1.1.2. Оконечная станция первичной цифровой системы передачи с канальными кодеками
В отличие от аппаратуры ЦСП с групповым кодеком последующая модификация каналообразующей аппаратуры (КОА) с канальными кодеками позволяет образовать М < 30 каналов ТЧ (КТЧ), а также (30-М) основных цифровых каналов (ОЦК) со скоростью передачи 64 кбит/с в первичном цифровом потоке 2048 кбит/с. Для такой КОА применены специализированные БИС типа КР1058ФП1, КР1058ХА1 и другие. ЦСП второго поколения типа СК-30, ИКМ-15/30 и аналогичные имеют лучшие массо-габаритные показатели, меньшее энергопотребление, высокую технологичность в производстве и надежность в эксплуатации.
Структурная схема тракта передачи КОА представлена на рис. 1.3. Основными устройствами этого тракта являются:
− преобразователи передачи КТЧ, ОЦК, звукового вещания (ЗВ) и ТЛГ;
− формирователь группового сигнала (ФГС);
− устройство первичного стыка тракта передачи (ПС ПЕР);
− генераторное оборудование тракта передачи аппаратуры (ГО ПЕР).
Устройства блока низкочастотных окончаний (БНО) имеют место в трактах передачи и приема каналов аппаратуры. Они обеспечивают согласование входов и выходов КТЧ и ОЦК с приборами и устройствами АТС. В БНО предусмотрена возможность образования канала ЗВ вместо 2-х КТЧ и подключение комплектов ОЦК-64 для образования ОЦК вместо некоторого числа КТЧ.
В состав преобразователя передачи КТЧ (КТЧ ПЕР) входят ограничитель амплитуд (ОА), ФНЧ-3,4 и кодирующее устройство (КУ). ФНЧ-3,4 реализован на БИС, например, типа КР1058ФП1 с возможностью регулировки уровня передаваемого сигнала на входе кодера. Кодер может быть реализован на БИС типа КР1058ХА1, аналого-цифровое преобразование выполняется под воздействием управляющих импульсов, поступающих из ГО ПЕР.
Преобразователь передачи ОЦК (ОЦК ПЕР )состоит из входного усилителя (Вх. УС), преобразователя информационных сигналов (ПИС) со скоростью передачи 64 кбит/с и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ).
Рис. 1.3. Структурная схема тракта передачи аппаратуры с канальными кодеками
ПИС преобразует входной сигнал 64 кбит/с в такую же структуру цифрового сигнала, которая получается на выходе кодера КТЧ. ОЦК ПЕР работает также под воздействием управляющих импульсов.
На схеме показаны также устройства преобразователей передачи канала звукового вещания (ВЩ ПЕР) и согласующего телеграфного устройства каналов телеграфной связи (СТУ ПЕР).
Принцип построения ФГС такой же, как и в аппаратуре с групповым кодеком, но мультиплексор реализован на более новой элементной базе − интегральной микросхеме типа КР1533КП15.
Схема работает следующим образом. Аналоговые (речевые) сигналы, поступающие на входы КТЧ, в ОА ограничиваются по амплитуде, а с помощью ФНЧ-3,4 ограничиваются и по частоте в пределах 300...3400 Гц, а в кодирующем устройстве превращаются в цифровой сигнал в виде 8-разрядной кодовой группы (байта). Цифровой поток каждого КТЧ представляет собой последовательность байтов с частотой их следования 8 кГц, т. е. они следуют через каждые 125 мкс.
В любом байте на месте любого разряда в зависимости от результата кодирования может появляться логическая единица (импульс) или логический ноль (пробел). Всего может быть образовано 28 = 256 различных кодовых комбинаций. Каждая из них является результатом кодирования одного отсчета мгновенного значения передаваемого аналогового сигнала.
На выходе каждого кодера байты появляются только в определенный промежуток времени, который называется канальным интервалом (ТКИ). Эти интервалы задаются генераторным оборудованием и смещены во времени друг относительно друга. Выходы кодеров всех КТЧ соединяются параллельно, получается временное объединение кодовых групп КТЧ.
Полученный результирующий сигнал М КТЧ поступает на вход ФГС. Аналогичную обработку проходит сигнал ЗВ, но частота его дискретизации равна 16 кГц, а скорость передачи цифрового сигнала ЗВ составляет 128 кбит/с. Этот поток также поступает на вход ФГС.
Цифровые сигналы, поступающие на входы ОЦК со скоростью передачи 64 кбит/с, подвергаются обработке в устройстве ПИС, на выходе которого получаются 8-значные кодовые группы, аналогичные по структуре и форме кодовым группам на выходе кодеров КТЧ. Полученные байты записываются в ОЗУ, откуда они считываются с частотой 64 кГц под воздействием управляющих импульсов от ГО ПЕР. Выходы всех ОЗУ соединяются параллельно, результирующий цифровой сигнал (30-м) ОЦК поступает на вход ФГС.
Аналогичную обработку проходят сигналы ТЛГ связи, но скорость передачи группового ТЛГ сигнала, поступающего на вход устройства объединения сигналов КИО, составляет 8 кбит/с.
Из сигналов телеграфной связи, служебных сигналов (СУВ, цикловой и сверхцикловой синхронизации, сигналов аварии) в устройствах объединения нулевого (КИ 0) и шестнадцатого (КИ 16) канальных интервалов формируются 8-значные цифровые группы – байты. Байты, сформированные в этих КИ, также поступают на вход ФГС.
Таким образом, из сигналов КТЧ и ЗВ, преобразованных в цифровую форму и цифровых сигналов ОЦК, служебных байтов КИ 0 и КИ 16 ФГС формирует групповой цифровой сигнал (ГЦС) со скоростью передачи 2048 кбит/с, который через преобразователь кода передачи и формирователь линейного сигнала (ПС ПЕР: ПК ПЕР + ФЛС) поступает в цифровой линейный тракт (ЦЛТ).
ГО ПЕР аппаратуры формирует и распределяет во времени управляющие импульсные последовательности, которые определяют очередность и скорость обработки информационных и служебных сигналов в канальных и групповых устройствах аппаратуры.
ГО ПЕР состоит из задающего генератора (ЗГ), формирователя тактовой последовательности (ФТП), делителя частоты (ДЧ) и формирователя временных позиций (ФВП). ЗГ выполнен на кварцевом резонаторе, вырабатывает частоту 4096 кГц. На его выходе формируется последовательность прямоугольных импульсов с частотой следования 4096 кГц и скважностью 2. В ФТП эта последовательность преобразуется в тактовую последовательность видеоимпульсов с частотой 2048 кГц, которая поступает на вход ДЧ. На выходах ДЧ формируются тактовые последовательности, которые являются результатом последовательного деления сигнала с частотой 2048 кГц на 2 до частоты следования импульсов 500 Гц.
ФВП формирует управляющие импульсы для различных устройств преобразования и объединения сигналов от импульсов длительностью 2 мс и частотой следования 500 Гц до импульсов длительностью 488 нс и частотой следования 2048 кГц.
Плата контроля и сигнализации (ПКС ПЕР) обеспечивает передачу на противоположную станцию сигналов, извещающих о таких авариях на данной станции, как “сбой цикловой синхронизации”, “сбой сверхцикловой синхронизации”, “авария 10-5 ДС ”, т. е. коэффициент ошибок принимаемого ЦЛС превышает 10-5 и другие.
Структурная схема тракта приема аппаратуры изображена на рис. 1.4.
В устройствах тракта приема происходят преобразования сигналов, обратные тем, которые выполняются в тракте передачи аппаратуры. Часть устройств тракта приема описана выше, назначения остальных легко проследить по представленной схеме, изучив предварительно схему тракта передачи аппаратуры.
Декодирующие устройства (ДУ) и ФНЧ-3,4 тракта приема КТЧ (КТЧ ПР) реализованы на тех же БИС, что ФНЧ-3,4 и кодирующие устройства тракта передачи КТЧ (КТЧ ПЕР, см. схему рис. 1.3.), т. е. канальные ФНЧ-3,4 (трактов передачи и приема КТЧ) реализованы на одной БИС типа КР1058ФП1 или КР1146ФП2, а канальные кодер и декодер (кодек) − на одной БИС типа КР1058ХА1 или КР1146ПП1.
Рис. 1.4. Структурная схема тракта приема аппаратуры с канальными кодеками