Слаботочка.

Слаботочка Книги

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

Пример 7.4 показывает, что допуск на тактовую частоту 1,544 МГц для DS-1 находится в пределах от -3,572 до +1,796 кГц. Таким образом, относительное расхождение тактовых частот сигналов типа DS-1 и DS-2 не должно быть более 1,796/1544, или 1/860. Этот сравнительно большой допуск на хронирование превышает то значение, которое требуется от задающего генератора с умеренной сложностью и учетом нестабильности, связанной с линией. Диапазон подстройки тактовых частот и несимметричные допуски были выбраны исходя из стремления: 1) минимизировать время вхождения в цикловый синхронизм для аппаратуры приема сигналов типа DS-2; 2) получить тактовую частоту в линии, кратной 8 кГц; 3) минимизировать фазовые дрожания, обусловленные временем ожидания [12].

Требования к объему эластичной памяти. Функциональная модель передающей части аппаратуры группообразования типа показана на рис. 7.19. К каждому входу компонентного сигнала (типа DS-1) подключен блок эластичной памяти, предназначенный для хранения входного цифрового сигнала до тех пор, пока он не будет перенесен в выходной агрегатный сигнал (типа DS-2). Блоки эластичной памяти служат двум целям: устранению фазовых дрожаний входного цифрового сигнала и его хранению до тех пор, пока не наступят соответствующие тактовые интервалы. Кроме формирования цикла управляющее устройство аппаратуры группообразования контролирует степень наполнения каждой эластичной памяти (которая указывает на разность фаз) и запускает операцию согласования скоростей, когда эластичная память заполнена меньше, чем на половину. И наоборот, операция согласования скоростей не происходит, если эластичная память заполнена больше, чем на половину.

Поскольку согласование скоростей может произойти только в определенные моменты времени и только с определенной максимальной частотой, объем эластичной памяти должен быть не менее

Входные сигналы типа D5-1

Блок эластичной памяти

Цепь сборки

Выходной сигнал . типа OS-2

Управление сборкой, ввод циклового синхросигнала и сигналов согласования скоростей

Формирование цикла, управление согласованием скоростей

Сигналы степени заполнения памяти

Рис. 7.19. Функциональная схема передающей части аппаратуры группообразования

типа Му2

максимального значения фазовых дрожаний входного сигнала. Как рассматривалось в начале этой главы, фазовые дрожания накапливаются вдоль всей линии передачи с регенераторами. Таким образом, если требуется предотвратить появление проскальзываний, на линиях большей длины следует устанавливать эластичную память большего объема.

Обратимся к рис. 7.20, где представлен пример соотношения между длиной линии (числом регенераторов) и числом битов в блоке эластичной памяти, необходимых для аппаратуры группообразования типа Mi2- Эту диаграмму фирма AT&T представила специальной исследовательской группе МККТТ по фазовым дрожаниям [13]. Диаграмма была получена на основе анализа систематических фазовых дрожаний в [6].

По оси абсцисс на рис. 7.20 отложена максимальная крутизна фазы, получаемая в цепи восстановления колебаний тактовой частоты при наличии наихудшего сдвига в последовательности цифрового сигнала (систематические фазовые дрожания в наихудшем случае). Поскольку крутизна фазы представляет собой не что













				CCITT.4765

1,5 2,0 2,5 3.0 3.5

Крутизна фазовых дрожаний, кГц

Рис. 7.20. Зависимость между максимальным числом регенераторов, емкостью эластичной памяти и крутизной фазовых дрожаний

А - число ячеек в блоке эластичной памяти

иное, как смещение частоты, требуемый объем эластичной памяти можно определить как произведение максимальной крутизны фазы на максимальную длительность этого состояния. Поскольку суммарная крутизна фазы пропорциональна числу регенераторов, на рис. 7.20 представлено максимальное число регенераторов на ячейку эластичной памяти в зависимости от крутизны фазовых дрожаний в отдельном регенераторе при осуществлении перехода в хронирующем колебании, соответствующего наихудшему случаю.

Например, современные регенераторы системы типа Т1 обеспечивают крутизну в наихудшем случае 2,4 кГц. В аппаратуре группообразования типа М2 для входных фазовых дрожаний отводится 5 битов в памяти (еще 3 бита добавлены для облегчения реализации аппаратуры и из-за фазовых дрожаний времени ожидания). Из рис. 7. 20 можно увидеть, что отношение iVmaxZ-A = 56, а это означает, что число регенераторов JVniax = 56 5 = 280.

7.2.3. Фазоше дрожания времени ожидания

При разделении цифрового сигнала, образованного с помощью временного группообразования, необходимо получить колебания тактовой частоты для каждого восстановленного компонентного сигнала. Поскольку компонентные сигналы переносятся (или передаются) как изохронные цифровые сигналы, восстановленные колебания тактовой частоты должны быть непрерывными. Восстановление колебаний тактовой частоты синхронного компонентного сигнала усложнено из-за ввода в агрегатные цифровые сигналы при временном группообразовании дополнительных тактовых интервалов, создающих разрывы в моментах поступления битов. Нерегулярность скорости поступления цифрового сигнала, обусловленная этими разрывами, называют фазовыми дрожаниями времени ожидания.

Большинство дополнительных тактовых интервалов для размещения битов циклового синхросигнала, битов проверки на четность, битов команд согласования скоростей У расставлено регулярно на предсказуемой основе. Фазовые дрожания времени ожидания, обусловленные разрывами, могут быть легко устранены с помощью эластичной памяти и колебаний тактовой частоты, полученных из колебаний тактовой частоты входного линейного сигнала. Например, колебание тактовой частоты одиночного ИКМ-канала с пропускной способностью 64 кбит/с может быть получено из колебаний тактовой частоты линейного сигнала системы типа Т1 со скоростью передачи 1,544 Мбит/с путем умножения на 8 и деления на 193.

В отличие от этого, с фазовыми дрожаниями времени ожидания, создаваемыми операцией согласования скоростей, бороться намного труднее. Эта трудность возникает из-за того, что времена ожидания, создаваемые вставками, являются нерегулярными и непредсказуемыми. В общем случае между частотами двух автономных генераторов не существует рационального соотношения, так что события согласо-

вания скоростей возникают аналогично неповторяющимся десятичным числам, появляющимся прл разложении в ряд (очень похоже на високосные годы, которые не наступают через каждые 100 или 1000 лет). По этой причине тактовые частоты компонентных сигналов на выходе линии с временным группообразованием и согласованием скоростей необходимо получать независимо и только из средней частоты поступления каждого компонентного цифрового сигнала, но не из тактовой частоты агрегатного сигнала, созданного при временном группообразовании!

Колебания тактовой частоты на выходе, получаемые из цифровых потоков с согласованием скоростей, формируются с помощью устройств эластичной памяти, подавляющих фазовые дрожания (показаны на рис. 7. 3). При использовании эластичной памяти большого объема и очень медленно подстраиваемых генераторов на выходе можно устранить большую часть фазовых дрожаний. К сожалению, фазовые дрожания времени ожидания имеют частотные составляющие вплоть до нулевой частоты, так что полностью устранить их невозможно. Однако, используя эластичную память достаточно большого объема, можно ограничить полосу фазовых дрожаний необходимой низкой частотой.

Фазовые дрожания времени ожидания в основном зависят от частоты операций согласования скоростей, а также от отношения числа фактических вставок к числу возможных случаев осуществления операций согласования скоростей. Если колебание тактовой частоты на входе не содержит фазовых дрожаний, то фазовые дрожания на выходе достигают максимума, когда используется половина возможностей . С точки зрения максимального допуска на смещение тактовой частоты идеальным является отношение согласования скоростей, равное половине. Однако для уменьшения фазовых дрожаний времени ожидания часто используются отношения согласования скоростей, равные примерно одной трети. Детальный анализ фазовых дрожаний времени ожидания приведен в [14]. Пример зависимости фазовых дрожаний времени ожидания от отношения согласования скоростей дан на рис. 7.21, заимствованном из [13]. По оси абсцисс на рис. 7.21 отложено отношение числа вставок к числу возможностей их осуществления, а по оси ординат - мощность фазовых дрожаний, полученная при однократном процессе согласования скоростей. Мощность фазовых дрожаний выражена в децибелах по отношению к одному тактовому интервалу в квадрате (О дБ означает, что мощность фазовых дрожаний равна времени одного тактового интервала в квадрате, т. е. 2л радиан в квадрате). Кривая А соответствует фазовым дрожаниям на выходе, когда фазовые дрожания на входе составляют -20 дБ (среднее квадратическое значение равно 0,1 тактового интервала). Кривая В соответствует фазовым дрожаниям на выходе, когда фазовые дрожания

Положения этого абзаца здесь и далее справедливы только для положительного согласования скоростей.- Прим. перев.

g -20









								CCITT

Отношение согласования скоростей

Рис. 7.21. Зависимость фазовых дрожаний времени ожидания от отношения согласования скоростей:

° crZInlBr 1мТп95 IZ Р-У квадрате; л.в - фазовые дрожания компонентного сигнала равны 0.1 и 0,25 среднего квадратического значения тактового интервала соответственно

на входе составляют -12 дБ (среднее квадратическое значение равно 0,25 тактового интервала). На рис. 7.21 представлены фазовые дрожания, создаваемые одним комплектом аппаратуры группообразования. По результатам измерений [13] хорошую оценку порядка величины фазовых дрожаний времени ожидания, накопленных при осуществлении N последовательных операций группообразования в аппаратуре типа М\2 с согласованием скоростей, дает выражение

Ow=N/\00 (тактовых интервалов).

7. 3. СИНХРОНИЗАЦИЯ СЕТИ

(7. 6)

Как уже указывалось в предыдущем разделе, при соединении линии цифровой передачи с цифровой коммутационной станцией желательно синхронизировать эти две системы, заставляя линию передачи получить свое хронирующее колебание от коммутационной станции. Очевидное отступление от этого режима работы возникает, когда линия цифровой передачи с обоих концов подсоединена к цифровым коммутационным станциям. Обычно линия передачи в полностью цифровой сети получает свое хронирующее колебание от одной из коммутационных станций, с которой эта линия соединена. Если другая коммутационная станция не синхронизирована с первой каким-либо способом, то это неизбежно приводит к несинхронизированному стыку. В этом разделе будет рассматриваться синхронизация сети в целом, а не синхронизация на одиночном стыке. В основном синхронизация сети представляет собой синхронизацию коммутационных станций в сети. В этом случае линии передачи могут быть синхронизированы автоматически путем получения хронирующих колебаний непосредственно из узла коммутации. Исключение составляет аппаратура группо-374

образования высших порядков , в которой в настоящее время используются несинхронизированные высокочастотные генераторы и согласование скоростей для преодоления влияния неточностей и флуктуации тактовых частот. Использование несинхронизированных задающих генераторов для линий высшего порядка с временным группообразованием не препятствует синхронизации сети на уровне сигналов более низких порядков (например, типа DS-1).

Имеются две основные причины, по которым особое внимание обращается на требования к хронированию цифровой сети. Во-первых, в сети должно быть предотвращено появление неуправляемых проскальзываний, которые могут вызвать выходы из циклового синхронизма, случайные разъединения и ошибочные соединения. Обычно весьма затруднительно или дорого полностью предотвратить появление проскальзываний. Таким образом, согласно второму аспекту плана синхронизации сети, требуется установить максимальную частость управляемых проскальзываний как часть норм на качество полного канала. Как уже упоминалось ранее, нормы на частность проскальзываний на сети США были первоначально установлены исходя из требований передачи данных и засекреченных сообщений.

Имеется шесть основных методов, которые используются или изучаются с целью использования для синхронизации цифровой сети:

1) плезиохронный режим;

2) согласование скоростей на всей сети;

3) взаимная синхронизация;

4) использование эталонного генератора для сети;

5) принудительная синхронизация;

6) пакетная передача;

7.3.1. Плезиохронный режим

Плезиохронная сеть не синхронизируется, в ней просто используются во всех узлах коммутации задающие генераторы с высокой точностью, так что частость проскальзываний между узлами является приемлемо низкой. Этот вид работы легче всего внедрить, поскольку при этом не требуется распределение хронирующих колебаний по всей сети. Однако предполагается, что в плезиохронной сети даже и в небольших узлы коммутации будет необходимо включать высокоточные и избыточные источники хронирования. По этой причине инженеры фирмы Bell System решили не использовать независимые задающие генераторы для хронирования сети в США.

Аппаратура временнбго группообразования, построенная на применении положительного согласования скоростей, кроме этого недостатка, имеет и ряд других, которые освещены в книге Левина Л. С. и Плоткина М. А. Цифровые системы передачи информации. - М.: Радио и связь, 1982. По этой причине в СССР принята аппаратура временного группообразования, построенная на npHHivinax двустороннего согласования скоростей (т. е. согласования скоростей, допускающего как введение вставок, так и изъятие из информационного сигнала отдельных символов для передачи по специально выделенному для этой цели каналу в групповом цифровом сигнале). Эта аппаратура приспособлена для синхронизации от коммутационной станции и может использоваться как на синхронной, так и на асинхронной сети.- 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