Цифровые системы передачи

РОССИЙСКАЯ ОТКРЫТАЯ АКАДЕМИЯ ТРАНСПОРТА

Одобрено кафедрой
«Железнодорожная автоматика,
телемеханика и связь»

ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ

Задание на контрольную работу
с методическими указаниями
для студентов V курса
специальности

СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ

Специализация: Телекоммуникационные системы и сети железнодорожного транспорта

РОАТ

2016

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Задание на контрольную работу составлено в соответствии с дейст-
вующей рабочей программой.

Контрольная работа состоит из трех задач, посвященных принципам
построения современных цифровых систем передачи. Варианты исходных
данных к задачам студент выбирает по двум последним цифрам своего учеб-
ного шифра.

К выполнению контрольной работы рекомендуется приступать после
изучения теоретической части курса в целом или разделов, рекомендованных
в задачах. При выполнении контрольной работы следует привести исходные
данные для каждой задачи в соответствии с вариантом, краткие пояснения,
расчеты и схемы, предусмотренные методическими указаниями. Схемы
должны быть выполнены в графических редакторах.

Оформление контрольной работы выполняется на одной стороне стан-
дартных листов А4, с использованием текстовых редакторов, в соответст-
виями с требованиями по оформлению (14 шрифт, полуторный межстрочный
интервал, поля справа – 2,5, слева 1,5, сверху и снизу – 2 см). Листы должны
быть сброшюрованы и пронумерованы. В конце контрольной работы необ-
ходимо привести список использованной литературы.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

«Принципам построения современных цифровых систем передачи»
ЗАДАЧА №1

Образовать кодовую группу для заданного отсчета сигнала при коди-
ровании способом потактового сравнения.

Исходные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные

Предпоследняя
цифра шифра

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

16,5

27,0

16,0

20,7

-9,2

22,0

25,0

32,0

14,1

17,4

0,03

0,15

0,01

0,07

0,15

0,14

0,02

0,60

0,25

0,25

1

27,1

21,5

-11,9

16,8

8,5

-19,0

-28,1

21,4

6,2

11,2

0,02

0,02

0,12

0,05

0,20

0,22

0,05

0,75

0,32

0,35

2

-8,7

-19,6

-9,1

-19,7

10,9

-18,9

31,2

19,5

8,2

14,6

0,09

0,10

0,02

0,03

0,01

0,12

0,04

0,13

0,75

0,27

3

-11,0

-14,2

5,7

18,1

16,7

-11,5

16,5

20,3

13,1

29,2

0,02

0,20

0,01

0,02

0,05

0,25

0,03

0,18

0,50

0,18

4

32,5

23,0

-12,0

15,7

-19,9

-13,5

19,1

15,1

19,2

-17,1

0,06

0,50

0,05

0,01

0,05

0,10

0,05

0,32

0,02

0,15

5

-24,0

16,5

21,4

-27,2

18,1

16,1

14,2

-25,2

18,4

18,0

0,05

0,30

0,07

0,07

0,03

0,07

0,06

0,41

0,14

0,27

6

-12,5

-30,7

-18,6

9,1

14,9

-21,6

-22,1

23,4

-21,0

-19,6

0,12

0,50

0,03

0,50

0,02

0,04

0,04

0,52

0,03

0,41

7

31,5

21,5

20,6

19,1

-5,7

24,0

-24,0

-21,6

-25,1

14,1

0,10

0,02

0,04

0,30

0,01

0,03

0,02

0,60

0,18

0,01

8

-22

-11,0

26,5

-13,7

-29,0

-27,2

29,0

-18,6

-23,2

-12,4

0,02

0,10

0,02

0,10

0,03

0,05

0,03

0,41

0,45

0,04

9

15

8,5

13,1

-17,2

35,0

32,4

-30,9

14,1

19,5

6,2

0,07

0,05

0,05

0,01

0,02

0,02

0,02

0,35

0,60

0,02

Примечание. В таблице 1 верхнее число в каждой строке показывает значение от-
счета сигнала U, B, нижнее – минимальный шаг квантования ∆, B.

Методические указания

Перед выполнением задачи необходимо изучить принципы обработки
сигналов в цифровой связи, принципы квантования и кодирования сигналов в
системах передачи. Установить особенности линейного, нелинейного кван-
тования и кодирования, квантователей с симметричной характеристикой, оз-
накомиться с устройством и работой кодера и декодера.

Материалы содержатся во втором разделе лекций.

Кодирование – это процесс замены отсчета сигнала определенной ко-
довой группой. Формирование кодовой группы осуществляется одновремен-
но с квантованием отсчета по амплитуде (уровню), т.е. заменой отсчета бли-
жайшим разрешенным значением кодовой группы в соответствии со шкалой
квантования.

В цифровых системах передачи используется нелинейное квантование.
Шкала квантования содержит 256 разрешенных значений – шагов квантова-
ния. Из них 128 для положительной полярности сигналов и 128 для отрица-
тельной.

Характер нелинейности шкалы квантования определяется кривой ком-
прессии типа А-87,6/13, показанная на рисунке 1 и представляющая собой
амплитудную характеристику кодера. Применение нелинейного квантования
позволило обеспечить достаточно высокую защищенность от шума кванто-
вания как сильных, так и слабых телефонных (речевых) сигналов.

Рисунок 1 - Характеристика компрессии сигнала типа А-87,6/13 кодера ЦСП

В соответствии с кривой компрессии шаг квантования изменяется в за-
висимости от величины поступающего в кодер отсчета и лежит в пределах от
∆ (для слабых сигналов) до 64∆ (для сильных сигналов). Характеристика
компрессии составлена из прямолинейных отрезков-сегментов. Их восемь в
положительной и восемь в отрицательной области значений сигнала (на ри-
сунке показана ее положительная ветвь). Каждый из сегментов содержит 16
одинаковых шагов квантования. Первые два сегмента (С0 и С1) имеют один и
тот же угол наклона к горизонтальной оси и равные шаги квантования ∆. С
увеличением номера сегмента (С2 … С7) его наклон уменьшается, а шаг кван-
тования возрастает до 64∆. Такой характер изменения крутизны кривой А-
87,6/13 указывает на то, что при квантовании происходит и сжатие динами-
ческого диапазона сигнала.

Каждая кодовая группа цифрового сигнала представляет собой комби-
нацию из восьми двоичных символов 0 и 1. Отсюда число кодовых групп
28=256, т.е. равно числу разрешенных значений на шкале квантования.

В процессе кодирования производится:

  • - определение и кодирование полярности (знака) отсчета; для этого
    достаточно одного такта кодирования, при котором фиксируются или 1 (при
    знаке « + ») или 0 (при знаке « – »);
  • - поиск и кодирование сегмента, в переделах которого находится зна-
    чение отсчета; для выбора одного из восьми сегментов очевидно необходимы
    три такта (8=23);
  • - поиск и кодирование отсчета в пределах найденного сегмента; для
    выбора одного из 16 значений требуется четыре такта (16=24).

В итоге кодовая группа содержит восемь разрядов.

Кодовая группа отсчета

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

Знак от-
счета

Сегмент, в котором находится
отсчет

Значение отсчета в сегменте

В основе операции кодирования лежит способ потактового сравнения
(взвешивания). При каждом такте производится сравнение отсчета с эталон-
ным сигналом, вырабатываемым в кодере. Этот способ аналогичен способу
взвешивания предмета на механических рычажных весах при помощи гирь-
эталонов различного веса. Операция «электрического» взвешивания осуще-
ствляется в кодере при помощи компаратора (compare – сравнивать, лат.).

Для кодирования используются 11 эталонов: ∆, 2∆, 4∆, 8∆, 16∆, 32∆,
64∆, 128∆, 256∆, 512∆ и 1024∆. При кодировании сегмента используются
семь эталонов: 16∆, 32∆, 64∆, 128∆, 256∆, 512∆ и 1024∆ (рис. 2). При коди-
ровании отсчета в пределах сегмента требуются четыре эталона n·∆, 2n·∆,
4n·∆ и 8n·∆. Причем значение n определяется минимальным шагом кванто-
вания в сегменте (n = 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64).

После каждого такта (операции сравнения) в соответствующем разряде
кодовой группы фиксируется символ 0 или 1. В случае, если значение отсче-
та оказалось больше эталона, то фиксируется 1, если меньше, то фиксируется
0. В электрическом сигнале символ 1 соответствует импульсу, а 0 – пробелу.

Поясним на примере порядок формирования кодовой группы на при-
мере отсчета y=110∆. Из рисунка 1 видно, что отсчет находится в пределах
сегмента С3. На рисунке 2 показана шкала сегментов и шкала значений от-
счетов в сегменте.

Шкала сегментов (рис. 2, а) используется для образования первых че-
тырех разрядов, шкала уровней (рис. 2, б) – остальных четырех. Выполним
кодирование.

Первый такт – определяется знак отсчета путем сравнения с 0. Так как
y > 0, то в первом разряде фиксируется 1. Символ 1 указан в скобках. Далее
кодирование продолжается в положительной области шкалы квантования.

Второй такт – делается сравнение отсчета с эталоном 128∆, это значе-
ние делит шкалу сегментов на две равные части по числу сегментов. При
сравнении имеем y<128∆, следовательно, во втором разряде будет 0.

Номера шагов
квантования и уровни
на границах сегментов

Номера шагов
квантования и уровни
в сегменте С3

Рисунок 2 - Шкала квантования сегментов (а)
и шкала значений отсчетов в сегменте (б)

128∆

124∆

120∆

116∆

112∆

108∆

104∆

100∆

96∆

92∆

I

4∆

80∆

76∆

72∆

68∆

64∆

б

Третий такт – делается сравнение с меньшим эталоном 32∆, он делит
нижнюю половину шкалы сегментов, в которой находится кодированное
значение отсчета, также на две части. Так как y>32∆, то в третьем разряде
фиксируется тоже 1.

Четвертый такт – проводится сравнение с большим эталоном 64∆ и в
четвертом разряде фиксируется 1.

После четырех тактов кодирования найден знак отсчета (он «+») и сег-
мент, в пределах которого находится кодированное значение отсчета (он С3).
Кодирование продолжается в пределах сегмента С3 (см. рис.2, б), помня при
этом, что минимальный шаг квантования в этом сегменте равен 4∆ (n=4).

Пятый такт – делается уже сравнение с сумой эталонов 64∆+32∆=96∆ –
значением на середине шкалы уровней. Сравнение отсчета с этой суммой да-
ет y > 96∆, поэтому в пятом разряде будет 1.

Далее кодирование продолжается в верхней половине шкалы сегмента.

Шестой такт – проводится сравнение с суммой эталонов
64∆+32∆+16∆=112∆. При сравнении с полученной сумой получается y<112∆
и в шестом разряде 0.

Седьмой такт – проводится сравнение с суммой эталонов
64∆+32∆+8∆=104∆. В результате y>104∆ и в седьмом разряде 1.

Восьмой такт – проводится сравнение с сумой эталонов
64∆+32∆+8∆+4∆=108∆. При сравнении получается y>108∆ и в восьмом раз-
ряде 1.

На этом кодирование заканчивается, а кодовая группа отсчета будет
определять двоичное число 10111011.

Весь процесс формирования кодовой группы представлен в таблице 2.

В заключение следует отметить, что при каждом такте кодирования
поле поиска объекта на всей шкале квантования уменьшается в два раза.

Кроме того, из рисунка 2 можно видеть, что при кодировании сегмента
используется нелинейное квантование, а при кодировании уровня в сегменте
– линейное квантование.

Таблица 2 – Процесс формирования кодовой группы

Объект коди-

Такт коди-

Эталон или

Результат

Фиксированный

рования

рования

сумма эталонов

сравнения с

символ в кодовой

сравнения

эталонами

группе

Полярность

1

0

y>0

1

отсчета

Сегмент, в

пределах ко-

2

128∆

y<128∆

0

торого нахо-

3

32∆

y>32∆

1

дится значе-

4

64∆

y>64∆

1

ние отсчета

Значение от-

5

64∆+32∆

y>96∆

1

счета в сег-

6

64∆+32∆+16∆

y<112∆

0

менте

7

64∆+32∆+8∆

y>104∆

1

8

64∆+32∆+8∆+4∆

y>108∆

1

Ознакомившись с пояснениями и рекомендованным материалом, мож-
но приступать к выполнению задачи. Заданный отсчет (таблица 1) может
быть выражен через свое значение и минимальный шаг квантования ∆

U

у = —Л .
Л

Тогда, например, для отсчета, напряжение которого U=25B, а мини-
мальный шаг квантования ∆=0,02В, находим

25

у =----Д = 1250Д.
0,02

Материал выполняемой задачи должен содержать шкалы квантования
(рис. 2), таблицу кодирования (табл. 2) и необходимые пояснения при фор-
мировании кодовой группы для заданного отсчета.

ЗАДАЧА №2

Определить параметры цифровых каналов, построенных на основе
принципов временного уплотнения сигналов в аналого-импульсной и цифро-
вой форме (с применением группообразования с двухсторонним согласова-
нием скоростей). Исходные данные приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Исходные данные

Пара-
метр

Предпоследняя
цифра шифра

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

N

12

18

24

36

42

48

54

60

66

72

M1

0

3

3

3

5

5

5

6

6

7

7

q3/q4

2/1

4/2

2/3

4/2

2/3

4/2

2/3

4/2

2/1

4/2

N

18

24

36

42

48

54

60

66

72

12

M1

1

3

3

3

5

5

5

6

6

7

7

q3/q4

2/3

4/2

2/1

4/2

2/3

4/2

2/3

4/2

2/1

4/2

N

24

36

42

48

54

60

66

72

12

18

M1

2

3

3

3

5

5

5

6

6

7

7

q3/q4

2/3

4/2

2/1

4/2

2/3

4/2

2/1

4/2

2/3

4/2

N

36

42

48

54

60

66

72

12

18

24

M1

3

3

3

3

5

5

5

6

6

7

7

q3/q4

2/3

4/2

2/3

4/2

2/1

4/2

2/1

4/2

2/3

4/2

N

42

48

54

60

66

72

12

18

24

36

M1

4

3

3

3

5

5

5

6

6

7

7

q3/q4

2/3

4/2

2/3

4/2

2/3

4/2

2/1

4/2

2/1

4/2

N

48

54

60

66

72

12

18

24

36

42

M1

5

3

3

4

4

5

5

6

6

7

7

q3/q4

2/1

4/2

2/1

4/2

2/3

4/2

2/3

4/2

2/3

4/2

N

54

60

66

72

12

18

24

36

42

48

M1

6

3

3

3

5

5

5

6

6

7

7

q3/q4

2/1

4/2

2/3

4/2

2/3

4/2

2/3

4/2

2/1

4/2

N

60

66

72

12

18

24

36

42

48

54

M1

7

3

3

3

5

5

5

6

6

7

7

q3/q4

2/3

4/2

2/3

4/2

2/1

4/2

2/3

4/2

2/1

4/2

N

66

72

12

18

24

36

42

48

54

60

M1

8

3

3

3

5

5

5

6

6

7

7

q3/q4

2/3

4/2

2/3

4/2

2/1

4/2

2/3

4/2

2/1

4/2

N

72

12

18

24

36

42

48

54

60

66

M1

9

3

3

3

5

5

5

6

6

7

7

q3/q4

2/3

4/2

2/1

4/2

2/1

4/2

2/3

4/2

2/3

4/2

  • 1. Определить тактовую частоту передачи fт0 основного цифрового ка-
    нала ОЦК, полученного путем преобразования стандартного аналогового те-
    лефонного сигнала в цифровой форму при использовании:
  • - линейной шкалы квантования;
  • - нелинейной шкалы квантования.
  • 2. Построить цикл передачи первичного цифрового канала, в котором,
    за один цикл передается N стандартных телефонных сигнала (ОЦК) и два
    служебных. Значение N берется из таблицы 3. Шкала квантования нелиней-
    ная. Определить тактовую частоту fт1 первичной цифровой системы переда-
    чи, длительность сверхцикла Тсц, информационную эффективность ЭΣ1 циф-
    рового потока.
  • 3. Построить цикл передачи вторичного цифрового канала, получаемо-
    го путем временного группообразования М1 первичных (полученных в пре-
    дыдущем пункте). Кратность мультиплексирования М1 берется из таблицы 3.
    Определить тактовую частоту fт1* цифрового сигнала на выходе БАС, ско-
    рость передачи вторичного цифрового канала fт2, информационную эффек-
    тивность ЭΣ2 суммарного цифрового потока.
  • 4. Построить цикл передачи третичного цифрового канала, получаемо-
    го путем временного группообразования четырех вторичных (полученных
    предыдущем пункте), при условии, что для возможности реализации средств
    сетевого автоматического контроля и управления (ССАКУ) в каждой группе
    на выходе БАС дополнительно формируется по q3 служебных позиций (таб-
    лица 3). Определить тактовую частоту fт2* цифрового сигнала на выходе
    БАС, скорость передачи fт3 третичного цифрового канала, информационную
    эффективность ЭΣ3 суммарного цифрового потока.
  • 5. Построить цикл передачи четверичного цифрового канала, получен-
    ного путем 4-хкратного мультиплексирования третичных, при условии, что
    для организации дополнительного канала передачи служебных данных во
    второй и третьей группе формируется по q4 служебных позиции (таблица 3).
    Определить тактовую частоту fт3* цифрового сигнала на выходе БАС, ско-
    рость передачи fт4 четверичного цифрового сигнала, информационную эф-
    фективность ЭΣ4 суммарного цифрового потока.

Методические указания

Перед выполнением задачи необходимо изучить принципы временного
уплотнения сигналов в аналого-импульсной форме, особенности построения
первичных систем передачи (ИКМ-30). Установить особенности посимволь-
ного объединения цифровых потоков, смысл определения информационной
эффективности суммарного цифрового потока, ознакомиться с общей струк-
турной схемой работы оборудования временного группообразования. Изу-
чить особенности процедуры согласования скоростей, принципы построения
циклов передачи вторичного, третичного и четверичного каналов плезио-
хронной цифровой иерархии.

Материалы находятся в третьем и четвертом разделах лекций.

  • 1. Тактовая частота передачи основного цифрового канала определяет-
    ся по выражению
  • fт0 = fд · m,
    где fд – частота дискретизации телефонного сигнала;

m – разрядность кода.

Разрядность кода, используемого при кодировании квантованных от-
счетов, определяется способом квантования.

  • 2. Период цикла первичного цифрового канала равен периоду дискре-
    тизации телефонного сигнала Tд = 125 мкс. Цикл передачи показан на рисун-
    ке 3.

Рисунок 3 – Цикл передачи первичного цифрового канала

В интервале Тц последовательно передаются в цифровом двоичном ко-
де выборки 30 телефонных сигналов (т.е. в данном случае, N=30) и два слу-
жебных цифровых сигнала: цикловой синхронизации (ЦС) и сигналов управ-
ления и взаимодействия для АТС (СУВ). Каждая выборка передается в своем
канальном интервале (КИ), имеет длительность кодовой комбинации Тк и со-
стоит из m разрядов. Длительность разряда – Тт. При m = 8 получим

f = — = — =--1---= F • 32 ■ 8 = 2048 кГц

Т1 Тт Т /8 Т /8■32 д

Тк ц

Как видно из рисунка, для передачи сигнала ЦС используется нулевой
канальный интервал КИ0, а для передачи сигнала СУВ – 16-й канальный ин-
тервал КИ16 ([N+2]/2). Остальные канальные интервалы используются для
передачи телефонных сигналов.

В первичной ЦСП выборка СУВ одного абонента передается в виде 3-
разрядной кодовой комбинации, при этом в одном КИ16 размещаются вы-
борки СУВ двух абонентов. Для передачи по одному разу выборок всех N
абонентов потребуется время Тсц = Тц (N/2 + 1) мс, которое называется
сверхциклом, при этом в каждом 16 цикле будет передаваться сигнал сверх-
цикловой синхронизации (СЦС). С помощью сигнала СЦС на приемной сто-
роне производится разделение кодированных выборок СУВ отдельных кана-
лов.

Информационная эффективность суммарного цифрового определяется

следующим выражением.

Э! =

M

M + C

(1)

где М – общее количество информационных символов в цифровом потоке;

С – общее число служебных символов в цифровом потоке.

  • 3. Построение циклов передачи вторичного, третичного и четверичного
    цифровых каналов рассмотрим на примере стандартов Европейской плезио-
    хронной иерархии (цифровые потоки Е2, Е3 и Е4).

Цикл передачи вторичного сигнала Тц2 выбран равным 125 мкс, что
равно циклу первичного цифрового канала. Построение цикла вторичного
цифрового сигнала, получаемого путем временного асинхронного объедине-
ния четырех первичных цифровых сигналов с использованием двухсторонне-
го (положительно-отрицательного) согласования скоростей, иллюстрирует
рисунок 4.

1

256

а) ЦП,

б) ЦП,

в) ЦП2

1

1

2

1......8

■ГРг

64 | 1

*

-Гр2-

64

*

1

-Грз-

64 | 1

*

'Гр4'

64

31

1

2

1

2

1

2

сл

3 ... 66

3 ... 66

3 ... 66

3 ... 66

t

13....264

9

264 1...4 5...8 9

264 1...4 5...8 9

264 1-4 5-12

Инф.

' сл '
! св.]

!ди! Инф.

; цсс ; инф.

t

Рисунок 4 – Построение цикла передачи вторичного цифрового канала

В номинальном режиме в блок асинхронного согласования БАС (рису-

нок 5) за это время поступит первичный цифровой поток ЦП1, который со-
держит в себе 256 информационных символов (рисунок 4, а). Для уменьше-

ния объема памяти БАС цикловой сигнал преобразованного цифрового пото-
ка ЦП1 на выходе БАС формируют в виде последовательности четырех под-
циклов (групп), нумеруемых соответственно Гр1, Гр2, Гр3 и Гр4. Каждая
группа преобразованного ЦП1* на выходе БАС дополнительно содержит по
два служебных символа (рис. 4, б), соответственно, каждая группа включает
66 импульсных позиций (ИП), а всего в цикле размещается 264 ИП.

Длительность каждой ИП равна Тт* = Тц2/264, а частота следования со-
ответственно fт1* = 1/ Тт* = 2112 кГц, что равно 1/4 номинальной частоты вто-
ричного ЦП2. Для определения тактовой частоты преобразованного цифрово-
го потока можно воспользоваться следующими выражениями:

*

* = Nn , (2)

цn

где Nn* - общее количество символов в преобразованном цифровом потоке;
Tцn – период цикла соответствующего цифрового потока.

*

f* = Nn-. f, (3)

тт

n

Где Nn - общее количество символов в ЦП на входе БАС

fm - тактовая частота ЦП на входе БАС.

В устройстве объединения УО (рис. 5) происходит посимвольное объе-
динение четырех синхронных и синфазных ЦП1* вида рис. 4, б, которые
имеют одинаковую структуру цикла и скорость передачи 2112 кбит/с. В ре-
зультате этого происходит формирование вторичного цифрового потока со
скоростью fт2 = 8448 = 4·2112, кбит/с. Одновременно, во вторичный цифровой
поток вводятся служебные символы (рис. 4, в):

  • - 8-битовая группа ЦСС на позициях циклового синхросигнала;
  • - 4-битовая группа для организации канала служебной связи;
  • - 4-битовая группа для организации канала передачи дискретной ин-
    формации.

Распределение символов в 4-й группе зависит от режима работы обо-
рудования.

На рисунке 5 показана обобщенная структурная схема устройства вре-
менного объединения.

Рисунок 5 – Обобщенная структурная схема оборудования временного группообра-
зования

Количество символов первичного цифрового потока на входе БАС оп-
ределяется ПЦК, полученным в предыдущем пункте. Количество объединяе-
мых ПЦК определяется из таблицы 4 в соответствии с вариантом. Количест-
во и распределение служебных символов принимается по аналогии со стан-
дартным вторичным цифровым потоком, рассмотренным в примере.

Информационная эффективность вторичного цифрового потока опре-
деляется по формуле 1. В качестве информационных символов принимаются
символы первичного цифрового канала.

  • 4. Цикл передачи третичного цифрового канала Тц3 имеет период

Тц3 = 0,5 ·Тц2 = 62,5 мкс

и делится на три подцикла (группы) длительностью Тпц3 = Тц3/3. При этом,
общее количество символов ЦП2 на входе БАС будет составлять

Тц3 · fт2 = 528,
т.е. половину символов вторичного цифрового канала, а каждая группа, соот-
ветственно, номинально будет содержать по 176 ИП (рис. 6, а).

Рисунок 6 – Построение цикла передачи третичного цифрового канала

После преобразования в БАС в каждой группе дополнительно освобо-

ждается по три ИП для служебных целей, и получаемый преобразованный
вторичный цифровой поток ЦП2* в каждой группе будет содержать по 179
ИП (рис. 6, б).

Четыре преобразованных вторичных потока ЦП2* затем посимвольно
объединяются в третичный цифровой поток (рис. 6, в), у которого в каждой

группе теперь насчитывается 716 ИП, при этом первые 12 позиций Гр1 отда-
ны для передачи сигнала цикловой синхронизации вида 111110100000, на по-
зициях 5 и 6 в Гр2 передается сигнал служебной связи, на позициях 5-8 в Гр3
– сигнал дискретной информации, а на позициях 7 и 8 в Гр2 – сигналы аварии
и вызова. Позиции, отданные в третичном сигнале для передачи КСС и СК,
нетрудно определить самостоятельно. Используя рисунок 6, можно убедить-
ся, что тактовая частота преобразованного потока ЦП2* равна

fт2* = fт2·(179/176) = fт2 (1 + 3/176) = 8592 кбит/с.

Тактовую частоту преобразованного цифрового потока ЦП2* можно
также определить по формулам (2, 3).

Тактовая частота третичного потока соответственно будет равна
fт3 = 4·8592 = 34 368 кбит/с.

Информационная эффективность третичного потока Э∑ определяется
по формуле 1.

При решение задачи необходимо обратить внимание, что количество
символов ЦП2, поступающих в БАС, будет зависеть от вторичного цифрового
потока, полученного ранее. Кратность мультиплексирования является стан-
дартной и равна 4, но при этом помимо служебных позиций, предусмотрен-
ных стандартом, в каждой группе на выходе БАС необходимо сформировать
по q3 служебных позиций (таблица 3) для возможности реализации средств
сетевого автоматического контроля и управления.

  • 5. При формировании четверичного цифрового потока методом двух-
    стороннего согласования скоростей цикл передачи составляет Тц4 = Тц3 / 4 =
    15,625 мкс, при этом цикл разделяется на четыре подцикла (группы) дли-
    тельностью Тпц4 = Тц4 / 4. По аналогии с третичным цифровым потоком, мож-
    но определить количество символов ЦП3, поступающих за это время в БАС,
    что составляет 537 символов, т.е. ровно в четыре раза меньше, чем в ЦП3, по-
    лученном в предыдущем пункте (рис. 6, в). В отличие от предыдущих вари-
    антов временного группообразования здесь количество символов в каждой
    группе на входе БАС различное, а цикл преобразованного цифрового потока
    ЦП3* строится по-разному для каждой группы (рис. 7, б).

Рисунок 7 – Построение цикла передачи четверичного цифрового канала

Количество символов в каждой группе на выходе БАС одинаковое. В
Гр1 преобразованного ЦП3* первые три ИП остаются «пустыми» для служеб-
ных целей, а остальные (с 4 по 136) заняты информационными символами
исходного ЦП3. В Гр2 и Гр3 для служебных целей освобождается по одной

ИП1, а в четвертой группе – первые две ИП. Таким образом, каждая группа
преобразованного цифрового потока ЦП3* содержит по 136 ИП.

Тактовая частота преобразованного цифрового потока определяется по
формуле 3 и составляет:

fт3 * = fт3 (544/537) = fт3 (1 + 7/537) = 34 816 кбит/с

Четыре преобразованных третичных потока посимвольно объединяют-
ся в один четверичный (рис. 7, в), в результате чего в каждой группе разме-
щается 544 символа. В Гр1 на первых 10 позициях размещают цикловой син-
хросигнал, на 11-й позиции передают сигнал служебной связи, на 12-й – сиг-
нал вызова и аварии.

Тактовая частота четверичного потока соответственно будет равна
fт4 = 4·34 816 = 139 264 кбит/с.

Информационная эффективность четверичного потока Э∑ определяется
по формуле 1.

В контрольной работе при построении цикла передачи четверичного
цифрового канала необходимо предусмотреть в Гр2 и Гр3 преобразованного
цифрового потока по q4 (таблица 3) ИП для организации канала служебных
данных. Распределение и назначение остальных служебных символов и крат-
ность мультиплексирования (4) соответствуют стандартному потоку Е4.

Уровни плезиохронной цифровой иерархии, и основные параметры
цифровых каналов сведены в таблицу 4.

Таблица 4 – Иерархия ПЦИ (PDH)

ЦСП

Параметр

Первичная

Вторичная

Третичная

Четверичная

Кратность мультиплексирова-
ния

30 (N)

4 (M1)

4

4

Скорость передачи сигнала,
кбит/c

2 048

8 448

34 368

139 264

Дополнительные параметры

т
сц

Iсл.св
Iди

Iс3

Iс4

Число каналов ТЧ

30

120

480

1920

Информационная эффектив-
ность

ЭΣ1

ЭΣ2

ЭΣ3

ЭΣ4

На основании построенных циклов цифровых потоков, определить ин-
формационную производительность канала служебной связи Iсл.св и дискрет-
ной информации Iди организованных во вторичном цифровом канале, сфор-
мированного канала для средств сетевого автоматического контроля и управ-
ления Iс3 в третичном цифровом канале, и канала служебных данных Iс4 в
четверичном цифровом канале. Вопрос определения информационной произ-
водительности источника информации приведен в разделе 1.1 лекций. Ре-
зультаты занести в таблицу 4 (дополнительные параметры).

Ознакомившись с пояснениями и рекомендованным материалом, мож-
но приступать к выполнению задачи.

Материалы выполняемой задачи должны содержать:

  • - циклы передачи полученных цифровых потоков (рис. 3, 4, 6, 7); на ри-
    сунках необходимо отобразить поля служебных и информационных бит в
    преобразованном цифровом потоке, и назначение служебных бит в группо-
    вом потоке;
  • - структурные схемы оборудования вторичного, третичного и четве-
    ричного временного группообразования (рис. 5), с указанием численных зна-
    чений тактовых частот цифровых потоков на входе и выходе БАС и группо-
    вого сигнала на выходе УО;
  • - необходимые пояснения и вычисления при формировании циклов
    цифровых потоков.

При построении циклов передачи полученных цифровых потоков на
рисунках необходимо отобразить поля служебных и информационных сим-
волов, обозначить назначение служебных бит.

Рассчитанные параметры полученной плезиохронной цифровой иерар-
хии свести в таблицу 4.

ЗАДАЧА 3

Составить письменный ответ на один из перечисленных ниже вопросов
по материалу курса. Номер вопроса выбирается из таблицы 5.

Последняя
цифра
шифра

Предпоследняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

3

5

7

8

9

10

13

15

20

1

2

18

3

2

5

6

4

10

11

1

2

3

14

1

7

10

11

5

3

1

19

3

4

17

2

8

9

12

6

14

8

18

4

5

16

3

4

5

6

7

2

9

16

5

6

20

13

14

15

16

10

1

7

14

6

7

19

20

1

7

17

19

18

12

2

7

8

17

5

2

8

9

18

17

13

3

8

9

15

4

3

10

19

1

16

14

8

9

10

12

6

11

12

13

15

20

19

5

  • 1. Основы технологии волнового мультиплексирования WDM.
  • 2. Особенности применения систем DWDM.
  • 3. Особенности применения систем CWDM.
  • 4. Анализ оборудования систем DWDM.
  • 5. Системы SDH нового поколения –NG-SDH.
  • 6. Оборудование систем NG-SDH.
  • 7. Основы технологии асинхронного режима передачи ATM.
  • 8. Применение оборудования систем ATM.
  • 9. Мультисервисные сети связи на базе технологии АТМ.
  • 10. Мультисервисные сети связи на базе технологии Ehernet.
  • 11. Основы технологии MPLS. Принципы коммутации. Элементы ар-
    хитектуры.
  • 12. Сети связи нового поколения NGN.
  • 13. Оборудование сетей связи нового поколения NGN.
  • 14. Первичный цифровой канал Е1. Физический уровень.
  • 15. Первичный цифровой канал Е1. Канальный уровень.
  • 16. Синхронизация цифровых сетей. Стандарты и нормы синхрониза-
    ции цифровых сетей связи.
  • 17. Оборудование, используемой для синхронизации сети. Синхрони-
    зация цифровых сетей SDH.
  • 18. Технологии измерений первичной сети.
  • 19. Системы удаленного мониторинга оптических волокон RFTS.
  • 20. Методы измерений в системах DWDM.

Рекомендуемая литература

  • 1. Шмытинский В.В. Глушко В. П. Многоканальные системы передачи.
    М.:Маршрут, 2002. - 557 с.
  • 2. Кирилов В. И. Многоканальные системы передачи. Учебник. М.: Но-
    вое знание, 2002.
  • 3. Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH. 4-е издание. М.:Эко-
    Трендз, 1999. 150 с.
  • 4. Убайдуллаев Р. Р. Волоконно-оптические сети. М.:Эко-Трендз, 2001
    г. 267 с.
  • 5. Иванов А. Б. Волоконная оптика: компоненты, системы передачи,
    измерения. – ДМ.: Компания САЙРУС СИСТЕМС, 1999.
  • 6. Р. Фриман. Волоконно-оптические системы связи (4-е, дополненное
    издание). М.: Эко-Трендз, 2007. 512 с.
  • 7. Бейли Д., Райт Э. Волоконная оптика: теория и практика. .: Эко-
    Трендз, 2008, 320 стр.
  • 8. Фокин В.Г. Оптические системы передачи и транспортные сети.
    Учебное пособие. М.: Эко-Трендз, 2008, 288 стр.
  • 9. Бакланов И. Г. SDH - NGSDH: практический взгляд на развитие
    транспортных сетей. М.: Эко-Трендз, 2006, 720 стр.
  • 10. Семенов. Ю. В. Проектирование сетей связи следующего поколе-
    ния. М.: ОАО «ГИПРОСВЯЗЬ», 2005, 240 стр.
  • 11. Бакланов И. Г. NGN: принципы построения и организации. М.: Эко-
    Трендз, 2008, 400 стр.
  • 12. Бакланов И. Г. Технологии измерений первичной сети. Часть 1.
    Системы E1, PDH, SDH. М.: Эко-Трендз, 2002, 142 стр.
  • 13. Скляр, Бернард. Цифровая связь. Теоретические основы и практи-
    ческое применение. Изд. 2=е, испр. : пер. с англ. – М.: Издательский дом
    «Вильямс», 2003.

Комментарии (0)

Чтобы оставить комментарий, нужно войти в личный кабинет или зарегистрироваться.