерывных сигналов
времени
квантование их по уровню,
преобразование квантованных отсчётов в цифровой сигнал

Квантование - замена отсчётов мгновенных значений сигнала АИМ дискретными значениями ближайших разрешённых уровней
Интервал между ближайшими разрешёнными уровнями квантования называют шагом квантования ∆U

Слайд 7

Различают квантование
равномерное, если шаг квантования не изменяется. При равномерном квантовании ошибка квантования

Различают квантование равномерное, если шаг квантования не изменяется. При равномерном квантовании ошибка
различна для слабых и сильных сигналов.
неравномерное: шаг квантования изменяется пропорционально изменению амплитуды входного сигнала. Ошибка квантования для слабых сигналов уменьшается, а для сильных – увеличивается.

Слайд 8

Неравномерное квантование может быть получено с помощью сжатия (компрессии) динамического диапазона (ДД)

Неравномерное квантование может быть получено с помощью сжатия (компрессии) динамического диапазона (ДД)
сигнала с последующим равномерным квантованием. На приеме осуществляется обратная операция – экспандирование (расширение) ДД
В ЦСП применяется
логарифмическая характеристика компандирования типа А-87,6/13.

А-87,6 - параметр компрессии
Характеристика содержит положительную и отрицательную ветви
Ветвь состоит из восьми сегментов
Сегмент - это 16 уровней квантования
Общее число уровней характеристики 256
Квантование внутри сегмента – равномерное
Каждый сегмент начинается с определенного эталонного сигнала - основного эталона
Каждый из 16 уровней внутри сегмента может быть сформирован с помощью сочетания четырех дополнительных эталонов

Слайд 9

Четыре центральных сегмента образуют один сегмент, так как шаг квантования равен 1Δ.

Четыре центральных сегмента образуют один сегмент, так как шаг квантования равен 1Δ.

Число сегментов характеристики с различными шагами квантования равно 13. При переходе к следующему сегменту шаг квантования увеличивается в 2 раза.

Слайд 10

Кодирование - это преобразования квантованных импульсов АИМ-сигнала в m-разрядные группы двоичных символов,

Кодирование - это преобразования квантованных импульсов АИМ-сигнала в m-разрядные группы двоичных символов,
m = 8
Для кодирования телефонных сигналов применяют симметричный двоичный код:
символ первого разряда определяется знаком АИМ-отсчета,
остальные разряды – это значение отсчета, выраженное в двоичной системе исчисления
Кодирование осуществляется в нелинейных кодерах взвешивающего типа

Кодирование осуществляется в три этапа:
1. определение и кодирование полярности отсчета (такт 1)
2. определение и кодирование номера сегмента, в котором заключен кодируемый отсчет (такты 2, 3, 4)
3. определение и кодирование номера уровня квантования внутри сегмента
(такты 5, 6, 7, 8)

Слайд 11

Алгоритм определения номера
сегмента

2
этап:

3
этап:

Дополнительные эталоны выбираются в соответствие с определенным номером сегмента.
Подключаются дополнительные

Алгоритм определения номера сегмента 2 этап: 3 этап: Дополнительные эталоны выбираются в
эталоны в порядке убывания

Слайд 12

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА НЕЛИНЕЙНОГО КОДЕРА ВЗВЕШИВАЮЩЕГО ТИПА

К - компаратор
ГЭТ1
ГЭТ2 -

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА НЕЛИНЕЙНОГО КОДЕРА ВЗВЕШИВАЮЩЕГО ТИПА К - компаратор ГЭТ1 ГЭТ2 -
генераторы эталонных токов
ЦР - цифровой регистр
КЛ - компрессирующая логика
БКЭ - блок коммутации эталонов
ПК - преобразователь кода

Слайд 13

Пример кодирования АИМ-отсчета


Ошибка квантования: Iош = Iсигн − ∑Iэт
для

Пример кодирования АИМ-отсчета Ошибка квантования: Iош = Iсигн − ∑Iэт для рассмотренного
рассмотренного примера она составит: Iош = 410∆−400∆=10∆

Слайд 14

Декодирование – это формирование сигнала АИМ-II из кодовых комбинаций ИКМ сигнала.
Амплитудная

Декодирование – это формирование сигнала АИМ-II из кодовых комбинаций ИКМ сигнала. Амплитудная
характеристика декодера является обратной функцией характеристики кодера, то есть общая характеристика тракта кодер-декодер должна быть линейна.

ДЕКОДИРОВАНИЕ

нелинейный декодер взвешивающего типа

ГЭТ1
ГЭТ2 - генераторы эталонных токов
ЦР - цифровой регистр
ЭЛ - экспандирующая логика
БКЭ - блок коммутации эталонов
ПК - преобразователь кода

Слайд 15

Пример декодирования

Пример декодирования

Слайд 16

ГЕНЕРАТОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЦСП

Генераторное оборудование (ГО) предназначено для формирования и распределения во времени

ГЕНЕРАТОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЦСП Генераторное оборудование (ГО) предназначено для формирования и распределения во
импульсных последовательностей, управляющих работой всех узлов аппаратуры и служащих для формирования/расформирования первичного цифрового потока.

ГО

формирует

импульсные последовательности с тактовой частотой fт

импульсные последовательности с разрядной частотой fр

импульсные последовательности с канальной частотой fк

импульсные последовательности с цикловой частотой fц

Структура генераторного оборудования передающей и приемной частей аппаратуры

ФТП - формирователь тактовой последовательности
РР - распределитель разрядный
РК - распределитель канальный
РЦ - распределитель цикловой
ВТЧ – выделитель тактовой частоты

Тактовая частота определяет частоту следования битов информации в первичном потоке. Ее значение определяется по формуле: Fт = Fд · m · Nки,
Для первичного цифрового потока Fт = 8·103· 8 · 32 = 2048 кГц

Слайд 17

Распределитель разрядных импульсов
формирует 8 импульсных последовательностей (m=8) от Р1 до Р8

Распределитель разрядных импульсов формирует 8 импульсных последовательностей (m=8) от Р1 до Р8
с частотой

ГЕНЕРАТОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЦСП

Распределитель канальных импульсов
формирует 32 импульсные последовательности (Nки =32) с частотой

Распределитель цикловых импульсов
формирует 16 импульсных последовательностей (Sц=16) с частотой

Слайд 18

Синхронизация в цифровых системах передачи

В ЦСП с ВРК правильное восстановление исходных сигналов

Синхронизация в цифровых системах передачи В ЦСП с ВРК правильное восстановление исходных
на приеме возможно только при синхронной и синфазной работе генераторного оборудования на передающей и приемной станции

ВИДЫ СИНХРОНИЗАЦИИ:
ТАКТОВАЯ (ТС) - обеспечивает равенство скоростей обработки цифровых сигналов в линейных и станционных регенераторах, кодеках и других устройствах ЦСП, осуществляющих обработку сигналов с тактовой частотой
ЦИКЛОВАЯ (ЦС) - обеспечивает правильное разделение и декодирование кодовых групп цифрового сигнала и распределение декодированных отсчетов по соответствующим каналам
СВЕРХЦИКЛОВАЯ (СЦС) - обеспечивает на приеме правильное распределение СУВ по соответствующим телефонным каналам
Нарушение хотя бы одного из видов синхронизации приводит
к потере связи по всем каналам ЦСП

Слайд 19

В цифровых телекоммуникационных системах используется два основных метода выделения тактовой частоты:
- метод

В цифровых телекоммуникационных системах используется два основных метода выделения тактовой частоты: -
пассивной фильтрации (или резонансный метод)
- метод активной фильтрации

В высокоскоростных ЦСП используют метод активной фильтрации:
с применением устройств фазовой автоподстройки частоты

Слайд 20

Требования к системе ЦС:
- среднее время удержания синхронизма между его двумя сбоями
должно

Требования к системе ЦС: - среднее время удержания синхронизма между его двумя
быть максимально
среднее время восстановления синхронизма при его нарушении должно быть минимальным
- количество разрядов в синхросигнале и частота его повторения должны быть минимальными

Решающее устройство определяет:
состояние синхронизма
момент выхода из синхронизма
управляет работой соответствующих узлов ГО в режиме поиска синхронизма

Слайд 21

ФОРМИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ

Требования к кодам ЦСП, используемым для передачи сигнала по

ФОРМИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ Требования к кодам ЦСП, используемым для передачи сигнала
линии:
энергетический спектр сигнала должен ограничиваться снизу и сверху, быть достаточно узким, располагаться на сравнительно низких частотах и не содержать постоянной составляющей.
структура сигнала должна позволять достаточно просто выделять из него сигнал тактовой частоты;
код должен обладать информационной избыточностью, позволяющей осуществлять контроль верности передачи.

МБВН – модифицированный без возвращения к нулю

ВН (RZ) – симметричный код с возвращением к нулю

Слайд 22

- код МБВН формируется с помощью счетного триггера
- спектр в два раза

- код МБВН формируется с помощью счетного триггера - спектр в два
уже, чем спектр кода ВН, поэтому затухание сигнала меньше, а, следовательно, и меньше МСИ II рода.
- низкочастотные составляющие спектра и постоянная составляющая мощные, поэтому величина МСИ I достаточно велика
- код не обладает избыточностью
- в спектре нет тактовой частоты, по этой причине устройство выделения тактовой компоненты из линейного сигнала будет сложнее, чем для кода ВН
- при появлении серии нулей возможен сбой тактовой синхронизации

для передачи цифрового сигнала в линию используют следующие коды:
1. МБВН – модифицированный без возвращения к нулю

код МБВН применяют крайне редко

Слайд 23

2. код ЧПИ (AMI) - с чередованием полярности импульсов, квазитроичный
код ЧПИ

2. код ЧПИ (AMI) - с чередованием полярности импульсов, квазитроичный код ЧПИ
(AMI) формируется по следующему алгоритму:
символу «0» соответствует пауза,
символу «1» - последовательные импульсы положительной и отрицательной полярности
Чередование полярности импульсов позволяет достаточно хорошо компенсировать межсимвольные искажения I и II рода.
Спектр кода ЧПИ ограничен как сверху, так и снизу относительно спектра исходной последовательности и не имеет постоянной составляющей
Наиболее мощные частотные компоненты в сигнале кода ЧПИ расположены в области частот, прилегающих к 0,5fт, поэтому условия прохождения сигналов по линии связи рассматриваются на полутактовой частоте
В сигнале ЧПИ возможен контроль ошибок, так как пропадание импульса или появление ложного приводит к нарушению чередования полярности
Выделение тактовой частоты из спектра линейного сигнала несложно
! если в исходной последовательности присутствуют большие пакеты нулей, выделение тактовой частоты затрудняется

Слайд 24

Временные диаграммы формирования
из кода ВН кода ЧПИ

энергетический спектр кода

Временные диаграммы формирования из кода ВН кода ЧПИ энергетический спектр кода ЧПИ
ЧПИ

Слайд 25

3. код КВП-3 (HDB-3) – код высокой плотности единиц, не допускающий

3. код КВП-3 (HDB-3) – код высокой плотности единиц, не допускающий более
более трех нулей подряд. Код КВП-3 также называют модифицированным с чередованием полярности импульсов - МЧПИ.
В коде КВП-3 (HDB-3) или МЧПИ:
устранена трудность выделения тактовой частоты при наличии в исходной последовательности пакетов нулей;
каждая серия из четырех нулей заменяется вставками вида «000V» и «В00V»
В вставках «000V» и «В00V»:
символ «В» - импульс, полярность которого противоположна полярности предшествующего кодового символа
импульс «V» - импульс, полярность которого повторяет полярность предшествующего импульса
вставка «В00V» применяется, если после предыдущей вставки было передано четное число единиц
вставка «000V» применяется, если после предыдущей вставки было передано нечетное число единиц

В коде КВП-3 (HDB-3) или МЧПИ обнаруживается одиночная ошибка при нарушении чередования полярности сдвоенных импульсов

Слайд 26

формирование кода КВП-3 из сигнала в коде ВН

формирование кода КВП-3 из сигнала в коде ВН

Слайд 27

ПКпер осуществляет преобразование
исходной двоичной последовательности
цифрового сигнала в коде ВН в

ПКпер осуществляет преобразование исходной двоичной последовательности цифрового сигнала в коде ВН в
один
из линейных кодов, в данном случае в код ЧПИ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА передачи

Схема преобразователя кода передачи включает в себя счетный триггер, две логические схемы «И» и трансформатор с заземленной средней точкой

Слайд 28

В состав преобразователя кода приема входит трансформатор с заземленной средней точкой, две

В состав преобразователя кода приема входит трансформатор с заземленной средней точкой, две
логические схемы «И» и одна схема «ИЛИ»

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА приема

ПКпр приема осуществляет обратное преобразование – восстановление исходной двоичной последовательности из линейного кода

Слайд 29

РЕГЕНЕРАТОРЫ ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ
РЕГЕНЕРАТОР восстанавливает амплитуду, форму и временные соотношения импульсов цифровой

РЕГЕНЕРАТОРЫ ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ РЕГЕНЕРАТОР восстанавливает амплитуду, форму и временные соотношения импульсов цифровой

последовательности, поступающих на его вход.
Включение регенераторов в линейный тракт необходимо для компенсации воздействия на сигнал искажений и помех, возникающих в линейном тракте.
Линейные регенераторы (РЛ), устанавливаются в НРП, станционные регенераторы (РС), устанавливаются на оконечных станциях и ОРП.

Схема регенератора цифрового сигнала

УК - корректирующий усилитель
РУ - решающее устройство
ФУ - формирующее устройство
УТС - устройство тактовой синхронизации

УК

Слайд 30

Искаженный цифровой сигнал из кабельной цепи поступает на усилитель-корректор (УК), обеспечивающий частичную

Искаженный цифровой сигнал из кабельной цепи поступает на усилитель-корректор (УК), обеспечивающий частичную
или полную коррекцию формы импульсов, и регистрируется решающим устройством (РУ).
Решающее устройство представляет собой пороговую схему, которая срабатывает, если уровень сигнала на его входе превышает пороговый уровень РУ, и не срабатывает, если уровень входного сигнала меньше уровня порога.
Пороговое напряжение может подаваться извне или вырабатываться в схеме РУ. При поступлении импульса на выходе РУ появляется управляющий сигнал, а в случае 0 (пробела) состояние РУ не изменяется.
Формирующее устройство (ФУ) обеспечивает формирование по сигналам РУ импульсов с принятыми для конкретной системы стандартными параметрами.

Слайд 31

В приведенной схеме регистрация входящего сигнала и принятие решения о его значении

В приведенной схеме регистрация входящего сигнала и принятие решения о его значении
осуществляются по каждому символу в отдельности. При этом требуется введение устройства тактовой синхронизации (УТС), которое должно обеспечить принятие решений на определенных временных интервалах. Эти интервалы выбираются в пределах участков тактового интервала, на которых принимаемый импульс имеет минимальные искажения, это гарантирует верность принятия решения РУ. Верность принимаемых РУ решений зависит, в первую очередь, от способа обнаружения двоичного сигнала и качества работы УТС.

Структура УТС с активной фильтрацией тактовой частоты

Имя файла: Принцип-временного-разделения-каналов.-Система-передачи.pptx
Количество просмотров: 49
Количество скачиваний: 0