• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

ЛІНІЙНИЙ ЦИФРОВИЙ ТРАКТ

Лінійні коди ЦСП. Цифровий лінійний тракт містить (див. рис. 3.51) передавальне і приймальне устаткування лінійного тракту, ОЛТ, проміжні станції (регенератори), що не обслуговують НРП і обслуговувані ОРП, а також середовище розповсюдження (кабель).

По кабельних лініях цифровий сигнал передається відеоімпульсами, які зазнають лінійні спотворення. Причиною лінійних спотворень є:

зростання загасання лінії з підвищенням частоти, що приводить до обмеження смуги частот цифрового сигналу зверху;

наявність трансформаторів, що погоджують, і перехідних місткостей, які не пропускають низькочастотні складові спектру цифрового сигналу;

нерівномірність АЧХ і нелінійність ФЧХ тракту передачі. Обмеження смуги частот цифрового сигналу зверху прі-" водить до зменшення крутизни фронтів імпульсів і до збільшення їх тривалості. При етом-возникают перешкоди першого роду (ВЧ-ІСЬКАЖЕНІЯ), що приводять до взаємного накладення імпульсів (рис.3.63,б). Обмеження смуги частот знизу приводить до тривалих хвостів протилежної полярності (рис. 3.63,в).

Рис. 3.63. Спотворення імпульсних сигналів:

а — неспотворений цифровий потік; би — спотворення за рахунок обмеження частоти зверху; у — те ж, знизу

Такі перешкоди називають перешкодами другого роду (НЧ-іська-женія), які також приводять до накладення імпульсів. Наявність накладень символів цифрового сигналу за рахунок розширення їх тривалості називається міжсимвольною інтерференцією МСІ.

Перешкоди, що виникають при обмеженні смуги частот (міжсимвольні перешкоди). Крім МСІ, цифровий сигнал піддається дії ряду перешкод, до яких відносяться, в основному, власні перешкоди (теплові шуми) і лінійні переходи в кабелі. Зменшення впливу спотворень імпульсів і різного роду перешкод досягається відповідним формуванням лінійного сигналу, а також його регенерацією.

Виходячи з вищесказаного, код, використовуваний для передачі по ЦЛТ, повинен задовольняти наступним вимогам:

повинна бути відсутньою постійна складова, що зменшить спотворення другого роду;

енергетичний спектр сигналу повинен бути сконцентрований в достатньо вузькій смузі частот;

у складі спектру повинні бути складова тактової частоти або можливість простого формування для роботи системи тактової синхронізації;

структура лінійного сигналу повинна містити інформаційну надмірність, що необхідне для контролю коефіцієнта помилок без перерви зв'язку.

Розглянемо три варіанти лінійних кодів по тимчасових і спектральних діаграмах (рис. 3.64): бінарний код (рис. 3.64,/) з тривалістю імпульсу Ті = 772; бінарний код (рис. 3.64,2) з тривалістю імпульсу Та = Тт; квазітрійковий код (рис. 3.64,3) з полярністю імпульсів, що чергується.

Рис. 3.64. тимчасові (а) і спектральні (б) діаграми лінійних кодів

Енергетичний спектр складається з дискретної G^ і безперервної Сад складових

У бінарного коду основна пелюстка (напівхвиля спектру, де зосереджена основна потужність сигналу) має значну ширину, Д/бк = 2/т. Код має постійну складову спектру (/ = 0) і дискретні складові у вигляді непарних гармонік /т.

У спектрі бінарного коду з імпульсами, "затягнутими на тактовий інтервал часу" (рис. 3.64,2), є постійна складова. Ширина основної пелюстки більше вже удвічі і рівна Д/йк = 2fT. Цей сигнал не задовольняє основним вимогам, що пред'являються до лінійних кодів, проте в поєднанні із спеціальними методами регенерації знайшов застосування в апаратурі ІКМ-12 і ІКМ-15.

Трійковий сигнал типу 1В1Т ЧПІ — код з чергуванням полярності імпульсів (рис. 3. 64, J).

Основна енергія (97 % потужності) зосереджена у відносно вузькій смузі частот Д/,гаи = /т поблизу напівтактової частоти /п = 0,5/т. У енергетичному спектрі відсутня складова з /т, що ускладнює систему тактової синхронізації. Застосовується в ИКМ"-30, ІКМ-120.

Розглянемо структуру побудови перетворювачів коду (ПК).

ПК трійкового коду типу ЧПІ. ПК передачі ЧПІ в простому випадку містить два підканали для парних і непарних імпульсів, підсумовування яких здійснюється за допомогою трансформатора (рис. 3.65"). Така схема реалізується на основі D-трігера з рахунковим входом. На прийомі для перетворення коду ЧПІ в двійковий код використовується випрямляч і пороговий пристрій (вирішальне пристрій) для оцінки передаваних символів.

Рис. 3.65. формування лінійного коду чпі

Для бінарного килл з імпульсами, "затягнутими n.i тактониї ін-гернал часу" ПКпер може бути реалізований на основі D-трігера з рахунковому входом (рис, 3.65.fi). Трігер, керований по схо-i\ i . змінить свій стан tui протилежне по кожному інформаційному імпульсу, що дозволяє "затягнути" тривалість імпульсу на передачі на весь тактовий інтервал часу Т.

При побудові ПКпр необхідно врахувати, що цей код має як постійну, так і значні низькочастотні складові. Тому ПК на прийомі перетворить двійковий сигнал в квазітрійковий з імпульсами, наприклад, затягнутими на Т. Энергетіка результуючого сигналу концентруватиметься в достатньо вузькій смузі навколо напівтактової частоти /т/2. Ця схема запропонована В.М. Штейном і включає лінію затримки ЛЗ на Т і ви-читатель (рис. 3.65,6).

Регенерація цифрових сигналів. ЦифроЕой сигнал, проходячи через середовище розповсюдження, ослабляється, спотворюється і піддається різного роду перешкодам. Тому для відновлення параметрів цифрового сигналу уздовж лінійного тракту встановлюються регенератори-відновники.

Функції регенератора: посилення сигналу, ослабленого лінією; корекція форм сигналу, що приймається; виділення тактових отсчет-них інтервалів часу; оцінювання символів сигналу, що приймається; формування на передачу символів із заданими параметрами (тривалістю і амплітудою).

Процес регенерації пояснюється за допомогою тимчасових діаграм роботи структурної схеми регенератора, приведеної на рис. 3.66. Тут введені скорочення: КУ — що коректує підсилювач; ВТЧ — видільник тактової частоти; РУ — вирішальне пристрій; ПЭ — пороговий елемент; ФЕ — що формує пристрій.

Рис. 3.66. Регенерація цифрових сигналів

За рахунок неідеальної лінії (рис. 3.66,а) амплітуда сигналу падає і його тривалість збільшується, що приводить до перешкод МСІ. Для їх зменшення використовується КУ, який підсилює і коректує сигнал, спотворений лінією (рис. 3.66,6). Проте КУ не відновлює сигнал до його первинної двійкової форми, оскільки в цьому випадку смуга пропускання була б нескінченною, а отже, КУ підсилював би тільки шуми. Тому КУ має обмежену зверху смугу частот, тому сигнал H;I його виході формується у вигляді гауссовського імпульсу

де а — коефіцієнт згладжування, що визначає необхідну смугу КУ з позиції мінімуму МСІ. Так, при величині сусіднього відліку g(T)~5%g(0) а * 1,73.

Рішення про інформаційні символи винесення "тся методом одноразового відліку в тактові моменти часу від ВТЧ (рис. 3.66,б). Для цього РУ містить відліковий ключ і пороговий елемент з напругою порогу

У разі перевищення {/„мр порогової напруги Unop у відліковий (тактовий) момент часу на виході ФЕ формується логічна "одиниця", інакше — логічний "нуль".

Розглянемо функціональну схему регенератора ЧПІ сигналу, яка представлена на рис.3.67. Тут ЛТр — лінійний трансформатор; ПК — перетворювач коду; КУ — що коректує підсилювач; АРУ — автоматичне регулювання рівня; ВТЧ — видільник тактової частоти; ФСІ — формувач стробуючих імпульсів; ФЕ — що формує пристрій; ДП — дистанційне живлення.

Рис. 3.67. Функціональна схема регенератора ЧПІ сигналу

Розглянемо якісні характеристики цифрового лінійного тракту ділянки регенерації. В процесі регенерації виникають помилки. Тому якість передачі сигналів по ЦЛТ оцінюють коефіцієнтом помилки

рівним відношенню числа невірно регенерованих символів «ьш до загального числа символів Nz, переданих за інтервал спостереження ГНабт В розрахунках використовують не Кіш, а вірогідність помилки

Помилки в телефонному каналі на слух сприймаються як клацання. Допустимо не більше одного клацання в хвилину. Тоді по кожному каналу буде передане /s-60 = 8 103-60 = 4,8... 10s кодових комбінацій. Отже, при рівній імовірності помилки будь-якого з двох старших розрядів символів кодової комбінації одержимо

Найбільш небезпечні помилки в знаковому розряді Q. і трьох розрядах, вказуючих на номер сегменту при нелінійному кодуванні Qi. Ck. QA. Тоді

Цю норму відносять на цифровий лінійний тракт ?щах = 10000 км. Тоді допустима вірогідність помилки магістралі завдовжки L визначається з виразу

(3.46)

де Рпшлоп [1 км ] — вірогідність помилки на 1 км цифрового лінійного тракту.

Еквівалентною характеристикою якостей ЦЛТ є захищеність сигналу від сумарних шумів, розподілених по нормальному закону.

де erf(x)= J e * 2 dx — інтеграл вірогідності.

Перерахунок Аз в Рпш приведений нижче.

Розрізняють допустиму Азяоп і очікувану А3 захищеність сигналу І Відповідний ЇМ Рош.тп І Яош.ож- Допустимі Лздоп і /"отдоп — це значення захищеності і вірогідності помилки по нормі на магістралі завдовжки L (3.46),а А3пх і Р„ш.ож — очікувані в реальному регенераторі захищеність і вірогідність помилки. Тоді розрахункову довжину ділянки регенерації можна визначити з рівності

або з еквівалентного співвідношення

Ділянкою регенерації називається ділянка цифрового лінійного тракту, що складається з регенератора і прилеглого до нього кабелю. Приведемо розрахункові співвідношення для визначення довжини ділянки регенерації 1р при роботі ЦСП по одночетвірковому кабелю 1x4x1,2. Досліджуваний регенератор виділений жирною лінією на рис. 3.68. При такій схемі організації зв'язку визначальними перешкодами, що обмежують довжину 1р, є лінійні переходи на ближній кінець в кабелі Л>. Тоді очікувана захищеність рівна

де рпр = Pnep- а(fp) lp — рівень корисного сигналу на вході регенератора; рп = рпер-л)(/р) — рівень перешкоди; Л,(/л) — перехідне загасання на ближній кінець на розрахунковій частоті; <t{Jp) — коефіцієнт загасання кабелю на /Р\ }Р = 0,5/т — частота, на якій досягається максимум енергетичного спектру цифрового сигналу.

Рис. 3.68. Перехідний вплив на ближній кінець

Перехідне загасання на ближній кінець апроксимується логарифмічною залежністю

де Ло1 — перехідне загасання на ближній кінець на частоті /= 1 Мгц.

Отже, очікувана захищеність при 1р визначається виразом

З іншого боку Азая(1р) - Лздоп + ЛЛ3.Д0П, з яких одержимо рівняння довжини

Тут АА3 = 6...8 дБ — запас допустимої захищеності регенератора за рахунок неточності виготовлення і роботи його вузлів (АРУ, ВТЧ і КУ).

Номінальна довжина регенеруючої ділянки рівна /ру = 0,91р.

Цифрові системи передачі можуть практично працювати по будь-яких лініях зв'язку (системам, напрямних), якщо правильно розрахувати довжину ділянки, регенерації, оскільки необхідно забезпечити задану вірогідність помилки на виході каналу.

Читайте також:

1. XI. Будівельні контракти
2. Абстрактна модель
3. Абстрактна модель
4. Абстрактна модель оптимального планування виробництва
5. Абстрактна небезпека і концепція допустимого ризику.
6. Абстрактні класи
7. Абстрактно-логічні прийоми економічного дослідження.
8. Альтернативні можливості виробництва масла і тракторів
9. Аналоговий сигнал Цифровий сигнал
10. Безіменні контракти
11. Весь тиск падає в тракті витяжного каналу, при цьому опір входу пові1
12. Вибір оптимальних умов для комерційних контрактів

Переглядів: 1354