Циклы передачи телекоммуникационных систем высших ступеней ПЦИ

Использование рассмотренных способов согласования скоростей приводит к тому, что скорость передачи формируемого группового потока оказывается несколько больше суммы скоростей объединяемых потоков. Для количественной оценки требуемого увеличения скорости группового потока необходимо рассмотреть структуру цикла передачи, который должен содержать позиции для передачи следующих символов:

· информационных (всех символов компонентных потоков);

· циклового синхросигнала агрегатного потока;

· команд согласования, управляющих работой приемного оборудования при восстановлении исходных цифровых потоков;

· согласующих при отрицательном согласовании скоростей;

· служебных, предназначенных, например, для организации контроля, служебной связи и тому подобное.

Введем следующие обозначения:

С _В.П. - номинальная скорость передачи сигналов системы высшего порядка;

С _Н.П. - номинальная скорость передачи сигналов системы низшего порядка;

N _С - число объединяемых потоков систем низшего порядка;

С ₁ - скорость в канале, предназначенном для передачи сигнала одной системы низшего порядка в групповом потоке;

р - число дополнительных позиций в цикле, предназначенных для передачи символов циклового синхросигнала d _ЦС, команд согласования d _С, сигналов служебной связи d _СЛ, сигналов контроля и сигнализации d _К и сигналов дискретной информации d _Д, непосредственно вводимых в групповой тракт;

Q - число информационных символов в цикле, включая согласующие символы (d _И) при отрицательном согласовании скоростей.

Скорость передачи составного сигнала вне зависимости от используемого метода согласования скоростей с учетом принятых обозначений в общем виде будет определяться выражением

С _В.П.= С ₁ N _С(1+ p / Q) > С _Н.П. N _С(1+ p / Q).

Следует отметить, что увеличение скорости передачи из-за добавления согласующих символов мало по сравнению с увеличением скорости передачи из-за добавления служебных символов. Соотношение числа информационных и служебных символов в цикле передачи для каждого входного потока, т.е. цифрового сигнала системы низшего уровня, имеет вид

f _{З Н}/(f _{СЧ Н}- f _{З Н})= a ₁/ b ₁,

где f _{З Н}, f _{СЧ Н} - номинальные частоты записи и считывание соответственно, а a ₁/ b ₁ - несократимая дробь, в которой а ₁ определяет минимальное число информационных символов, а b ₁ - служебных символов, приходящихся на один входной поток. Тогда общее число информационных М _И и служебных М _С символов в цикле передачи будет определяться соотношениями М _И= iN _С a ₁, М _С= iN _С b ₁, где i =1,2, 3,... При этом минимальное значение i выбирается из условия

i =1+(N _С d _С+ d _ЦС+ d _СЛ+ d _К+ d _Д+ d _И)/ N _С b ₁,

а реальное значение i определяется после анализа параметров системы с выбранной структурой цикла.

Кроме выбора оптимального соотношения числа информационных и служебных символов, обеспечивающего заданные параметры системы передачи, при построении цикла передачи необходимо учитывать следующие важные требования к его структуре:

- число следующих подряд служебных символов должно быть по возможности минимальным, что обеспечивает минимизацию объема памяти запоминающих устройств в БАС;

- распределение символов синхросигнала должно быть таким, чтобы обеспечивалось минимальное время восстановления синхронизма (обычно это достигается формированием сосредоточенного синхросигнала соответствующей длительности);

- распределение команд согласования должно быть таким, чтобы обеспечивалась их максимальная помехоустойчивость (обычно это достигается за счет равномерного распределения символов команд согласования по циклу передачи, что уменьшает вероятность их искажений сосредоточенными помехами);

- длительность цикла должна быть по возможности минимальной, что позволяет уменьшить время вхождения в синхронизм, а также снизить временные флуктуации цифрового сигнала за счет оборудования объединения;

- распределение служебных символов в цикле должно быть равномерным, что обеспечивает минимизацию объема памяти запоминающих устройств в БАС;

- структура цикла должна обеспечивать возможность работы системы как в асинхронном, так и в синхронном режимах и тому подобное.

Переход к синхронному режиму работы в системах с односторонним согласованием скоростей, как уже отмечалось, вызывает определенные трудности, связанные с необходимостью уменьшения частоты считывания f _СЧ до f _З и переводом (для сохранения прежней частоты группового цифрового сигнала) соответствующей части информационных импульсных позиций цикла в разряд служебных.

Сказанное поясним рассмотрением циклов передачи телекоммуникационных систем высших ступеней европейской ПЦИ. Вначале обратимся к вторичным ЦТС ПЦИ (ИКМ-120). Цикл передачи системы ИКМ-120 с двусторонним согласованием скоростей объединяемых потоков представляет табл. 6.1. Этот цикл отвечает рекомендациям G. 745 МСЭ-Т.

Таблица 6.1

Цикл удобно представить в виде четырехстрочной матрицы, каждая ячейка матрицы соответствует одному биту информации. Число столбцов равно 264-м. Длительность цикла составляет 125 мкс, т.е. частота повторения цикла равна 8 кГц, и скорость передачи каждого бита матрицы равна 8 кбит/с. Скорость передачи агрегатного потока составляет 264∙4∙8=8448 кбит/с. Первые восемь символов первой строки занимает кодовая комбинация циклового синхросигнала, далее строка заполнена перемежающимися символами компонентных потоков (потоки А, Б, В, Г). Символы компонентных потоков расположены аналогичным образом и в остальных строках цикла. Таким образом, номинальная скорость каждого компонентного потока оказывается равной [(264-8)∙4∙8]/4=2048 кбит/с. Части строк с 9-го по 264-й символ образуют так называемое информационное поле цикла передачи, а части с 1-го по 8-й - заголовок цикла.

Первые четыре символа 2 - 3-й строк заголовка отведены под команды согласования скоростей (КСС); во второй строке передаются первые символы КСС компонентных потоков, в третьей - вторые символы и в четвертой - третьи символы КСС. Например, если символы КСС располагаются так, как показано на рис. 6.8, то это соответствует передаче в потоках 1-м и 3-м (А и В) положительной КСС, а во 2-м и 4-м (Б и Г) - отрицательной. В 4-м потоке один символ принят ошибочно (заштрихован), но решение принято то большему числу одинаковых символов.

Рис. 6.8. Пример структуры поля КСС

Остальные позиции заголовка используются для организации:

- канала служебной связи СС (символы 5÷8, второй строки, скорость передачи 4∙8=32 кбит/с, для сигнала вызова СС используется символ 8 строки 3);

- двух каналов передачи дискретной информации ДИ (символы 5 и 6 строки 3);

- передачи извещения об аварии на дальнем конце (символ 7 строки 3).

Символы 5÷8 строки 4 образуют четыре канала для передачи информационного бита при отрицательном согласовании в том или ином потоке; при отсутствии КСС на этих позициях может передаваться информация о знаках временных неоднородностей в компонентных потоках. На первых символах четвертой строки информационного поля осуществляются вставки при положительном согласовании скоростей передачи тех или иных потоков. Повторение операции согласования скоростей возможно после прохождения нескольких циклов передачи, в течение которых система команд согласования устанавливает значение той или иной команды (команда должна быть сдвоенной, но не строенной, следовательно, промежуток должен состоять не менее чем из трех циклов) В реальном случае между операциями согласования проходит не менее 78 циклов, что соответствует так называемой максимальной частоте согласования, равной 1/(78∙125∙10^-6)=102 Гц. Иногда вместо максимальной частоты согласования используется максимальный коэффициент согласования - обратная величина минимального числа циклов передачи между ближайшими операциями согласования. Очевидно, что в данном случае максимальный коэффициент согласования равен 1/78=0,0125. Пользуясь этими величинами несложно определить, какое предельное относительное расхождение частот записи и считывания может компенсировать система согласования скоростей. Количество символов в цикле 264∙4=1056, в 78-и циклах 1056∙78=82368. Система согласования скоростей может изменить это число на ±4. Следовательно, допустимо максимальное относительное расхождение частот, равное 4∙2/82368≈0,97∙10^-4. Заметим, что эта величина превышает предельно допустимое расхождение скоростей цифровых потоков 2048 кбит/с и 8448 кбит/с.

В табл. 6.2 приведен цикл вторичной системы с односторонним согласованием скоростей, соответствующий рекомендации G. 742 МСЭ-Т.

Таблица 6.2

Как и предыдущая, эта система объединяет четыре потока 2048 кбит/с в поток 8448 кбит/с. Количество символов в цикле на компонентный поток - 206, всего символов в цикле 206∙4+(12+4+4+4)=848. Длительность цикла равна числу символов в цикле поделенному на скорость агрегатного потока 848/8448∙10³=100,38 мкс. В каждом цикле передачи в компонентный поток может быть введена вставка, т.е. число символов в цикле на компонентный поток может быть или 206, или 205. Тогда максимальная скорость согласования на компонентный поток определится как [(206-205)/206]∙2048∙10³≈10 кбит/с. Для того, чтобы обеспечить номинальную скорость передачи компонентного потока цикл должен был бы содержать (2048/8448)∙848=205,576 символов, приходящихся на компонентный поток. Несложно подсчитать, что при этом номинальная скорость согласования должна составить ≈4,2 кбит/с, а номинальный коэффициент цифрового согласования (отношение номинальной и максимальной скоростей согласования) - 0,424. Таким образом, если в системе с двусторонним согласованием скоростей в нормальных условиях процедуры согласования отделены друг от друга не менее, чем 78-ю циклами, то в системе с односторонним согласованием эта процедура происходит или через цикл, или в каждом цикле передачи.

В табл. 6.3÷6.6 приведены циклы третичных и четверичных систем европейской ПЦИ с двусторонним и односторонним согласованием скоростей компонентных потоков.

Таблица 6.3 - Цикл третичной ЦТС с двусторонним согласованием скоростей (G. 745 MCЭ-T)

Скорость передачи компонентных потоков 8448 кбит/с.

Скорость передачи агрегатного потока 34368 кбит/с.

Длительность цикла передачи 62,5 мкс.

Число символов в цикле 2148.

Число символов на агрегатный поток 528.

Максимальная скорость согласования на компонентный поток ≈22,375 кбит/с.

Номинальный коэффициент цифрового выравнивания 0,436.

Таблица 6.4 - Цикл третичной ЦТС с односторонним согласованием скоростей (G. 751 МСЭ-Т)

Скорость передачи компонентных потоков 8448 кбит/с.

Скорость передачи агрегатного потока 34368 кбит/с.

Длительность цикла передачи 44,6927 мкс.

Число символов в цикле 1536.

Число символов на агрегатный поток 378.

Таблица 6.5 - Цикл четверичной ЦТС с двусторонним согласованием скоростей (G. 745 МСЭ-Т)

Скорость передачи компонентных потоков 34368 кбит/с.

Скорость передачи агрегатного потока 139264 кбит/с.

Длительность цикла передачи 15,625 мкс.

Число символов в цикле 2176.

Число символов на агрегатный поток 537.

Таблица 6.6 - Цикл четверичной ЦТС с односторонним согласованием скоростей

(G. 751 МСЭ-Т)

Скорость передачи компонентных потоков 34368 кбит/с.

Скорость передачи агрегатного потока 139264 кбит/с.

Длительность цикла передачи 21,0248 мкс.

Число символов в цикле 2928.

Максимальная скорость согласования на компонентный поток ≈47,563 кбит/с.

Номинальный коэффициент цифрового выравнивания 0,419.

[1] Рассматриваемая схема существенно упрощена по сравнению со схемой реального оборудования.

[2] Время ожидания обусловлено тем, что временная неоднородность может достигнуть критического значения в любой момент времени, а ее компенсацию можно осуществить только в заранее определенный момент.

Дата добавления: 2015-05-09