21. Формирование цифрового канала для передачи по волс.
Для того чтобы перевести аналоговый телефонный сигнал в цифровую форму необходимо выполнить две основные операции, а именно: дискретизацию и квантование по уровню. В результате этих операций получается основной цифровой канал со скоростью 64 Кбит/с.
В ряде систем следом за операцией дискретизации следует аналоговое уплотнение дискретизированных импульсов, соответствующих разным телефонным каналам. При этом между короткими импульсами с периодом 125 мкс (свободном интервале между двумя последовательно идущими импульсами, получаемыми при дискретизации одного телефонного канала) размещают еще 29 информационных импульсов других телефонных каналов и 2 служебных импульса, которые следуя друг за другом образуют новую последовательность из 32 импульсов. Такая операция называется временным объединением (уплотнением) каналов в аналоговом виде. Хотя после дискретизации и уплотнения сигнал состоит из импульсов, он по-прежнему аналоговый. Далее следует операция квантования этой уплотненной последовательности.
Такая последовательность операций характерна для формирования цифрового сигнала первой ступени ПЦИ и которая кратко будет рассмотрена ниже. Скорость такого цифрового сигнала составляет 64 Кбитс 32 = 2,048 Мбитс.
Для восстановления аналогового сигнала из указанного цифрового выполняется ряд обратных операций: декодирование, временное разуплотнение, низкочастотная фильтрация.
С помощью цифрового потока со скоростью 2.048 Мбитс передается одновременно 30 телефонных каналов. Для передачи большего числа каналов этот поток цифровыми методами объединяется (мультиплексируется) с тремя аналогичными потоками (см. п. 8.1). Формируемый при этом суммарный поток имеет скорость 8,448 Мбитс и позволяет передавать одновременно 120 телефонных каналов. Для передачи еще большего числа каналов операция мультиплексирования цифровых потоков повторяется.
Информационные сигналы с указанными выше скоростями формируются в аппаратуре временного группообразования (АВГ) ВОСП.
Цифровой поток формируется в АВГ виде импульсной последовательности, элементы которого 1 и 0 могут быть в формате RZ или NRZ (рис.8.2,а,б). Частота повторения импульсов (тактовая частота) fт определяется как
fт = 1/Т
где Т – длительность тактового интервала (такта) цифровой последователь-ности. (Заметим, что скорость передачи V [Мбитс] численно равна тактовой частоте fт [ МГц]). В формате NRZ символ 1 передается высоким уровнем, а символ 0 - низким на всем протяжении тактового интервала. В формате RZ символ 1 передается высоким уровнем на первой половине такта, а символ 0 так же как и в NRZ.
Учитывая, что в общем случае канал передачи может быть разным (оптическим, электрическим или радиоканалом), полученная цифровая последовательность может быть еще дважды перекодирована с целью оптимизации ее прохождения через интерфейс системы (интерфейсное кодирование) и линию связи (линейное кодирование).
22.Структурная схема цифровой волс, параметры.
Принятые на схеме обозначения: 1- аппаратура временного группообразования, 2 – кодер интерфейсного сигнала (КИС), 3 –кодер линейного сигнала (КЛС), 4 – ПОМ, 5 – блок формирования сигналов служебной связи и телеметрии, 6 – линейный ВО кабель, 7 – регенератор, 8- ПРОМ, 9- блок выделения сигналов служебной связи и телеметрии, 10 – декодер линейного сигнала, 11- декодер интерфейсного сигнала, 12 – аппаратура цифрового разуплотнения и ЦАП.
Для преобразования аналоговых телефонных каналов в единый групповой цифровой сигнал служит АВГ.
Рис.8.3. Упрощенная структурная схема ВОСП ПЦИ.
кодируется интерфейсным кодом в КИС. Далее сигнал кодируется одним из линейных кодов в КЛС. В него добавляются также сигналы служебной информации. Через согласующее устройство цифровой электрический сигнал поступает на ПОМ, основным элементом которого является СИД или ЛД. Модулированное информационным сигналом оптическое излучение поступает в волоконно-оптический канал (кабель). Оптический передатчик с помощью разъемного соединения стыкуется со станционным кабелем и далее через неразъемное соединение (соединительную муфту) с магистральным кабелем.
Оптический кабель изготавливается вполне определенной длины, называемой строительной длиной, которая составляет обычно для протяженных систем 6…10 км.
В процессе распространения сигнала по протяженному ОВ происходит уменьшение амплитуды импульсов из-за затухания и рассеяния, а также искажение формы из-за явлений дисперсии. Поэтому, если длина ВОСП составляет сотни-тысячи километров в ее состав входят регенераторы.
В конечном пункте ВОСП оптический информационный сигнал поступает на цифровой ПРОМ, преобразуется в электрический, восстанавливается по форме, декодируется в декодерах линейного (ДЛС) и интерфейсного сигнала (ДИС), разуплотняется, преобразуется в аналоговый в ЦАП и поступает к абоненту (на индивидуальный телефон).
Первый - это коэффициент ошибок, о котором достаточно подробно говорилось в п. 7.6. Этот параметр обычно задается, и все элементы ВОСП проектируются с тем, чтобы при любых условиях эксплуатации системы коэффициент ошибок не превышал заданную величину.
Второй важный параметр ВОСП называется энергетическим потенциалом (бюджетом) системы. Компоненты, которыми определяется энергетический потенциал, - это приемный и передающий оптические модули (ПРОМ и ПОМ).
Энергетический потенциал определяется следующим соотношением
Эп = Рпом – Рпор
где Рпом – средняя оптическая мощность, излучаемая ПОМ, Рпор – пороговая чувствительность ПРОМ.
23. Недостатки технологии ПЦИ.Достоинства СЦИ и упрощенная схема. Структура кадра.
Системы, построенные на основе технологии ПЦИ имеют следующие недостатки.
1.Сложность операций мультиплексирования и демультиплексирования пользовательских данных.
отсутствие полной синхронности потоков данных при объединении низкоскоростных каналов в более высокоскоростные.
2. Отсутствие развитых встроенных процедур контроля и управления
Это очень важно, когда ВОСП представляет собой сеть достаточно сложной конфигурации. Служебные биты ПЦИ дают мало информации о состоянии канала, не позволяют его конфигурировать и т.д. Нет в технологии и процедур поддержки надежности, которые очень полезны для первичных сетей, на основе которых строятся ответственные междугородные и международные сети.
3. Слишком низкие по современным
понятиям скорости иерархии ПЦИ.
Волоконно-оптические кабели позволяют передавать данные со скоростями в несколько гигабит в секунду по одному волокну, что обеспечивает передачу по одному кабелю десятков тысяч пользовательских каналов, но это свойство технология ПЦИ не реализует. Формально ее иерархия скоростей заканчивается уровнем 140 Мбит/с.
Технология СЦИ по сравнению с ПЦИ имеет следующие особенности и преимущества:
предусматривает синхронную передачу и мультиплексирование, что приводит к необходимости построения систем синхронизации сети;
предусматривает прямое мультиплексирование и прямое демультиплек-сирование (ввод-вывод) цифровых потоков ПЦИ;
основана на стандартных оптических и электрических интерфейсах, что обеспечивает совместимость аппаратуры различных производителей;
позволяет объединить системы ПЦИ европейского и американского стандартов;
обеспечивает полную совместимость с аппаратурой ПЦИ, АТМ и IP;
обеспечивает многоуровневое управление и самодиагностику транспортной сети.
В состав системы входят терминальные устройства 1, называемые также сервисными адаптерами (СА), принимающие пользовательские данные от низкоскоростных каналов ПЦИ (типа Е1 или ЕЗ) и преобразующие их в кадры СТМ-n. Мультиплексоры 2 принимают данные от терминальных устройств 1 и мультиплексируют, в общем случае, потоки кадров разных скоростей СТМ-n в кадры более высокой ступени иерархии СТМ-m. Мультиплексоры «ввода-вывода» 5 могут принимать и передавать транзитом поток определенной скорости СТМ-n, добавляя или удаляя «на ходу», без полного демультиплексирования, пользовательские данные, принимаемые с низкоскоростных входов. Регенераторы сигналов 4, как и в ВОСП ПЦИ, используются для восстановления мощности и формы сигналов, прошедших значительное расстояние по волоконно-оптическому кабелю.