Лабораторная работа № 1

Таблица П1.1.

Тип кабеля

Длина регенерационного участка, км

Максимальное расстояние между обслуживанием регенерационными

пунктами ОРП, км

Максимальная

длина переприемного

участка по

ТЧ, км

Т-0,5

Т-0,6

Т-0,7

ТПП-0,5

ТПП-0,7

0,35-1,5

0,52-2,3

0,59-2,6

0,47-2,0

0,62-2,7

На АТС сравнительно небольшой емкости вместо САЦО и СОЛТ целесообразно применять комбинированную стойку оконечного оборудования СОО (рис. П1.4), на которой может быть размещено до трех комплектов АЦО и один комплект ОЛТ, что позволяет организовать 3х30=90 каналов ТЧ.

Электропитание аппаратуры осуществляется от станционной батареи с напряжением 60В. Необходимые градации напряжения получают с помощью преобразователей постоянного тока. Потребление энергии: САЦО с одним комплектом АЦО-150 Вт, с четырьмя комплектами АЦО-600 ВТ; СОЛТ с одним комплектом ОЛТ-50 Вт, с 30 комплектами ОЛТ-1,2 кВт.

Основные электрические характеристики ИКМ- 30 следующие:

Число каналов ТЧ 30

Число каналов для передачи дискретной информации до 9

Число каналов вещания (вместо четырех каналов ТЧ) 1

Число каналов СУВ на один телефонный канал 2

Среднее время восстановления циклового синхронизма, мс 2

Среднее время восстановления сверхциклового синхронизма,

мс 2

Закон компандирования

Квазилогрифми- ческий А=87,6/13

Выигрыш от компандирования, дБ 24,1

Отношение сигнал-шум квантования, дБ

Отличается от те оретическог озна- чения не более чем на 4,5

Порог перегрузки, дБиО +3

Тип кода Симметричный

двоичный

Тактовая частота линейного сигнала, кГц 2048

Нестабильность тактовой частоты линейного сигнала ±3∙10^-5

Тип кода в линейном сигнале

Биполярный с по-

очередной инвер-

сией единиц

Скважность импульсов в линейном сигнале 2

Частотная характеристика канала ТЧ 1/6 нормы МККТТ

Изменение остаточного затухания канала ТЧ, не более, дБ ± 0,5

Погрешность установки величины остаточного затухания,

не более, дБ ± 0,3

Псофометрическая мощность шума, не более, дБмО -65

Защищенность от внятных переходных влияний

между каналами одной системы, не менее, дБ 68

Защищенность от внятных переходных влияний

между каналами разных систем, не менее, дБ 74

Максимальное затухание регенерационного участ-

ка на полутактовой частоте, дБ 36

Напряжение ДП, В 16-245

Максимальная длина линейного тракта, км 60-108 ( в зави-

симости от типа

кабеля)

Число НРП в секции обслуживания 10

Диапазон рабочих температур, ⁰С:

оконечное оборудование 5 ÷ 40

оборудование линейного тракта -40 ÷ +40

1.1. Аналого-цифровое оборудование

Аналого-цифровое оборудование АЦО (рис. П1.5) состоит из индивидуального и группового оборудования. Индивидуальное оборудование содержит устройства, каждое из которых обрабатывает сигналы, соответствующие только одному каналу ТЧ, а устройства группового оборудования обрабатывают сигналы всех 30 каналов.

В индивидуальном оборудовании осуществляется согласование входа и выхода каждого канала аппаратуры ИКМ-30 с оборудованием АТС, дискретизация аналоговых сигналов в передающей части оборудования АЦО и восстановление исходного сигнала из последовательности отсчетов в приемной части оборудования АЦО. В групповом оборудовании осуществляется аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование сигналов ТЧ (соответственно в передающей и приемной частях оборудования АЦО).

Структурная схема АЦО одного направления передачи представлена на
рис. П1.6.

Сигнал ТЧ и соответствующие два сигнала управления и взаимодействия
СУВ 1, СУВ 2 поступают на вход согласующего устройства СУ. Сигнал ТЧ транслируется согласующим устройством в передатчик (Пер). Сигналы управления и взаимодействия преобразуются в импульсные последовательности с тактовой частотой 500 Гц каждая, синхронизированные с линейным сигналом. Процессом преобразования управляют импульсные последовательности, формируемые в генераторном оборудовании (ГО) делителями частоты (ДЧ). В свою очередь, ДЧ управляются последовательностью импульсов с номинальной частотой 2048 кГц, вырабатываемой задающим генератором (ГЗ).

Сигналы ТЧ в передатчике ограничиваются по частоте фильтром нижних частот ФНЧ (300-3400 Гц) и с помощью амплитудно-импульсных модуляторов (АИМ) преобразуются в последовательность отсчетов. При этом модулируемые импульсные последовательности, вырабатываемые в ГО, имеют частоту 8 кГц и сдвинуты по времени друг относительно друга на величину, равную одному канальному интервалу.

Рис. П 1.5. Аналого-цифровое оборудование

Выходы Пер соединяются в одной точке, в которой образуется групповой АИМ сигнал, соответствующий 30 каналам ТЧ, разделенным один относительно другого по времени. Кодер, на вход которого поступает групповой АИМ сигнал, преобразует последовательность АИМ-1 в АИМ-2, квантует эту последовательность по уровню в соответствии с законом компандирования А=87,6/13 и кодирует в 8-разрядном симметричном двоичном коде.

Рис. П1.6. Структурная схема АЦО одного направления передачи

Групповой ИКМ сигнал с выхода кодера и импульсные последовательности СУВ объединяются в формирователе линейного сигнала (ФЛС). В ФЛС, кроме того, вводятся сигналы дискретной информации, преобразованные в блоке ДИпер, сигналы цикловой и сверхцикловой синхронизации, сформированные в блоке ФС и определяющие временное положение в цикле передачи соответственно каналов ТЧ и каналов передачи СУВ. С выхода ФЛС объединенный ИКМ сигнал поступает в преобразователь кода передачи ПКпер, который преобразует однополярный двоичный сигнал в сигнал с чередованием полярностей импульсов, удобный для передачи по линейному тракту.

В приемной части оборудования АЦО осуществляются обратные преобразования – групповой сигнал в коде с чередованием полярностей импульсов в ПКпр преобразуется в однополярный двоичный сигнал, который затем декодируется декодером. В устройстве разделения (УР) групповой сигнал разделяется между соответствующими приемниками, в которых восстанавливается исходная форма переданных сигналов: телефонных - в приемниках Пр, сигналов управления и взаимодействия в СУ. сигналов дискретной информации - в ДИпр. Процессом декодирования и разделения группового сигнала управляет генераторное оборудование ГО, начальная фаза работы которого устанавливается устройством цикловой синхронизации ЦС.

1.2. Структура цикла передачи

Цикл передачи соответствует Рекомендации МККТТ G. 732 и состоит из
32 интервалов (КИО-КИЗ1, рис. П1.7):

Рис. П1.7. Структура цикла передачи

30 канальных интервалов предназначены для передачи информации (соответствующей 30 сигналам ТЧ), один – для передачи сигнала цикловой синхронизации, один – для передачи сигналов управления и взаимодействия СУВ, вырабатываемых приборами АТС, и сверхциклового синхросигнала. Каждый канальный интервал состоит из восьми разрядов, обозначаемых Р1-Р8. Частота следования циклов передачи равна частоте дискретизации:; частота следования канальных интервалов
а частота следования символов в цикле передачи (тактовая частота линейного сигнала) .

Цикловой синхросигнал передается в КИ0 в четных циклах на позициях Р2-Р8 и имеет вид 0011011, а в нечетных циклах на позиции Р2 передается 1. Позиция Р1 в КИ0 предназначена для передачи дискретной информации. В канальных интервалах КИ1-КИ15 и КИ17-КИ31 передается информация, соответствующая 30 сигналам ТЧ. При этом КИ8 может отводиться для передачи дискретной информации.

В канальном интервале КИ16 на позициях Р1, Р2, и Р5, Р6 передаются по два СУВ для каждого сигнала ТЧ. Передача СУВ осуществляется поочередно в 15 циклах для 1- и 16-го, 2- и 17-го, 3- и 18-го, …, 15- и 30-го сигналов ТЧ. В 16-м цикле на позициях Р1-Р4 передается сверхцикловой синхросигнал, определяющий временное положение СУВ. Частота следования сверхциклов. Естественно, что с такой частотой передается каждый СУВ.

На позициях Р3, Р6 канального интервала КИ0 в нечетных циклах и Р6 канального интервала КИ16 в Ц0 формируется сигналы об аварии приемной части аппаратуры ИКМ-30, которые передаются в передающую часть аппаратуры.

Ниже приведена подробная структура цикла передачи:

Нумерация циклов………………………………………………..	Ц0-Ц15
Нумерация канальных интервалов……………………………...	КИ0-КИ31
Частота дискретизации телефонных сигналов…………………	8 кГц
Нумерация разрядов в КИ……………………………………….	Р1, Р2, …, Р8
Число каналов для передачи СУВ на каждый канал ТЧ………	2
Местоположение сигналов:
ТЧ……………………………………………………………….....	КИ1, КИ2, …, КИ15, КИ17, …, КИ31
СУВ………………………………………………………………..	КИ16, Ц1-Ц15, Р1, Р2, Р5, Р6
цикловой синхронизации ЦС……………………………………	КИ0, Р2-Р8 четных циклов
сверхцикловой синхронизации СЦС……………………………	КИ16, Ц0, Р1-Р4
Соответствие каналов для передачи СУВ каналам ТЧ………..	КИ1- в Ц1, Р1, Р2 КИ2- в Ц2, Р1, Р2 ………………….. КИ15- в Ц15, Р1, Р2 КИ17- в Ц1, Р5, Р6 КИ18- в Ц2, Р5, Р6 …………………… КИ31- в Ц15, Р5, Р6
Местоположение каналов передачи ДИ:
первого – восьмого……………………………………………….	КИ8, Р1-Р8
девятого…………………………………………………………...	КИ0, Р1
Местоположение сигналов аварии:
СЦС………………………………………………………………..	Ц0, КИ16, Р6
ЦС…………………………………………………………………	КИ0 нечетных циклов, Р3
остаточного затухания…………………………………………...	КИ0 нечетных циклов, Р6
Использование свободных разрядов:
1……………………………………………………………………	Р5, Р8 Ц0 КИ16, Р4, Р8 Ц1-Ц15 КИ16, Р2 КИ0 нечетных циклов
0……………………………………………………………………	Р3, Р7 Ц0-Ц15 КИ16

2. ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ АППАРАТУРЫ ИКМ-30

2.1. Приемопередатчик телефонных сигналов

Структурная схема приемопередатчика ПП телефонных сигналов показана на рис. П2.1.

Рис.П2.1. Структурная схема приемопередатчика
телефонного сигнала

Тракт передачи состоит из дифференциальной системы ДС с балансным контуром БК, удлинителя Удл.1, ограничителя амплитуды ОА, усилителей низкой частоты Ус1 и Ус2, фильтра нижних частот ФНЧ1, амплитудно-импульсного модулятора М, управляемого импульсной последовательностью с генераторного оборудования. Тракт приема состоит из временного селектора ВС, фильтра нижних частот ФНЧ2, усилителя низкой частоты Ус3 и трех удлинителей Удл2-Удл4.

Приемопередатчик может работать при двух- или четырехпроводном включении телефонного канала, что обеспечивается состоянием реле Р1. В исходном состоянии ПП имеет двухпроводное окончание.

Телефонный сигнал поступает от оборудования АТС на двухпроводной вход ПП проводам a и b. Дифсистема состоит из двух одинаковых трансформаторов. Реле Р1 переключает выводы с двухпроводного на четырехпроводный режим работы. Один из трансформаторов включается на входе канала между проводами е, f и удлинителем Удл.1, другой - между проводами a и b и удлинителем Удл.4. Суммарное затухание ДС и Удл.1 составляет I3 дБ, поэтому как при двух-, так и при четырехпроводном режимах работы измерительный уровень на входе усилителя Ус1 составляет -13 дБмО. Ограничитель амплитуд ОА обеспечивает защиту Ус1 от перегрузки, которая может возникнуть из-за импульсных помех АТС.

Усилитель Ус1 усиливает входной сигнал на 12 дБ и согласует с входным сопротивлением ФНЧ1 (R = 6 кОм). Последний ограничивает спектр входного сигнала до 3400 Гц. Буферный усилитель Ус2 обеспечивает развязку ФНЧ1 и амплитудно-импульсного модулятора М.

В тракте приема временной селектор выделает последовательность АИМ сигнала данного канала из группового АИМ сигнала. Фильтр ФНЧ2, идентичный ФНЧ1, демодулирует АИМ сигнал, в результате чего восстанавливается исходный телефонный сигнал. Усилитель Ус3 согласует выходное сопротивление ФНЧ2 (R = 6 кОм) с входным сопротивлением канала (R = 600 Ом) и обеспечивает измерительный уровень сигнала, равный 4,3 дБмО. С помощью удлинителей Удл2 – Удл4 реализуется возможность работы в двухпроводном режиме с остаточным затуханием 1,8; 3,5; 7,0 дБ и совместно с Удл.1 в четырехпроводном режиме с остаточным затуханием 0 дБ и измерительным уровнем на входе и выходе канала – 3,5 дБмО.

Приемопередатчики выпускаются заводом со всеми впаянными удлинителями. В тех случаях, когда необходимо в двухпроводном режиме получить остаточное затухание 3,5 или 1,8 дБ, из приемной части ПП перепайками исключают соответственно удлинитель Удл.4 или удлинители Удл.4 и Удл.3. Выпаянные из тракта приема удлинители могут впаиваться в провода е и f, что обеспечивает измерительный уровень – 3,5 дБ на входе и выходе канала при четырехпроводном режиме работы необходимо получить измерительный уровень -13 дБмО на входе и 4,3 дБмО на выходе канала, то из приемопередатчика исключаются все удлинители. Остаточное усиление канала в этом случае 17,3 дБ.

Принципиальная схема ДС, удлинителей Удл.1-Удл.4 и ограничителя амплитуд ОА показано на рис.П2.2.

Рис. П2.2. Принципиальная схема дифференциальной
системы с удлинителями и ограничителем

Дифсистема состоит из двух одинаковых трех обмоточных трансформаторов ТР1 и Тр2. Отводы вторичных обмоток этих трансформаторов предназначены для обеспечения в четырехпроводном режиме коэффициентов трансформации между обмотками 1 и II Тр1 и II и III Тр2, равных 1. Балансный контур БК представляет собой цепочку R ICI (600 Ом, 1 мкФ), которая служит для достижения баланса ДС при усредненных параметрах линии. Удлинители Удл.1-Удл.4 собраны на резисторах С2-10 с разбросом ±0,5%. Ограничитель амплитуд (Д1, Д2) является ограничителем по максимуму с порогом ±1,3В±10%.

Принципиальная схема усилителей, ФНЧ и модулятора тракта передачи ПП показана на рис. П2.3.

Рис. П2.3. Принципиальная схема усилителей, ФНЧ и модулятора
передающей части приемопередатчика

Усилитель Ус1 состоит из транзистора Т1 с отрицательной обратной связью по направлению (R 20 и R 21) и возможностью подгонки коэффициента усиления тракта передачи при настройке.

Фильтр нижних частот, собранный на элементах L1, L2, C5, C8-C11, имеет частоту среза 3.4 кГц и полюса на частотах 5300 и 6920 Гц с неравномерностью амплитудно-частотной характеристики в полосе пропускания на более ±0,9 дБ. Затухание в переходной области фильтра (на частоте 46 кГц) – не менее 25 дБ и в полосе задерживания (на частоте дискретизации 8 кГц) – не менее 55 дБ. Усилитель Ус.2 содержит транзисторы Т4, Т5 и является составным эмиттерным повторителем. Модулятор АИМ (М) собран по схеме последовательного компенсированного ключа и интегральном прерывателе 1КТО11В, транзисторы которого выращены на одном кристалле кремния для обеспечения идентичности их параметров, что в свою очередь улучшают параметры модулятора (увеличивается его сопротивление в закрытом состояние в рабочем диапазоне частот, уменьшается коэффициент нелинейных искажений и т.д.).

Управление модулятором осуществляется сигналом с ГО через инвертор НЕ.

Принципиальная схема временного селектора, ФНЧ и усилителя тракта приема ПП показана на рис. П2.4.

Рис. П2.4. Принципиальная схема временного селектора, ФНЧ и усилителя
тракта приемной части приемопередатчика

Селектор, как и модулятор АИМ, собран по схеме последовательного компенсированного ключа на транзисторах Т6, Т7 типа 2Т315Б. Применение более мощных, чем в модуляторе, транзисторов вызвано необходимостью пропустить больший ток через ВС в открытом состоянии. Фильтр нижних частот образован из элементов L3, L4, С14, С15, С17, С19, С20. Усилитель Ус3 собран на транзисторах Т2, Т3 с отрицательной обратной связью по напряжению (R26, R27) и возможностью подгонки коэффициента усиления тракта приема резистором R27.

2.2. Согласующие устройства

Квазиэлектронные согласующие устройства СУ предназначены для работы декадно-шаговыми и координатными ГАТС (АТС-47, АТС-54, АТСК, УАТС-49, ПСК-1000, ПСК-100). В аппаратуре ИКМ-30 используется следующие устройства: СИ – исходящее универсальное; СВ – входящее с местного шнура; СВМ – входящее для междугородного шнура; ОК – канальное окончание; ПКИ – преобразователь кода входящий; ПК – блок измерений и контроля. Конструкцией комплекта АЦО предусмотрено универсальное рабочее место для установки СУ любого типа.

Согласующие устройства обеспечивают передачу и прием следующих сигналов управления и взаимодействия:

из СИ в СВ – занятие, набор номера, отбой вызывающего абонента после ответа, разъединение на любом этапе соединения;

из СВ и СИ – контроль исходного состояние, блокировка приборов входящей АТС, ответ абонента, отбой вызываемого абонента, запрос о категории и номере вызывающего абонента, занятость вызываемого абонента;

из СИ в СВМ – занятие, набор номера, посылка вызова (сброс), разъединение;

из СВМ в СИ – контроль исходного состояния, блокировка приборов входящей АТС, абонент свободен, ответ абонента, отбой вызываемого абонента местным или междугородным соединением.

Кроме того, СУ формируют сигналы к приемопередатчикам для организации четырехпроводного транзита.

Сигнальные коды при местном и междугородном соединениях представлены соответственно в табл. П2.1 и П2.2.

На рис. П2.5 изображена структурная схема исходящего и входящего согласующих устройств.

Рис. П2.5. Структурная схема исходящего и входящего
согласующих устройств

Станционная сторона согласующих устройств (провода a, b, k, d, e, f для АТСК и a, b, c, d для АТСДШ) подключена к приборам АТС, канальная сторона – к групповому оборудованию аппаратуры ИКМ-30. Провод РН (регистрация нагрузки) включается только на исходящей стороне. Провода a (через разделительный конденсатор), b, Пит. Реле и с (для организации четырехпроводного транзита) подключается к приемопередатчику.

При описании согласующих устройств для простоты изложения предполагается, что сигналы по сигнальным каналам передаются из одного устройства в другое непосредственно, минуя все преобразования в групповом оборудовании и прохождение по линейному тракту.

Таблица П. 2.1.

Этап соединения	Направление сигнала
	→		←
	1-й с.к	2-й с.к	1-й с.к	2-й с.к
Контроль исходного состояния			←
Занятие		→	←
Набор номера	-- →	→
Ответ		→		←
Отбой вызывающего абонента	→	→		←
Разъединение	→	→	← ← ←	← ←
Отбой вызываемого абонента		→	←	←
Разъединение		→	← ←	←
Занятость вызываемого абонента		→	← ← ←	← ←
Отбой вызывающего абонента до ответа (разъединение)		→	←
Запрос о категории и номере вызывающего абонента		→		←
Снятие запроса		→		←
Блокировка			←

→	передача сигнала из СВ и СИ;
←	передача сигнала из СИ в СВ;
→	окончание передачи сигнала;
- - →	сигнал набора номера;
→ →	последовательность начала и окончания передачи сигналов

Таблица П. 2.2.

Этап соединения	Направление сигнала
	→		←
	1-й с.к	2-й с.к	1-й с.к	2-й с.к
Исходное состояние			←
Занятие		→	←
Набор номера	-- →	→
Абонент свободен		→		←
Посылка вызова	→	→		←
Ответ		→		←
Отбой вызванного абонента		→		←
Отбой со стороны МТС после отбоя вызванного абонента (разъединение)		→	← ←	←
Отбой со стороны МТС после ответа (разъединения)		→	←	←
Отбой вызывающего абонента до ответа (разъединение)		→	←
Абонент занят		→	←	←
Посылка сигнала «Сброс»	→	→	←	←
Блокировка			←

Рассмотрим процесс установления соединения.

Исходное состояние. Если приборы входящей АТС исправны, то на провод k подан потенциал -60 В. Этот потенциал воспринимается узлом контроля К устройства СВ, с выхода которого по первому сигнальному каналу с.к.1 в СИ поступает сигнал исправности. Узел контроля СИ принимает этот сигнал и подает потенциал -60 В на провода контроля k и занятия d. Для приборов исходящей АТС это является сигналом готовности канала к установлению соединения.

Занятие канала сопровождается в СИ подачей «земли» по проводу d от АТСК или с от АТСДШ. Сигнал занятия воспринимается узлом занятия 0 устройства СИ и по второму сигнальному каналу с.к.2 передается в СВ. Узел занятия СВ принимает этот сигнал и включает реле Р1, которое своими контактами подключает разговорные провода a,b, а также подает «землю» на провода d и Пит.реле. Появление положительного потенциала на проводе d приводит к занятию группового искателя ГИ на АТС и включению узла К, который запрещает передачу сигнала с.к.1. Подача потенциала «земли» на провод Пит. реле в СВ обеспечивает возможность организации четырехпроводного режима работы ПП.

При занятии узел 0 устройство СИ выдает на провод РН сигнал, необходимый для срабатывания приборов АТС, регистрирующих нагрузку.

Набор номера. Передача информации о номере вызываемого абонента при работе с АТСК осуществляется частотным кодом по разговорному тракту, а с АТСДШ – батарейным способом. При батарейном способе импульсы набора номера (положительная полярность по проводу a и напряжение -60 В по проводу b) поступают в СИ из приборов исходящей АТС. В СИ узел приема импульсов набора КИ по с.к.1 транслирует их в узел приема импульсов набора И по с.к.1 транслирует их в узел приема импульсов набора КИ устройства СВ, где производиться коррекция импульсов по длительности и их трансляция через контакты реле Р2 в провода a, b входящей АТС. При поступлении первого импульса серии Р2 срабатывает и находится в этом состоянии в течение всей серии импульсов набора.

Ответ вызываемого абонента. При ответе абонента приборов входящей АТС на провод а подается «земля» (через R=1000 Ом). В устройстве СВ срабатывает узел СА и формирует сигнал, который передается по с.к.2 по СИ. Узел приема и передачи сигналов ответа и отбоя 00 устройства СИ принимает этот сигнал и подключает «землю» через R=1000 Ом на провод а исходящей АТС. При установлении соединения по с.к.2 постоянно передаются сигналы: в прямом направлении «Занято», а в обратном - «Ответ».

Отбой вызываемого абонента. Если первым даст отбой вызываемый абонент, во входящей АТС от провода а отключается «земля» а к проводу b через R=1000 Ом подключается напряжение -60 В. При этом узел СА прекращает передачу сигнала по с.к.2, а узел СБ начинает передавать сигналы одновременно по с.к.1 и с.к.2. В устройстве СИ срабатывать узел 00, в результате чего с провода а снимается «земля», а к проводу b подключается через R=1000 Ом напряжение -60 В. После отбоя вызывающего абонента «земля» отключается от провода занятия, узел занятия 0 устройства СИ прекращает передачу сигнала по с.к.2, а в СВ отпускает реле Р1 и освобождает приборы входящей АТС. При этом возобновляется передача узлом К устройства СВ сигнала по с.к.1, а СИ возвращается в исходное состояние.

Если вызываемый абонент занят или заняты соединительные пути к нему, из АТС (из линейного искателя или прибора ступени, на которой получен отказ) на провод b через R=1000 Ом подается напряжение -60 В, а на разговорные провода – сигнала «Занято». Узел СБ устройства СВ предает в СИ сигналы по обоим сигнальным каналам. Услышав зуммер, вызывающий абонент дает отбой (кладет микротелефонную трубку). Далее разъединение происходит так, как было описано выше.

Отбой вызывающего абонента. Возможны две системы отбоя: двусторонняя и односторонняя.

При двустороннем отбое, когда первым дает отбой вызывающий абонент, со стороны исходящей АТС по проводу а на узел 00 через R=1000 Ом подается напряжение -60 В. Узел 00 формирует сигнал, который передается в СВ по с.к.1. Через КИ он поступает в СА, с выхода которого по проводу а напряжение -60 В через R=1000 Ом подается в приборы АТС, где формируется сигнал «Занято», передаваемый к вызванному абоненту. После отбоя вызванного абонента от провода а отключается «Земля», а к проводу b через R=1000 Ом подключается напряжение -60 В, в результате, приборы исходящей АТС освобождаются. От провода занятия исходящий АТС отключается «земля», и устройство СИ прекращает передачу сигнала «Занято» по с.к.2. В устройстве СВ отпускает реле Р1, приборы входящей АТС освобождается, и возобновляется передача сигнала «Контроль исходного состояние» по с.к.1.

При одностороннем отбое, когда первым дает отбой вызывающий абонент, приборы исходящей АТС освобождаются и возвращаются в исходное состояние. От провода занятия в устройстве СИ отключается «земля». Узел занятия 0 прекращает передачу по с.к.2. В устройстве СВ отпускает реле РI, и приборы входящей АТС освобождаются. Узел СА прекращает посылку сигнала по с.к.2. В устройстве СВ отпускает реле Р1, и приборы входящей АТС освобождаются. Узел СА прекращает посылку сигнал «Ответ» по с.к.2, и возобновляется передача сигнала «Контроль исходного состояния» по с.к.1.

Отбой вызывающего абонента до ответа. Если вызывающий абонент дает отбой до ответа вызываемого абонента, то после освобождения приборов исходящей АТС от провода занятия устройства СИ отключается «земля» и узел занятия 0 прекращает посылку сигнала «Занято» по с.к.2. В устройстве СВ отпускает реле Р1, после чего освобождаются приборы входящей АТС.

Запрос о категории и номере абонента. При использовании аппаратуры ИКМ-30 на участках заказно-соединительной линии ЗСЛ после набора номера, согласующие устройства транслируют сигнал запроса о категории и номере вызывающего абонента. Этот сигнал характеризуется наличием «земли» через R=1000 Ом на проводе входящей АТС (МТС) и сигнала с частотой 500 Гц, передаваемого по разговорным проводам. Алгоритм работы согласующих устройств при этом такой же, как и при получении сигнала «Ответ».

Устройство передачи информации о категории и номере вызывающего абонента находится на исходящей АТС. Информация передается частотным кодом по разговорному тракту. После прекращения передачи сигнала запроса в устройстве СВ от провода а отключается «земля» и узел СА прекращает передачу сигнала по с.к.2. Устройство СИ отключает «землю» от провода а. Устройства СВ и СИ возвращаются в предответное состояние.

Блокировка канала. В случае повреждения аппаратуры ИКМ-30 или входящей АТС (повреждено устройство СВ или групповой искатель) прекращается передача сигнала «Контроль исходного состояния» по с.к1. Узел контроля К устройства СИ отключает напряжение -60 В от проводов k и d, что исключает возможность занятия канала со стороны исходящей АТС. В устройстве СИ срабатывает узел сигнализации о блокировке Ел, который выдает сигнал в устройство общесеточный сигнализации и включает светодиод на лицевой панели устройства СИ. Блокировка канала может осуществлена вручную нажатием переключателя «Блок» на лицевой панели устройств СИ, СВ, СВМ.

Рассмотрим работу согласующих устройств при междугородном соединении. Алгоритм работы СУ при междугородном соединении - в исходном состоянии, при занятии и наборе номера и блокировке канала – аналогичен алгоритму работы СУ на этих этапах при местном соединении. Различия возникают при передаче сигналов «Абонент свободен», «Абонент занят», «Посылка вызова», «Ответ абонента», «Сброс».

Если после набора телефонисткой номера абонента окажется, что абонет свободен, то из входящей АТС к проводу а через R=1000 Ом подключается «земля», а к проводу b через R=1000 Ом – напряжение -60 В. В устройстве СВМ узлы СА и СБ срабатывают с задержкой, которая необходима для защиты их от помех, возникающих из-за перезаряда разделительных линейных конденсаторов. Время срабатывания узла СА меньше времени срабатывания узла СБ, поэтому сигнал на выходе СА появляется раньше и запрещает формирование сигнала на входе СБ. При этом из СВМ в СИ передается сигнал только по с.к.2.

Узел 00 устройства СИ подключает к проводу а через R=1000 Ом «землю», а к проводу b через R=1000 Ом – напряжение -60 В. После срабатывания приборов МТС на рабочем месте телефонистки зажигается сигнальная лампа, свидетельствующая о том, что абонент свободен. После этого к проводу а исходящей стороны вызывным ключом подключается через R=60 Ом напряжение -60 В, т.е. передается сигнал «Посылка вызова». В устройстве СИ срабатывает узел 00 и передает сигнал в СВМ по с.к.1. В СВМ срабатывают два реле, которые своими контактами подключают напряжение -60 В к проводу а. При этом от АТС к абоненту передается сигнал «Посылка вызова». При ответе абонента в АТС от провода а отключается «земля», а от провода b – напряжение -60 В. Узлы СА и СБ возвращаются в исходные состояние с небольшой задержкой, причем, время отпускания узла СА выбрано больше времени отпускания узла СБ для предотвращения передачи сигнала по с.к.1.

Если после набора вызываемый абонент окажется занят местным соединением, то из АТС на провод b через R=1000 Ом поступает напряжение -60 В. При этом на рабочем месте телефонистки МТС загорается сигнальная лампа. Если абонент занят междугородным соединением, то из АТС на провод b через R=1000 Ом поступает напряжение -60 В, а сигнал «Занято» - на разговорные провода a и b. В СВМ срабатывает узел СБ и передает в СИ сигналы по с.к.1 и с.к.2. В СИ срабатывает узел 00, который подключает напряжение -60 В через R=1000 Ом к проводу b. В данном случае к рабочему месту телефонистки, кроме оптической сигнализации о занятости, передается по разговорным проводам сигнал «Занято».

Для освобождения приборов абонента телефонистка посылает сигнал «Сброс» («земля» на провод b). При этом в СИ с выхода узла 00 передается в СВМ сигнал по с.к.1. В СВМ срабатывает реле, подключая «землю» к проводу b. По окончании разговора абонент кладет микротелефонную трубку, и устанавливается состояние, отключив «землю» от провода занятие d (c). При этом приборы исходящей и входящей АТС освобождаются.

Блок канального окончания ОК обеспечивает возможность совместной работы по сигнальным каналам аппаратуры ИКМ-30 и комплектов реле соединительных линий РСЛ, а также организации четырехпроводного транзитного соединения с каналами аппаратуры КАМА.

Блоки преобразователей кода исходящий ПКИ и входящий ПКВ предназначены для преобразования одноканального сигнала комплектов РСЛ станции ARM-20 в двухканальный сигнал согласующих устройств аппаратуры ИКМ-30 и обратного преобразования двухканального сигнала в одноканальный. Блоки ПКИ и ПКВ позволяют организовать постоянное транзитное соединение с аппаратурой КАМА.

Блок измерений и контроля ИК предназначен для организации двух - или четырехпроводного окончания канала. На лицевой части блока ИК имеются разрывные колодки, позволяющие осуществлять измерение и контроль параметров канала ТЧ.

2.3. Приемопередатчик сигналов вещания

Канал вещания первого класса с полосой частот 50-10000 Гц организуется в аппаратуре ИКМ-30 вместо четырех каналов ТЧ (в канальных интервалах 1; 9; 17; 25) при частоте дискретизации 32 Гц.

Структурная схема приемопередатчика сигналов вещания ПП-В представлена на рис. П. 2.6.

Рис. П2.6. Структурная схема приемопередатчика сигналов вещания

Тракт передачи ПП-В состоит из усилителей Ус1 и Ус2, контура предыскажений КП, фильтра нижних частот ФНЧ1 и амплитудно-импульсного модулятора М. Усилитель Ус1 предназначен для усиления входного сигнала на 6 дБ и согласования симметричной линии, имеющей выходное сопротивление 600 Ом, с несимметричным входным сопротивлением контура предыскажений, равным 6 кОм. Контур предыскажений служит для выравнивания характеристики спектральной мощности сигнала вещания с целью увеличения отношения сигнал-шум квантования в диапазоне

передаваемых частот. Характеристика затухания КП представлена на рис. П. 2.7, а. Фильтр ФНЧ1, предназначенный для ограничения спектра входного сигнала, имеет частоту среза 10000 Гц, входное и выходное сопротивления 6 кОм. Усилитель Ус2 является буферным и обеспечивает развязку выходного сопротивления ФНЧ1 от модулятора М.

Тракт приема ПП-В состоит из временного селектора ВС, фильтра нижних частот ФНЧ2, контура восстановления КВ и усилителей Ус3, Ус4, Ус5. В блоке ВС осуществляется выделение АИМ сигнала. Эта последовательность демодулируется в ФНЧ2, идентичном ФНЧ1. Контур КВ обеспечивает восстановление исходной характеристики спектральной мощности сигнала (рис. П2.7б).

Рис. П2.7. Характеристика затухания:

а) – контура предыскажений;

б) – контура восстановления.

Усилитель Ус3 предназначен для усиления демодулированного сигнала 23дБ и согласования несимметричного выхода КВ (R=6 кОм) с симметричным входом усилителей Ус4, Ус5. Выходное сопротивление Ус4, Ус5 составляет 20 Ом при затухании асимметрии не менее 43 дБ.

3. ГРУППОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ АППАРАТУРЫ ИКМ-30

3.1. Кодер

3.1.1. Основные электрические характеристики

Кодер выполняет следующие функции: преобразует сигнал АИМ-1 в сигнал АИМ-2, осуществляет амплитудное квантовое сигнала АИМ-2 и 8-разрядное нелинейное кодирование квантованного сигнала. Основным параметром, характеризующим качество преобразования сигнала в кодере, является отношение сигнал-искажения квантования, т.е. отношение средней мощности сигнала Рс к средней мощности искажений квантования Ркв, возникающих в процессе преобразования. Искажения квантования складываются из собственных искажений ИКМ, обусловленных методическими погрешностями квантования и ограничения сигнала, и дополнительных искажений, обусловленных аппаратурными погрешностями. Последние связаны с конечной точностью изготовления аналоговых узлов кодера и декодера, ограниченной стабильностью их параметров и влиянием помех от цифровых сигналов, действующих в АЦО.

Собственные искажения ИКМ определяются числом разрядов кода, видом характеристики компрессии и порогом ограничении кодера. Как было отмечено выше, нелинейное кодирование сигнала осуществляется в соответствии с амплитудной характеристикой (рис. П3.1),

Рис. П3.1. Амплитудная характеристика кодера

представляющей собой 13-сегментную аппроксимацию квазилогарифмической функции. Амплитудная характеристика кодера может быть разделена на 16 равных отрезков (сегментов) – по восемь в каждой половине биполярной характеристики . Четыре сегмента и имеет одинаковый наклон, поэтому их принято считать единым сегментом и называть характеристику компрессии 13-сегментной. В пределах каждого сегмента размещается по 16 шагов квантования (К=0,1, …, 15). При 8-ми разрядном нелинейном кодировании первый символ кодового слова (d1) несет информацию о полярности отсчета входного сигнала, следующие три символа (d2, d3, d4) образуют двоичное представление номера сегмента =0,1,…, 7, а последние четыре (d5-d8) дают двоичное представление номера шага квантирования К=0,1,…, 15 в пределах сегмента.

Шаг квантования q изменяется при переходе от сегмента к сегменту и в зависимости от номера сегмента определяется выражением

(3.1)

где – шаг квантования на центральном сегменте;

– порог ограничения кодера.

Значение определяет максимальную методическую погрешность аналого-цифрового преобразования сигнала, попадающего на - сегмент амплитудной характеристики кодера. Для уменьшения этой погрешности в декодере к каждому восстановленному значению отсчета сигнала добавляется корректирующая поправка . Тогда абсолютное значение методической погрешности ε не превышает половина шага квантования:

(3.2)

Методические погрешности квантования и ограничения определяют теоретические достижимую величину отношения сигнал-искажения квантования

(3.3)

где – средняя мощность собственных искажений ИКМ.

Аппаратурные погрешности преобразования определяют среднюю мощность дополнительных искажений и снижают отношения сигнал-искажения квантования в каналах на величину ∆Q, по сравнению с теоретическим переделом QT :

(3.4)

Согласно Рекомендации МККТТ G.712 значение ∆Q не должно превышать 4,5 дБ. На рис. П3.2 представлена зависимость отношения сигнал-искажения квантования от

Рис. П3.2. Зависимость отношения сигнал-искажения
квантования от уровня сигнала:

а – теоретическая характеристика при 8-разрядном
кодировании с законом компрессии А=87,6/13;

б – допустимая нижняя граница

уровня входного испытательного сигнала с нормальным (гауссовым) распределением мгновенных значений при 8-разрядном кодировании и характеристике компрессии А=87,6/13. При ∆Q* = 4,5 дБ средняя мощность дополнительных искажений в АЦО ограничивается условием

(3.5)

Средняя мощность дополнительных искажений распределена между основными узлами АЦО следующем образом: кодер ≤ 0,6 ; декодер ≤ 0,4 ; приемопередатчик ≤ 0,4 . При этом средняя мощность шумов, возникающих на стыках узлов в АЦО, не должна превышать 0,4 .

Допуск на снижение отношения сигнал-искажения квантования ∆Q* = 4,5 дБ и требуемая величина защищенности от внятных переходных помех между каналами (не менее 68 дБ) оказываются преобладающими при оценке требований к точности работы кодера и декодера. При получении необходимого значения отношения сигнал-искажения заданные нормы на коэффициент нелинейных искажений сигналов (не более 1%) и уровень псофометрического шума в незанятом канале (не выше – 65 дБмОп) удовлетворяются с достаточным запасом.

3.1.2. Структурная схема кодера

Кодер аппаратуры ИКМ-30 построен по принципу поразрядного уравновешивания. Особенностью кодера является выполнение процесса поразрядного уравновешивания с частотой 4096 кГц, удвоенной по сравнению с тактовой частотой ƒт цифрового потока в системе. Это позволяет осуществить 8-разрядное кодирование отсчета сигнала в течении интервала ∆t код=4Т ≈ 2 мкс обеспечить достаточный временной интервал для преобразования сигнала АИМ-1 в АИМ-2 с требуемой защищенностью от внятных переходных помех между каналами.

На рис. П3.3 показана структурная схема кодера, который разделяется на аналоговую и цифровую части, выполненные в виде двух соответствующих блоков.

Рис. П3.3. Структурная схема кодера

Аналоговая часть кодера включает следующие функциональные узлы:

- групповой тракт АИМ сигнала ГТ-АИМ, в котором производится преобразование входного сигнала АИМ-1 в сигнал АИМ-2, а также автоматическая коррекция «О» кодера;

- два одинаковых формирователя эталонных сигналов ФЭС, каждый из которых формирует 11-разрядный набор сигналов с двоичным соотношением амплитуд между разрядами для образования шкалы уровней квантования в одной половине биполярной амплитудной характеристики кодера;

- дифференциальный компаратор, предназначенный для определения знака (полярности) сигнала АИМ-2, сравнения его амплитуды с амплитудой сигналов ФЭС и формирования двоичных символов по результатам сравнения.

Цифровая часть кодера содержит следующие функциональные узлы:

- регистр памяти с логикой управления, предназначенный для записи и хранения информации, поступающей от компаратора по цепям обратной связи А и В, в соответствии с которой формируются сигналы управления аналоговыми узлами кодера;

- цифровой экспандер, выполняющий преобразование 7-разрядного кода (без знакового символа d1), поступающего с выходов регистра памяти в 11-разрядный простой двоичный код, необходимый для управления разрядами ФЭС;

- логические элементы выбора ФЭС, пропускающие сигналы цифрового экспандера на входы разрядов одного из ФЭС в зависимости от значения сигнала d1;

- удвоитель тактовой частоты и распределитель импульсов, который формирует импульсную последовательность 2ƒт = 4096 кГц («Строб. К») для стробирования компаратора и импульсные последовательности Р¹ 8, Р¹ 1, Р¹ 2, Р¹ 3 задержанные на половину тактового интервала относительно соответствующих последовательностей Р8, Р1, Р2, Р3, поступающих в кодер от делителя отделителя частоты ДЧ передачи;

- преобразователь параллельного кода в последовательный, формирующий выходной цифровой сигнал кодера.

Включение цифрового экспандера в цепь обратной связи нелинейного 8-разрядного кодера эквивалентно использованию цифрового компрессора на выходе линейного 12-разрядного кодера.

Процесс преобразования входного АИМ сигнала в цифровой код поясняется временными диаграммами (рис. П3.4.). Преобразование сигнала АИМ-1 в АИМ-2 производится в течение интервала =3Т ≈ 1,5 мкс, а затем амплитуда отсчета запоминается и хранится постоянной в течение интервала =5Т. В интервале ∆t код = 4Т отсчет UN квантуется и кодируется.

При воздействии первого из восьми стробирующих импульсов «Строб.К» (см. рис. П3.4) компаратор формирует импульс на выходе А или В зависимости от полярности информационного сигнала UN. Информация о полярности кодируемого сигнала запоминается в ячейке регистра памяти, причем, если UN>0, то на выходе А будет 1 и d 1 = 1, если UN<0, то на выходе В 1 и d 1 = 0.

В последующих семи тактах кодирования логики выбора ФЭС пропускают управляющие сигналы НI-HII (см. рис. П3.3) от цифрового экспандера на выходах ФЭС-А при d 1 = 1 или ФЭС-В d 1 = 0. Кроме того, символ d 1 управляет регистром памяти, пропуская на выходы ячеек регистра сигнала обратной связи В, если d 1 = 1

Рис. П 3.4. Временные диаграммы работы кодера

или сигнал А, если d 1 = 0. Такой алгоритм обработки цифровых сигналов позволяет получить биполярную амплитудную характеристику кодера при использовании эталонных сигналов позволяет получить биполярную амплитудную характеристику кодера при использовании эталонных сигналов только одной (отрицательной) полярности, что упрощает реализацию узлов ФЭС.

В последующих трех тактах кодирования (при воздействии на компаратор второго, третьего и четвертого импульсов «Строб.К») осуществляется поиск сегмента характеристики компрессии, в переделах которого находится амплитуда отсчета. Алгоритм поиска показан на диаграмме рис. П3.5. При этом компаратором вырабатываются двоичные символы d2, d3, d4 которые записываются в ячейки регистра памяти и несут информацию о номере ( = 0, I,…, 7) сегмента. Комбинация двоичных символов d2, d3, d4 преобразуется цифровым экспандером в сигнал управления одним из разрядов ФЭС, который формирует основной эталонный сигнал с амплитудой, соответствующей нижней границе выбранного сегмента.

В последних четырех тактах интервала кодирования производится линейное поразрядное уравновешивание разности амплитуд входного и основного эталонного сигналов с помощью комбинации четырех дополнительных эталонных сигналов. При этом компараторе формируется двоичные символы d5, d6, d7, и d8 которые записываются в ячейки регистра памяти и несут информацию о номере (К= 0,1, …, 15) уровня квантования в пределах сегмента.

Процесс кодирования заканчивается состоянием, при котором разность амплитуд входного сигнала и суммы эталонных сигналов не превышает шага квантование для данного сегмента.

В табл. П3.1. указаны сигналы разрядов ФЭС, используемые в процессе кодирования в качестве основных и дополнительных эталонных сигналов.

Рис. П3.5. Алгоритм поиска сегмента
амплитудной характеристики кодера

Символы параллельного и двоичного двоичного кода d2, …, 8 записанные в регистр памяти, переносятся в ячейки преобразователя кода, с которых эти символы последовательно считываются. Для улучшения статистики группового цифрового сигнала в соответствии с Рекомендацией МККТТ G.711 символы четных разрядов инвертируются.

Требования к точности функционирования аналоговых узлов кодера при условии Рк ≤ 0,6 Рси следующие:

- допустимая относительная погрешность при формировании эталонных сигналов на более 0,7%;

- разрешающая способность компаратора не хуже 0,2 мВ (при минимальном шаге квантования qo = 1 мВ);

- относительная величина спада вершины импульсов сигнала АИМ-2 (в интервале ∆t код) не более 0,5%.

Требуемое быстродействие узлов кодера определяется необходимостью выполнения совокупности операций одного такта уравновешивания в интервале 1/2ƒт 0,25 мкс. К этим операциям относятся:

- формирование сигналов управления разрядами ФЭС;

- включение очередного разряда ФЭС (с заданной точностью установления эталонного сигнала);

- сравнение амплитуд входного и эталонного сигналов;

- стробирование решающего узла компаратора с целью формирования входного импульса А (или В) по результату сравнения сигналов;

- запись сигнала обратной связи А (или В) в регистр памяти.

Таблица П3.1.

Номер сегмента	Эталонные сигналы						Шаг квантования
Номер сегмента	основной	дополнительные				коррекция	Шаг квантования
7	2¹°=1024	512	256	128	64	32	64
6	512	256	128	64	32	16	32
5	256	128	64	32	16	8	16
4	128	64	32	16	8	4	8
3	64	32	16	8	4	2	4
2	32	16	8	4	2	1	2
1	16	8	4	2	1	0,5	1
0	-	8	4	2	1	0,5	1

Примечания: 1. Эталонный сигнал коррекции используется только в декодере. 2. Все эталонные сигналы выражены в условных единицах по отношению к величине минимального шага квантования о.

3.1.3. Групповой тракт АИМ сигнала.

В групповом тракте, как указывалось выше, сигнал АИМ-1 преобразуется в сигнал АИМ-2. Основные электрические характеристики ГТ-АИМ:

- нестабильность коэффициента передачи не более ± 0,1 дБ;

- коэффициент нелинейных искажений не более 0,2%, в том числе коэффициент нелинейности по третьей гармонике не более 0,1% (при уровне сигнала 0 дБмО);

- защищенность от переходных влияний между канальными интервалами в полосе частот 300/3400 Гц менее 75 дБ;

- относительная величина спада вершины импульсов сигнала АИМ-2 (в интервале ∆t код) не превышает 0,5%;

- относительный уровень невзвешенного шума на выходе ГТ-АИМ не более – 75 дБмО.

Рис. П3.6. Функциональная схема группового
тракта АИМ сигнала ГТ-АИМ

Функциональная схема группового тракта, приведенная на рис. П3.6, включает следующие узлы:

- два инвертирующих усилителя Ус1 и Ус2, которые соединены последовательно и предназначены для преобразования несимметричного входного сигнала в симметричный;

- амплитудно-импульсный модулятор второго рода АИМ-2, содержащий два аналоговых коммутатора К1, К2, конденсатор Сн и два буферных усилителя Ус3, Ус4 с высокоомными выходами;

- формирователь импульсов ФИ для управления коммутаторами К1, К2;

- узел ввода сигнала и коррекции «0» кодера, в котором напряжение сигнала АИМ-2 преобразуется в ток, а также регулируется разность выходных токов (Ia-Ib) при выполнении автоматической коррекции «0» кодера.

Групповой тракт АИМ построен по симметричной схеме, что обеспечивает высокую помехозащищенность узлов преобразования АИМ сигнала.

Усилители входного сигнала Ус1 и Ус2, представляющие собой усилители постоянного тока УПТ с глубокой отрицательной обратной связью, имеют динамическое выходное сопротивление менее 20 Ом. Аналоговые коммутаторы К1 и К2, выполненные на основе мостовых схем с использованием интегральных диодных сборок типа 2ДС523БМ, также имеет низкоомное динамическое сопротивление в открытом состоянии (не более 10 Ом). Также значение сопротивлений усилителей и коммутаторов позволяют осуществить перезаряд конденсатора Сн в интервале ∆t0 (см. рис. П3.4.) с точностью порядке 0,01%, что необходимо для получения требуемого затухания внятных переходных помех между каналами. Высокоомное выходное сопротивление (свыше 1 МОм) буферных усилителей Ус3 и Ус4, построенных по схеме составных повторителей на полевых и биполярных транзисторах, а также малая величина тока утечки (менее 1 мкА) диодных коммутаторов в закрытом состоянии, являются необходимыми условиями для получения плоской вершины импульсов сигнала АИМ-2 с относительной величиной спада менее 0,5%.

Узел ввода сигнала и коррекции «О» кодера построен по схеме дифференциального усилителя с коллекторным выходами, которые нагружаются на выходные сопротивления резистивных матриц ФЭС, подключаемых параллельно выходам ГТ-АИМ (см. рис. 3.3). В цепь питания дифференциального усилителя включен управляемый источник тока, величина которого регулируется напряжением интегрирующей цепи и вызывает соответствующее изменение разности выходных токов Ia-Ib. Положительное или отрицательное приращение напряжения интегрирующей цепи возникает при воздействии импульсных сигналов, управляющих устройствами коррекции «О» кодера. Эти сигналы вырабатываются в регистре кодера в моменты времени, соответствующие канальным интервалам КИ0, КИ18 цикле в зависимости от значения знакового символа d1 («0» или «1»)

3.2. Декодер

3.2.1. Основные электрические характеристики

Декодер предназначен для преобразования 8-разрядного двоичного кода в сигнал АИМ-2. Амплитудная характеристика декодера (рис. П3.7) определяется как обратная функция по отношению к характеристике кодера, поэтому общая амплитудная характеристика тракта, включающего кодера и декодер, линейна (с точностью до половины шага квантования).

При нелинейном декодировании осуществляется преобразование с помощью цифрового экспандера 7-символьного кода (кроме знакового символа d1) в 12-символьный. При этом комбинация символов d2, d3, d4, преобразуется в сигнал управления Нт разрядов ФЭС, формирующим основной эталонный сигнал. Комбинация d5, d6, d7, d8, используется для управления последующими четырьмя разрядами ФЭС (т+1, …, т+4). Одновременно с формированием основного эталонного сигнала в т-м разряде ФЭС формируется эталонный сигнал коррекции в (т+8)-м разряде. Восстановленный таким образом однополярный отсчет сигнала затем инвертируется или передается без изменения на выход декодера (в зависимости от знакового символа d1 кодового слова).

Рис. П3.7. Амплитудная характеристика декодера

Основным параметром, характеризующим качество преобразования сигнала и декодера, как и в кодере, является отношение сигнал-искажения квантования. Искажение в декодере возникают только вследствие аппаратурных погрешностей функционирования аналоговых узлов. Средняя мощность дополнительных искажений, обусловленная аппаратурными погрешностями декодера, ограничена условием
=0,4 (см.3.1.)

3.2.2. Структурная схема декодера

Декодер аппаратуры ИКМ-30 (рис. П3.8) построен по принципу суммирования двоично-взвешенных эталонных сигналов и делится на аналоговую и цифровую части, выполненные на двух платах, входящих в один блок. Аналоговая часть декодера содержит следующие функциональные узлы:

Рис. П3.8. Структурная схема декодера

- два одинаковых формирователя эталонных сигналов ФЭС-А и ФЭС-Б, которые по назначению аналогичны соответствующим узлам кодера и конструктивно выполнены в виде микросхем;

- дифференциальный усилитель, преобразующий однополярные отсчеты сигнала АИМ-2 в биполярный сигнал, а также обеспечивающий низкоомное выходное сопротивление декодера, необходимое при работе на импульсную реактивную нагрузку.

Основными функциональными узлами цифровой части декодера являются:

- преобразователь последовательного двоичного кода в параллельный;

- регистр памяти с логикой управления, предназначенный для хранения кодового слова в течении интервала времени ∆t дек = 6Т ≈ 3 мкс, необходимого для получения требуемой длительности отсчетов выходного АИМ сигнал;

- цифровой экспандер, выполняющий преобразование 7-символьнго кода, поступающего с выходов регистра памяти, в 12-символьный код для управления разрядами ФЭС;

- логические элементы выбора ФЭС, попускающие сигналы цифрового экспандера на входы разрядов одного из ФЭС в зависимости от значения символа в знаком разряде.

Процесс преобразования кодового слова ИКМ сигнала в отсчет сигнала АИМ-2 поясняется временными диаграммами (рис. П3.9).

Символы кодового слова d1,… d7, последовательно поступающие на вход декодера, записываются с помощью управляющих импульсов Р1, …, Р7 в ячейки преобразователя кода. В тактовом интервале Р8 семь символов кодового слова d1,… d7 представлены в параллельной форме на выходах преобразователя кода, а восьмой символ d8 входного ИКМ сигнала поступает непосредственно на вход восьмого разряда регистра памяти. Параллельный 8-разрядный код записывается в регистр памяти с инверсией четных символов с помощью логики управления. Хранение информации в регистре памяти продолжается в течение интервала. Импульсом Р6 осуществляется общий сброс регистра.

Рис. П3.9. Временные диаграммы работы декодера

Выходные сигналы регистра памяти d1,… d8 преобразуются в цифровом экспандере и в логике выбора ФЭС в сигналы управления разрядами ФЭС-А (при d1=0). Однополярный сигнал, формируемый на выходе ФЭС-А, инвертируется в дифференциальном усилителе, а сигнал с выхода ФЭС-В передается этим усилителем без инверсии, в результате на входе декодера получается биполярный сигнал АИМ-2. Отсчет выходного сигнала декодера подается затем на вход ФНЧ соответствующего канального приемника в течение длительности импульса Упр. N, управляющего селектором N-ого канала.

Функциональные узлы декодера аналогичны соответствующим узлам кодера, поэтому рассмотрим только построение дифференциального усилителя, включенного на выходе декодера.

3.3. Генераторное оборудование

Генераторное оборудование ГО формирует и распределяет во времени управляющие импульсные последовательности, определяя тем самым порядок и последовательность работы канальных и групповых устройств аппаратуры ИКМ-30.

Функционально генераторное оборудование делится на передающее и приемное (ГОпер и ГОпр соответственно). Каждое из них содержит следующие узлы (рис. П3.10):

Рис. П3.10. Структурная схема генераторного оборудования ГО

- устройство тактовой синхронизации УТС, вырабатывающее импульсы тактовой частоты. Функции этого устройства на передаче выполняет задающий генератор (ГЗ-2048), а на приеме – выделитель тактовой частоты (ВТЧ-2048);

- делитель разрядный ДР, формирующий восемь импульсных последовательностей с частотой следования кодовых групп, которые используется для управления групповыми устройствами;

- делитель канальный ДК, формирующий 32 импульсные последовательности, соответствующие канальным интервалам цикла передачи и используемые для управления канальными устройствами;

- делитель цикловой ДЦ, формирующий импульсные последовательности, соответствующие циклами Ц0-Ц15 и управляющие оборудованием СУВ.

Отличительными особенностями генераторного оборудования передачи и приема являются:

- организация режима управления ГОпр для обеспечения синхронизации приемного оборудования аппаратуры по циклам и сверхциклам, которая достигается принудительной установкой (фазировкой) ДР, ДК и ДЦ;

- организация режима как внутренней, так и внешней синхронизации по тактам ГОпер с целью обеспечения работы аппаратуры в интегральной цифровой сети связи.

Генератор, задающий ГЗ-2048, обеспечивает тактовую синхронизацию передающей части аппаратуры ИКМ-30. Генератор может работать в режимах как внутренней синхронизации (автогенерации), так и внешней, необходимой при синхронном режиме работы аналого-цифрового оборудования передачи и приема. Предусмотрен режим запуска ГЗ-2048 от внешнего источника импульсов тактовой частоты.

Структурная схема генератора ГЗ – 2048 приведена на рис. П3. 11. Она состоит из генератора, управляемого напряжением ГУН, и схемы управления генератором СУГ.

В состав ГУН входит автогенератор АГ- 8192, работающий с частотой 8192 кГц. делитель частоты на четыре и входные инверторы НЕ1 – НЕ8. Схема управления генератором представляет собой систему фазовой автоподстройки частоты. Она состоит из формирователя узких импульсов ФИ2, фазового детектора ФД с пилообразной характеристикой, усилителя постоянного тока УПТ и фильтра нижних частот ФНЧ.

Основные узлы блока ГЗ – 2048, за исключением АГ – 8192, выполнены на интегральных микросхемах. Автогенератор с целью исключения возможных при управлении перескоков частоты выполнен по двухконтурной транзисторной схеме. Переключение режима работы генератора производится вручную с помощью перепайки перемычек. При этом в режиме внешнего запуска автогенератор АГ – 8192 выполняет функции умножителя на четыре, который запускается узкими импульсами от формирователя импульсов ФИ;

Рис. П3.11. Структурная схема ГЗ- 2048

Делитель разрядный ДР, функциональная схема которого приведена на рис. П3. 12, выполнен на основе 8- разрядного однотактного регистра сдвига с обратной связью.

Рис. П 3 12. Функциональная схема делителя разрядного ДР

Установка делителя разрядного в ГОпр производится подачей на R-вход JK – триггера каждой ячейки регистра сдвига импульса «Установка по циклу» (соответствующего восьмому разряду нулевого канального интервала нулевого цикла). При этом все ячейки устанавливаются в исходное (нулевое) состояние. Первый тактовый импульс («Строб.I») записывает «I»в первую ячейку ДР и после формирования восьмого разряда в КИО нулевого цикла начнет вырабатываться последовательность импульсов PI.Таким образом, начнется новый цикл работы ДР.

Выходные последовательности импульсов PI-Р8 снимаются с ячеек регистра сдвига через мощные выходные инверторы НЕ2-НЕ9 и используются для управления работой кодера и декодера. В делителе разрядном, кроме того, формируется импульсная последовательность, определяющая временное положение канальных интервалов и управляющая работой модулятора АИМ на передаче («Строб. АИМ») и временного селектора на приеме («Строб. ВС»).

Делитель канальный ДК, структурная схема которого изображена на рис. П3.13., состоит из делителя частоты на 32, двух регистров сдвига PCI, PC2 и дешифратора на 16 входов и 32 выхода.

Делитель на 32 является 5-разрядным счетчиком с последовательным переносом, собранном на пяти JK-триггерах. Запуск его осуществляется импульсной последовательностью Р7 (на приеме Р3), поступающей от ДР, а выходной сигнал

Рис. П3.13. структурная схема делителя канального ДК

«Управления 32 кГц» формируется объединением импульсных последовательностей, поступающих с выходов первых трех триггеров счетчика. Сигнал «Управления 8 кГц» , поступающий на управляющий вход второго регистра сдвига, образуется объединением импульсных последовательностей, поступающих с выходов последних двух триггеров счетчика.

Регистр сдвига PCI является 8- разрядным распределителем, выполненным на
D–триггерах, с выходов которого снимаются импульсные последовательности с частотой 32 кГц сдвинутые друг относительно друга на длительность канального интервала 3,9 мкс. Регистр сдвига РС2 по построению аналогичен РСI . С его выходов снимаются импульсные последовательности с частотой 8 кГц, сдвинутые друг относительно друга на величину 32 Т.

Дешифратор состоит из 32 логических элементов, в которых происходит логическое сложение сигналов, поступающих от РСI и РС2. Здесь же одновременно производится стробирование канальных импульсов сигналом «Строб. АИМ » («Строб. ВС»). Поэтому с выхода дешифратора снимаются последовательности импульсов, длительностью 1,95 мкс каждый, соответствующие канальным интервалам 1-15 и 17-31. С выходов двух элементов дешифратора, в которых не осуществляется стробирование, снимаются импульсные последовательности, соответствующие нулевому и 16-му канальным интервалам при длительности импульса3,9 мкс (широкие инвертирование канальные интервалы КИ0ШИ и КИ16ШИ на передаче и КИОС и (КИ16С на приеме).

Установка ДК осуществляется, как и в ДР, импульсом «Установка по циклу», соответствующим восьмому разряду нулевого канального интервала и поступающим на выходы сброса всех триггеров делителя частоты на 32 и регистров сдвига PCI и РС2, При этом первый триггер делителя частоты на 32 устанавливается в состояние «О», а остальные четыре триггера- в состояние «1». Все триггеры регистра РСI устанавливаются в состояние «0» , а триггеры РС2 – в состояние «1».

Делитель цикловой ДЦ формирует импульсные последовательности для управления схемами передачи и приема СУВ. построен он на основе делителя – распределителя без обратной связи с применением дешифратора на 16 выходов.

Рис. П3.14. Функциональная схема делителя циклового ДЦ

Для управления дешифратором служит 4-разрядный делитель на 16 с последовательным переносом, выполненный на D-триггерах. Запуск делителя осуществляется импульсами КИОТИ (КИОС), соответствующими нулевому канальному интервалу.

Дешифратор содержит 16 четырехвходовых логических элементов И, входы которых подключены к прямому или инверсному выходам каждого из четырех триггеров делителя. В результате, высокий потенциал на каждой из выходных шин дешифратора возникает только 1 раз за цикл деления. Следовательно, на выходах ДЦ, пронумерованных в соответствии с номерами соответствующих циклов от 0 до 15, формируются импульсы положительной полярности с частотой следования 500 Гц и длительностью 125 мкс.

Синхронизм по сверхциклу (на приеме) осуществляется воздействием на-выходы триггеров импульса «Установка по сверхциклу», соответствующего четвертому разряду КИ16 нулевого цикла. В результате все триггеры делителя на 16 устанавливаются в исходное состояние. С приходом импульса КИОС начинается новый цикл деления и формирования импульсных последовательностей Ц0-Ц15.

Формирователь сигналов управления ФСУ обеспечивает формирование «Установка по циклам и сверхциклам» ГОпер, аналогичных сигналам установки ГОпр, поступающим с выхода приемника синхросигнала.

Принцип работы ФСУ основан на сравнении временного положения импульсных последовательностей, поступающих от ГОпер и ГОпр данной станции в исходное состояние.

Структурная схема ФСУ, состоящего из анализатора и решающего устройства, приведена на рис. П3. 15. Собственно анализатор выполнен на логических элементах совпадения И4 и И5.

Рис. П 3.15. Структурная схема формирователя сигналов правления ФСУ

Требуемая точность установки фазы ГОпер обеспечивается стробированием канальных и разрядных интервалов тактовой частотой (элементы ИI, И2, НЕI- НЕ3). В случае расхождения фаз сравниваемых импульсных последовательностей ГОпер и ГОпр анализатор вырабатывает импульсы «Установка по циклу», которые предварительно поступают на вход решающего устройства. Решающее устройство, представляющее собой 2–разрядный счетчик , играет роль накопителя и служит для повышения помехозащищенности работы ФСУ. Действительно, лишь третий импульс с выхода анализатора проходит через схему стробирования И6 и поступает на шину «Установка по циклу» ГОпер, сбрасывая триггеры ДР и ДК в исходное состояние.

После установки заданного временного положения импульсных последовательностей ГОпер и ГОпр происходит сброс триггеров накопителя и импульсом, поступающим от элемента сброса И5.

Схема формирования сигнала «Установка по сверхциклу» выполнена на элементах И3 и НЕ4. «Установка по сверхциклу» осуществляется периодической подачей импульсной последовательности частотой 500 Гц, поступающей от ГОпр в ГОпер. Предварительно импульсы «Установка по сверхциклу» стробируются канальными и разрядными импульсами с целью исключения их влияния на сверхцикловой делитель ГОпер. В том случае, когда аппаратура ИКМ -30 не работает в режиме жесткой связи ГОпр и ГОпер, шина, по которой осуществляется «Установка по сверхциклу» ГОпер, заземляется.

3.4. Система цикловой синхронизации

3.4.1. Статистические характеристики

Система цикловой синхронизации предназначена для установления и поддержания состояния циклового и сверхциклового синхронизма между передающим и приемным устройствами.

Состояние циклового синхронизма обеспечивает условия для правильного декодирования кодовых групп отдельных каналов, и правильного распределения группового АИМ – сигнала между соответствующими приемниками, а состояние сверхциклового синхронизма обеспечивает условия для правильного распределения сигналов СУВ. Состояния циклового и сверхциклового синхронизма устанавливаются в приемном устройстве в соответствии с временным положением в цикле передачи циклового и сверхциклового синхросигналов.

Цикловой синхросигнал представляет собой 7-разрядную кодовую группу, передаваемую в КИО в каждом четном цикле на импульсных позициях Р2-Р3. Сверхцикловой синхросигнал передается 4-разрядной кодовой группой в каждом нулевом цикле сверхцикла в КИI6 на импульсных позициях РI-Р4.

Поиск состояния синхронизма осуществляется в два этапа: сначала устанавливается состояние циклового, а затем сверхциклового синхронизма. Поиск циклового синхросигнала производятся в зоне, равной двум циклам передачи (что соответствует периоду следования синхросигнала) путем последовательного анализа 7- разрядных кодовых групп на соответствие синхронизирующей. При этом, если анализируемая кодовая группа отличается от синхронизирующей, то осуществляется сдвиг на одну позицию и, следующей анализируется 7–разрядная кодовая группа, содержащая шесть символов предыдущей кодовой группы. Такой анализ продолжается до тех пор, пока анализируемая комбинация не окажется аналогичной синхронизирующей. Следующей анализируется комбинация, расположенная на тех же позициях цикла передачи, но со сдвигом на период следования синхросигнала. Если формирование кодовой группы, аналогичной синхронизирующей, вызваны случайным сочетанием в групповом сигнале единиц и нулей информации (ложная синхрогруппа), то сдвиг с анализируемых позиций произойдет при наличии на этих позициях кодовой группы, отличающейся от синхронизирующей. Такой процесс последовательного анализа будет продолжаться до тех пор, пока не будет найден истинный цикловой синхросигнал.

Для того, чтобы при искажении символов циклового синхросигнала (вследствие чего будет анализироваться кодовая группа, отличающаяся от синхронизирующей) не начинался процесс поиска синхронизма, вводится накопитель по выходу из синхронизма, который обеспечивает переход к поиску синхронизма только после четырехкратного подряд искажения синхросигнала (вероятность чего достаточно мала). В процессе поиска синхросигнала, чтобы не увеличивать время поиска, этот накопитель отключается и включается вновь только после установления состояния циклового синхронизма. Наличие циклового синхронизма фиксируется накопителем по входу в синхронизм, срабатывающим после двукратного подряд обнаружения синхросигнала на одних и тех же позициях в цикле передачи. (Вероятность ложного срабатывания накопителя по входу в синхронизм в процессе поиска синхронизма достаточно мала).

После фиксации циклового синхронизма начинается процесс поиска сверхциклового синхросигнала, передаваемого комбинацией 0000 в нулевом цикле в КИ16 на позициях РI- Р4. Эта комбинация может быть легко опознана, поскольку во всех других циклах (кроме нулевого) в КИ16 на импульсной позиции Р4 передается единица.

Основными характеристиками системы цикловой синхронизации является время восстановления и время удержания синхронизма. Среднее время восстановления синхронизма

(3.10)

где , - среднее время поиска, соответственно, циклового и сверхциклового синхросигналов, , - среднее время заполнения накопителя, соответственно, по выходу из синхронизма и входу в синхронизм.

Рассмотрим каждое из слагаемых, входящих в выражение (3.10). Среднее время поиска синхросигнала в большой мере определяется выбором его вида. Это объясняется тем, что кодовые группы различной структуры по-разному группируются в случайной последовательности. (Рассматривается последовательность b-символьных кодовых групп, в которой каждая последующая смещена относительно предыдущей на символ).

Наиболее удобно классифицировать кодовые группы по числу содержащихся в них критических точек. В соответствии с этой классификацией кодовая группа длины b имеет критические точки после тех первых j символов, которые оказываются идентичными последним с символам. Тогда наименьшее число критических точек в кодовых группах – одна (например, в кодовой группе 0II….I- на последнем символе), наибольшее b (например, в кодовой группе III….I- на I-, 2-,3-,…b–м символах), а например кодовая группа 0I0I….0I имеет в своем составе b/2 критических точек на всех четных символах.

Кодовые группы, имеющие b критических точек, группируется в пачки наибольшей длительности, а кодовые группы с одной критической точкой - в пачки наименьшей длительности. Действительно, если сформировалась кодовая группа III….I или 000 …0 ( с b критическими точками), то вероятность формирования второй такой же кодовой группы непосредственно вслед за первой равна ½ (при одинаковой вероятности формирования единиц Р(I) и нулей Р (0)в групповом сигнале) независимо от ее деятельности. в то время как формирование второй группы вида 0II….I ( с одной критической точкой) может произойти не ранее, чем через b символов вероятностью (I/2) ^b– Из равенства Р(I) и Р (0) вытекает, что среднее число кодовых групп различной структуры в рассматриваемом отрезке группового сигнала одинаково. На этом основании следует сделать вывод, что кодовые группы, формирующиеся в пачки наибольшей длительности, встречаются в групповом сигнале значительно реже, чем формирующиеся в пачки наименьшей длительности.

Специфика процесса поиска синхросигнала, как было показано в предыдущем разделе, заключается в том, что при формировании ложного синхросигнала следующим анализируется те же импульсные позиции, но со сдвигом на период, равный двум циклам. В результате, из пачки ложных синхрогрупп анализируется только первая, а остальные отбрасываются. Это обеспечивает относительно быстрый анализ группового сигнала в зоне случайного сигнала при использовании в качестве синхронизирующих кодовых групп с критическими точками, но при этом в зоне синхросигнала анализ группового сигнала значительно замедляется. Зона случайного сигнала состоит из а-b+1 импульсных позиций в цикле (а число символов между двумя синхросигналами), на которых формирование кодовых групп длины b осуществляется без участия символов синхросигнала. Зона синхросигнала состоит из 2 b-1 импульсных позиций в цикле, на которых формирование кодовых групп длины b осуществляется с участием символов синхросигнала.

При использовании синхронизирующих кодовых групп с одной критической точкой анализ группового сигнала в зоне случайного сигнала относительно замедляется, а в зоне синхросигнала – существенно ускоряется. Следовательно, при выборе структуры синхросигнала необходимо оценить суммарное время поиска синхросигнала

(3.11)

где – среднее время поиска синхросигнала в зоне случайного сигнала и в зоне синхросигнала, соответственно.

В соответствии с для кодовых групп с одной критической точкой

(3.12)

для кодовых групп с критическими точками

(3.13)

где – период формирования циклового синхросигнала.

В нашем случае b=7, а=256∙2-7=505, Тц = 0,125∙ 2=0,25 мс. Тогда М⁽¹⁾(t_п)_ц=1,23 мс, а М⁽^b⁾(t_п)_ц= 1,54 мс, т.е. для приведенных условий кодовые группы с одной критической точкой обеспечивают меньшее время поиска синхросигнала, чем кодовые группы с большим числом критических точек. Поэтому в аппаратуре в качестве синхронизирующей используется кодовая группа с одной критической точкой вида 0011011.

Второе слагаемое в выражении (3.10)- среднее время заполнения накопителя по выходу из синхронизма – представляет собой среднее время достижения первого успеха, когда на вход накопителя последовательность из r₁единиц подряд. Формирование последовательности единиц (при сбое синхронизма) происходит при отсутствии ложного синхросигнала. Вероятность последнего Р(1)=1-(1/2) ^b.

В общем виде М (t_н)вых определяется выражением

(3.14)

Подставляя значения Р(I) = I/2 ⁷=127/128, r₁=4 и = 0,25 мс, получаем М (t_н)_вых =1,02 мс.

Среднее время удлинения процесса восстановления синхронизма за счет включения накопителя по входу в синхронизм определяется выражением, аналогичным (3.14) и отличающимся тем, что появлению единицы на входе накопителя соответствует прием неискаженной синхрогруппы, вероятность чего равна (1-Ри)^b, где Ри вероятность искажения одиночного символа. При Рн = 10^-6, b=7и r₂=1 (поскольку первая единица поступает на вход накопителя после завершения процесса поиска синхросигнала) получаем М (t_н)_вх=0,25 мс.

Последнее слагаемое в выражении (3.11) – среднее время установления сверхциклового синхронизма – определяется временным интервалом между моментом установления циклового синхронизма и 16-м КИ в нулевом цикле. В худшем случае (когда состояние циклового синхронизма установлено в первом цикле сверхцикла) этот временной интервал составляет 15,5 циклов. Тогда М (t_п)_сц =0,125•15,5= 1,94 мс.

Другой важной характеристикой системы синхронизма является время удержания синхронизма М(t_уд) - среднее время между двумя сбоями цикловой синхронизации. Сбой цикловой синхронизации происходит при четырехкратном подряд искажении синхросигнала. В этом случае каждой единице на входе накопителя по выходу из синхронизма соответствует искажение синхросигнала, вероятность которого равна 1-(1-P_и)^b. Следовательно, М(t_уд) определяется выражением (3.14), в котором Р(I)=1-(1–Р_и)⁷, r₁=4, Тц=0,25 мс, и Ри=10^-4(худший случай, при котором срабатывает аварийная сигнализация), т.е. М(t _уд)≈28 ч – время достаточно большое, чтобы можно было практически не считаться с вероятностью сбоя системы синхронизации из-за воздействия единичных помех.

3.4.2. Структурная схема

Формирователь синхросигнала передающей части аппаратуры ФСпер, структурная схема которого изображена на рис. П3.16, предназначен для формирования:

а) циклового синхросигнала. С этой целью импульсные последовательности, соответствующие 4-,5-,7-,8 му разрядам, объединяются в логическом элементе

Рис. П3.16.Структурная схема формирователя синхросигнала ФС

ИЛИ1 и совместно с импульсными последовательностями, соответствующими нулевому канальному интервалу КИО и четным циклам, подаются на вход логического элемента И1, на выходе которого получается кодовая группа 0011011 на позициях Р2-Р8 КИО в каждом четном цикле и, кроме того, единицы на позициях Р2 в КИО в каждом нечетном цикле;

б) сигнала «Извещение ЦС» о потере циклового синхронизма по сигналу «Авария ЦС», вырабатываемому в приемнике синхросигнала местной станции. Сигнал «Извещение ЦС» передается на импульсной позиции Р3 в канальном интервале КИО в нечетных циклах. Формирование его осуществляется с помощью логического элемента ИЗ;

в) сигнала «Извещение СЦС» о потере сверхциклового синхронизма по сигналу «Авария СЦС», вырабатываемому в приемнике синхросигнала местной станции. Сигнал «Извещение СЦС» передается на импульсной позиции Р6 в канальном интервале КИ 16 в нулевом цикле сверхцикла. Формирование его осуществляется с помощью логического элемента И 4;

г) единиц на позициях Р5 в КИ16 в нулевом цикле (на логическом элементе И5), Р4 в КИ16 во всех циклах, кроме нулевого (на логических элементах И6, НЕТ1), обеспечивающих быстрый поиск сверхциклового синхросигнала, передаваемого в нулевом цикле и имеющего вид 0000; Р8 в КИ16 (на логическом элементе И7).

Кроме того, формирователь синхросигнала осуществляет ввод:

- сигналов управления и взаимодействия СУВ1 и СУВ11 (с помощью логических элементов И8-И 11) на позиции Р1, Р2,Р5,Р6 и КИ 16, причем на позиции Р1,Р2 в каждом из 15 циклов (кроме нулевого) вводятся соответственно СУВ1 и СУВ 11 первых 15 каналов, а на позиции Р5, Р6 вводятся СУВ1 и СУВ 11 17-31-го каналов;

- сигнала с выхода кодера в групповой сигнал, а также запрет в нем (с помощью логического элемента НЕТ 2) символов в канальных интервалах, предназначенных для передачи сигналов цикловой синхронизации, СУВ, дискретной информации.

Сигналы с выходов логических элементов И1-И11, НЕТ 1, НЕТ2 объединяются с сигналами дискретной информации в схеме объединения и подаются на вход преобразователя кода передачи ПКпер.

Приемник синхросигнала Пр. синхр. структурная схема которого изображена на рис. П3. 17. содержит приемник циклового синхросигнала, приемник сверхциклового синхросигнала и распределитель СУВ.

В приемнике циклового синхросигнала групповой ИКМ сигнал поступает на вход регистра сдвига РС. Каждая комбинация символов, аналогичная цикловому синхросигналу, обуславливает наличие импульсов на выходе дешифратора ДшI. Если

Рис. П3.17. Структурная схема приемника синхросигнала Пр. Синхр.

передающая и приемная части аппаратуры находятся в состоянии циклового синхронизма, то сигнал с выхода дешифратора совпадает по времени с сигналом на выходе логического элемента ИI , соответствующим временной позиции Р8 КИО в каждом четном цикле. При этом на выходе логического элемента НЕТ1, соединенного с накопителем по выходу из синхронизма, сигнал отсутствует, а на выходе логического элемента И2, выполняющего функции накопителя по входу в синхронизм, появляется сигнал сброса в нулевое состояние первых трех ячеек накопителя по выходу из синхронизма. Последняя (четвертая) ячейка сбрасывается в нулевое состояние сигналом непосредственно с выхода ДшI. В результате накопитель по выходу из синхронизма при работе системы в режиме цикловой синхронизации оказывается полностью разряженным.

Ложные синхрогруппы, содержащиеся в групповом сигнале, не совпадают по времени с сигналом на выходе логического элемента И1 и, следовательно, не вызывают появления сигналов ошибки на входе накопителя по выходу из синхронизма. При одиночных искажениях синхрогрупп сигнал с выхода логического элемента ИI проходит через открытый логический элемент НЕТ1 на вход накопителя по выходу из синхронизма. Однако при этом накопитель не успевает полностью зарядиться и сбоя циклового синхронизма не происходит, а сигнал с выхода Дш1, соответствующий первой же неискаженной синхрогруппе, через логический элемент И2 сбрасывает накопитель по выходу из синхронизма в нулевое состояние.

При отсутствии синхронизма в четырех следующих подряд циклах (под циклом в данном случае понимается период следования циклового синхросигнала Тц = 0,25 мс) накопитель по выходу из синхронизма заполняется и осуществляет запрет декодера и включение сигнала аварии цикловой синхронизации, а также через логический элемент ИЛИ1 – запрет приемника СУВ и включение сигналов аварии системы сверхцикловой синхронизации. Одновременно открывается логический элемент ИЗ, и первый же импульс, обследованный ложной синхрогруппой на выходе опознавателя, установит в нулевое состояние делитель частоты ДЧ и последнюю (четвертую) ячейку в накопителе по выходу из синхронизма, обеспечивающие формирование цикла передачи. В результате, следующее опознавание группового сигнала будет производиться на тех же позициях, но в следующем цикле (через 0,25 мс). Если вторично на этих позициях ложная синхрогруппа не сформируется, то сигнал с выхода логического элемента И1 вновь заполнит накопитель по выходу из синхронизма, откроется логический элемент ИЗ и поиск синхрогруппы продолжится. Если на анализируемых позициях ложная синхрогруппа появится 2 раза подряд, то импульс с выхода ДШ1 пройдет через скрытый логический элемент И2, выполняющий функции накопителя по входу в синхронизм, и сбросит накопитель по выходу из циклового синхронизма в нулевое состояние. Поиск синхгруппы в данном случае будет продолжен только после четырехкратного подряд появления на анализируемых позициях кодовых групп, отличающихся от синхронизирующих. Однако вероятность ложного заполнения накопителя по входу в синхронизм достаточно мала. После двукратного подряд обнаружения истинной синхрогруппы сигнал с выхода логического элемента И2 сбросит накопитель по выходу из циклового синхронизма в нулевое состояние. При этом не вырабатываются сигналы запрета декодера и приемника СУВ, а также сигналы включения аварии системы цикловой и сверхцикловой синхронизации.

Приемник сверхциклового синхросигнала строится аналогично приемнику циклового синхросигнала. Каждая комбинация символов, аналогичная сверхцикловому синхросигналу, вызывает появление импульсов на выходе Дш2. Контроль сверхциклового синхросигнала на соответствие временному положению сигнала, формируемого логическим элементом И4 (Р8 КИ16 в ЦО), производится только в режиме цикловой синхронизации. Это обеспечивается логическим элементом НЕТ2, на запрещающий вход которого продается сигнал с накопителя по выходу из циклового синхронизма.

При наличии циклового и сверхциклового синхронизма на выходе логического элемента И5, соединенного с накопителем по выходу из сверхциклового синхронизма, сигнал отсутствует, а с выхода логического элемента И6, выполняющего функцию накопителя по входу в сверхцикловой синхронизм, поступает сигнал сброса в нулевое состояние первой из двух ячеек накопителя по выходу из сверхциклового синхронизма. При отсутствии сверхциклового синхронизма в двух следующих подряд сверхциклах (Тсв.ц=0,125∙16=2мс) на входе последнего (второго) триггера накопителя вырабатывается сигнал запрета приемников СУВ и аварии в системе сверхцикловой синхронизации «Авария СЦС». Одновременно открывается логический элемент И5 и первый же импульс, появившийся на выходе ДШ2 при наличии циклового синхронизма, установит ДЧ и второй триггер накопителя по выходу из сверхциклового синхронизма в нулевые состояние. При вторичном формировании сверхциклового синхросигнала на этих же позициях через логический элемент И6 сбрасывается в нулевое состояние и первый триггер накопителя.

Кроме указанных функций, в приемнике синхросигнала с помощью логических элементов И из группового ИКМ сигнала выделяются СУВ.

3.5 Преобразователь кода

Преобразователь кода ПК предназначен для преобразования ИКМ сигнала из униполярного двоичного кода в квазитроичный биполярный код с чередованием полярности импульсов на передаче и обратного преобразования на приеме с восстановлением амплитудных и временных соотношений передаваемого цифрового сигнала.

Он состоит из двух раздельных функциональных частей – преобразователя кода передачи ПКпер и преобразователя кода приема ПКпер, обеспечивающих сопряжение аналого-цифрового оборудования с оборудованием линейного тракта, - и выполняет следующие функции:

- усиление переданного по стыковой линии цифрового сигнала;

- опознание вида переданного кодового символа («0», «I»);

- восстановление амплитудных и временных соотношений передаваемого сигнала;

- преобразование цифрового сигнала из двоичного кода в код с чередованием полярности импульсов и обратно.

Преобразование униполярного сигнала в биополярный является логической операцией, заключающийся в том, что последовательность униполярных импульсов разделяется на две последовательности (четную и нечетную), одна из которых инвертируется. Полученные последовательности затем объединяются в одну биполярную последовательность, причем таким образом, чтобы на выходе устройства соблюдалось правило чередования полярностей независимо от числа нулевых символов между импульсами.

Формирование четных и нечетных последовательностей осуществляется с помощью простой схемы (рис. П3. 18), состоящей из счетного триггера ТФ и двух элементов совпадения ИI и И2. В зависимости от состояния триггера ТI входной сигнал проходит поочередного через элементы И1 и И2. Для повышения помехозащищенности в цепь обратной связи включен запоминающий элемент Т2 (RS- триггер), разрешающий поочередно работу элементов И1 и И2. Управление триггером и запуск буферных усилителей БУсI и БУс2 осуществляется импульсами, сформированными на RS – триггерах (). При этом управление триггерами производится импульсами формирователей ФИI и ФИ2, на входы которых поступают импульсы тактовой частоты («Строб.I» и «Строб.2»), сдвинутые во время на половину периода.

Рис. П3.18. Структурная схема преобразователя кода передачи ПКпер

Объединение импульсов двух последовательностей нормированной длительности и согласование с линией осуществляются буферными усилителями, нагруженными на общую нагрузку-трансформатор Тр.

Рис. П3.19. Структурная схема преобразователя кода приема ПКпр

Структурная схема преобразователя кода приема приведена на рис. П3.19. Как и схема регенератора, она содержит предварительный усилитель ПУс, решающее устройство РУ, выделитель тактовой частоты ВТЧ, а также формирователь двоичного ИКМ сигнала.

Предварительный усилитель ПКпр выполнен с частотно–зависимой обратной связью и автоматической регулировкой усиления. Амплитуда сигнала с выхода ПУс сравнивается на выходе РУ с постоянным пороговым напряжением (1,2В), выбранным примерно равным половине амплитуды импульсов предварительного усилителя.

Моменты решения определяются стробирующим импульсами с выхода ВТЧ. Колебание тактовой частоты выделяется из принимаемого сигнала узкополосных фильтром и затем формируется с помощью резонансного усилителя и формирователя импульсов тактовой частоты. На вход фильтра с эквивалентной добротностью Q≈80÷100 поступают импульсы от предварительного усилителя, выпрямленные и ограниченные двухполупериодным выпрямителем ДВ.

Моменты перехода синусоидального сигнала через нуль используются в качестве передних и задних фронтов стробирующих импульсов, получаемых на выходе усилителя-ограничителя. Для подстройки фазы стробирующих импульсов ВТЧ снабжен фазовращателем, выполненным на основе RS-цепи. Грубая задержка осуществляется включением активных элементов (типа НЕ), выполненных на интегральных микросхемах, а плавная – изменением емкости фазосдвигающей цепи.

Решающее устройство выполнено на основе двух логических элементов совпадения И1 и И2, управляемых короткими стробирующими импульсами. Импульсы двоичного ИКМ сигнала, имеющие длительность, равную половине периода тактовой частоты, формируются ФИ1 и ФИ2, которые запускаются импульсами РУ и сбрасываются импульсами тактовой частоты, сдвинутыми во времени относительно импульсов РУ на половину периода тактовой частоты.

Преобразователь кода является оконечным устройством группового оборудования аппаратуры ИКМ-30. Поэтому в этом устройстве предусмотрены дополнительные элементы, обеспечивающие организацию шлейфа в режиме работы оборудования «На себя», точки для подключения измерительных устройств (приборов), а также устройства, контролирующие пропадание ИКМ сигнала на передающей и приемной сторонах.

В случае пропадания ИКМ сигнала сигнал с выходов или (ПКпер) подается на элемент объединения ИЛИ. При этом конденсатор заряжается, обеспечивая запуск аварийной сигнализации в блоке контроля и сигнализации КС аппаратуры
ИКМ -30.

Лабораторная работа №12

ИССЛЕДОВАННЕ ЛИНЕИНОГО ТРАКТА ЦИФРОВОЙ СИСТЕММ ПЕРЕДАЧИ ИКМ-30-4

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение и исследование линейного тракта системн передачи ИКМ-30-4.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТИ

2.1.Изучение принципа построения и работн. линейного тракта системн передачи ИКМ-30-4. . ,

2.2. Исследование основннх показателей качества работн линейного тракта.

3. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

3.1. Изучить литературу [1] стр.16-18, [2] стр. 483+508 и содержание данного пособия.

3.2.Лодготовить бланк для отчета в соответствии с п.Ж₎и схемой линейного тракта, приведенной на рис. 1.

4. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

4.1. Термшши обозначения:

РЛ - линейннй регенератор

РС - станционннй регенератор

НРП - необслуживаемнй регенерационннй пункт

КЛТ - комйлект плат линейного тракта

ДП . - дистанционное питание

ОЛП - оборудование линейних переключений

СКУ унифицированннй стоечннй каркас .

УСО - унифицированное сервисное оборудование

АЦО - аналого-цифровое оборудование

ОСА - согласуюадее оборудование межстанционннх сое д и нител ьн ь!х л иний АТС

ОЛТ - оборудование линейного тракта

ГШ - генератор шума

ИЦ - Цепь искажений

Канал ТЧ - канал тональной частотн

ИЛ - искусственная линия

4.2. Линейтлй тракт

4.2.1. Линейнмй тракт является основной и самостоятельной частью
системм ИКМ-30-4 и может использоваться автономно для передачи
первичньгх цифровьгх сигналов электросвязи. Линейний тракт содержит: Устройства регенерации цифрового сигнала электросвязи в линии; устройства дистанционного питания регенераторов; систему телеконтроля регенераторов и служебной связи; устройства ввода и зашитм.

4.2.2. Регенерация цифрового сигнала электросвязи в линии
осуодествляется блоками линейньгх регенераторов РЛ-11 или РЛ-13.

Для организации одного линейного тракта используется две парн по одно или двухкабельной схеме.

Включение блока РЛ-11 в кабельнне парм может бьггь односторонним или двусторонним. При одностороннем включении оба регенератора одного блока передают сигналм двух линейньгх трактов в одном направлении. При двустороннем включении оба регенератора одного блока передают сигналм одноғо линейного тракта в разнмх направлениях.

При одностороннем включении оба линейнмх тракта, проходяшие через один блок РЛ, должнм включаться в платм РС-11 одного комплекта - 1 и 2,3 и 4. Такое же условие должно вмполняться на промежуточной станции при двухстороннем включении, причем платм 1 и 3 должнм работать в направлении А, а платм 2 и 4 - в направлении Б. Это необходимо для правильной работм системм те'леконтроля промежуточной станции.

Применение двустороннего включения блоков РЛ-11 является предпочтительнмм, т.к. при его отказе останавливается только один линейнмй тракт, (при одностороннем включении - останавливаются два линейнмх тракта). Кроме того, при двустороннем включении упрошается эксплуатация оборудования, например, упрошается организация шлейфов в НРП.

На линиях, проходяших по открмтой местности, либо на линиях, подверженньгх опаснмм влияниям, следует устанавливать блоки РЛ-13, содержаише устройства заодитн. Блоки РЛ-13 содержат односторонний регенератор и заполненнмй ими контейнер НРП-12-4 обеспечивает работу только шести линейнмх трактов, причем в кажднй линейнмй тракт следует включать два стояших рядом блока: 1 и 2,3 и 4,... 11 и 12.

4.2.3. Расстояние между линейнмми регенераторами (длина
регенерационного участка) зависит от переходного затухания между парами
кабеля и от рабочего затухания пар кабеля. Обмчно, ограничиваюшим
фактором являются взаимнме влияния между парами кабеля, расчет
допустимого рабочего затухания регенерационного участка в этом случае
можно производить по формулам:

А_р <(А„ - 201% N-20)65 при И<10 (1)

А_р <(А„ -101% N-35)65 при N^10,

где А_р - рабочее затухание регенерационного участка,

Аn - переходное затухание между парами в кабеле на ближнем конце (при однокабельной схеме) или завдишенность на дальнем конце (при двухкабельвой схеме),

N - число линейннх трактов в кабеле. Все расчетн и измерения производятся для полутактовой частотн 1024 кГц. Величина рабочего затухания, рассчитанная по формулам (1), не должна превмшать максимального значения усилительной способности регенераторов, при этом следует учитнвать также температурнме и другие разбросм затухания.

Блоки РЛ-11, РЛ-13 и комплект КЛТ-11 имеют усилительную способность в пределах от 6 до 44 дБ, комплект КЛТ-12 имеет усилительную способность в пределах от 32 до 60 дБ.

Пристанционнме участки должнм иметь длину вдвое меньшую, чем определенная по формулам (1), в том случае, если в кабеле часть пар используется для организации неуплотненньгх соединительньгх линий. При использовании кабеля только для уплотнения цифровмми системами пристанционнне участки могут иметь полную длину.

Винесеннне линейнне трактн, в котормх отсутствуют линейние регенераторн, рекомендуется использовать только в кабелях с малнм числом пар по двухкабельной систбме, в этом случае удается использовать максимальную усилительную способность комплектов КЛТ-12.

4.2.4. Дистанционное питание РЛ осўйдествляется по схеме "провод-провод" через средние точки линейнмх трансформаторов.

Источник дистанционного питания - плата ДП-11 представляет собой преобразователь напряжения с широтно-импульсной стабилизацией тока.

Максимальное напряжение на вмходе платм ДП-11 имеет две градации -120 В и 240 В, устанавливаемне переключением перемнчек.

Виход платн имеет заземленную среднюю точку, т.е. напряжение между кажднм внходним полюсом и "землей"'равно пОловине рабочего.

В плате ДП-11 предусмотрена зашита, отключакяцая напряжение ДП при попадании "земли" на полюса или обрнве цепи ДП. Обратное включение ДП производится только вручную, исходя из соображений техники безопасности.

Напряжение на вмходе платн ДП-11 изменяется в зависимости от длинн линейного тракта и определяется по формуле:

U_on=J_dnR₀I+u_рлn (2)

где Jdn(А) -ток ДП;

R₀ (ом/км) - километрическое сопротивление одной жиль1 кабеля;

I(км) - длииа участка ДП;

u_рл (В) - падение напряжения на одном РЛ;

n - число РЭТ на участке ДП.

системе ИКМ-30-4 J_дл=0,05А и U_рл,=11В, и напряжение ДП определяется по формулам

для жил 0,5мм U_рл =4,5! + 11 п (3)

для жил 0,7 мм U_рл =2,25 / + 11 п

Полученное из формул (3) напряжение не должно превншать максимально допустимое напряжение 120 В или 240 В.

4.2.5. Плата ДП-11 может питать до 15 РЛ, что в большинстве случаев
достаточно для организации цепи дистанционного питания линейного тракта с одной сторонм с заворотом на противоположной станции. Такая организация цепи ДП является предпочтительной, т.к. в этом случае все РЛ включаются поодинаковой схеме, что облегчает их эксплуатацию.

При необходимости дистанционного питания линейного тракта с двух сторон должен бьггь организован заворот цепей ДП в одном из линейннх регенераторо в.

Заворот цепей ДП следует вьшолнять так, чтобн обеспечить протекание тока ДД по всем участкам кабеля, т.к. при этом повьппается надежность контактов в жияах кабеля. Обтекание жил кабеля током ДП рекомендуется предусматрйвать и при организации вннесенннх линейнмх трактов, несмотря на отсутствие в них линейних регенераторов.

Протяженность линейного тракта может бьгть увеличена применением промежуточннх питаюших станций.

4.2.6. Линейнме регенераторн помешаются в герметичннй стальной
контейнер НРП, которнй содержится в условиях эксплуатации под
избмточньш давлением воздуха 0,3 - 0,5 ат. (29,4 - 49,1 кПа).

Контейнер НРП состоит из стального сварного корпуса, крмшки, вводной муфтм, имеюшие сложное антикоррозионное покрмтие. Съемнме петли позволяют изменить направление откидмвания крьппки.

Вводная муфта имеет два патрубка для включения отводов вмсокого и низкого уровня от магистрального кабеля. На вводной муфте расположенм вентиль, используеммй для закачивания воздуха в контейнер, и разъем для подключения аппарата монтера при организации служебной связи из НРП.

В корпус вставляется виемной каркас, в котором имеется 12 мест для установки линейнмх регенераторов. Корпус и вмемной каркас соединяются через коммутационное поле, позволяюшее производить необходимме переключения и измерения кабеля.

4.2.7. Ввод и запшта цепей линейного тракта на станции осушествляется
в блоках ОЛП. Блок ОЛП-11 содержит восемь плинтов на пять пар каждмй
(т.е. всего на 40 пар), блок ОЛП-12 четнре плинта (т.е. всего на 20 пар). В
блоках ОЛП четмре плинта расположенм под передней крмшкой, в блоке
ОЛП-11 евде четмре плинта - под задней крмшкой. При установке блока ОЛП-
11 в каркасе СКУ необходимо обеспечить доступ к тмльной стороне стойки.

При размеодении десяти блоков ОЛП в каркасе СКУ имеется возможность полной распайки двух или четнрех стопарньгх кабелей. Распайка жил кабеля производится на линейнне гнезда плинтов, причем рекомендуется левне плинти использовать для включения пар внсокого уровня, правне - для низкого.

Разводка цепей по станции производится со станционннх гнезд плинтов однопарньши кабелями. Станционнне и линейние гнезда плинтов соединяются между собой перемнчками, которне позволяют в случае необходимости разорвать линейннй тракт. К станционньш гнездам каждой парн плинта подключен разрядник Р-27.

5. ИЗМЕРЕНИЯ ОШИБОК В ЛИНЕЙНОМ ТРАКТЕ

Показатели ошибок в цифровьгх каналах и трактах являются статистическими параметрами и норми на них даются с соответствуюшей вероятностью их внполнения. Показатели ошибок должнн удовлетворять эксплуатационнмм нормам, как долговременннм, так и оперативннм.

Оперативнне нормн определяются на основе рекомендаций МСЭ-Т М.2100, М.2110 и М2120. Эти норми требуют значительно меньшего времени измерений и ими чаше пользуются при эксплуатации. Для определения квотм, по нормам на параметрм ошибок в трактах со скоростью передачи 2.048 Мбит/с и вмше, принятн следуюшие определения:

секунда с ошибками {егтогео¹ зесопй (Е8)} - период в одну секунду с одним или более блоком с ошибками;

секунда, пораженная ошибками {зеуегегу еггогеа¹ зесопс! (8ЕЗ)} -период в одну секунду, котормй содержит >30% блоков с ошибками;

коэффициент ошибок по секундам с ошибками {еггогео¹ зесопо" гайо (Е8К.)} - отношение секунд с ошибками к обвдему количеству секунд периода готовности, за фиксированннй интервал времени измерений;

коэффициент ошибок по секундам пораженних ошибками {$еуеге1у еггогеё $есопо* гайо (8Е8Я)} - отношение секунд пораженннх ошибками к обшему количеству секунд периода готовности, за фиксированний интервал времени измерений;

В данноЙ работе проводится исследование качества работн линейного тракта по коэффициенту ошибок, котормй определяется в соответствии с виражением:

к„_ш=n/N,

где n - количество ошибочно принятнх символов,

N — обшее количество переданнмх символов.

6.ПОРЯДОК ВЬШОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

6.1. Включитъ электропитание оконечного оборудования, генератора ОГ5-87 и измерителя коэффициента ошибок ИКО-832.

6.2. Вьход генератора ОГ5-87 подать на вход линейного тракта клеммн «1» (рис.1), к вьгходу линейного тракта подключить измеритель коэффициента ошибок ИКО-832 клеммн «4».

6.3. Нажмите кнопки 1-1, 2-1, 3-4, 5-1 измерителя коэффициента опгабок ИКО-832, в результате должнн светиться следуюгцие индикаторн:

ВРЕМЯ,8 -«1»

ТАКТОВ АЯ ЧАСТОТА, МГц - «2»

КОДОВАЯКОМБИНАЦИЯ «15»

КОД - «БИНАРНЬГЙ»

РЕЖИМ РАБОТЫ - «ИЗМЕР.»

6.4. Нажмите следуюшие кнопки генератора ОГ5-87:

«2,048» переключателя ЧАСТОТА, МГц,

нижнюю кнопку переключателя ВНУТР,

чРК» переключателя ДЛИНА,

«БИН» переключателя КОД,

кнопки «Т/2, Т/4», «ТТЛ, ЭСЛ», «1», «2» переключателя

РП переведите в нажатое положение,

кнопки «ЛАЗЕР», «3», «16» переключателя РП переведите в,

отпушенное положение.

6.5. Нажмите кнопку «ПУСК» генератора ОГ5-87 и измерителя

коэффициента ошибок ИКО-832.

6.6. На табло измерителя коэффициента ошибок ИКО-832 фиксируйте

коэффициент ошибок за установленное время измерений.

6.7. Вводя, по требованию преподавателя, в линейнмй тракт

искажения с помошью генератора шума (ГШ) и цепей искажений

(ИЦ), показанньгх на рис.1, проведите измерения коэффициента

ошибок в соответствии с указанной ранее посл едовател ьностью.

6.8. Результатм исследований занести в табл. 1.

Измерения	Показания ГШ	Показания ИЦ	Коэффициент ошибок, Кош
1
2
3

7. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

7.1.Структурная схема линейного тракта системн ИКМ-30-4.

7.2.Результать1 измерения коэффициента ошибок линейного тракта.

7.3. Вмводм.

8. КОНТРОЛЬНИЕ ВОПРОСЫ

8.1.Пояснить принцип построения линейного тракта.

8.2.Чем руководствуются при вмборе расстояния между линейймми регенераторами?

8.3.Как организуется электропитание необслуживаемнх регенерационнмх пунктов?

8.4.Основнме показатели качества передачи информационнмх сигналов по линейному

тракту.

Лабораторная работа №13

ИЗУЧЕНИЯ ПРИНЦИПА ПОСТРОЕНИЯ БАЗОВОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ SDH

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение принципа построения базового синхронного транспортного модуля (STM-1) SOH.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2.1. Изучение формирования модуля STM-1 на основе потока Е1

2.2. Изучение назначения заголовок РОН и SOH и указателей системы SDH

3. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

3.1. Изучить варианты построения модуля STM-1(1) с 26-38

3.2. Подготовить бланк для отчёта, в котором долдна быт приведена структурная схема модуля STM-1 (сформированная из нагрузки потока Е1)

4. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПА ПОСТРОЕНИЯ СИНХРОННОГО ТРАНСПОРТНОГО МОДУЛЯ STM-1

Как известно из (2), синхронные транспортный модули могут быть сформированы на основе различных потоков нагрузки (рис.1)

На этом приняты следующий обозначения:

С-11-контейнер, инкапсуляция триб Т1=1,5 Мбит/с

С-12-контейнер, инкапсуляция триб Т1=1,5 Мбит/с

C-2-контейнер, инкапсуляция трибы Т2=6Мбит/с и Е2=8 Мбит/с;

С-3- контейнер, инкапсуляция триб Т1=1,5 Мбит/с

С-4- контейнер, инкапсуляция триб Т1=1,5 Мбит/с

VC-11, VC12, V-2 виртуальный контейнеры нижних уровней;

VC-3-вируальный контейнер верхнего уровни;

TU11,TU12<TU2<TU3-трибный блоки;

TUG-2 TUG3-группа трбьных блоков уровня 2 и 3и соответственно;

VC-3 и VC-4-виртуальный контейнер уровня 3 и 4

AU-3 и AU-4 административный блоки уровня 3 и 4;

AUG-группа административных блоков;

STM-N-синхронный транспортный модуль (N=1,4…)

На практие наиболее распространения получили модули STM-N формируемые из трибов Е1. схема одного из вариантов такого модуля приведена на рис .2.

Как видно из рисунка в процессе формирования синхронного транспортного модуля к нагрузке сначала добавляются выравнивания биты, а также фиксирование управляющие и упаковочные биты. К сформирование контейнеру С-12 добавляется заголовок маршрута VC-12 POH (Path Overhead), в результате формируется виртуальный контейнер.

Добавление к виртуальному контейнеру 1 байта указателя (PTR) превращает первый блок к нагрузки (TU). Затем происходит процедура мультплексирования блоков нагрузки в группы блоков нагрузки (TUG) различного уровня вплоть до формирования виртуального контейнера верхнего уровня VC-4 в результате присоедедддения заголовок маршрута VC-4 POH образуется административный блок (AU-4) к которому подсоединяется секционных заголовок SOH(Section Overhead). Состоит из заголовок регенераторного секции (RSOH) и заголовок мультплексирования секции (MSOH)(рис.3.)

125 микросекунд на цикле т.е. 8000 цикловой (155520 Мбит/с)

Рис.3 Структура заголовок STM-1 уровня SOH.

Заголовок и указатели играют в SDH очень важную роль поскольку тесно связаны с процессами загрузки и выгрузки цифрового потока с процессами управления и т.д. поэтому необходимо четко представить себе, для чего используется два типа заголовков и указатели.

Секционный заголовок (SOH) используется: для создания каналов управления (сервисных каналов) в сети SDH ; для выполнения сервисных функции; для обеспечения резервирования и управления автоматического резервным переключением; для создания каналов передачи данных специального назначения; для обеспечения функции обслуживания сети, для мониторинга качество.

Заголовок маршрута (POH) вылючая заголовки высокого уровня и заголовки низкого уровня, исполуьзуют для создания установления маршрутизации виртуального контейнера (VC) для передачи сигналов неисправности; для еспечения функции обслуживания сети; для монторинга качество в рамках VC.

Указатели блоков TU и AU используется для динамического размещения нагрузки с контейнера SDH.

Рассмотрим процессы связанный с заурузки и выгрузки цифрового потока в транспортный модуль системы SDH (транспортная модуль STM-N).

Процесс загрузки цифрового потока в транспортнне модули представлен на

рцс.1.

Как видно из рисунка, процесс затрузки цифрового потока связая с использованием процессов вьфавнивания (битового стаффинга), активностью указателей, а также с использованием заголовков РОН и SDH.

Как известно, размер контейнер» в системе передачи 8ПН стандартизирован. Его размер несколько больше размера, необходимого для загрузки потока РОН соответствуювдего уровня иерархии с учбтом максимально допустимой вариации скорости загружаемого потока. При загрузке цифрового потока ироизводится процедура внравнивания его скорости методом битоврго стаффинга, для этого используется часть контейнера.

Различают два типа битового стаффинга: • плаваюшее вьгравнивание предусматривает не только компенсацию разницн в скоростях загружаемьгх цифровмх потоков, но и её вариацшо. В этом случае полезная нагрузка V контейнере может гибко увеличиваться и уменьшаться, давая возможность загрузки в контейнер пото»а с вариацией скорости. Дпя обеспечения плаваюодего внравнивания в нескольких частях контейнера предусматриваются поля перемениого стаффинга. Периодически повторяемне индикаторн стаффинга определяют, является ли бит в поле переменного стаффинга информационннм или битом внравнивания и подлежит уничтожению в процессе внгрузки; • фиксированное внравнивание предусматривает добавление в состав Контейнера дополнительннх битов для того, чтоби его размер соответствовал стандартному. В отличие от процесса плаваюодего внравнивания, где стаффинговне битн идентифипмдуются индикаторами, в процессе фиксированного внравнивания индикаторн не используются. Место расположения стаффингового поля определено структурой контейнера. В процессе загруэки и внгрузки цифрового потока в синхронннй транспортннЙ модуль обьгчно используются оба вида вмравнивания.

Процедура внравнивания важна, постольку поскольку она обеспечивает компенсацию возможной рассинхронизации загружаемнх потоков, а также вариацию скорости. Допустимне значения вариации скорости загружаемьгх потоков иерархии РШ,представленн в таблице 1.

Таблица 1

Допустимые значения вариации скорости загружаемого потока и различныу типы контеенеров.

Скорость цив рового пото ка Mbit/s,	Максимальная допустимая вариа- ция скорости, rrt;	Скорость цифро вого контейнера , Mbit/s	Название контейнера
1,544	50	1,600	C-11
2,048	50	2,176	C-12
6,312	30	6,784	C-2
34,368	20	36,864	C-3
44,736	20	48,384	C-3
139,260	15	149,760	C-4

В качестве примера виртуального контейнера низкого уровня рассмотрим асинхронную загрузку оттока 2 Мбит/с – наиболее частот используемый вариант загрузки цифрового потока (рис.4)

140 байт в 500 мкс

C- индикатор стафинга

D- информационный бит

O- биты заголовки

R- биты фиксированного стафинга biti

S- стафинг или информационный бит

32 байт

CIC20000RR

32 байт

CIC20000RR

32 байт

CIC2RRRRSI

S2DDDDDDD

31 байт

RRRRRRRR

Рис. 4 Асинхронный загрузки потока 2Мбит/с в синхронный транспортный модуль.

На этом рисунке представлена побайтовая структура загруженного в синхронный транспортный модуль потока Е1 (2048 кбит/с), отделбно выделены байты заголовки РОН (V5, J2, N2 и K4) . как видно из рисунка в процесс асинхронный загрузки потока Е1 испльзуется процедуры фиксированного и плавающего выравнивания.

С ТРУКТУРА ЗАГОЛОВКИ SOH

Ustunlar

1 2 3 4 5 6

Q 1

a

t   2

o 3

r   4

l   5

a 6

r   7

    8

    9

Заголовок мультипексированой секции (MSOH)

CIF

Заголовки регенераторной секции (RSOH)

AU ko’rsatkichi

D10

D11

D12

A1, A2 Сигнал цикповой синхронизации B1 Контроль чётности (BIP-8)

D1, D2 Канал 192 кбит/с для управлення B2 Контроль чётности (BIP-24)

D4-D12 Канал 576 кбиг/с для управления мульт.секшю)

M1 BIP (FEBE) Потверждение ошибки

C1 STM-1 идентификатор K1,K2 Управление резервной переключение

J0 Трасса регенераторной секции Z1,Z2 Резервированый под будущий задачи

E1,E2 Служебнме каналм голосовой связи X Резервирование под национальном исползованием

F1 Зарезервировано под задачи создания канала Не используется

Передачи данных управления

S1 Индикатор качество синхронизация · Байты зависящих среды передачи

Рис.5. Структура заголовка SDH.

Как видно из рисунка, информация о цикловой синхронизации (А1, А2) повторяется три раза, что связано с объединением стандартов SDH и 80ИЕТ.

Байть1 01-012 создают канал передачи даннмх, котормй может использоваться встроенними системами самодиагностики и системами ТМг4. Например, использование служебного канала передачи даннмх, образованного байтами Э, позволяет вьшолнять реконфигурирование сети из единого центра.

Трасса регенераторной секции внполняет те же функции, что и байт Л в заголовке РОН.

Важнмм для проведения тестирования систем 8БН является служебнмй канал Ғ1, в котором передаётся информация о результатах контроля чётностй и обнаружения ошибок. В сбстав байта Ғ1 входят идентификаторм регенераторов К.1 и информационнме битм 8, где передаётся информация об ошибках (рис.6).

Байтм К1 и К2 заголовка SDH также имеют большую важность при анализе работм системм SDH. Эти байть! . обеспечивают резервное переключение и оперативную реконфигурацию сети. В настояшее время получила широкое распространение концепция самозалечиваюшихся сетей, механизм действия котормх связан с оперативной реконфигурацией и переходом на резервнмй ресурс. Именно эти процедурм обеспечиваются байтами К1 и К2. Поэтому их анализ обеспечивает тестирование работоспособности процессов резервирования.

Направление передачи

0 0 Нормальная передача

0 1 Ошибка МА1ЕКК: Отношение по ошибке В1
превмсило пороговую величину
1 0 КЕС: Потеря цикла или отсутствие сигнала _,

1 1 ЕКК МОг4: Отношение по ошибке В1 находится в пределах порогового значения

Рис.б. Структура канала управления Ғ1.

СТРУКТУРА 3АГОЛОВКА РОН

Заголовок маршрута РОН вмполняет функции контроля параметров качества передачи контейнера. Он сопровождает контейнерп*ю маршруту следования от точки формирования до точки расформирования. Структура и размер заголовка РОН определяются типом соответствуюшего контейнера. Следовательно, различаются два основнмх типа заголовков:

• заголовок маршрута вмсокого уровня (НгцЬ-огёег РОН - ЬО-РОН), используеммй для контейнеров УС-4/УС-3;

• загояовок маршрута низкого уровня (Ьоду-огёег РОН - ЬО-РОН), используеммй для контейнеров УС-ЗА^С-2/УС-1.

Рассмотрим подробно структуру заголовков маршрута внсокого и низкого уровней. Структура заголовка НО-РОН представлена на рис.7.

	J1
	B3
	C2
	G1
	F2
	H4
	F3
	K3
	N1

Индикатор маршрута

Мониторинг качества (код В1Р-8)

У казатель типа полезной нагрузки

Подтверждение ошибок передачи

Сигналм обслуживания

Индикатор сверхцикла

Сигнал м обслуживания

Автоматическое переключение

Мониторинг взаимного соединения

Рис.7. Структура заголовка НО-РОН.

Структура заголовка ЬО-РОН представлена на рис.4 и состоит из четнрёх циклически повторяемьгх байтов - У5, У2, N2 и К4. Наиболее важнмм для технологии передачи является байт У5, где передаётся информация о контроле чётности, индикации ошибок и типе загрузки.

Сгруктура байта У5 представлена на рис.7. Байтн 12, N2 и К4 имеют значения, аналогичнме байтам Л, N1 и КЗ НО-РОН Все остальнне информационнне поля (байтн С, С, В) объединенм на уровне маршрута низкого уровня в один байт У5.

BIP-2		REI	RFI	L1 L2 L3			RDI
				Указатель типы нагрузки
1	2	3	4	5	6	7	8
				0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1			КонтеЙнер не загружен Контейнер загружен, нагрузка яе специфицирована Асинхронная загрузка Бит-синхронная загрузка Байт-синхронная загрузка Тестовмй сигнал по 0.181 УС-А15

Назначение полей байта У5: В1Р-2 - контроль четности УС-12; КЕ1 - Кепнйе Еггог 1псЧса1юп - сообшение подтверждения ошибки В1Р*2 (Ошибка удаленного конца); КҒ1 -Кето1е Ғаик Ькисаиоп - неисправносгь на удалённом конце; КГЛ - Кето1е ОеГес1 ЬкПсайоп - индикация дефекта на удалённом конце - передается в случае потери цикловой синхронизации.

Рис.8. Структура байта У5_Ч

Первая функция указателей является наиболее важной, поскольку именно с ней связано осйовное преимугцество технологии 8ВД - отсутствие необходимости пошагового мультйплексирования/демультиплексирования. Указатели адмийистративньпс блоков А11 РТК. и блоков нагрузки ТЛ РТЯ обеспечивают прямой доступ к загруженяому в синхронннй транспортньш модуль потоку на любом уровне (рис.9).

Рис.9. Механизм организации прямого доступа к нагрузке.

Как видно из рис.9, в системах передачи 8Ш1 используются два типа указателей - административной (АЦ-РКТ) и трибутарной групп ("Ш-РТЯ). Указатели образуются байтами Н.

В качестве примера структурн указателей рассмотрим указатель А11-4,

Начало каждого контейнера УС-4 идентифицируется номером, соответствуюшим положению этого контейнера в поле нагрузки. Каждое такое положение (или ячейка) включает в себя по 3 байта. Ячейка номер 0 следует непосредственно за 9 байтами указателей (Н1-НЗ) в составе ЗОН 8ТМ-1. Стандартами предусмотрено до 782 ячеек в поле нагрузки включительно, несмотря иа то, что потенциально указатели обеспечивают индикацию до 1023 ячеек. Таким образом, указатели обеспечивают индикацию положения виртуальннх контейнеров. Механизм формировани.ч указателей — обратннй к механизму поиска нагрузки, представленной на рис.9. Схематически его можно представнть рис. 11.

Как уже бьшо отмечено, весь путь передаваемого сигнала (на рисунке -нагрузки потока Е1) по системе передачи 8ЭН представляет собой несколько участков, а именно маршрута низкого уровня, маршрута вмсокого уровня и мультиплексорннх секций, где осушествляется физическое соединение. Соответственно внделяется трёхуровневая процедура формирования транспортного модуля, где участвуют средства формирования виртуальнмх контейнеров низкого и вмсокого уровня (АззетЬкг) и средства формирования транспортного модуля. При загрузке и мультиплексировании положению нагрузки присваивается номер, которнй передаётся указателем. Для внделения нагрузки используется обратная процедура (015а58етЬ1ег), используюшая анализ указателей.

Помимо основной функции - указивать местоположение нагрузки в информационном поле, указатели внполняют евдё одну важную функцию, которая сушественна не столько для описания механики работи оборудования SDH, сколько для эксплуатации и измерений. Речь идёт о процедурах компенсации рассинхронизации в системах 8ЭН. Технология SDH предусматривает использование для процессов внравнивания скоростей алгоритма смешения указателей, что можно рассматривать как процедуру байтового стаффинга (поскольку размер указателя составляет 3 байта или 24 бита).

Рис.11. Структура присвоения/поиска, формирование сигнала 8Ш1

5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА

5.1. Схема формирования модуля 8ТМ-1.

5.2. Структура заголовка РОН.

5.3. Структура заголовка SDH.

5.4. Назначение указателей.

6. КОНТРОЛЬНМЕ ВОПРОСМ

6.1. Что назнвается системой SDH ?

6.2. Как формируется модуль 8ТМ-1 ?

6.3. Для чего используется процедура стаффинга ?

6.4. Назначение и структура РОН.

6.5. Назначение и структура SDH.

6.6. Назначение указателей.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №14

ЭКСПЛУАТАЦИОННМЕ ИЗМЕРЕНИЯ В СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ SDH.

1. ЦЕЛЬ РАБОТМ

Изучение концепции измерений и ввдов эксплуатационннх измерений в системах передачи SDH.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2.1.Изучение концепции измерений систем 8ЭН.

2.2.Измерения мультиплексоров ввода-внвода.

3. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

3.1.Изучить литературу [4], с.89-110.

3.2.Подготовить бланк отчёта со схемами измерений.

4. КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ КОНЦЕПЦИИ ИЗМЕРЕНИЙ В СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ SDH

Классификация измерений параметров участков типового тракта SDH строится на основе архитектурн системи SDH (рис.4.1), в результате чего виделяются четнре уровня анализа системи 8РН: еекционний, маршрута внсокого уровня, маршрута низкого уровня и уровень нагрузки. Для каждоғо уровня могут бьпъ внделени определённие параметрн измерений, приведённне в табл.4.1. Отдельно должнн рассматриваться измерения тракта (маршрута) в целом, а также измерения параметров сети, связаннне с анализом всех трактов (уровень сети).

Из рис.4.1 непосредственно следует, что технология измерений в системах $ОН сложнее технологии РБН. Дпя технологии измерений Е1 предложено разделение измерений на 3 уровня, тогда как для систем $ОН такое разделение даёт 6 уровней анализа.

Основнне	Таблица4.1. яараметрн измерений в системе $ЭН по уровням
Секционннй уровень	Параметри оптического и электрического интерфейсов. Сообшения о неисправности. Параметрн ошибок. Контроль автоматического переключения. Анализ джиттера и вандера линейного оптического сигнала.
Маршрут високого уровня	Сообшения о неисправности. Параметрн ошибок. Анализ указателей. •
Маршрут низкого уровня	Сообшения о неисправности. Параметрн ошибок. Анализ указателей.
Уровень нагрузки	ПроцессьГ загрузки/внгрузки. Параметри электричес-кого интерфейса. Джиттер нагрузки. Анализ параметров загружаемьгх и внгружаемнх потоков РЭН.
Анализ параметров маршрута в целом	Анализ прохождения виртуального контейнера по системе передачи. Анализ логического взаимодействия устройств в составе маршрута. Анализ процессов генерации, передачи и анализа сообшений о неисправности.
Анализ параметров сети SDH	Анализ системи синхронизации, активности указателей, компенсации рассинхронизации, компенсации активности указателей. Анализ параметров качества системн передачи (надёжность, оперативность реконфигурации, производительность и т.д.). Анализ параметров системн управления.

Все измерения делятся на три наиболее важнне фуппи: функциональнне тестн, измерения стрессового тестирования и логическое тестирование.

Рассмотрим более подробно эти фуппн измерений.

Функпиональнне тестн. К функциональньш тестам относятся измерения, связашше с проверкой функциональности различньгх частей системн $ЭН, уровней типового тракта, тракта в целом и сети в целом. Обнчно эта категория изМерений реализуется методаМи пассивного мониторинга, но в ряде случаёв проводятся измерения с отключением канала. К этой категории измерений, на/пример, относятбя:

• измерения на стнке пользователь-система передачи. Обьмно связанн с анализом процессов зафузки и вьпрузки потока РБН;

• измерения, связаннне с реализацией различннх вариантов зафузки потока РОН;

• анализ процедур мультиплексирования и функций зафузки в интерфейсах кросс-коннекторов и т.д.

Стрессовое тестирование. К измерениям стрессового тестировання относятся измерения, связаннне,.« имитацией различннх ситуаций в сети $Ш, в трактах, а также на участках трактов. Сюда же можно отнести измерения, связаннне с активннм тестированием компонентов сети ЗОН. Все измерения этой грушш делаются с отключением канала и с использованием принципа анализа по схеме "воздействие-отклик". К этой категории измерений, например, относятся:

• измерение параметров устойчивости к джиттеру (МП);

• анализ процессов компенсации рассинхронизации методом смешения указателей; .

• имитационнне измерения в системе управления;

• тестирование процессов оперативного переключения и тд.

Логическое тестирование. К измерениям .логического тестирования относятся все измерения, связаннне с анализом обмена управляюшей информацией в сети $ОН между устройствами составннми частями системн передачи, а также между системой передачи и системой управления. К этрй ■ категории измерений, например, относятся:

• имитация и анализ функций передачи информации об ошибках, сообшений о неисправностях и нарушениях работн;

• анализ корректности работи процедур поиска ошибок и анализ протоколов управления в узлах системн передачи;

• мониторинг производительности системи передачи.

ПОСТРОЕНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ КОНЦЕПЦИИ СИСТЕМ SDH

Для построения классификации измерений в системе SОН используется трёхмерная измерительная концепция (рис.4.2).

В результате применения этой концепции все группн измерений в системах 8ЭН можно классифицировать в соответствии в тремя координатами X V 2, где

X — номер в классификации по компонентам;

У — номер в классификации по уровням измерений;

2 — номер по тнпу метода.

В соответствии с вишеизложенньш присваиваются номера X, У и 2
различним классификационннм фуппам (табл.4.2).

В результате каждая фуппа измерений в описнваемой классификации
имеет свой номер Х.У .2.

	Анализ работы МВВ и мультиплексоров	Анализ работы ререгенароторв	Анализ коммутаторов	Анализ сети в целом
Измерение уровня нагрузки	Группа измерений	O'lchov guruxlari	Группа измерений	Группа измерений
Измерение маршрута низкого уровня	Группа измерений		Группа измерений	Группа измерений
Измерение маршрута высокого уровня	Группа измерений		Группа измерений	Группа измерений
Измерение секционного уровня	Группа измерений		Группа измерений	Группа измерений

Проекция «плоскостей»1-2

Таблица 4.2

Номер классификационных групп X, Y, Z

Классификация по компонентами	X	Классификация по компонентами	Y
Анализ мультиплексоров МВВ Анализ мультиплексоров Анализ регенераторов Анализ коммутаторов Анализ сети в целом	1 2 3 4 5	Секционный уровень Уровень маршрута низкого уровня Уровень маршрута высокого уровн Уровень нагрузки Уровень маршрута Уровень сети	1 2 3 4 5 6
Классификация по методам	Z		1 2 3 4 5 6
Функциональный тесты Стрессовое тестирование Логическое тестирование	1 2 3

Рассматривая три проекции трёхмерной измерительной концепции рис.4.2, получим три двумерннх таблицн групп измерений, представленние соответственно в табл.4.3-4.5 по номерам.

Таблица 4.3.

Группн измерений плоскости Х-У

Класс группн по компонентам	1 .Секционньш уровень	2.Уровень маршрута низкого '",'УПОВНЯ	З.Уровень маршрута внсокого уровня	4.Уровень нагрузки	5.Уровень маршрута	б.Уровень сети
1.Анализ мультиплексоров мвв	1.1.2	_ш&	1.3^	1.4.2	1.5.2
2.Анализ мультиплексоров	2.1.2
З.Анализ регенераторов	3.1.2
4.Анализ коммутаторов	4.1.2	4.2.2	ИШШ"^		4.5.2
5.Анализ сети в целом	5.1.2	5.2.2	532.	5.4.2	5.5.2	5.6.2

Таблица 4.4.

Группн измерений плоскости 2-У

Грушш по методам	1 .Секционньга уровень	2.Уровень маршрута низкого уровня	З.Уровень маршрута внсокого уровня	4.Уровень нагрузхи	5.Уровень маршрута	б.Уровень сети ■
1 .Функциональ-нне тестн >	Х.1.1	Х.2.1	Х.3.1	Х.4.1	Х.5.1	Х.6.1
2.Стрессовое тестирование	Х.1.2	Х.2.2	Х.3.2	Х.4.2	Х.5.2	Х.6.2
З.Логическое тестирование	Х.1.3	Х.2.3 '	Х.3.3	Ьу.Ж-;>1	Х.5.3	Х.6.3

Таблица 4.5.

Группн измерений плоскости Х-2

Группн по методам	1. Анализ мультиплек-соров МВВ	2.Анализ мультиплек- соров	З.Анализ регенераторов	4.Анализ коммутаторов	5.Анализ сетив целом
1 .Функциональ-ннетестм	1.У.1	2.У.1	З.У.1	4.У.1	5.У.1
2.Стрессовое тестирование	1.У.2	2.У.2	З.У.2	4.У.2	5.У.2
З.Логическое тестирование					5.У.З

Исходя из размерности измерительной концепции 5x6x3=90, можно бнло бн предположить, что все измерения в первичной сети 8ЭН можно разделить на 90 групп, однако, как видно из таблиц 4.3 и 4.5, часть ячеек,

Таблица 4.6.

Но- мер	Группм измерений в системах SDH Номерв классифи- кации	Описание грушш
		Анализ мультиплексоров МВВ
1	1.1.1.	Функциональнме теста мультиплексоров МВВ секционного уровня
2	1.1.2.	Стрессовое тестирование мультиплексоров МВВ секционного уровня
3	ш.	Функциональнме тестн мультиплексоров МВВ маршрута низкого уровня
4	1.2.2.	Стрессовое тестирование мультиплексоров МВВ маршрута низхого уровня
5	1.3.1.	Функциональнме тесть! мультиплексоров МВВ маршрута високого уровня
6	1.3.2.	Стрессовое тестирование мультиплексоров МВВ маршрута внсокого ^ровня
7	1.4.1.	Функциональнне тестн мультиплексоров МВВ уровня нагрузки ■
8	1.4.2.	Стрессовое тестирование мультиплексоров МВВ уровня нагрузки
9	1.5.1.	Функциональнме тестн мультиплексоров МВВ уровня маршрута
10	1.5.2. 1	Стрессовое тестирование мультиплексоров МВВ уровня маршрута
		Анализ мультиплексоров
11	ги,	Функциональние тестн мультиплексоров секционного уровня
12	2.1.2.	Стрессовое тестирование мультиплексоров секционного уровня
		Анализ регенераторов
13	3.1.1.	Функциональнме тести регенераторов секционного уровня
14	3.1.2.	Стрессовое тестирование регенераторов секционного уровня
		Анализ коммутаторов
15	4.1.1.	Функциональнме тести коммутаторов секционного уровня
16	4П.2.	Стрессовое тестирование коммутаторов секционного уровня
17	4.2.1.	Функциональние тести коммутаторов маршрута низкого уровня
18	4.2.2.	Стрессовое тестирование коммутаторов маршрута низкого уровня
19	4.3.1.	Функциональнне тестн коммутаторов маршрута високого уровня
20	4.3.2.	Стрессовое тестирование коммутаторов маршрута внсокого уровня :
21	4.5.1.	Функциональние тестн коммутаторов уровня маршрута
22	4.5.2.	Стрессовое тестирование коммутаторов уровня маршрута
		Анализ сети в целом
23	5.1.1.	Функциональние тести процессов сети секционного уровня
24	5.1.2.	Стрессовое тестирование процессов сети секционного уровня
25	5.1.3.	Логическое тестирование сети секционного уровня
26	5.2.1.	Функциональнне тести процессов сети маршрута низкого уровня
27	5.2.2.	Стрессовое тестирование процессов сети маршрута низкого уровня
28	5.2.3.	Логическое тестирование сети маршрута низкого уровня
29	5.3.1.	Функциональнне тестн процессов сети маршрута високого уровня
30	5.3.2.	Стрессовое тестирование процессов сети маршрута внсокого уровня
31	5.3.3.	Логическое тестирование сети маршрута високого уровня
32	5.4.1.	Функциональнне тести процессов сети уровня нагрузки
33	5.4.2.	Стрессовое тестирование процессов сети уровня нагрузки
34	5.5.1.	Функциональнне тестн процессов сети уровня тракта
35	5.5.2.	Стрессовое тестирование процессов сети уровня тракта
36	5.5.3.	Иогическое тестирование сети уровня тракта
37	5.6.1.	Функциональнме тесш процессов сети
38	5.6.2.	Стрессовое тестирование процессов сети
39 \| 5.6.3.		Погическое тестирование сети

обозначаюших гругаш измерений, оказнвается пустой, что значительно сокрагдает количество грутш создаваемой классификации. Так, например, измерения уровней вьюокого и низкого маршрутов не имеют смнсла для регенераторов (табл.4.3), для компонентов сети практически не вьтолняется логическое тестирование (табл .4.5), которое по определению более относится ко всему маршруту или сета. В результате наличия таких "пустах ячеек" обшее количество групп измерений уменьшается до 39 групп, приведённьгх в табл.4.6.

Каждая грутша измерений состоит от нескольких измерений до нескольких десятков, в результате объём построенной классифйкации измерений для систем 8ЭН можно оценить как несколько сотен различннх

измерений.

В качестве примера рассмотрим некоторне группн измерений.

ИЗМЕРЕНИЯМУЛЬТИПЛЕКСОРОВ ВВОДА-ВЬЮОДА

Группа измерений МВВ {1.У.2.} является одной из саммх важньгх и включает в себя 10 отдельннх групп измерений (см.табл.4.6). Большое количество измерений группн определяется тем, что МВВ представляет собой чрезвнчайно важньхй элемент сетей 8БН, осушествляюший, с одной сторони, загрузку и внгрузку потоков РЭН в сеть SDH, с другоЙ сторонн -формирование синхронного транспортного модуля в соответствии с правилами мультиплексирования. МВВ как сетевой элемент находится на •границе сопряжения сетей РЭН и SDH, и следовательно, параметрн его функционирования чрезвнчайно важнн для работн всей сети SDH. В результате на всех этапах эксплуатации системн ЗОН вьшолняются измерения, связанние с анализом работн МВВ.

ФУНКЦИОНАЛЬНЬЮ ТЕСТЬ1УРОВНЕЙ МАРШРУТОВ (ГРУППЬ1 .{1X1.} И {1.3.1.})

Группи функциональннх тестов МВВ уровней маршрутов включают различнне методн анализа формирования заголовков маршрутов внсокого и низкого уровней (рис.4.5). Как следует из рис.4.1, все измерения уровня маршрутов связани с формированием виртуальньлх контейнеров \'С-12, УС-2, УС-3 и УС-4. Основннм элементом формирования виртуальннх контейнеров являются заголовки НО-ЮН и ЬО-РОН. Использование того или другого типа заголовка зависит от типа загружаемой нагрузки (загружаются ли потоки Е1 или потоки ЕЗ/Е4).

В случае комбинированной нагрузки измерения обоих групп объединяются. Основннм объектом измерений групп {1.2.1.} и {1.3.1.}, таким образом, являются заголовки маршрутов. В соответствии с основньши информационними полями заголовков РОН, можно внделиТь следуюидие ' группн измерении.

Функциональнне тестм МВВ маршрута внсокого уровня включают в себя:

• анализ поля индикатора маршрута;

• анализ типа полезной нагрузки и правильности формирования поля С;

• мониторинг канала управления Ғ в случае, если известен протокол управления по каналу;

• аяализ сверхцикловой структурь1 в байтах Н4.

Анализ перечисленньгх полей даёт информацию о корректности формирования структурн виртуальньгх контейнеров верхнего уровня УС-3 и ЎС-4. Другие информационнне поля, такие как поля ВЗ, С1 и N1, используются для контроля ошибок и наиболее важнн в измерениях уровня маршрута, тогда как информационное поле КЗ сушественно не для измерений МВВ, а для функциональннх тестов коммутаторов и процедур резервного переключения АР8.

Рис.4.5. Функциональнне тестн маршрутов вмсокого и низкого уровней.

Аналогично к функциональннм тестам ^чмаршрута низкого уровня относятся:

• анализ поля идентификатора маршрута 52;

• анализ информационного поля байтов У5.

Рис.4.6. Функциональнне тестн МВВ уровней маршрутов.

Для проведения измерений на этапе эксплуатации сети используется схема рис.4.6а. В этом случае от системн управления сетью 8ЭН оператор получает даннне о параметрах загрузки и внгрузки потоков РЭН тестируемого МВВ, куда включаются даннне о типах и параметрах загружаемнх потоков (например, загружаются только потоки Е1 или поток Е4, возможнм вариантн комбинированной загрузки), а также о методе загрузки (например, асинхронная, бит-синхронная и т.д.). На основании зтих данньгх анализируется информация заголовков НО-РОН и/или ЬО-РОН, передаваемнх в потоке 8ТМ-1. Для проведения измерений анализатор включается в поток без нарушения связи. Для этого могут использоваться два метода подключения: подключение к тестовому гнезду МВВ по_ электрическому интерфейсу 8ТМ-1 (иногда этот интерфейс в литературе назнвается 8ТМ-1е), либо непосредственно к оптическому сигналу через пассивннй оптический разветвитель. Пассивнмй оптический разветвитель представляет собой устройство, обеспечиваюшее передачу от 5 до 10% мошности оптического сигнала на измерительнмй прибор. Обмчно небольшое падение оптической мошности не оказмвает воздействия на линейнмй сигнал, в то же время использование оптического разветвителя позволяет проводить измерения в режиме мониторинга линейного сигнала по оптическому интерфейсу.

В качестве возможной схемн организации измерений (рис.4.6б) анализатор РОН/SDH может использоваться не только как анаяизатор, но и как генератор потока РЭН, загружаемого в мультиплексор. В этом случае для проведения измерений используется обмчно один канал РБН.. На анализаторе вмставляются параметрм загружаемого потока РЭН, система

управления позволяет указать метод загрузки потока. Затем анализатор подключается к линейному сигналу в режиме мониторинга по интерфейсу 8ТМ-1е или через оптический разветвитель, и производятся измерения параметров заголовка. Основньш результатом измерений является внделяемая из канала структура заголовков НО-РОН и/или ЬО-РОН, связанная уже непосредственно с загружаемнм потоком. Для проведения стрессового тестирования из линейного сигнала может внделяться загружаеммй тестовмй поток РОН. Основньши преимушествами схемн рис.4.6б являются:

• отсутствие необходимости вьшеления информации о загружаемом потоке из базм данньгх системм управления;

• большая гибкость в проведении тестирования МВВ, так как в зтом случае можно в качестве тестового потока РЭН задавать различнме вариантм его структурм;

• возможность проведения помимо функциональннх тестов процессов мультиплексирования различньгх вариантов стрессового тестирования.

Основнмм недостатком варианта рис.4.бб является необходимость загружать систему передачи тестовнм графиком, что не всегда возможно и оправдано.

Обе схемм рис.4.6 являются эксплуатационнмми, поскольку позволяют проводить измерения без* отключения мультиплексора от сети и без нарушения работн системм передачи. Эги схемн организации измерений актуальнм для проведения работ в процессе эксплуатации сети SDH.

5. ПОРЯДОК ВЬШОЛНЕНИЯ РАБОТМ

Практическая часть данной лабораторной работн внполняется с помошью персональиого компьютера в виде виртуального варианта. Порядок внполнения излагается в отдельном методическом указании.

6. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА

6.1. Структурная схема архитектури SDH.

б.2 Таблица основньгх параметров измерений в системе SDH по уровням.

6.3. Результатм наблюдений, внполненних по пункту 5 даиной работн.

6.4.В ы во д и по работе.

7. КОНТРОЛЬНМЕ ВОПРОСЫ

7.1. Как проводится классификация измерений в системах передачи 8ВД?

7.2. Уровни анализа системн 8ЭН.

7.3. Назовите группн измерений SDH.

7.4. По каким тестам производится анализ мультиплексоров МВВ?

ЛИТЕРАТУРА

1. Технические описание аппаратуры ИКМ-30-4

2. Многоканальный системы передачи. Учебник для вузов/н.н. Баева , В.Н. Гордиенко, С.А. Курицин и др; под редакции Н.Н. Баевой и В.Н. Гордиенко-М: Радио и связь 1997.

3. Н.Н. Слепов Синхрнные сети SDH-М: ЭКО-ТРЕНДЗ 1997.

4. Н.Г. Бакланов. Технология измерений первичной сети.-Ч.1. Системы Е1, PDH< SDH. ЭКО-ТРЕНДЗ, 2000.

Р_вх, дБ	-3	-10	-20	-30	-40	-45	-50	-55
с/ш, дБ	26,3	34,1	34,1	33,5	27,6	22,6	17,6	12,6

	стр.
1. Лабораторная работа № 1 «Исследование каналов ТЧ системы передачи ИКМ-30» ......................................................................................................................
2. Лабораторная работа № 2 «Исследование приемопередатчика телефонных сигналов систем передачи ИКМ-30» ........................................................................
3. Лабораторная работа № 3 «Исследование групповых устройств системы передачи ИКМ-30» ......................................................................................................
Литература ...................................................................................................................
Приложение .................................................................................................................

Блок	Гнездо	Частота, Гц	Амплитуда, В	Длительность, мкс
ГЗ	2048 кГц	2048000±5	1,5	-
ДЧпер.	ЦО	500	1,5	125
ДЧпер.	ЦО	500	1,5	125