Завдання 1.
1. Складіть структурну схему, що пояснює принцип побудови ЦСП ІКМ-ВД для певної кількості телефонних каналів. Коротко вкажіть призначення всіх вузлів і етапи аналого-цифрового перетворення АЦП в тракті передачі і цифро-аналогового перетворення ЦАП в тракті прийому.
2. Розрахуйте: тактова чистоту fт, тривалість тактового інтервалу Тт; тривалість канального інтервалу тки; тривалість циклу Тц; тривалість надцикл ТСЦ.
3. Розрахуйте частоти імпульсних послідовностей, які керують роботою АІМ, ВС, кодера, декодера, передавача і приймача СУВ.
4. Побудуйте діаграму тимчасового циклу, надцикл, канального інтервалу, розрядного інтервалу.
5. Заповнити малюнок 1 по мірі виконання завдань 1, 2, 3.
Вихідні дані наведені в таблиці 1.
Таблиця 1.
1. АЦП вихідного повідомлення здійснюється в три етапи. Спочатку повідомлення діскретізіруется за часом, далі квантуется за рівнем і потім квантовані рівні кодуються.
ЦАП вихідного повідомлення здійснюється за допомогою таких процедур:
1 - декодування - відновлення дискретних рівнів;
2 - тимчасової селекції - пропускання амплітудного відліку певного каналу;
3 - низькочастотної фільтрації - відновлення вихідного повідомлення з послідовності його відліків.
Тракт передачі:
ФНЧ-3, 4 використовується для обмеження спектра сигналу деякої верхній частотою Fв. Це необхідно для ефективного представлення відгуку ФНЧ у вигляді послідовності відліків (теорема Котельникова).
М - амплітудно - імпульсний модулятор використовується для дискретизації телефонного сигналу.
Кодер перетворює амплітуди відліку АІМ сигналу в 8 розрядну кодову комбінацію.
Пристрій об'єднання УО - для об'єднання цифрових потоків: 12 телефонних каналів, СУВ, синхросигналов.
Перетворювач коду передачі ПКпер - для перетворення ІКМ сигналу в коді Q = 2 в лінійний сигнал у коді ЧПІ.
Передавач СУВ перетворює сигнали управління та взаємодії між АТС при встановленні з'єднання між абонентами в цифрові сигнали.
Генератор, що задає ЗГ - для отримання основної частоти (тактовою).
Генераторне обладнання передачі ГОпер - формує імпульсні послідовності, що використовуються для управління роботою різних вузлів апаратури; синхронізує ГОпер з Гопри та лінійного тракту, також ГОпер визначає порядок і швидкість обробки сигналів в тракті передачі.
Передавач синхросигналов персс - служить для формування синхросигналов, забезпечують синхронну і синфазним роботу ГОпер і Гопри.
Лінійний регенератор ЛР - служить для відновлення цифрового лінійного сигналу.
Тракт прийому:
Станційний регенератор РС - відновлює цифровий лінійний сигнал.
Перетворювач коду передачі ПКпр - для перетворення лінійного сигналу в коді ЧПІ в груповий ІКМ сигнал у коді ВН з Q = 2.
Пристрій поділу УР - поділяє цифрові потоки: 12 телефонних каналів, СУВ, синхросигнали.
Декодер перетворить 8 розрядну кодову комбінацію в амплітуди відліку АІМ сигналу.
Часовий селектор ВС - служить для пропускання амплітудного відліку тільки свого каналу.
ФНЧ-3, 4 - використовується для відновлення вихідного телефонного сигналу з послідовності його відліків.
Приймач СУВ - використовується для розподілу СУВ по своїх каналах і перетворення СУВ з цифрового виду у сигнали, що передаються на АТС по проводах з, d.
Виделітелямі тактовою частоти втч виділяє тактову частоту з цифрового лінійного сигналу.
Генераторне обладнання прийому Гопри - формує імпульсні послідовності, що використовуються для управління роботою різних вузлів апаратури, а також Гопри визначає порядок і швидкість обробки сигналів в тракті прийому.
Приймач синхросигналов Пріемсс - служить для забезпечення правильного декодування і розподілу сигналів по своїм телефонним каналам і каналах СУВ.
2. Тактова частота розраховується за формулою:
ƒ т = F д · N ки · m
ƒ т = 8 · (21 + 2) · 8 = 1472 кГц;
Тривалість тактового розрядного інтервалу:
Т т = 1 / ƒ т
Т т = 1 / 1472 = 0,679 мкс;
Тривалість імпульсу:
τ і = Т т / 2
τ і = 0,679 / 2 = 0,3395 мкс;
Тривалість канального інтервалу:
Т кі = Т т · m
Т кі = 0,679 · 8 = 5,432 мкс;
Тривалість циклу:
Т ц = Т ки · N ки
Т ц = 5.432 · 23 = 125 мкс;
Тривалість надцикл:
Т сц = Т ц · S
S - число циклів в надцикл
S = N т.к / 3 +1
3 - число телефонних каналів, які забезпечуються СУВ за 1 цикл
S = 21 / 3 + 1 = 8
Т сц = 125 8 = 1000 мкс;
3. Частота проходження розрядів розраховується за формулою:
ƒ р = ƒ т / m
ƒ р = +1472 / 8 = 184 кГц;
Частота проходження каналів:
ƒ к = ƒ р / N ки
ƒ к = 184 / 23 = 8 кГц (частота дискретизації телефонного каналу);
Частота проходження циклів:
ƒ ц = ƒ к / S
ƒ ц = 8 / 8 = 1 кГц.
Рис.2. Діаграма тимчасових надцикл, циклу, канального інтервалу
Завдання 2.
1. Накресліть структурну схему нелінійного кодера. Коротко поясніть: три етапи кодування, призначення всіх вузлів кодера.
2. Виконайте операцію нелінійного кодування. Розрахуйте помилку квантування.
3. На малюнку 1 завдання 1 на виході кодера приведіть отриману в результаті кодування кодову 8 - розрядну комбінацію.
Значення амплітуди відліку Аі М - сигналу АІМ в у.о. дані в таблиці 2.
Таблиця 2.
1. Кодування здійснюється в три етапи:
1 етап - кодування полярності (результат кодування записується у першому розряді);
2 етап - кодування номери сегмента, вибір основного еталонного струму Jосн.ет. (Результат записується в 2,3,4 розрядах);
3 етап - кодування рівня квантування всередині обраного сегмента, Jдоп.ет. (Результат кодування записується в 5,6,7,8 розрядах)
Призначення кодера - для перетворення амплітуди відліку АІМ сигналу у відповідну 8-розрядну кодову комбінацію.
Призначення вузлів схеми.
Компаратор визначає знак різниці між амплітудами струмів кодованого відліку Iс та еталона Iет.
Генератор еталонів формує полярність і величини еталонів. За побудовою він аналогічний ГЕТ лінійного кодера, тільки кількість формованих еталонів дорівнює 11, а значення цих еталонів рівні 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024 ум. од.
Цифровий регістр служить для запису рішень компаратора після кожного такту кодування і формування структури кодової групи. У залежності від рішень компаратора ЦР обирає полярність ГЕТ і управляє роботою компресуючі логіки. Принаймні освіти кодової комбінації формувач зчитує стан виходів 1,2, ..., 8 ЦР, перетворюючи паралельний код в послідовний.
Роботою вузлів кодера управляють пристрої генераторного обладнання системи передачі.
У міру завершення тактів кодування перетворювач коду ПК зчитує стан виходів 1 ... 8 ЦР, перетворюючи паралельний код в послідовний.
Призначення блоку вибору і комутації еталонних струмів БКЕ - для підключення вибраних ГЕТ або ГЕТ2, а також для підключення обраних еталонних струмів за сигналами від КЛ.
Призначення компресуючі логіки КЛ - для комутації надходить від ЦР семіразрядного коду (без першого символу полярності сигналу) в 11-розрядний і двійковий код для управління розрядами обраного ГЕТ.
Рис. 3. Структурна схема нелінійного кодера.
2.
Таблиця 3.
Розрахуємо помилку квантування:
Sкв = 37 - (32 + 4) = 1.
Завдання 3.
1. Накресліть структурну схему нелінійного кодера. Коротко поясніть: три етапи кодування, призначення всіх вузлів кодера.
2. Виконайте операцію нелінійного кодування. Коротко поясніть три етапи декодування, призначення всіх вузлів декодера.
2. Виконайте операцію нелінійного декодування.
3. Вкажіть призначення еталона корекції.
Вихідні дані наведені в таблиці 4.
Таблиця 4.
1. Декодування здійснюється в три етапи:
1 етап - за символом, записаному в 1 розряді, вибирається ГЕТ. Якщо записана «1», то вибирається ГЕТ 1 якщо записаний «0», то вибирається ГЕТ 2;
2 етап - по кодової комбінації, записаної в 2,3,4 розрядах, вибирається основний еталонний струм Iосн.ет.;
3 етап - з чотирьох додаткових еталонних струмів даного Iосн.ет. вибираються ті, в чиїх розрядах записані «одиниці».
Декодер служить для перетворення восьмирозрядний кодової комбінації в амплітудне значення відліку АІМ - сигналу.
Восьми розрядна кодова група прийнятого ІКМ сигналу записується в ЦР, формуючись на його виходах 1 ... 8 у вигляді паралельного 8 розрядного двійкового коду. Перший розряд цієї кодової комбінації визначає полярність включається ГЕТ, а 2 ... 8 розряди - номер сегмента і рівня квантування на характеристиці експандуванні.
Призначення БКЕ - для підключення вибраного ГЕТ 1 або ГЕТ 2 а також для підключення обраних еталонних струмів за сигналами від ЕЛ.
Призначення експандірующей логіки ЕЛ - для комутації 7 розрядного коду (без першого символу полярності сигналу), що надійшов від ЦР, в 12 розрядний двійковий код для управління розрядами обраного ГЕТ.
Генератори еталонних струмів ГЕТ - використовуються для отримання одинадцяти еталонних струмів (1024, 512, 256, 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1 у.о.) в ГЕТ (+) при декодуванні позитивних АІМ сигналів і одинадцяти еталонних струмів (1024, 512, 256, 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1 у.о.) в ГЕТ (-) при декодуванні негативних АІМ сигналів.
Генераторне обладнання ГО прийому - для управління роботою вузлів декодера.
2.
Таблиця 5.
1. Складіть структурну схему, що пояснює принцип побудови ЦСП ІКМ-ВД для певної кількості телефонних каналів. Коротко вкажіть призначення всіх вузлів і етапи аналого-цифрового перетворення АЦП в тракті передачі і цифро-аналогового перетворення ЦАП в тракті прийому.
2. Розрахуйте: тактова чистоту fт, тривалість тактового інтервалу Тт; тривалість канального інтервалу тки; тривалість циклу Тц; тривалість надцикл ТСЦ.
3. Розрахуйте частоти імпульсних послідовностей, які керують роботою АІМ, ВС, кодера, декодера, передавача і приймача СУВ.
4. Побудуйте діаграму тимчасового циклу, надцикл, канального інтервалу, розрядного інтервалу.
5. Заповнити малюнок 1 по мірі виконання завдань 1, 2, 3.
Вихідні дані наведені в таблиці 1.
Таблиця 1.
| Число телефонних каналів Nтк | Fg, кГц | m | Передача СУВ |
| 21 | 8 | 8 | За один цикл передаються СУВ для трьох телефонних каналів. |
ЦАП вихідного повідомлення здійснюється за допомогою таких процедур:
1 - декодування - відновлення дискретних рівнів;
2 - тимчасової селекції - пропускання амплітудного відліку певного каналу;
3 - низькочастотної фільтрації - відновлення вихідного повідомлення з послідовності його відліків.
Тракт передачі:
ФНЧ-3, 4 використовується для обмеження спектра сигналу деякої верхній частотою Fв. Це необхідно для ефективного представлення відгуку ФНЧ у вигляді послідовності відліків (теорема Котельникова).
М - амплітудно - імпульсний модулятор використовується для дискретизації телефонного сигналу.
Кодер перетворює амплітуди відліку АІМ сигналу в 8 розрядну кодову комбінацію.
Пристрій об'єднання УО - для об'єднання цифрових потоків: 12 телефонних каналів, СУВ, синхросигналов.
Перетворювач коду передачі ПКпер - для перетворення ІКМ сигналу в коді Q = 2 в лінійний сигнал у коді ЧПІ.
Передавач СУВ перетворює сигнали управління та взаємодії між АТС при встановленні з'єднання між абонентами в цифрові сигнали.
Генератор, що задає ЗГ - для отримання основної частоти (тактовою).
Генераторне обладнання передачі ГОпер - формує імпульсні послідовності, що використовуються для управління роботою різних вузлів апаратури; синхронізує ГОпер з Гопри та лінійного тракту, також ГОпер визначає порядок і швидкість обробки сигналів в тракті передачі.
Передавач синхросигналов персс - служить для формування синхросигналов, забезпечують синхронну і синфазним роботу ГОпер і Гопри.
Лінійний регенератор ЛР - служить для відновлення цифрового лінійного сигналу.
Тракт прийому:
Станційний регенератор РС - відновлює цифровий лінійний сигнал.
Перетворювач коду передачі ПКпр - для перетворення лінійного сигналу в коді ЧПІ в груповий ІКМ сигнал у коді ВН з Q = 2.
Пристрій поділу УР - поділяє цифрові потоки: 12 телефонних каналів, СУВ, синхросигнали.
Декодер перетворить 8 розрядну кодову комбінацію в амплітуди відліку АІМ сигналу.
Часовий селектор ВС - служить для пропускання амплітудного відліку тільки свого каналу.
ФНЧ-3, 4 - використовується для відновлення вихідного телефонного сигналу з послідовності його відліків.
Приймач СУВ - використовується для розподілу СУВ по своїх каналах і перетворення СУВ з цифрового виду у сигнали, що передаються на АТС по проводах з, d.
Виделітелямі тактовою частоти втч виділяє тактову частоту з цифрового лінійного сигналу.
Генераторне обладнання прийому Гопри - формує імпульсні послідовності, що використовуються для управління роботою різних вузлів апаратури, а також Гопри визначає порядок і швидкість обробки сигналів в тракті прийому.
Приймач синхросигналов Пріемсс - служить для забезпечення правильного декодування і розподілу сигналів по своїм телефонним каналам і каналах СУВ.
2. Тактова частота розраховується за формулою:
ƒ т = F д · N ки · m
ƒ т = 8 · (21 + 2) · 8 = 1472 кГц;
Тривалість тактового розрядного інтервалу:
Т т = 1 / ƒ т
Т т = 1 / 1472 = 0,679 мкс;
Тривалість імпульсу:
τ і = Т т / 2
τ і = 0,679 / 2 = 0,3395 мкс;
Тривалість канального інтервалу:
Т кі = Т т · m
Т кі = 0,679 · 8 = 5,432 мкс;
Тривалість циклу:
Т ц = Т ки · N ки
Т ц = 5.432 · 23 = 125 мкс;
Тривалість надцикл:
Т сц = Т ц · S
S - число циклів в надцикл
S = N т.к / 3 +1
3 - число телефонних каналів, які забезпечуються СУВ за 1 цикл
S = 21 / 3 + 1 = 8
Т сц = 125 8 = 1000 мкс;
3. Частота проходження розрядів розраховується за формулою:
ƒ р = ƒ т / m
ƒ р = +1472 / 8 = 184 кГц;
Частота проходження каналів:
ƒ к = ƒ р / N ки
ƒ к = 184 / 23 = 8 кГц (частота дискретизації телефонного каналу);
Частота проходження циклів:
ƒ ц = ƒ к / S
ƒ ц = 8 / 8 = 1 кГц.
Рис1. Спрощена структурна схема ЦСП з ІКМ - ВД |
Т т = 0,679 мкс |
τ і = 0,3395 мкс |
0 0 1 0 0 0 1 0 |
Т ки = 8,9 мкс |
СУВ |
ЦС |
Т ц = 125 мкс |
СЦС |
ЦИКЛ |
Надцикл |
Т сц = 1000 мкс |
КІ22 |
КІ21 |
КІ14 |
КІ12 |
КІ11 |
КІ10 |
КІ2 |
КІ1 |
КІ0 |
Ц7 |
Ц6 |
Ц1 |
Ц0 |
Канальні ІНТЕРВАЛ |
Тактовий (розрядна) ІНТЕРВАЛ |
Рис.2. Діаграма тимчасових надцикл, циклу, канального інтервалу
Завдання 2.
1. Накресліть структурну схему нелінійного кодера. Коротко поясніть: три етапи кодування, призначення всіх вузлів кодера.
2. Виконайте операцію нелінійного кодування. Розрахуйте помилку квантування.
3. На малюнку 1 завдання 1 на виході кодера приведіть отриману в результаті кодування кодову 8 - розрядну комбінацію.
Значення амплітуди відліку Аі М - сигналу АІМ в у.о. дані в таблиці 2.
Таблиця 2.
| Амплітуда АІМ сигналу, ум.од. |
| - 37 |
1 етап - кодування полярності (результат кодування записується у першому розряді);
2 етап - кодування номери сегмента, вибір основного еталонного струму Jосн.ет. (Результат записується в 2,3,4 розрядах);
3 етап - кодування рівня квантування всередині обраного сегмента, Jдоп.ет. (Результат кодування записується в 5,6,7,8 розрядах)
Призначення кодера - для перетворення амплітуди відліку АІМ сигналу у відповідну 8-розрядну кодову комбінацію.
Призначення вузлів схеми.
Компаратор визначає знак різниці між амплітудами струмів кодованого відліку Iс та еталона Iет.
Генератор еталонів формує полярність і величини еталонів. За побудовою він аналогічний ГЕТ лінійного кодера, тільки кількість формованих еталонів дорівнює 11, а значення цих еталонів рівні 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024 ум. од.
Цифровий регістр служить для запису рішень компаратора після кожного такту кодування і формування структури кодової групи. У залежності від рішень компаратора ЦР обирає полярність ГЕТ і управляє роботою компресуючі логіки. Принаймні освіти кодової комбінації формувач зчитує стан виходів 1,2, ..., 8 ЦР, перетворюючи паралельний код в послідовний.
Роботою вузлів кодера управляють пристрої генераторного обладнання системи передачі.
У міру завершення тактів кодування перетворювач коду ПК зчитує стан виходів 1 ... 8 ЦР, перетворюючи паралельний код в послідовний.
Призначення блоку вибору і комутації еталонних струмів БКЕ - для підключення вибраних ГЕТ або ГЕТ2, а також для підключення обраних еталонних струмів за сигналами від КЛ.
Призначення компресуючі логіки КЛ - для комутації надходить від ЦР семіразрядного коду (без першого символу полярності сигналу) в 11-розрядний і двійковий код для управління розрядами обраного ГЕТ.
ƒ р = 184 кГц ƒ т = 1472 кГц |
Від РР ГО пер |
«Заборона кодера» Від ПЦС |
Вихід ІКМ сигналу |
11000100 |
0 0 1 0 0 0 1 1 |
0 0 1 0 0 0 1 1 |
1 2 3 4 5 6 7 8 |
КЛ. + |
КЛ. - |
2Fт = 2944 кГц |
11011100 |
Вхід АІМ сигналу - 37 ум. од. |
1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1 |
1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1 |
1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1 |
КОМПАРАТОРА |
Генератор еталонного СТРУМІВ ГЕТ (+) |
ГЕРАТОР ЕТАЛОНИ СТРУМІВ ГЕТ (-) |
БЛОК ВИБОРУ І КОМУТАЦІЇ ЕТАЛОНИ СТРУМІВ БКЕ |
Компресуючі ЛОГІКА |
ПК |
ЦИФРОВИЙ РЕГІСТР |
Рис. 3. Структурна схема нелінійного кодера.
2.
Таблиця 3.
| Визначення ня поля ських | Вибір основного еталонного струму Iосн.ет. | Увімкнути Iосн.ет. | Додаткові еталонні струми Iдоп.ет. | |||||||
| Розряди кодування | 1 | 2 | 3 | 4 | - | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| Iет. | 0 | 128 | 32 | 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | |
| Iамп. - ΣIет | -37-0 <0 | 37-128 <0 | 37-32> 0 | 37 - 64 <0 | - | 37 - (32 + 16) <0 | 37 - (32 +8) <0 | 37 - (32 +4) > 0 | 37 - (32 +4 +2) <0 | |
| Стан виходу компаратора | 1 | 1 | 0 | 1 | - | 1 | 1 | 0 | 1 | |
| Запис рі ня в ЦР | 0 | 0 | 1 | 0 | - | 0 | 0 | 1 | 0 | |
| Крок квантів вання Δ | 2 | |||||||||
| Помилка ква нтованія εкв. | 1 | |||||||||
| 1-й етап | 2-й етап | 3-й етап | ||||||||
Sкв = 37 - (32 + 4) = 1.
Завдання 3.
1. Накресліть структурну схему нелінійного кодера. Коротко поясніть: три етапи кодування, призначення всіх вузлів кодера.
2. Виконайте операцію нелінійного кодування. Коротко поясніть три етапи декодування, призначення всіх вузлів декодера.
2. Виконайте операцію нелінійного декодування.
3. Вкажіть призначення еталона корекції.
Вихідні дані наведені в таблиці 4.
Таблиця 4.
| Кодова комбінація |
| 00100010 |
1 етап - за символом, записаному в 1 розряді, вибирається ГЕТ. Якщо записана «1», то вибирається ГЕТ 1 якщо записаний «0», то вибирається ГЕТ 2;
2 етап - по кодової комбінації, записаної в 2,3,4 розрядах, вибирається основний еталонний струм Iосн.ет.;
3 етап - з чотирьох додаткових еталонних струмів даного Iосн.ет. вибираються ті, в чиїх розрядах записані «одиниці».
Декодер служить для перетворення восьмирозрядний кодової комбінації в амплітудне значення відліку АІМ - сигналу.
Восьми розрядна кодова група прийнятого ІКМ сигналу записується в ЦР, формуючись на його виходах 1 ... 8 у вигляді паралельного 8 розрядного двійкового коду. Перший розряд цієї кодової комбінації визначає полярність включається ГЕТ, а 2 ... 8 розряди - номер сегмента і рівня квантування на характеристиці експандуванні.
Призначення БКЕ - для підключення вибраного ГЕТ 1 або ГЕТ 2 а також для підключення обраних еталонних струмів за сигналами від ЕЛ.
Призначення експандірующей логіки ЕЛ - для комутації 7 розрядного коду (без першого символу полярності сигналу), що надійшов від ЦР, в 12 розрядний двійковий код для управління розрядами обраного ГЕТ.
Генератори еталонних струмів ГЕТ - використовуються для отримання одинадцяти еталонних струмів (1024, 512, 256, 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1 у.о.) в ГЕТ (+) при декодуванні позитивних АІМ сигналів і одинадцяти еталонних струмів (1024, 512, 256, 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1 у.о.) в ГЕТ (-) при декодуванні негативних АІМ сигналів.
Генераторне обладнання ГО прийому - для управління роботою вузлів декодера.
2.
Таблиця 5.
| Визначення ня полярності | Вибір еталонних струмів Iет. | Сума еталонних струмів ΣIет | ||||||||
| Основн ого | Доповніть льного | Коре кції | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |||||||
| Розряди кодової комбінації | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | - | |
| Кодова комбінація | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | - | |
| Значення Iет., У.о. | мінус | 32 | - | - | 4 | - | 1 | 37 | ||
| 1-й етап | 2-й етап | 3-й етап | 4-й етап | |||||||
від РР ГО пр ƒ р = 184 кГц |
від ФТП ГО пр ƒ т = 1472 кГц |
Вхід ІКМ сигналу |
00100010 |
«Заборона декодера» отПЦС |
0 0 1 0 0 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 |
1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1 0,5 |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
Кл. - |
Кл. + |
1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1 0,5 |
1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1 0,5 |
Генератор еталонного СТРУМІВ ГЕТ (+) |
Генератор еталонного СТРУМІВ ГЕТ (-) |
Експандірующая логіка ЕЛ |
Вихід Каїм сигналу - 37 у.о. |
Блок вибору і комутації еталонних струмів БКЕ |
Цифровий регістр |
Рис. 4. Структурна схема нелінійного кодера.
Завдання 4.
1. Накресліть структурну схему апаратури аналого-цифрового перетворення.
2. Вкажіть коротко призначення устаткування і всіх його вузлів.
Вихідні дані наведені в таблиці 6.
Таблиця 6.
| Обладнання |
| ОГМ - 11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DAT 1 |
S1 |
DAT 0 |
S0 |
| |||
Рис. 5. Структурна схема ОГМ - 11
2. Багатофункціональний мультиплексор ОГМ - 30 з можливістю гнучкого конфігурування призначений для формування первинних цифрових потоків зі швидкістю передачі 2048 Кбіт / с.
Обладнання може використовуватись на сільських, міських, відомчих, внутрішньозонових і магістральних мережах зв'язку в якості:
- Кінцевого мультиплексора;
- Мультиплексора введення / виводу;
- Мультиплексора введення / виводу з конференц зв'язком;
- Кроссировочні мультиплексора.
Склад обладнання
До складу ОГМ - 30 входить базовий блок ОГМ - 11 з різними платами:
ЦП - 110 - плата цифрових перемикачів приймає і обробляє інформацію, що надходить від чотирьох первинних групових сигналів зі швидкістю 2048 Кбіт / с, для перерозподілу ОЦК зі швидкістю 64 Кбіт / с між первинними цифровими потоками 2048 Кбіт / с і послідовними шинами групових сигналів плат ОК - 110 (крайова каналів), а також обробки надходить в КД 16 інформації про сигнальних каналах.
ОК - 110 - плата закінчення каналу, призначена для кодування і декодування аналогових сигналів тональної частоти та організації стикових сигнальних каналів.
КС - 110 - плата контролю і сигналізації, призначена для автоматичного контролю плат блоку ОГМ - 11 і передачі аварійних сигналів в обладнанні УСО.
ЦФ - 110 - плата цифрових фільтрів, визначає наявність сигнальної частоти в будь-якому каналі ОЦК.
ВС - 110 - плата зовнішнього стику, призначена для перетворення сигналів ВН з Q = 2 в квазітроічний КВП - 3 (НDВ - 3) на передачі та зворотного перетворення на прийомі. Містить генераторне обладнання.
Тракт передачі
Спектр 0,3 - 3,4 кГц надходить в плату ОК - 110, де перетворюється в ОЦК зі швидкістю 64 Кбіт / с. Кожна плата розрахована на 2 канали. З усіх плат сигнали ОЦК знімаються на шину DАТ 1. Прийом інформації сигнальних каналів від плат ОК - 110 подається на шину S 1.
ЦП - 110 - (плата цифрових перемикань) здійснює цифрову обробку і перетворення за заданою програмою, що надходить інформації про сигнальних каналах, перерозподіл ОЦК між первинними потоками 2048 Кбіт / с.
ВС - 110 - (плата зовнішнього стику) формує груповий потік 2048 Кбіт / с і перетворює сигнали ВН з Q = 2 в квазітроічний код КВП - 3 (HDB - 3).
Тракт прийому
Лінійний сигнал у квазітроічном коді КВП - 3 (HDB - 3) зі швидкістю 2048 Кбіт / с надходить з лінії у ВС - 110, де перетворюється в код ВН з Q = 2.
ЦП - 110 - здійснює перемикання до 120 ОЦК, що надходять від чотирьох первинних потоків зі швидкістю 2048 Кбіт / с. Стик RS - 232 з персональним комп'ютером IВМ РС призначений для зміни програми обробки та комутації сигналів, а також для оперативного контролю стану каналів.
ЦП - 110 - здійснює декодування цифрових сигналів в сигнал з подальшим відновленням аналогового сигналу.
Завдання 5.
1. Поясніть призначення технології хDSL.
2. Наведіть класифікацію технології хDSL по використовуваних середах і способам передачі. Дайте визначення симетричною і асиметричною технологією хDSL.
3. Поясніть вимоги до лінійних кодів абонентських ліній.
4. Наведіть алгоритм формування лінійного коду абонентських ліній типу 2В1Q. Поясніть переваги і недоліки даного коду.
5. Побудувати задану в таблиці 7 цифрову послідовність у коді 2В1Q.
6. Поясніть методику вибору кабельних пар для можливості застосування технології АDSL. Наведіть схему вимірів перехідних загасань для заданого в таблиці 7 типу лінійного коду абонентських ліній.
Вихідні дані наведені в таблиці 7.
Таблиця 7.
| Цифрова послідовність | Для пункту 6 завдання тип коду |
| 0110101110001101 | САР - 128 |
Технологія хDSL (високошвидкісного абонентського доступу) призначена для забезпечення можливості збільшення швидкості передачі в прямому (мережа - користувач) і обернений (користувач - мережа) напрямках, при цьому можлива одночасна передача голосу і передача даних.
хDSL є технологією, яка виключає необхідність перетворення сигналу з аналогової форми в цифрову і навпаки. Цифрові дані передаються на комп'ютер саме як цифрові дані, що дозволяє використовувати набагато більш широку смугу частот телефонної лінії. При цьому існує можливість одночасно використовувати й аналоговий телефонний зв'язок, і цифрову високошвидкісну передачу даних по одній і тій же лінії, розділяючи спектри цих сигналів.
2. Класифікація технології хDSL:
По середах передачі:
- Радіопередача;
- Оптоволокно;
- ЛЕП;
- Телефонні лінії.
Найбільш широко використовується технологія хDSL на телефонних лініях.
За способом передачі вони поділяються на:
- Симплекс - передача даних у прямому і зворотному напрямках здійснюється по кожній парі кабелю тільки в одну сторону;
- Дуплекс - передача даних відбувається по одній парі кабелю в прямому і зворотному напрямках, поділ здійснюється за допомогою ехокомпенсацию або частотного поділу;
- Напівдуплекса - передача здійснюється тільки по одній парі кабелю, але по черзі.
При дуплексної передачі розрізняють симетричні хDSL (SDSL) зі швидкістю передачі 100 - 2048 Кбіт / с і вище. Швидкості передачі в прямому і зворотному напрямках однакові.
Асиметричні хDSL (АDSL) забезпечують високошвидкісну (до 8,2 Мбіт / с і вище) двосторонню передачу по кручений парі. Швидкість в прямому напрямку 8,2 Мбіт / с, в зворотному - 640 Кбіт / с. При цьому можлива одночасна передача мовних сигналів і сигналів передачі даних. З метою їх поділу вводяться частотні Розгалужувальні фільтри (сплітери).
АDSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - асиметрична цифрова абонентська лінія) є високошвидкісну комунікаційну технологію, розроблену для використання на абонентських лініях ТМЗК. Асиметрична цифрова абонентська лінія (АDSL) є найбільш популярною технологією хDSL. Основною відмінною особливістю АDSL є те, що швидкість передачі до користувача й швидкість передачі від користувача не однакові (саме тому ця цифрова абонентська лінія і є асиметричною). При цьому швидкість передачі до користувача значно перевищує швидкість передачі від користувача. Такий режим роботи АDSL враховує головну особливість мережі Інтернет, відповідно до якої інформаційний потік від мережі до користувача, містить програми, графіку, звук і відео, істотно перевищує інформаційний потік від користувача до мережі, який звичайно формується натисканням клавіші клавіатури або клацанням миші. Швидкість передачі даних до користувача звичайно становить від 1,5 Мбіт / с до 8 Мбіт / с. Швидкість передачі даних від користувача звичайно становить від 64 Кбіт / с до 1,5 Мбіт / с.
Так як АDSL була розроблена для використання індивідуальними користувачами або в невеликих офісах, вона поряд з організацією високошвидкісної передачі, зберігає аналоговий телефонний зв'язок по даній абонентській лінії. Це виключає необхідність прокладання додаткової телефонної лінії до користувача.
3. Основні вимоги до лінійних сигналів обладнання високошвидкісного абонентського доступу:
- Енергетичний спектр переданих цифрових сигналів повинен бути зосереджений у відносно вузькій смузі частот при відсутності постійної складової;
- Наявність надмірності для можливості контролю коефіцієнтів помилок без перериваючи зв'язків;
- Наявність у спектрі сигналу з тактовою частотою.
Для формування лінійних сигналів в обладнанні абонентського доступу використовують різні види кодів:
- Код з високою щільністю одиниць КВП - 3 (HDB - 3);
- Алфавітний код 4ВЗТ та ін;
- Багаторівневі коди 2В1Q, САР, ТС-РАМ.
4. Алгоритм формування коду 2В1Q:
Алгоритм формування коду 2В1Q наведено в таблиці 8.
Таблиця 8.
| Значення коду | Рівень напруги, В |
| 10 | + 2,5 |
| 11 | + 0,833 |
| 01 | - 0,833 |
| 00 | - 2,5 |
Цифрова послідовність розбивається на блоки з двох двійкових символів. Кожен блок перетвориться в один з чотирьох рівнів напруги. Якщо блок починається з біта 1, то імпульс береться позитивної полярності, якщо з біта 0, то негативною. У другому бите передається 1 при низьких рівнях напруги і 0 при високих рівнях.
5. Побудуємо цифрову послідовність 0110101110001101 в коді 2В1Q у вигляді таблиці 9.
Таблиця 9.
| Значення коду | Рівень напруги, В |
| 01 | - 0,833 |
| 10 | + 2,5 |
| 10 | + 2,5 |
| 11 | + 0,833 |
| 10 | + 2,5 |
| 00 | - 2,5 |
| 11 | + 0,833 |
| 01 | - 0,833 |
- Висока швидкість передачі по абонентській лінії;
- Простота реалізації.
Недоліки коду 2В1Q:
- Потужність передавача вище, ніж у коду ЧПІ;
- Необхідність додаткових заходів для боротьби з довгими послідовностями однакових пар біт щоб уникнути появи в спектрі сигналу постійної складової.
- 0,833 |
+ 0,833 |
t |
U в |
+ 2,5 |
- 2,5 |
Рис. 6. Тимчасова діаграма коду 2В1Q.
6. Методика вибору кабельних пар для АDSL:
Для вибору кабельних пар та застосування технології АDSL необхідно:
1 - Здійснити пробне підключення устаткування АDSL.
2 - Виміряти перехідне затухання між ланцюгами за схемою «кожна з кожною».
Схема вимірювань перехідних загасань на ближньому кінці абонентських ліній для заданого у вихідних даних типу використовуваного лінійного коду наведена на рисунку 7.
1 2 9 10 |
R н |
1 2 . . . . . 9 10 |
Генератор |
|
|
Rн |
Кабель АЛ |
. . . |
R н |
| ||||||||||||||
Рис. 7. Схема вимірювань перехідного загасання між ланцюгами
На схемі вказана вимірювальна частота генератора відповідно до заданого в таблиці 7 типом коду. Для вибору вимірювальної частоти використовуємо частоту максимуму енергетичного спектру заданого коду САР - 150 кГц.
Маючи лінію АDSL можна одночасно говорити по телефону або передавати факс і знаходиться в мережі Інтернет. При роботі АDSL смуга пропущення телефонної лінії поділяється на два частотних діапазону. Смуга частот нижче 4 кГц використовується для звичайного телефонного зв'язку, а вся доступна смуга частот вище зазначеної частоти використовується для передачі даних. Це дозволяє використовувати телефонну лінію одночасно і для телефонних розмов і для передачі даних.
Завдання 6.
1. Наведіть вимоги до структури циклу передачі в ЦСП з тимчасовим группообразование в обладнанні плезіохронної цифрової ієрархії (РDН).
2. Здійсніть розрахунок структури циклу передачі.
3. Побудуйте структуру циклу у вигляді таблиці, підставляючи значення, отримані в результаті розрахунку.
Вихідні дані наведені в таблиці 10.
Таблиця 10.
1. Вимоги до структури циклу передачі:
1 - Співвідношення кількості інформаційних та службових символів має бути таким, щоб забезпечити необхідні параметри ЦСП ..
2 - Число наступних підряд службових символів має бути мінімальним, а їх розподілу в циклі рівномірним.
3 - Розподіл символів синхросигналу і команд погоджень швидкостей в циклі передачі має забезпечити мінімальний час відновлення синхросигналу і максимальну завадостійкість КСС.
4 - Структура циклу повинна забезпечити можливість простого переходу від асинхронного режиму роботи до синхронного і навпаки.
5 - Тривалість циклу повинна бути по можливості мінімальною.
2. Розрахунок структури циклу:
1 - Співвідношення кількості інформаційних і службових символів в циклі передачі для кожного вхідного потоку розраховується за формулою:
ƒ з.і / ƒ сч.і - ƒ з.і = а 1 / b 1
де ƒ з.і - частота запису інформації;
ƒ сч.і - Частота зчитування інформації;
а 1 / b 1 - несократімой дріб.
ƒ з.і / ƒ сч.і - ƒ з.і = а 1 / b 1 = 832 / 3584 / 4 - 832 = 832 / 64 = 13
b 1 = 13 · 64/832 = 1
2 - Кількість інформаційних символів у циклі передачі розраховується за формулою:
А = i · q · а 1, симв.
де i = 1,2 ...
Лінійне значення i розраховується за формулою:
i = Q · т + b 1 + d сл + d к + d д + d і / q · b 1 = 4.3 +1 +4 +4 +4 +4 / 4.1 = 7,25 ≈ 8
де q - число об'єднаних сполучених потоків (q = 4);
т - число символів в одній команді узгодження швидкостей (т = 3);
b 1 - мінімальне число службових символів в циклі передачі;
d сл - символи цифровий службового зв'язку (d сл = 4);
d к - символи контролю та сигналізації (d к = 4);
d д - символи сигналів дискретної інформації (d д = 4);
d і - інформаційні символи при ОСС - негативному погодження швидкостей (d і = 4);
а 1 - мінімальне число інформаційних символів у циклі передачі.
А = 8 · 4 · 13 = 416
3 - Кількість службових символів в циклі розраховується за формулою
В = i · q · b 1 симв
У = 8 · 4 · 3 = 96 симв
4 - Кількість символів в циклі передачі розраховується за формулою:
N = А + В симв
N = 416 + 96 = 512 симв
3. Побудова структури циклу:
Цикл розбивається рівномірно на 4 групи, у кожній по 512 / 4 = 128 символів. Службові символи розподіляються в циклі рівномірно, в кожній групі по 96 / 4 = 24 символи. Інформаційні символи в циклі також розподіляються рівномірно по 416 / 4 = 104 символу в кожній групі. Кількість символів КСС становить т · q = 3 · 4 = 12 символів, які розподіляються рівномірно на 3 групи. Розрахована структура циклу наведена в таблиці 11.
Таблиця 11.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Скаліна В., Фінкевіч А. Д., Бернштейн А. Г. «Цифрові системи передачі» - м.: Радіо і зв'язок, 1987.
2. Довідкові матеріали з проектування. Апаратура мереж зв'язку. Частина 2. Типове мережеве та каналоутворюючого обладнання. М. 1993.
3. Денісьева О. М. Мірошников Д. Г. «Засоби зв'язку для останньої милі» ЕКО - Трендз - НТЦ НАТЕКС, М., 2000.
1. Наведіть вимоги до структури циклу передачі в ЦСП з тимчасовим группообразование в обладнанні плезіохронної цифрової ієрархії (РDН).
2. Здійсніть розрахунок структури циклу передачі.
3. Побудуйте структуру циклу у вигляді таблиці, підставляючи значення, отримані в результаті розрахунку.
Вихідні дані наведені в таблиці 10.
Таблиця 10.
| Тактова частота групового сигналу кГц | Тактова частота вхідного сигналу кГц | Число сполучених потоків | Число коректованих спотворень КСС | Середній час пошуку синхросигналу мс (не більше) |
| 3584 | 832 | 4 | 1 | 1 |
1 - Співвідношення кількості інформаційних та службових символів має бути таким, щоб забезпечити необхідні параметри ЦСП ..
2 - Число наступних підряд службових символів має бути мінімальним, а їх розподілу в циклі рівномірним.
3 - Розподіл символів синхросигналу і команд погоджень швидкостей в циклі передачі має забезпечити мінімальний час відновлення синхросигналу і максимальну завадостійкість КСС.
4 - Структура циклу повинна забезпечити можливість простого переходу від асинхронного режиму роботи до синхронного і навпаки.
5 - Тривалість циклу повинна бути по можливості мінімальною.
2. Розрахунок структури циклу:
1 - Співвідношення кількості інформаційних і службових символів в циклі передачі для кожного вхідного потоку розраховується за формулою:
ƒ з.і / ƒ сч.і - ƒ з.і = а 1 / b 1
де ƒ з.і - частота запису інформації;
ƒ сч.і - Частота зчитування інформації;
а 1 / b 1 - несократімой дріб.
ƒ з.і / ƒ сч.і - ƒ з.і = а 1 / b 1 = 832 / 3584 / 4 - 832 = 832 / 64 = 13
b 1 = 13 · 64/832 = 1
2 - Кількість інформаційних символів у циклі передачі розраховується за формулою:
А = i · q · а 1, симв.
де i = 1,2 ...
Лінійне значення i розраховується за формулою:
i = Q · т + b 1 + d сл + d к + d д + d і / q · b 1 = 4.3 +1 +4 +4 +4 +4 / 4.1 = 7,25 ≈ 8
де q - число об'єднаних сполучених потоків (q = 4);
т - число символів в одній команді узгодження швидкостей (т = 3);
b 1 - мінімальне число службових символів в циклі передачі;
d сл - символи цифровий службового зв'язку (d сл = 4);
d к - символи контролю та сигналізації (d к = 4);
d д - символи сигналів дискретної інформації (d д = 4);
d і - інформаційні символи при ОСС - негативному погодження швидкостей (d і = 4);
а 1 - мінімальне число інформаційних символів у циклі передачі.
А = 8 · 4 · 13 = 416
3 - Кількість службових символів в циклі розраховується за формулою
В = i · q · b 1 симв
У = 8 · 4 · 3 = 96 симв
4 - Кількість символів в циклі передачі розраховується за формулою:
N = А + В симв
N = 416 + 96 = 512 симв
3. Побудова структури циклу:
Цикл розбивається рівномірно на 4 групи, у кожній по 512 / 4 = 128 символів. Службові символи розподіляються в циклі рівномірно, в кожній групі по 96 / 4 = 24 символи. Інформаційні символи в циклі також розподіляються рівномірно по 416 / 4 = 104 символу в кожній групі. Кількість символів КСС становить т · q = 3 · 4 = 12 символів, які розподіляються рівномірно на 3 групи. Розрахована структура циклу наведена в таблиці 11.
Таблиця 11.
| Вид переданої інформації | Номери позицій у циклі | Номери груп у циклі |
| Синхросигнал Інформаційні символи | 1 - 48 49 - 128 | І |
| Перші символи КСС Символи службового зв'язку Інформаційні символи | 1 - 4 5 - 48 49 - 128 | ІІ |
| Другі символи КСС Символи дискретної інформації Інформаційні символи | 1 - 4 5 - 48 49 - 128 | ІІІ |
| Треті символи КСС Інформаційні символи ОСС Інформаційні символи | 1 - 4 5 - 48 49 - 128 | ІV |
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Скаліна В., Фінкевіч А. Д., Бернштейн А. Г. «Цифрові системи передачі» - м.: Радіо і зв'язок, 1987.
2. Довідкові матеріали з проектування. Апаратура мереж зв'язку. Частина 2. Типове мережеве та каналоутворюючого обладнання. М. 1993.
3. Денісьева О. М. Мірошников Д. Г. «Засоби зв'язку для останньої милі» ЕКО - Трендз - НТЦ НАТЕКС, М., 2000.