|
| |
|
Слаботочка Книги рис. 1. 25 показаны четырехразрядные кодовые комбинации.) Двоичные кодовые комбинации передаются затем в виде двоичных импульсов. На приемной стороне линии цифровой передачи поток двоичных цифровых сигналов восстанавливается и воссоздаются величины квантованных дискретов. Затем для интерполяции между величинами дискретов и восстановления исходной формы сигнала используется фильтр нижних частот. Если ошибок в передаче не было, сигнал на выходе идентичен входному за исключением небольшого искажения в результате квантования: разности между величиной дискрета и ее квантованным представлением. При большом числе шагов квантования (и, следовательно, достаточном числе разрядов в кодовой комбинации для их представления) шаги квантования могут быть достаточно малы для того, чтобы сугцественно уменьшить заметность искажений квантования. Следует отметить, что требования к ширине полосы цифрового сигнала в результате процесса преобразования сигнала в двоичную форму возрастают. Если бы квантованные многоуровневые дискреты передавались непосредственно, то требования к ширине полосы были бы такими же, как и требования к ширине полосы исходного сигнала. Когда каждый квантованный дискрет представляется некоторым числом отдельных двоичных импульсов, это приводит к соответственному увеличению полосы сигнала. Двухуровневые импульсы, однако, существенно менее чувствительны к искажениям передачи, чем многоуровневые (или сам аналоговый сигнал). 1.3.2. Временное группообразование По существу, временное группообразование состоит в совместном использовании среды передачи путем установления последовательности интервалов времени, в течение которых может осуществляться передача сигналов от индивидуальных источников. В соответствии с этим каждому потребителю в течение ограниченного временного интервала периодически доступна вся полоса системы передачи. В отличие от этого в системах с частотным группообразованием каждому потребителю доступна ограниченная полоса в течение всего времени. Обычно в системах с временным группообразованием все канальные интервалы имеют равную длительность, каждый канал приписывается к определенному интервалу с общим периодом повторения, называемым длительностью цикла. Такую форму временного группообразования, как показано на рис. 1.26, иногда называют синхронным временным группообразованием, чтобы специально подчеркнуть то, что каждому каналу соответствует определенное значение пропускной способности тракта передачи, определяемое длительностью канального интервала и периодом повторения. Противоположностью этому является другая форма временного группообразования (называемая также статистическим или асинхронным временным уплотнением), которая описывается в гл. 8. При этой второй форме группообразования допускается Один цикл
Рис. 1.26. Временное группообразование изменение скоростей передачи сигналов для разных каналов в соответствии с индивидуальными потребностями источников сигналов. Во всех основных цифровых линиях телефонной сети общего пользования (системы передачи типа Т и цифровые СВЧ линии) используют синхронные виды временного группообразования. Временное группообразование обычно ассоциируется только с цифровыми линиями передачи. Хотя осуществить временное группообразование можно и для аналоговых сигналов за счет размещения дискретов каждого сигнала между дискретами других сигналов, отдельные дискреты обычно слишком чувствительны ко всему множеству искажаюгцих воздействий, связанных с передачай. В отличие от этого коммутация с временным разделением аналоговых сигналов более выполнима, чем аналоговая передача с временным группообразованием, поскольку шумы и искажения в коммутационном оборудовании являются более контролируемыми. Как будет показано в гл. 5, аналоговая техника временного группообразования используется в некоторых видах УТС. Системы передачи типа Т. Объем межстанционного телефонного трафика в США растет быстрее, чем трафик местных телефонных сетей. Этот быстрый рост создает тяжелую нагрузку на средства межстанционной передачи, которые рассчитаны на меньший трафик. При этом перед телефонными компаниями возникает задача увеличения числа межстанционных соединительных линий. Системы передачи Т развивались в основном в качестве экономичных средств передачи на межстанционных линиях связи как для начальной установки, так и для облегчения положения на перегруженных пучках межстанционных соединительных линий. Несмотря на необходимость преобразования речевых сигналов в цифровую форму на одном конце линии типа Т1 и обратного преобразования в аналоговую форму - на другом, общая стоимость преобразования и группообразования в оконечном устройстве цифрового временного группообразования меньше стоимости сопоставимого аналогового оконечного оборудования с частотным группообразованием. Поэтому линии типа Т1 являются наиболее экономичными для передачи на средние расстояния. При небольших расстояниях наиболее экономична передача по проводным линиям с отдельными парами для каждой цепи. При очень больших расстояниях, однако, стоимость оконечного оборудования относи- 3 Зак. 1438
<-0 t>-[> -<i- Линия с регенераторами Каналооб-разующий блок Рис. 1.27. Структурная схема системы передачи типа Т1 тельно несущественна, так что становятся оправданными способы эффективной по полосе (аналоговой) передачи с частотным разделением. Первые системы передачи типа Т были рассчитаны специально для работы на соединительных линиях местных сетей на расстояниях от 15 до 80 км. Система передачи типа Т состоит из оконечного оборудования на каждом конце линии и некоторого числа регенераторов в промежуточных точках линии. Функция каждого регенератора состоит в восстановлении цифрового потока в его исходной форме, прежде чем ухудшения элементов сигнала, связанные с передачей, не приведут к тому, что распознавание импульсов цифрового сигнала станет невозможным. Оконечным оборудованием служат канало-образующие блоки типа D которые появились в многочисленных вариантах. Линии передачи построены на парах проводов в кабелях 16-го - 22-го сортаментов. Структурная схема системы передачи типа Т показана на рис. 1.27. В первых системах Т1 для сопряжения, преобразования и группообразования 24 аналоговых каналов использовались канало-образующие блоки типа D1A. Этот блок на каждом из концов линии обеспечивает сопряжение с обоими направлениями передачи. Входящие аналоговые сигналы для передачи подвергаются временному объединению и преобразованию в цифровую форму. Принятый на другом конце линии входящий цифровой поток преобразуется в аналоговые дискреты, распределяется по каналам и фильтруется для восстановления исходных сигналов. Для каждого отдельного канала при временном группообразовании отводится 8 разрядов (битов) на канальный интервал. Таким образом, получается 24 8 = 192 информационных бита в цикле. В каждом цикле прибавляется один дополнительный бит для того, чтобы помочь определить фаницы цикла, поэтому общее число битов в цикле получается равным 193. Поскольку длительность цикла равна 125 мкс, скорость передачи в линии типа Т1 равна 1,544 Мбит/с. Такая скорость передачи в линии установлена как основной стандарт для цифровой передачи в странах Северной Америки и в Японии. Этот стандартизованный сигнал называют сигналом типа DS-1 . Пе(жая буква от английского слова digital - цифровой.- Прим. перев. Первые буквы от английских слов digital signal - цифровой сигнал. Цифра соответствует уровню системы в иерархии (в данном случае речь идет о системе первого уровня).- Прим. перев. Аналогичный стандартный сигнал со скоростью передачи 2,048 Мбит/с рекомендован МККТТ для большей части остальных стран мира. Этот стандарт базируется на системе, подобной системе типа Т1 и имеющей 32 канала с той же самой пропускной способностью каждого, что и у каналов, используемых в странах Северной Америки. Однако в стандарте МККТТ для речи используются только 30 каналов, а остальные два - для цикловой синхронизации и сигнализации. Сигнальная и управляющая информация в системах типа Т1 вводится в каждый канал ТЧ (или передается отдельно по ОКС). Способы цифровой сигнализации и управления для обеих систем рассматриваются в гл. 7. Как указывалось, для систем передачи типа Т1 применимы пары с жилами всех распространенных размеров. Однако в общем случае не все пары в кабеле могут быть пригодны для передачи сигналов систем типа Т1 по соображениям, связанным с переходными помехами. Ограничивающим фактором обычно являются переходные помехи на ближнем конце, поскольку мощности сигналов на передаче обычно на 30 дБ превышают мощности сигналов на приеме. Если передача в обоих направлениях производится по парам одного кабеля, то при выборе пар необходимо позаботиться о том, чтобы тракт прямого и обратного сигналов не проходили рядом друг с другом. Если оба направления передачи изолированы друг от друга за счет применения раздельных кабелей или кабелей с внутренним экраном, то для передачи сигналов систем типа Т могут быть использованы все пары в кабеле. Значительно увеличившееся затухание пары на частотах сигнала типа DS-1 (центральная частота 772 кГц) заставляет вводить усиление в промежуточных точках линии типа Т1. Однако в противоположность аналоговым сигналам цифровой сигнал может быть не только усилен, но и регенерирован. То есть при обнаружении импульса его можно восстановить до исходной формы и передать на следующий участок линии. По этой п{ 1чине соответствующие устройства в линии типа Т1 называются регенераторами. К основным функциям регенераторов относятся следующие: коррекция; восстановление колебаний тактовой частоты; г регенерация импульсов; ; передача. Коррекция необходима постольку, поскольку парой вносятся определенные фазовые и амплитудные искажения, что приводит, если их не скомпенсировать, к межсимвольной интерференции. Восстановление колебаний тактовой частоты требуется для двух основных целей: во-первых, для формирования хронирующего сигнала с целыо Определения момента стробирования входящих импульсов, во-вторых, для передачи исходящих импульсов с той же скоростью, что и на входе линии. В линии типа Т1 регенераторы обычно размещают через каждые 1800 м. Это расстояние было выбрано из удобства превращения пар существующих низкочастотных кабелей в линии системы передачи типа Т. В пары межстанционных низкочастотных кабелей обычно включены пупиновские катушки, которые размещают через 1800 м. Поскольку эти катушки находятся в точках, к которым имеется удобный доступ (колодцах), и должны быть удалены для обеспечения передачи высокочастотных сигналов, было совершенно естественно выбрать расстояние, равное 1800 м. Единственным общим исключением является то, что первый регенератор обычно размещается на расстоянии 900 м от станции. Этот укороченный участок необходим для того, чтобы поддержать относительно высокий уровень сигнала при наличии импульсных шумов, формируемых некоторыми типами коммутационных станций. Опыт эксплуатации систем типа Т1 оказался настолько благоприятным, что их качество стали непрерывно улучшать, и они получают все большее распространение. При одном из первых усовершенствований были получены системы типа Т1С, которые обеспечивают повышенные скорости передачи в кабеле сортамента 22. Линия типа TIC работает со скоростью 3,152 Мбит/с, обеспечивая 48 каналов ТЧ: в 2 раза больше, чем в системе типа Т1. С введением в 1972 г. системы типа Т2 стал доступен еще один уровень цифровой передачи. Эта система первоначально была рассчитана для организации соединений на коммутируемой междугородной сети в отличие от систем типа Т1, первоначально предназначенных для передачи только на местной телефонной сети. Система типа Т2 обеспечивает образование 96 каналов ТЧ на расстояниях до 800 км. Скорость передачи в линии составляет 6,312 Мбит/с, что считается стандартом для сигнала типа DS-2. Средой передачи является специальный кабель с низкой емкостью сортамента 22. При использовании отдельных кабелей для каждого направления передачи или специально разработанных кабелей в системах типа Т2 в случае малых шумов можно получить расстояние между регенераторами вплоть до 4500 м. Свобода в выборе длины регенерационного участка также способствует применению на междугородной сети, где не предусматривалась реконструкция существующих линейно-кабельных сооружений. Иерархия систем с временийм группообразованием. По аналогии с иерархией систем с частотным группообразованием фирмой Bell System была установлена иерархия цифровых систем с временным фуппообразованием, которая стала стандартом для стран Северной Америки. Базируясь на сигнале типа DS-1 как основном строительном элементе , сигналы всех остальных уровней иерархии представляют в виде комбинахщи некоторого числа сигналов более низкого уровня . Обозначение устройств цифрового группообразования соответствует уровням иерархии сигналов на входе и выходе. Например, в аппаратуре группообразования типа М 12 объединяются четыре сигнала типа DS-1 для образования одного сигнала типа Таблица 1.9. Цифровые сигналы с временнйии группообразованием, используемым в странах Северной Америки и в Японии обозначение] цифрового сигнала DS-1 DS-1C DS-2 DS-3 DS-4 Число каналов ТЧ 48 96 672 4032 обозначение аппаратуры временного канала и группе-образования Скорость передачи двоичного сигнала, Мбнт/с Каналообразующий блок типа D (24 аналоговых входа) М1С (два входных сигнала типа DS-1) Ml2 (четыре входных сигнала типа DS-1) Mi3 (28 входных сигналов типа DS-1) Мз4 (шесть входных сигналов типа DS-3) 1,544 3,152 6,312 44,736 274,176 Среда передачи Т1 - по парам симметричного кабеля, 1А - по радиоканалу (передача в диапазоне ниже частот аналоговых сигналов) Т1С - по парам симметричного кабеля Т2 - по парам симметричного кабеля 3A-RDS по радиоканалу в диапазоне И ГГц Т4М - по парам коаксиального кабеля WT4 -по волноводу DR18 по радиоканалу в диапазоне 18 ГГц DS-2. в табл. 1.9 перечисляются цифровые фупповые сигналы различных уровней, соответствующие им скорости передачи и используемые среды передачи. Отметим, что скорость передачи агрегатного сигнала чуть больше суммы скоростей передачи компонентных входных сигналов. Избыточная скорость добавлена для выполнения определенных функций управления и синхронизации, которые рассматриваются в гл. 7. Аналогичная иерархия цифровых систем установлена также и МККТТ в качестве международного стандарта. Как показано в табл. 1.10, эта иерархия аналогична североамериканскому стандарту, но предусматривает для каждого уровня другое число каналов ТЧ. Таблица!.10. Иерархия цифровых систем с временийм группообразованием,- принятая МККТТ
в отечественной литературе для таких сигналов часто используется удобный термин компонентные сигналы , т. е. сигналы, соответствующие части общего, агрегатного сигнала. Этот термин и будет использоваться далее.- Прим. перев. сигнала равна 554,992 Мбит/с, а не 565,128 Uer/cZyTlZsrJeTiloTn этого общего 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [11] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||