|
| |
|
Слаботочка Книги Канап цикловой Каналы передачи . Каналы передачи синхоонимпии сообщений сообщений синхронизации ~> сигнализации , Цикл О Цикл 2 Цикл 15 Цикл О
Рис. 4.33. Последовательность цикловых синхросигналов в первичном цифровом сигнале МККТТ (для сигнализации используется отдельный канал). Циктовый синхросигнал Ц имеет вид 0011011, сверхцикловый синхросигнал СЦ - вид 0000 Из рис. 4.33 видно, что для первичного группового цифрового сигнала МККТТ N=512 и L=7. В соответствии с этим среднее время вхождения в цикловый синхронизм при случайной начальной точке определяется из формулы (4-12) и равно 0,5 мс. И снова среднемаксимальное время вхождения в цикловый синхронизм в 2 раза больше среднего значения при случайной начальной точке, т. е. равно 1 мс. Статистическая цикловая синхронизация. Отдельные биты в ИКМ-кодовой комбинации не являются полностью случайными, а проявляют определенные статистические свойства в зависимости от значения бита в кодовой комбинации. В частности, разряд полярности в формате каналообразующего блока типа D3 меняет свое значение реже, чем остальные разряды . Кроме того, наиболее весомый разряд абсолютного значения обычно равен 1 (преобладают пониженные абсолютные значения). Следовательно, в этом случае цикловый синхронизм индивидуальных кодовых комбинаций может быть установлен путем наблюдения за статистическими свойствами разрядов. Очевидное преимущество статистической цикловой синхронизации состоит в возможности избежать появления апериодических хронирующих последовательностей без вынужденного ухудшения качества информационных каналов. Тот факт, что при статистической синхронизации не выявляются отдельные каналы и имеется зависимость характеристик синхронизации от передаваемых сообщений, не позволяет ее использовать в большинстве приложений. Это и следующее предложения противоречат друг другу.- Прим. перев. Цикловая синхронизация с помощью запрещенных в линии комбинаций. При биполярном преобразовании код передачи формируется с помощью дополнительных уровней сигнала, чтобы обеспечить большую гибкость в выборе сигналов. Тот же способ может быть использован для цикловой синхронизации. И действительно, при биполярном преобразовании и синхронизации с помощью добавочного символа для быстрого и однозначного определения границ циклов могут быть использованы нарушения биполярности. Даже и без добавочного символа цикловой синхронизации можно использовать запрещенные в линии комбинации для одновременного переноса информации и передачи сведений о границах циклов. Если число уровней сигнала удваивается только для бита циклового синхросигнала, то дополнительные уровни обеспечивают достаточное кодовое пространство для информации и однозначно определяют границу цикла положением этого бита. Эта процедура не обязательно увеличивает вероятность ошибки, поскольку для любого конкретного бита (информационного или синхронизационного) половина уровней может быть запрещена. Основное преимущество использования запрещенных в линии комбинаций для цикловой синхронизации состоит в том, что на позициях информационных битов не могут быть сформированы комбинации циклового синхросигнала. Следовательно, цикловый синхронизм устанавливается сразу же после прихода бита циклового синхросигнала, а выходы из циклового синхронизма обнаруживаются почти немедленно. Основными недостатками запрещенных в линии комбинаций являются требования по обработке добавочных сигналов (если новые уровни введены только для цикловой синхронизации) и неуниверсальность оконечных устройств систем передачи с точки зрения поиска циклового синхросигнала. При других способах цикловой синхронизации, описанных в этом разделе, цикловый синхросигнал в цифровом потоке представлен на логических уровнях, следовательно, оборудование передачи может быть изменено независимо от группо образующего. Цикловая синхронизация с использованием запрещенных комбинаций применяется в абонентских линиях коммутационной станции с ВРК, разработанной фирмой Collins Radio [29]. Дополнительная информация о способах цикловой синхронизации и анализе ее характеристик приведена в [30,31]. 4.7. КОЛЬЦЕВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ С ВРЁМЕННИМ ГРУППООБРАЗОВАНИЕМ В гл. 2 упомянуто, что временное группообразование не столь приспособлено к применениям при распределенных источниках и потребителях нагрузки, как частотное. В этой главе описывается специальная форма сети с временным группообразованием, которая полезна именно при связи между распределенными узлами. Однонаправленная I i линия с временным Т I группообразованием Стыковой блок кольца  Рис. 4.34. Кольцевая система с временным группообразованием Структуру такого типа называют кольцевой системой с временным группообразованием (рис. 4.34). По существу, кольцевая система с временным группообразованием имеет конфигурацию последовательно соединенных однонаправленных (двухпроводных) линий, образующих замкнутую цепь, или кольцо. В каждом узле сети реализуются две основных функции. Во-первых, каждый узел работает как регенератор, чтобы восстановить входящий цифровой сигнал и передать его заново. Во-вторых, в узлах сети опознается структура цикла временного группообразования и осуществляется связь по кольцу посредством удаления и ввода цифрового сигнала в определенных канальных интервалах, приписанных каждому узлу. Как показано на рис. 4.34, с помощью единственного канального интервала или канала между любыми двумя узлами может быть установлено дуплексное соединение. В одном узле информация вводится в соответствующий канальный интервал, в котором она распространяется вдоль кольца ко второму узлу (во всех промежуточных узлах цифровой сигнал в данном канальном интервале просто регенерируется). В узле назначения цифровой сигнал выделяется в тот момент, когда проходит данный канальный интервал, и во время этого процесса вводится цифровой сигнал обратного направления. Сигнал обратного направления проходит дальше по кольцу к исходному узлу, где его удаляют и заменяют новым цифровым сигналом, и т. д. Поскольку другие канальные интервалы указанным конкретным соединением не затрагиваются, они свободны для использования другими соединениями, связывающими произвольные пары узлов. Отсюда в кольце с временным группообразованием и С канальными интервалами может одновременно поддерживаться С дуплексных соединений. Если по мере освобождения каналов они перераспределяются между друшми парами узлов, то средства передачи могут быть 234 весьма эффективно использованы с большими коэффициентами концентрации и дают малую вероятность блокировки при связи между всеми узлами. В соответствии с этим основное достоинство кольцевой сети состоит в том, что ее пропускная способность может динамически перераспределяться, чтобы удовлетворить меняющимся условиям обмена. В отличие от этого, если для соединения узлов четырехпроводными линиями используется радиальная сеть с центральным коммутационным узлом, большинство линий к конкретным узлам будет недоиспользоваться, поскольку они не предназначены для коллективного использования, как в кольцевой структуре. Другим свойством кольцевой сети является легкость, с которой она может быть перестроена для подсоединения новых узлов к сети. Вновь подключаемый узел просто врезается в ближайшую линию сети и получает полную связность со всеми другими узлами с помощью каналов с временным группообразованием. В отличие от этого, сеть радиальной структуры требует сведения линий передачи к центральному узлу и расширения объема централизованного коммутационного оборудования, в то время как добавление узла в кольцевую систему не влияет на рабочие показатели любого из существующих узлов. Возможность перераспределить каналы между произвольными парами узлов в кольцевой системе с временным группообразованием означает, что кольцо представляет собой нечто большее, чем просто аппаратуру временного группообразования. Фактически оно является распределенной системой передачи и коммутации. Коммутационные возможности реализуются почти как побочный продукт передачи с временным группообразованием. Кольцевые системы с временным группообразованием представляют собой реализацию объединенной сети передачи и коммутации. Кольцевые системы с временным группообразованием не использовались как существенные части сетей речевой связи, хотя их полезность для передачи данных признана [32]. Эти системы используются в вычислительных комплексах для получения высокой пропускной способности и высокой связности между процессорами, устройствами памяти и периферийными устройствами [29]. В этих условиях кольцевая структура иногда брлее привлекательна, чем обычные шинные структуры, поскольку вся передача осуществляется в одном направлении и, следовательно, удается избежать проблемы распределения времени в двунаправленных шинах, которая приводит к ограничению их физической длины. Кроме того, чем больше узлов добавляется к шине, тем больше становится электрическая нагрузка, что ограничивает число узлов, которые можно присоединить к шине. В то же время кольцевые системы не имеют присущих шинным системам пределов длины линии передачи или числа узлов. Единственным очевидным недостатком кольцевой системы является ее уязвимость по отношению к выходу из строя любой линии или узла. Опасность выхода из строя узла может быть минимизирована, если в каждом узле предусмотреть возможность обхода. При обходе узел становится просто регенератором, как в линиях системы передачи типа Т. Повреждения линий можно обойти, предоставляя резерв-  Рис. 4.35. Использование кольца обратного направления для обхода повреждений в линии кольцевой системы с временным группообразованием ные средства. На рис. 4. 35 представлена одна конкретная структура, использующая второе, работающее в обратном направлении кольцо, которое предназначено для образования резервной цепи на случаи выходов из строя. Если система находится в исправном состоянии, то обратная петля может быть использована в случае необходимости как отдельная сеть обмена. Если же происходит отказ, то узлы, ближайшие к точке обрыва, образуют новое кольцо путем соединения прямого тракта с обратным в обоих пунктах. Следовательно, все узлы продолжают иметь полную связность с любыми узлами нового кольца. ЗАДАЧИ 4. 1. Используя символы +, О и - для представления положительного импульса, отсутствия импульса и отрицательного импульса соответственно, определите последовательности, получающиеся после преобразования последовательности двоичного цифрового сообщения вида 0110 1000 0100 0110 0000 0010 в следующих кодах передачи: а) биполярном (последний предшествующий импульс был положительным); б) биполярном (последний предшествующий импульс был отрицательным); в) парно-селективном троичном (начинается с моды - ); г) коде B3ZS (только что сделана замена вида +0-1-); д) коде B6ZS (последний предшествующий импульс был положительным). 4.2. Предположим, что для цифровой передачи используются две идентичные кабельные системы при равных амплитудах импульсов. Одна из систем использует обычный биполярный код, а другая - парно-селективный троичный код. Сопоставьте уровни переходных помех от этих двух систем. (Предполагается, что вероятности нулей и единиц равны.) 4. 3. В цифровой системе передачи, работающей с коэффициентом ошибок 10~ , скорость передачи цифрового сигнала необходимо увеличить на 50 %. Определите новое значение коэффициента ошибок в предположении, что во второй системе должна использоваться та же передаваемая мощность. 4. 4. Каково среднее время вхождения в цикловый синхронизм каналообразующего блока типа D3, если предположить, что начальная точка является случайной? Каким является среднемаксимальное время вхождения в цикловый синхронизм каналообразующего блока тина D3? (Предположим, что вероятности появления единиц и нулей в информационном сигнале одинаковы.) 4. 5. Решите задачу 4. 4 для первичного группового сигнала с временным фуппообразованием, регламентированного МККТТ. 4. 6. Система с временным группообразованием, работаюшая со скоростью передачи 2 Мбит/с, должна иметь среднемаксимальное время вхождения в цикловый синхронизм, равное 20 мс. Какова максимально возможная длина цикла, если цикловый синхронизм устанавливается посредством просматривания бита за битом? (Предположим, что в информационных каналах вероятности появления единиц и нулей одинаковы.) 4. 7. В системе передачи типа Т1, в которой используется структура цикла, принятая в блоке типа D1, среднее время вхождения в цикловый синхронизм (начиная с произвольной начальной точки) должно быть равно 10 мс. Из какого числа тактовых интервалов должен состоять блок, который необходимо оценивать параллельным способом, чтобы получить желаемый результат? 4. 8. Каково ожидаемое время вхождения в синхронизм для линии типа Т1 (структура цикла в блоке типа D3), если цикловый синхронизм устанавливается путем просмотра бита за битом, а в цифровом потоке содержится 60 % единиц и 40 % нулей? 4.9. Какова средняя плотность импульсов при преобразовании кода вида 4ВЗТ? (Предположите, что единицы и нули равновероятны.) 4. 10. В линии передачи с временным группообразованием, в которой используется преобразование кода вида 4ВЗТ, могут быть образованы 32 канала с пропускной способностью 64 кбит/с и той же скоростью передачи символов, как и в линии типа Т1 (1544 кбит/с) . Насколько нужно увеличить среднюю передаваемую мощность сигнала 4ВЗТ в условиях гауссовского шума постоянной величины, чтобы получить то же значение вероятности ошибки, что и в биполярном коде? 4. 11. Предположим, что переходные помехи в системах передачи по многопарному кабелю создают эффект, эквивалентный воздействию гауссовских шумов с таким же уровнем мощности. Поставив целью получить коэффициент ошибок, равный 10 определите величину эффективного ухудшения, вызванного переходными помехами, при преобразовании к двоичному (двуполярному) коду БВН при каждом из нижеследующих условий. (Под эффективным ухудшением понимается степень увеличения мощности на передающей стороне в децибелах, необходимая для получения желательного коэффициента ошибок.) а) Уровень переходных помех на 16 дБ ниже среднего уровня сигнала, но переходные помехи необходимо преодолеть только на одной паре (т. е. на всех остальных парах уровень мощности остается таким же, каким ои был при коэффициенте ошибок, равном 10~*, и отсутствии переходных помех ). б) Уровень переходных помех на 16 дБ ниже среднего уровня сигнала, но эффект переходных помех необходимо преодолеть во всех парах. {Указание: используйте отношение мощности сигнала к мощности шума, а не £(, /Nq.) 4. 12. Повторите задачу 4. 11 для биполярного кода. 4.13. Насколько увеличится вероятность ошибки при двуполярном двоичном сигнале БВН, равная 10~, если добавить переходные помехи с уровнем - 18 дБ? (Предположите, что все передатчики имеют равные уровни мощности.) Если переходные помехи будут увеличиваться с ростом частоты со скоростью 15 дБ на декаду, каков будет их относительный уровень для четырехуровневого сигнала БВН, если этот сигнал переносит цифровой двоичный поток с той же скоростью? Каково будет общее ухудшение характеристик для четырехуровневой системы по сравнению с характеристиками двухуровневой системы? 4. 14. Какое число различных кодовых комбинаций длиной в четыре тактовых интервала может быть построено из троичных символов? Сколько из этих кодовых комбинаций содержит равное число положительных и отрицательных импульсов? Сколько кодовых комбинаций может быть использовано, чтобы гарантировать наличие как минимум одного хронирующего импульса в каждой кодовой комбинации? 4. 15. Можно ли составить семейство троичных кодовых комбинаций длиной в восемь тактовых интервалов, чтобы представить двоичный цифровой сигнал, используя ровно четыре импульса на кодовую комбинацию при равном числе положительных и отрицательных импульсов? 4. 16. Задавшись входной последовательностью уровней сигнала, определите последовательность уровней выходного сигнала для каждого из нижеследующих способов корреляционного преобразования. Входная последовательность: -f-l, -3, -f-l, -1, +3, +3, -3. а) преобразование вида 1+0; б) преобразование вида 1-D; в) преобразование вида 1-D. Здесь было бы правильнее писать кбод . - Прим. перев. 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 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||