Сучасні методи формування групового сигналу

Організація каналів систем передачі даних

Принципи об’єднання цифрових каналів по спільній лінії зв’язку вперше розглянув французький винахідник Бодо. У 1876 році він запропонував методику багатократного телеграфування. Він використав на приймальній та передаючій стороні механічний розподільник у вигляді дисків з набором металевих контактів – ламелей. До кожної ламелі підключається окремий телеграфний апарат. Комутація кожного апарату на окрему лінію зв’язку забезпечується з допомогою рухомого контакту – щітки, яка приводилася в рух окремим двигуном. Рух щіток на приймальній та передаючій стороні мав відбуватися синхронно і синфазно.

Максимальна кількість комутованих апаратів не перевищувала 5-9 штук, швидкість передачі складала до 75-100 біт/с, що забезпечувало формування до 800-1200 букв або знаків за хвилину.

Мультиплексування первинних цифрових потоків використовується в широкосмугових, наприклад, оптичних або супутникових каналах зв’язку. Принцип дії таких систем аналогічний методиці багатократного телеграфування, однак замість механічних комутаторів використовуються інтегральні схеми мультиплексорного розподілу сигналів. Керування мультиплексором в найпростішому випадку здійснюється схемами лічильників імпульсів, вхідні сигнали на які подаються з генераторів тактових імпульсів.

Інший метод, який називається принципом чергування кодових послідовностей, полягає в тому, що в лінію зв’язку комутуються не окремі біти, а їх групи, які відносяться до одного і того ж джерела сигналу. Такий метод є зручнішим для передачі алфавітно-цифрового коду, в якому кожен символ кодується п’ятьма бітами. Для передачі аналогових сигналів цим методом використовуються АЦП і накопичувачі у вигляді запам’ятовуючих пристроїв, сигнали з яких мультиплексуються груповим методом у двопровідну лінію зв’язку. Після приймання кодової послідовності всі сигнали розділяються за допомогою демультиплексорів і перетворюються до аналогової форми з допомогою ЦАП.

Схеми керування і синхронізації аналогічні, як і в попередньому випадку:

Перша комерційна система ІКМ з’явилася у 1962 році. Вона забезпечувала комутацію 24 каналів на одну дінію зв’язку. Для такого об’єднання потрібно використати швидкість передачі цифрового потоку в лінії на рівні 1.544 Мбіт/с. звичайні телефонні лінії міського зв’язку забезпечують надійну комутацію сигналів на швидкості 2 Мбіт/с при допустимих рівнях спотворення, які виникають в кабельній витій парі, за рахунок високочастотних завад.

У 1968 році міжнародним електротехнічним комітетом запропоновано стандарт 2.048 Мбіт/с, який реалізується в системах ІКМ30 на 30 каналів. Для оптимізації апаратурної реалізації системи використовуються високошвидкісні АЦП та відповідні комутатори аналогових сигналів. Для перетворення аналогового сигналу в цифрову послідовність використовується один і той же перетворювач.

В такій системі не потрібне додаткове накопичення запам’ятовуючих пристроїв, зменшується структурна схема, однак значно зростають вимоги до синхронізації передаючої та приймальної сторони. В багатоканальних системах ВОДО використовують додатковий 21 ламеловий контакт при 4-канальних 5-бітних лініях, який керує електромагнітним гальмом. В ІКМ-системах застосовують синхроімпульси, які виділяються з прийнятих сигналів з допомогою ряду перетворень:

~ високочастотної фільтрації несучого коливання

~ підсилення

~ обмеження за рівнем

~ додаткового формування цифрового коду

В системах ІКМ30 використовується код 0011011. Він з’являється в цифровому потоці через кожних 250 мкс, тобто з частотою 4 КГц. Збій синхронізації можливий при тривалій відсутності зміни сигналів. Щоб уникнути цього використовується метод скремблювання. Він полягає в доданні до відомого інформаційного сигналу вже відомої так званої псевдовипадкової послідовності двійкових чисел. Це забезпечує зникання незручних послідовностей сигналів, на приймальній стороні має бути використаний демодулюючий пристрій.

Окрім відтворення синхроімпульсів з одержаного сигналу приймач повинен виділити повний інформаційний сигнал, значно спотворюється в лінії зв’язку.

Для відтворення інформаційного сигналу застосовуються найчастіше методи порогового формування. В якості формувачів використовуються тригери Шмідта або мультивібратори. Згідно теорії порогового формування оптимальним амплітудним значенням компаратора є значення 0.5 від U_ампл. Дія завад може приводити до втрати як окремих біт, так і цілих груп, що відносяться до інформаційного сигналу. Для відновлення інформації застосовують методи завадостійкого кодування. В більшості випадків це так звані надлишкові коди, в яких крім інформаційних біт містяться додаткові групи інформаційних біт, одержаних певним законом перетворення. Найбільш поширений – код Хемінга. Числовий код поділяється на тетради, до яких додається код перевірки. Широко застосовують дво- та триінтервальні коди, три сигнальні та інші методи передачі інформації.

Дата добавления: 2014-01-11