Материал: 636_Nosov_V.I._Seti_radiodostupa_CH.1_

России, соответствуют европейской иерархии, рекомендованной МСЭТ. На рис. 1.6 отмечены ступени иерархии, указаны типы соответствующих им ЦСП, а также скорости цифровых потоков. Во всех потоках отводятся специальные позиции для передачи служебных сигналов, что также указано на рисунке. Например, скорость вторичного цифрового потока, равная 2048×4+256 = 8448 кбит/с, определена скоростями четырех первичных потоков (по 2048 кбит/с) и служебной информацией (64кбит/с × 4 = 256 кбит/с). Отметим, что информация, передаваемая по одному каналу ТЧ, преобразуется в цифровой поток со скоростью 64 кбит/с, соответствующий основному цифровому каналу

(ОЦК).

Формирование цифровых потоков европейской плезиохронной цифровой иерархии рис. 1.6 можно записать следующим образом

где IC (Information Channel) – информационный канал; SC (Service Channel) –

служебный канал.

В соответствии с приведенной формулой в потоке Е2 – 2 служебных канала, в потоке Е2 – 12 служебных каналов, в потоке Е3 – 61 служебный канал и в потоке Е4 – 256 служебных каналов.

Скорости цифровых потоков одной и той же ступени иерархии, но образуемых ЦСП, расположенными на различных станциях сети, могут несколько отличаться друг от друга в пределах допустимой нестабильности задающих генераторов. Это требует принятия специальных мер при объединении потоков в поток более высокой ступени иерархии, что заметно усложняет эксплуатацию сети связи в целом и снижает ее качественные показатели. Системы иерархии, где объединяются потоки с небольшими расхождениями скоростей, называют «плезиохронными» (ПЦИ).

1.2.3 Принципы объединения и разделения цифровых потоков

Принятая структура построения ЦСП с временным группообразованием реализуется посредством объединения (мультиплексирования) и разделения (демультиплексирования) тем или иным способом типовых цифровых потоков рис. 1.7. Сущность любого способа объединения заключается в том, что информация, содержащаяся в поступающих потоках, записывается в запоминающие устройства с тактовой частотой входного цифрового потока FТИЗ, а затем поочередно считывается с тактовой частотой импульсов считывания FТИС в моменты, отводимые ей в объединенном потоке.

На рис. 1.7 приняты следующие обозначения:

21

ИИ1, ИИ2, ИИ3 и ИИ4 – информационные символы 1, 2, 3 и 4 объединяемых цифровых потоков;

ИО – информационные символы объединенного цифрового потока; ИСО – импульсы считывания объединенного цифрового потока, которые

включают в себя импульсы считывания служебной информации и поочередное считывание информационных символов объединяемых цифровых потоков.

Различают объединение синхронных и асинхронных (плезиохронных) цифровых потоков. В первом случае рис. 1.7 скорости потоков совпадают FTИЗ = FTИС, но начала их тактовых интервалов произвольно смещены друг относительно друга. Это заставляет вводить в объединенный поток специальный синхросигнал, указывающий порядок объединения: после синхросигнала передается информация первого объединяемого потока, затем – второго и т. д.

Рисунок 1.6 Схема мультиплексирования в европейской плезиохронной цифровой иерархии

Внаиболее общем случае объединения асинхронных (плезиохронных) цифровых потоков в объединенный поток помимо синхросигнала, указывающего порядок объединения, вводится служебная информация, обеспечивающая необходимое согласование скоростей объединяемых потоков.

Операции разделения потоков являются обратными операциям объединения: информация объединенного потока записывается в запоминающие устройства, соответствующие исходным потокам, а затем считывается со скоростями, равными скоростям объединяемых потоков.

Вбольшинстве случаев объединение потоков осуществляется посимвольно, т. е. считывание информации из запоминающих устройств происходит по разрядам: вначале считывается и передается символ первого потока, затем - второго и т.д., после считывания символа последнего из объединяемых потоков вновь считывается очередной символ первого, т. е. цикл повторяется. Возможно объединение и по группам символов, например, по байтам.

22

Рисунок 1.7 Пояснение принципа объединения и разделения цифровых потоков

Объединение асинхронных потоков. Цифровые системы передачи, потоки которых подлежат объединению, часто имеют автономное генераторное оборудование, обладающее некоторой нестабильностью частоты. Эта нестабильность невелика, поэтому объединяемые потоки называют плезиохронными («как бы синхронными»).

Вначале предположим, что импульсные последовательности считывания FТИС устройств объединения потоков имеют скорость, превышающую скорость записи FТИЗ рис.1.7 случай 2 При этом будет появляться постоянно увеличивающееся временное расхождение. Через несколько десятков или сотен циклов исходного потока (зависит от скорости потоков и относительной нестабильности задающих генераторов) временное расхождение достигнет величины тактового интервала и возникает необходимость в выравнивании (согласовании) фаз импульсных последовательностей записи и считывания.

На рис. 1.7 и 1.8 изображена условная ситуация, при которой за рассматриваемое время t1 произошло расхождение скоростей на один бит (один тактовый интервал), в реальной ситуации это расхождение наблюдается через десятки или сотни тысяч тактовых интервалов. В рассматриваемых ситуациях для третьего импульса считывания рис. 1.7 и для пятого импульса считывания

23

рис. 1.8 не успел прийти информационный символ i и он оказывается «лишним».

Рисунок 1.8. Временные диаграммы при асинхронном объединении цифровых потоков (FТИС – FТИЗ > 0 – положительное согласование)

Очевидно, согласование можно осуществить, задержав процесс считывания на одну позицию, т. е. исключив из соответствующей последовательности импульсов считывания ИС третий рис. 1.7 или пятый рис. 1.8 импульс. Позиция, соответствующая исключенному импульсу, называется вставкой (стаффингом), а сам процесс такого вида – торможением или положительным согласованием скоростей. Очевидно, что в момент торможения происходит перемещение места передачи служебных символов.

Рассмотрим случай, когда скорость считывания оказывается

недостаточной, т.е. FТИС < FТИЗ. На рис. 1.7 случай 3 и рис. 1.9, как и на рис. 1.7 случай 2 и рис. 1.8, показаны условные ситуации, когда расхождение в

тактовый интервал происходит за время t1 , т.е. за три информационных тактовых интервала рис. 1.7 случай 3 или пять информационных тактовых интервалов рис. 1.9. Из рис. 1.7 случай 3 следует, что третий информационный символ нечем считывать, т.к. для него не успел прийти импульс считывания, предназначенные для информационного символа. Та же ситуация справедлива для пятого информационного символа на рис. 1.9. В системе объединения цифровых потоков обязательно предусматривается передача служебных сигналов, поэтому для них существуют свои импульсы считывания. Так вот, оказавшийся «лишним» информационный символ считывается импульсом, предназначенным для считывания служебных сигналов. Таким образом, недостаток скорости считывания приходится компенсировать тем, что очередной информационный импульс объединяемого потока приходится передавать вместо импульса служебной информации. Такой процесс называется отрицательным согласованием скоростей.

Управление согласованием скоростей осуществляется посредством передачи команд согласования скоростей (КСС), которые вырабатываются в оборудовании объединения по мере достижения расхождения в тактовый интервал. В оборудование разделения потоков эти команды поступают на

24

определенных позициях, отведенных для передачи служебной информации. Итак, на служебных позициях передаются: синхросигнал объединенного потока; команды согласования скоростей каждого из объединяемых потоков; информация, которая не успевает быть передана в потоке при отрицательном согласовании скоростей.

Наиболее часто используется система двустороннего согласования скоростей, т е. в устройствах объединения и разделения потоков предусматривается возможность как положительного, так и отрицательного согласования. Несмотря на относительную сложность по сравнению с системой одностороннего согласования, в системе с двусторонним согласованием существенно снижается частота передачи КСС, а значат, и понижается вероятность ошибок согласования. Заметим, что ошибка в согласовании скоростей приводит к потере синхронности передачи данного исходного потока и, следовательно, к перерыву связи. Поэтому при передаче КСС принимаются специальные меры для повышения помехозащищенности команд – каждый бит информации КСС утраивается, что позволяет правильно восстанавливать команду на приеме, даже если один из ее символов будет принят неправильно. Применяется также специальный алгоритм обработки принятых команд, позволяющий исключать ошибки согласования, даже если отдельные КСС будут опознаны неверно.

ИЗ

t t1

ИС

t t1

Рисунок 1.9. Временные диаграммы при асинхронном объединении цифровых потоков (FТИС – FТИЗ < 0 – отрицательное согласование)

На рис. 1.10 показаны блоки асинхронного сопряжения (БАС) передающего и приемного оборудования, относящиеся к одному из объединяемых потоков. Последовательность импульсов записи ИЗ в передающем оборудовании (БАСпер) вырабатывается в ГО1 управляемом тактовой частотой информационных импульсов ИИ данного потока. Импульсы считывания ИС вырабатываются в ГО2, общем для всех БАСпер данной станции, имеющем автономный задающий генератор. От ГО2 поступают импульсы считывания служебных сигналов а (сигналов команд согласования скоростей и

25