🗊Презентация Цифровые многоканальные телекоммуникационные системы

Цифровые многоканальные телекоммуникационные системы Бакалавриат

Принцип организации волоконно-оптической связи

Мировые системы PDH

Принцип построения двухволоконной однополосной однокабельной ВОСП

Принцип построения одноволоконно однополосной однокабельной ВОСП

Принцип построения одноволоконно двухполосной однокабельной ВОСП

Структурная схема двухволоконной многополосной однокабельной ВОСП

Структурная схема КОО для первичного цифрового потока (2048 кбт)

Дискретизация по времени

УЗЛЫ ОЦСП

Схема электронного ключа на транзисторах

Преобразователь АИМ1 в АИМ2

Аналого-цифровое преобразование

Шумы квантования

Неравномерное квантование

Кодирование Так как каждому уровню квантования присвоен свой номер, то его величину из десятичной системы счисления преобразуют в двоичную. Вместо самих отсчетов в линейный тракт передаются кодовые группы импульсов, соответствующих номеру уровня квантования, т.е. цифровой сигнал. С этой целью в ЦСП используют АЦП –кодеры и ЦАП –декодеры. Телефонные сигналы, сигналы звукового вещания являются двуполярными, при их дискретизации получают последовательность разнополярных импульсов. Для кодирования разнополярных импульсов используют натуральный и симметричный коды.

Натуральный код Значению максимально возможной амплитуды отсчетов с отрицательным знаком присваивается значение 0 уровня, возрастающие номера уровней присваиваются следующим через шаг квантования значениям квантованных отсчетов.

Симметричный код Отсчет шагов квантования начинается от нулевого значения сигнала в сторону положительных и отрицательных значений его амплитуд. Число уровней квантования:

Нелинейный кодер Более современный способ реализации требуемой характеристики компандирования состоит в управлении с помощью цифровых схем алгоритмом выбора эталонных напряжений при кодировании и декодировании.

Схема нелинейного кодера ЗУ – запоминающее устройство. Запоминает мгновенное значение сигнала и поддерживает его в течение всего времени кодирования. К – компаратор. Определяет полярность отсчета и знак разности между амплитудой кодируемого отсчета и суммой эталонных напряжений. В зависимости от знака этой разности на выходе компаратора формируется «0» (Uc>Uэт), или «1» (Uc<Uэт). ИЭ – источники эталонов, которые имеют 11 ключей, а веса подключаемых эталонных напряжений равны U0, .......... 1024U0 отрицательной и положительной полярности. После каждого такта кодирования решение компаратора записывается в цифровой регистр (ЦР). В зависимости от решения компаратора ЦР выбирает полярности ИЭ и управляет работой цифровой логики (Ц Лог.), которая формирует в блоке выбора и коммутации эталонных напряжений (БКЭ) цепи управления ИЭ, определяя величины эталонов, подключаемых на второй вход компаратора. Ф – формирователь. Считывает состояния выходов ЦР и преобразует параллельный код в последовательный.

Декодеры сигнала с ИКМ Обычно величины АИМ отсчетов формируются путем суммирования весовых значений символов кодовой группы. Декодеры бывают: матричные последовательного счета поразрядного взвешивания. Из-за сложности реализации матричные декодеры не находят применения. Декодеры последовательного счета требуют высокой скорости работы счетчика, поэтому используются редко. Декодеры поразрядного взвешивания могут быть построены на основе последовательной или параллельной обработки импульсов кодовых групп. При параллельной обработке скорость работы функциональных узлов декодера уменьшается в m раз. Поэтому практическое применение находят декодеры параллельного кода, когда предварительно производится преобразование цифрового потока последовательного кода в цифровой поток параллельного кода.

Нелинейный декодер взвешивающего типа с цифровым экспандированием эталонов ЦР – цифровой регистр; ЭЛ – блок экспандирующей логики; БКЭ – блок выбора и коммутации эталонных токов; ИЭ – источники эталонов положительной и отрицательной полярности. Восьмиразрядная кодовая группа принятого ИКМ сигнала записывается в цифровой регистр, формируясь на его выходах 1…8 в виде параллельного восьмиразрядного двоичного кода. 1-й разряд этой кодовой группы определяет полярность включенных ИЭ, 2-й…4-й разряды – номер сегмента, 5-й…8-й разряды – номер уровня квантования. В соответствии с принятой кодовой комбинацией включаются соответствующие эталоны. Суммарный ток которых определяет величину (амплитуду) декодированного отсчета АИМ сигнала.

ПРИМЕР. ПРИМЕР. Пусть кодовая комбинация имеет вид 10101010. Необходимо определить величину АИМ сигнала. Uаим=+(32+16+4)=+52.

Генераторное оборудование ЦСП Генераторное оборудование обеспечивает формирование и распределение импульсных последовательностей, управляющих процессами дискретизации, кодирования (декодирования), ввода (вывода) символов служебных сигналов на определенные позиции цикла передачи и т.д. От ГО необходимо получить импульсные последовательности со следующими основными частотами: тактовой частотой Fт=1/Тт=FдmNки; частотой следования кодовых групп (канальных интервалов) Fк.г=1/Тки=FдNки=Fт/m; частотой дискретизации Fд=1/Тд=Fт/mNки. Таким образом, получить необходимые импульсные последовательности можно путем деления тактовой частоты, получаемой от высокостабильного задающего генератора ЗГ Обычно предусматривается несколько режимов работы ГО: внутренней синхронизации, при котором осуществляется работа от высокостабильного автономного ЗГ (с относительной нестабильностью 10-5…10-6); внешнего запуска, при котором осуществляется работа от внешнего ЗГ; внешней синхронизации, при котором осуществляется подстройка частоты ЗГ с помощью ФАПЧ, управляемой внешним сигналов.

Временные диаграммы работы ГО передачи

Принцип временного объединения потоков

Принцип временного объединения потоков

Принцип временного объединения потоков БЦСпер и БЦСпр – блоки цифрового сопряжения тракта передачи и приема. БЦСпер укорачивает и распределяет во времени импульсы каждой из объединяемых систем. КЦП (устройство объединения) и РЦП (устройство разделения) – коллектор и распределитель цифровых потоков, служащие соответственно для объединения потоков в тракте передачи и их разделения в тракте приема. Пер СС и Пр СС – передатчик и приемник синхросигнала. ВТЧ – выделитель тактовой частоты.

Временные диаграммы

Синхронизация в ЦСП Тактовая синхронизация К устройствам тактовой синхронизации предъявляются следующие требования: 1. Высокая точность подстройки частоты и фазы управляющего сигнала задающего генератора приемной части. 2. Малое время вхождения в синхронизм. 3. Сохранение состояния синхронизма при кратковременных перерывах связи. Различают две группы устройств тактовой синхронизации: Синхронизация по специальному синхросигналу. При этом усложняется оборудование линейного тракта и ГО, точность установки синхронизма будет зависеть от нелинейных искажений и неравномерности частотной характеристики линейного тракта. Снижается пропускная способность системы передачи. Подстройка генераторного оборудования приемника под принимаемый сигнал, т.е. подстройка без специальных синхросигналов. При этом учитывают, что тактовой частотой в системе ВРК-ИКМ является частота следования символов в групповом сигнале, и она должна выделяться непосредственно из ИКМ сигнала.

Спектр линейного сигнала

Цикловая синхронизация Требования: 1. Время вхождения в синхронизм при первоначальном включении аппаратуры в работу и время восстановления синхронизма при его нарушении должно быть минимальным. 2. Число разрядов синхросигнала при заданном времени восстановления синхронизма должно быть минимальным. 3. Приемник синхросигнала должен быть помехоустойчивым, что обеспечивает большее среднее время между сбоями синхронизма. Основные отличительные особенности синхросигнала: 1. Его периодичность, или повторяемость на одних и тех же позициях через каждый период передачи синхросигнала. 2. Постоянство структуры кодовой комбинации.

Методы уплотнения ВОЛС Временное уплотнение (Times Division Multiplexing,TDM). - на уровне объединения электрических сигналов - на уровне объединения оптических сигналов Пространственное уплотнение. Спектральное уплотнение (Wavelength Division Multiplexing, WDM). (Frequency Division Multiplexing, FDM, ЧРК)

Временное уплотнение

Пространственное уплотнение

Регенератор