Цифрлық беру жүйелеріндегі синхрондау әдістерін зерттеу

 

E... - электрлік интерфейстердің белгілері

P...s - синхронды желілік трактілердің белгілеуі

P...e - плезиосинхронды  желілік трактілердің белгілеуі

STM-N (Synchronous Transport Module) - N деңгейлі  ( СЦИ иерархиясында ) синхронды   тасымалдау  модулі

OS-N (Optical Section) - NTц деңгейлі оптикалық секцияның белгілеуі - циклдың ұзақтығы

Nц - циклдағы биттер саны

B – беріліс жылдамдығы

TЕИ - дара (тактілік) интервалдар ұзақтығы

Δf/f - сигнал жиілігінің   номиналдыдан ауытқуы; [ppm] (parts per million) – миллионды үлесі (10-6)

 

СРП - ИКМ, ПЦИ, СЦИ дәстүрлі жабдықтардың және цифрлық АТС жұмыс режимі. СРП бар желіге тән жүктеме -  телефония, дыбыстық тарату сигналдары және  нақты уақыттың басқа да сигналдары. Айта кету керек, плезиохронды цифрлық  иерархия (ПЦИ) жылдамдығындағы сигналдың ішеі құрылымын белгілеу үшін интерфейс түрімен қатар (электрлік- Е әрпі) және иерархиядағы деңгейді көрсететін циылармен қатар (мысалы, жоғарыда аталған цифрлық ағын 2,048 Мбит/с = Е12), иерархиялық деңгей  цифрлары мен  сигнал форматын көрсететін  индексі бар Р әрпі қолданылады. Және, сигналдарының ПЦИ синхронды (индекс s), сондай-ақ, синхронды емес (плезиохронды - индекс e)құрылымы (кестені қара) болуы мүмкін. Бұл жағдайда синхронды  құрылым деп топтық және  біріктіретін ағындардың синхронизмді қолдауын айтады, мысалы, аналогты-  цифрлы түрлендіргіші бар немесе цифрлық АТС бар алғашқы мультиплексорлар ішінде. Барлық сигналдары СЦИ анықтамасы бойынша синхронды болып табылады. Былайша аталатын " сигналдардың синхронды  құрылымының" циклының ұзақтығы 125 мкс.екеніне назар аудар қажет. Алайда, аталған сигналдардың барлығы  берілістің синхронды  режимінде жұмыс істейді, өйткені, олардың циклдық құрылымдары бар.

Берілістің асинхронды    режимі   (АРП) "дестелер коммутациясы" режимі ретінде де белгілі. Онда ақпарат бекітілген немесе ауыспалы ұзындықтағы дестелермен беріледі. Дестелер пошта жөнелтілімдеріне ұқсас: оларда коммутация кезінде белгілі бір электронды формаға «оралған» және алушының, жөнелтушінің адресі бар тақырыппен жабдықталған ақпараттың порциясы болады. АРП бар желісіне тән жүктемесі, әсіресе дамудың алғашқы кезеңінде, - деректер сигналы (яғни, салыстармалы уақыт сигналдары). Бекітілген ұзындықта дестелерді "ұяшықтар" деп атайды. Берілістің асинхронды режимі бар технологияларға жататындар:

- АТМ технологиясы (Asynchronous Transfer Mode), онда дестелер  бекітілген ұзындықта (53 байт) болады және "ұяшықтар" деп аталады. Бұл технология жақсы стандартталған, ол қызметті ұсынудың  және беріліс жолағын пайдаланудың икемді механизмін қарастырады ;

- компьютерлік желілер базасында туындаған технологиялар, бүгіндері  қалалық, тіпті магистралді деңгейлерге қарқынды ене түсуде -IP, Ethernet, MPLS  және т.б. әр түрлері.[2]

 

 

1.4 Әдебиеттерге шолу

 

 

Крухмалев В.В., Гордиенко В.Н., Моченов А.Д. Цифровые системы передачи.М:-Горячая линия-2007.-157 с.

Цифрлық жүйенің берілуінің тұрғызылуы принципінің импульсты-кодалы модуляцияның арнаның уақыттық бөлінуінің негізінде,ЦБЖ соңғы станциясындағы негізгі функционалды түйіндері қарастырылып, плезиохронды цифрлық иерархияның жоғарғы деңгейдегі түйіндеріндегі мультиплексирлеу принциптері, сонымен қатар қатар синхронды цифрлық иерархияның негізі қарастырылған.Сымды және оптикалық кабельдер бойынша цифрлық жүйенің берілуінің сызықтық трактың тұрғызылуы сұрақтары қарастырылады.

Винокуров В.М. Цифровые системы передачи.Томск-Тусур:2012-109 с.

Топ құрастырудың негіздері және цифрлық байланыс желілерін кодалау, плезиохронды (PDH) және синхронды (SDH) цифрлық иерархияларының  ағындарын қалпына келтіру, байланыс жолындағы кодалау, цифрлық желілерді синхрондау, архитектурасы, топологиясы және SDH желілерін резервтеу қарастырылған.

С.М. Сухман, А.В. Бернов, Б.В. Шевкопляс. Синхронизация в телекоммуникационных системах. Анализ инженерных решений. -М.: Эко-Трендз, 2003. - 272 с.

Телекоммуникациялық жүйелердің және қосымша бөліктерінің  келісімді жұмысын қамтамасыз ететін жүзден аса құрылымдық сұлбасы мен шешімдері қарастырылған. DTE/DCE типті құрылғылардың жұмысы келтіріліп, синхронизациялаудың қылаң беруін алдын алу және фазалық кедергіні жою түрлері, байланыс желілерін синхрондау жүйелерін құру мәселелері, ақпарат ағындарындағы ұяшықтар мен ақпараттық кадрларды анықтау әдістері мен сұлбалары, байланыс арнасында ақпаратты кодалау әдістері, байланыс арнасынан синхросигналды және ақпаратты  анықтау әдістері және т.б. қарастырылған.Қарастырылған шешімдердің барлығы құрылғы, яғни патенттелген болып табылады.

Слепов Н.Н.Синхронные цифровые сети SDH. -М.: Эко-Трендз, Москва,1997-168 с.

SDH желілері ара сапа деректер берілісінің локальдық желілерін байланыстырушының транспорт желілерін пайдалану. SDH желісінің рөлі АТМ мен технологияның дамуымен байланысты,байланыстырушының буынының жергілікті компьютерлік желінің және SDH ғаламдық транспорт желісінің арасында болады.Бір жағынан интернет желілерімен бірлесетін, АТМ каммутаторы бар, басқа жағынан АТМ ағыны SDH желілерінде оның тасымалдануы үшін, сәйкес келеді.

 

 

1.5 Мәселені қоюды негіздеу

 

 

Бұл дипломдық жұмыстың бірінші бөлімі «Байланыс желілерін ұйымдастырудың жалпы принциптері» деп аталады. Тақырыпқа байланысты мен цифрлық беру жүйелерінің синхрондау әдістеріне зерттеу жүргіздім. Синхронизация түрлері мен синхрондау жүйелеріне қойылатын талаптарды қарастырыдмым.. Цифрлық байланыс желілерінң синхронизациялау әдістері және желінің құрылу ерекшеліктерін қарастырылды.

Дипломдық жұмыстың екінші бөлімі «Байланыс желілерінің сипаттамаларын зерттеу» деп аталады. Бұл бөлімде мен циклды синхросигнализация құрылымының жалпы принциптері, циклды синхронизация ерекше белгілері, синхросигнал қабылдағышының классификациясы, синхросигналдың циклденуден сақтау және синхросигнал көздеріне талдау жүргізіледі.

Синхрондау сигналдарын тарату аппаратурасы. қазіргі кезде Ресейдегі байланыстың цифрлық желісінің барлық торпатарында ВЗГ немесе МЗГ орнату ұтымды болмайды. Сонымен бір мезетте, байланыс торабында  бір ғана мультиплексоры СП СЦИ болса, осы мультиплексордан алынатын синхрондау сигналдары, барлық тұтынушылар үшін  синхрондауға үжеткіліксіз болмақ. Синхрондау сигналдарының қажетті санын  оларды алудың бір немесе екі көзі болғанда, қалыптастыруды синхросигналдарды тарату аппаратурасының (АРСС) көмегімен қамтамасыз етеді. Аппаратура АРСС қарапайым және сенімді. «Осциллокварц» (Швейцария) фирмасының OSA SDU 5530В жабдығын және Ресейде өндірілетін осындай аппаратураның мысалы етуге болады, бұл осы аппаратураның типі сияқты, АРСС аталады

Ал «Байланыс желілерін модернизациялау бойынша инновациялық ұсыныстар» дипломдық жұмыстың үшінші бөліміне тиесілі. Тарату жүйелерінің синхрондау құрылғылары және ішкітүйінді синхронизация келтірілген. Синхронизацияның қалпына келтіру және күйеу апаратурасы көрсетілген. Синхронизация сигналының сапасының жоғарылату принциптері туралы қарастырылады.

Дипломдық жұмыстың төртінші бөлімі «Желінің сенімділігі мен өткізу қабілеттілігінің есебі» деп аталады.Бұл бөлімде синхронизация желілерінің параметрлерін есептеп қарастырамын.

Синхросигналдарды алудың көзі ретінде базалық желісі ТСС ғана қызмет етпейтінін айта кетейік. Базалық желіге ұқсас мүмкіндіктер,  мысалы, «Компания ТрансТелеКом» ТСС ЖАҚ бар, және алғашқы эталонды генераторлар орнатылған ТСС басқа да желілерінде бар, өйткені олардың  алғашқы эталонды көздерден айырмашылығы – сенімділігінің үлкендігінде. ПЭГ құрамына өзара  резервтелетін үш ПЭИ кіреді, және сәйкесінше, ПЭГ алынатын синхросигналдар, қажетті сипаттамаларын  сенімді қамтамасыз етеді және ТСС желілерінде кеңінен қолданыла алады. Синхрондау сигналдарының резервті көзі ретінде, GPS жүйесінен сигналдар қабылдайтын ПЭИ басқа, жиілікті жадта сақтау  режимінде жұмыс істейтін    ВЗГ те қолданыла алады(hold over).

Дипломдық жұмыстың бсінші бөлімі «Байланыс желілерінде жұмыс істеу кезіндегі еңбекті қорғау және экологиялық қауіпсіздік» деп аталады.Бұл бөлімде ЦБЖ қызмет көрсету кезіндегі қауіпсіздік техникасы мен байланыс торабының қорғаныстық жерлендіруінің есебі келтіріледі.

Дипломдық жұмыстың алтыншы бөлімі «Байланыс желілерінде инновациялық технологияларды ендіру тиімділігінің экономикалық маңызы» деп аталады. Бұл бөлімде жобаның экономикасының негіздемесі, жобаның сипаттамасы, жылдық инвестицияның шығындарының есебі мен электр қуатының шығындары есептеледі.

Дипломдық жұмыстың мақсаты цифрлық беру жүйелерінің синхронизациялау әдістерін зерттеу.

Жұмыста келесідей мәселелер қарастырылады:

- Негізгі түсініктемелер мен анықтамалар.Синхронизация түрлері.Синхронизация жүйелеріне қойылатын талаптар;

- Синхронизациялау қажеттілігі;

- Синхронизация желілері;

- Циклды синхронизация құрылымының жалпы принциптері. Циклды синхронизацияның ерекше белгілері;

- Синхросигнал қабылдағышының классификациясы;

- Синхросигналдың циклденуінен сақтау;

- Синхросигнал көздері;

- Тарату жүйелерінің синхронизациялау құрылғылары және ішкітүйінді синхронизация;

- Синхронизацияны қалпына келтіру және сүйеу аппаратурасы;

- Синхронизация сигналының сапасын жоғарылату

- Синхронизация желілерінің параметрлерінің есебі;

 

2 БАЙЛАНЫС ЖЕЛІЛЕРІНІҢ СИПАТТАМАЛАРЫН ЗЕРТТЕУ

 

2.1 Циклдық  синхрондауды құрудың жалпы принциптері. Циклдық  синхросигналдың ерекшеленетін белгілері

 

 

Циклдық  синхрондау жүйесі (СЦС) циклдық  синхронизмнің жай-күйін между жіберетін және қабылдау ЦСП станциялары арасында қалпына келтіру және ұстап тұруға арналған, бұл топтық  АИМ сигналдарын жеке арналар бойынша дұрыс таралуын, сондай-ақ, уақыттық  топ түзетін жіберетін және қабылдау жабдығының   синхронды жұмысын қамтамасыз етеді.  Жоғарыда айтылғандай,  циклдық  синхрондау    , сәйкес   цифрлық  ағындарға ендірілетін: Е1.. ,Е4 немесеSTM-N циклдық  синхросигналдың (ЦСС) көмегімен жүзеге асырылады.[1]

Жалпы түрінде,    циклдық  синхрондау  арнасы синхросигналдың белгілі бір құрылым  қалыптастыратын  синхросигналды қалыптастырушының(ФСС)  негізгі блоктарының жиынтығы болып табылады; синхросигналды таратқыш (Пер СС), синхросигналдың сәйкес цифрлық  ағын құрылымына енуін қамтамасыз етеді;   сәйкес ағынның цифрлық сигналынан  синхросигналды бөлетін синхросигналдың қабылдағышы; циклдық  синхрондауды басқару блогы (БУЦС), циклдық  синхрондау процестерін басқаруды қамтамасыз етеді, атап айтқанда, синхронизмді іздеу және қолдау, жалған синхронизмнен қорғау.[1]

Синхрондау тәсілін таңдау  - біршама күрделі техникалық міндет, соның шешімінен  тез әрекет ету, сенімділігі мен СЦС үнемділігі бойынша талаптардың орындалуы байланысты болмақ. Бұл жағдай синхрондаудың  әрекет ету принциптерімен, сондай-ақ, жабдық көлемімен ерекшеленетін, көптеген тәсілдерін жасауға жеткізді. .

ИКМ-ВРК бар ЦСП Қабылдау станцияларының циклдық  синхрондаудың нақты тәсілдерін  классификаттау мен талдауға өтпес бұрын, синхросигналдың негізгі ерекше белгілерін және оларды топтық ИКМ сигналға енгізу тәселдерін қарастырайық. Синхросигнал, тарататын станцияда қалыптасады және ақпараттық сигналдармен бірге    сәйкес трактілерге ЦСП) беріледі. Қабылдау станциясындағы синхросигналды бөлу үшін оны  ақпараттық  сигналдан айыра білу керек.[2]

Синхросигналдың алғашқы ерекше белгісі болып табылады оның периодтығы мен сәйкес   цифрлық  ағынның уақыттық спектріндегі тұрақты орны болып табылады. Синхросигналдың  бұл қасиеттері  синхросигналдың Прм СС қабылдағышын құру кезінде пайдаланады. Топтық  ИКМ ағынның алғашқы сигналдардың кездейсоқтық сипатына қарай периодтық қасиеттері болмайды.(2.1 – сурет.).

 

 

2.1 – сурет. Спутниктік жүйе қолданылған синхронизация желісі

 

Синхросигналдар символдар саны мен разрядтары (көп разрядты және дара разрядты), құрылымы бойынша (импульстер мен аралықтың кезектесу сипаты) және  беріліс циклындағы символдардың таралуына қарай (шоғырланған және шашыраған ) бөлінеді. Жеке жағдайда  синхросигнал ретінде дара немесе кезектесетін импульстер (бірлік) және аралықтардан (нөлдер) тұратын периодтық реттілік қолданылады .[2]

Синхрон топтағы (синхросигналдағы) разрядтар санын таңдау  негізінен синхронизмнің қалпына келуінің қажетті уақыты мен ЦСП тиімді сыйымдылық арасындағы  компромиспен анықталады, ал оның   құрылымын таңдау, берілетін  синхросигналдың сипаты мен периодтығы бойынша ұқсас ( жалған синхронизмнен қорғау )  ақпараттық кодалық топтардың қалыптасуының шаңын ықтималдығын қамтамасыз ету талабымен анықталады.

Генераторлы  жабдықтан (ГО) цифрлық  ағынға тактілік  жиілікпен жететін   импульстердің периодтық жүйелігі, оның ұяшықтан бұрып әкетуінің бір бөлігі  1символды 0 символға түрлендіретін  инверторлар DD арқылы ығысу Регистріне түседі, ал бір бөлігі тікелей ИЛИ элементімен бірігеді. Суретте көрсетілген инверторларды қосу реттілігінде 0011011 түрдегі  синхрон тобы қалыптасады. Ығысу Регистрінің ұяшық-бөлек шықпасының санын, инверторлар санын және оларды қосу ретін өзгертіп, синхросигналаға сәйкес кодалық топтың кез-келген  құрылымын алуға болады.[1]

 

 

2.2  Синхросигналды қабылдағыштардың классификациясы

 

 

Циклдық  синхрондау жүйесінің жұмыс істеу сапасын анықтайтын қабылдау  станциясының негізгі элементі, синхросигналдың қабылдағышы  болып табылады, ол аппаратураны жұмысқа қосқаннан кейін синхронизмді орнатуды, жұмыс режиміндегі синхронизмнің жай-күйін бақылауды, синхронизмнің  уақыттағы рауалы мәннен асатын істен шығуын анықтауын, бұзыдғаннан кейін  синхронизмді қалпына келтіруді қамтамасыз етеді.  Синхросигналдың қабылдағышында, құрылымы синхросигнал құрылымымен сәйкес келетін кодалық топтарды тану жүзеге асырылады, және танылған   кодалық топтардың   тарату синхросигналына  тиесілігі туралы шешім қабылданады. Қабылдау  станциясының генераторлық жабдығының циклдық  синхросигналы табылған жағдайда қабылданған   ақпаратты арналар мен ағындар бойынша дұрыс таратылуын қамтамасыз ететін  синхронды  режимге орнатылады.[3]