Цифрлық беру жүйелеріндегі синхрондау әдістерін зерттеу

Синхронизмның   ЦСП жай-күйінің орнатылуының алдында   оны іздестіру режимі тұрады. Синхронизмның жай-күйін  іздестіру – бұл синхросигналды табу мақсатында топтық  ИКМ сигналдың импульсті позицияларын бақылау процесі. Әрбір бақылау сынағының нәтижелері бойынша талданатын  топтық  ИКМ сигналдың символдарының синхросигналға сәйкестігі немесе сәйкес еместігі туралы. яғни,  іздестіруді жалғастыру немесе тоқтату қажеттілігі туралы шешім қабылданады. Циклдық  синхронизмның  ЦСП жай-күйі  әдетте синхросигналдың кодалық топтары бірнеше рет қатарынан табылған кезде   қол жеткізілді деп саналады, алайда, синхронизмнің жай-күйін бекітудің басқа да   критерийлері болуы мүмкін.[2]

Синхросигналдың қабылдағыштарын, ЦСП ИКМ-ВРК қолданылатын, бірқатар белгілері бойынша классификаттауға  болады.

Қолданылатын  элементтердің сипатына қарай аналогты және дискретті типтегі қабылдағыштар деп бөледі. Қабылдағыштардың алғашқы нұсқалары синхросигналды  сүзгілердің көмегімен бөлудің аналогты принципі бойынша құрылған. Сүзгілерді  іздестіру мақсатында  логикалық дискретті элементтермен алмастыру синхронизмнің қалпына келу процесін біршама тездетуге мүмкіндік берді.  дискретті типтегі қабылдағыштар барлық заманға сай ЦСП жүзеге асырылған.[4]

Синхросигналдың Дискретті   қабылдағыштары синхронизмнің жай-күйін іздестірудің  алгоритмі бойынша  бақылаудың кідірісі бар қабылдағыш және  сырғымалы іздестіретін  қабылдағыш деп бөлінеді. Бірінші типтегі   қабылдағыштарда бақылаудың әрбір келесі кезеңі  уақыттың белгілі бір кесіндісінде,  мысалы,  цикл арқылы  жүзеге асырылады. Сырғымалы іздестіретін  қабылдағыштарда бұл кідіріс болмайды.(2.2 – сурет)

 

2.  – сурет. ПЦИ транспорттық аймағындағы ЦБЖ синхронизация желісі

 

Ығысу тактілерінің санына қарай  іздестіру процесіндегі қателерді  бекіту көп мәртелі және бірмәртелі ығысатын қабылдағыштар деп  бөледі. Сырғымалы іздестіретін  қабылдағыштарда көп мәртелі және бірмәртелі ығысу жүзеге асырылады , ал бақылаудың кідірісі бар қабылдағыштарда бақылаудың параллельді жұмыс істейтін  құрылғылар тобы болғанда ғана көп мәртелі ығысу жүзеге асырылады.  Синхросигналдың құрылымына қарай бір символды және көп  символды, жинақталған немесе жинақталмаған синхросигналдың  қабылдағыштары деп бөледі.[5]

Жоғарыда аталған   қабылдағыштардың жұмыс істеу принципі  салыстыру кезіндегі ақпараттық және синхрондаушы сигналдардың  статистикалық қасиеттерінің айырмасын анықтауға негізделген.[5]

Жұмыс істеу принципі    ақпараттық сигналға ғана тән болатын статистикалық заңдылықтарды  анықтауға ғана негізделген қабылдағыштар жеке топ құрайды. Мысалы, лездік мәндері қалыпты таралатын көпарналық   телефон сигналын кодалауда және р ықтималдықтың Грея кодасы, бірліктің  жеке разрядтардағы көрінісі біркелкі емес. Есептеулер ,  р\ ~ 0,5, р2 ~ 0,95, рз ~ 0,32, ар4 = р5 =р6 0,5 екенін көрсетеді. Кодталатын  сигналдың сипатымен және қолданатын кодтың типімен  байланысты осы заңдылықтарды анықтау , арнайы  синхросимволдарды берілісте енгізу қажеттілігін жоюға мүмкіндік берді.

 Бұл жағдайда жүйелік бақылау арқылы импульсті позицияларды іздестіру жүйесі кодалық топтарда басқаларынан бірліктер жүрісінің жоғары тығыздығымен ерекшеленетін екінші разрядты анықтайды.  Кодалық топтардағы белгілі бір позициялардағы импульсті сигналдардың статистикалық орнықты параметрлерін бекіту оларды синхрондау жүйесін құру кезінде тірек сигналдары ретінде қолдануға мүмкіндік береді. Қабылдау станциясының қалыпты жұмысын қамтамасыз ететін қалған импульстік жүйеліктерді, тактілік  жиілікті бөлудің  қарапайым операцияларымен және   сдвига тіректіге қатысты  уақыттық ығысу арқылы алуға болады.[5]

Сонымен қатар,   синхросигналдың қабылдағыштары жұмыс істеу  принципі бойынша синхросигналды беру фактісіндегі қателердің алдын ала ықтималдығына қарай немесе  оның нақты өзгерісіне бейімделген және бейімделмеген  деп бөлінеді.

 ЦСП ИКМ-ВРК синхросигналдың бейімделген бақылаудың кідірісі  бар немесе сырғымалы іздестіретін  бір разрядты  ығысатын  қабылдағыштары негізгі қолданысқа ие болды .[5]

Жарықта интеграцияланған ұлттық байланыс желiсi және ұлтаралық телекоммуникацияның ядросы – интеграциялық қызмет көрсету (ISDN) желісінің негізгі бөліктерін біріктіру және цифрлық байланыс желісін орнату, әсіресе қызмет көрсету интеграциясы (B-ISDN) кең жолақты желісі. Дәстүрлі PDH желісіне қарағанда SDH-те негізделген жүйе интеллектуалды, стандартталған және унифицерленген болып табылады. Ол әр түрлі өндірушілердің құрал-жабдықтарымен бірігуіне жету үшін универсалды интерфейсті қолданылады. Сол сияқты ол қалпына келу функциясы мен трафикті иілгішті аңду, тарату процессі және барлық желіні үйлескен және жоғары нәтижелікпен басқарумен сипатталады. Ол басқарудың күшейтілген функциясы арқылы ОАМ бағасын төмендетеді және желілік қорларды қолдану аясын кеңейтеді. (2.3 - сурет) [1]

 

 

2.3 – сурет. Циклды синхронизация қабылдағышының структурасы

 

Алғашқы желінің құрылымы хабарлардың берілу ағындарын біріктіреді және бөлінуін алдын ала анықтайды, сондықтан қолданылатың жүйенің берілуі иерархиялық қағидасымен құрылады. ЦСП арналарының саны, тап осы иерархиялық сатысына сәйкес келуі, ЦСП арналарының саны алдынғы сатысының санынан бірнешеге көбірек, цифрлық жүйеге бұл қағиданың сәйкес келуі осыда. Аналогты жүйенің берілуі ЧРК мен қатар иерархиялық қағида құрылады, бірақ ЦСП - нің айырмашылығы сатылы иерархиялық өзіндік жүйесінің берілуінде емес, ал үлгілі топтық арналарында. Иерархияның бірінші деңгейіне сәйкес келетін, цифрлық берілу жүйесі алғашқы деп аталады, бұл ЦСП-да салыстырмалы алғашқы сигналдардың аз ғана санын алғашқы цифрлік ағынға тікелей өзгеруін іске асырады. Иерархияның екінші сатыдағы жүйесі екінші цифрлік ағынға алғашқы ағынның белгілі бір санын біріктіреді және сол сияқты. МСЭ-Т кепілдемелерінде ЦСП - нің екі үлгі иерархиясы ұсынған: PDH-тің плезиохронды цифрлық иерархия және синхронды цифрлық иерархия SDH. ЦСП-ның барлық үлгілері үшін алғашқы сигналдары болып цифрлық ағынның берілу жылдамдығы 64 кбит/с, аталуы негізгі цифрлық арна (НЦК). НЦК сигналдарын топтық жоғарғы жылдамдықты цифрлық сигналдарға біріктіру үшін уақыттық бөліну арнадар қағидасы қолданылады. Ақпаратты беру аналогтыдан цифрлық әдіске өзгеруіне байланысты жаңа технологиялық телекомуникациялар дами бастады, импульстік кодтық модуляцияға (ИКМ) және мультиплексирлеудің уақытша бөліну арналарымен негізделген. Тегістеуші биттің керекті санын аз жылдамдықты беру арналарына енгізу арқылы ПЦИ мультиплексоры кіруші ағындарының жылдамдығын өзі тегістейді. Тегістеуші битті жою және бұл ағынды толық демультиплексирлеусіз берілудің жоғарғы жылдамдықты ағыннан төменгі жылдамдықты ағынды шығару мүмкінсіздігі – осыдан PDH - те жетіспеушілік байқалды. Тапсыру жылдамдығының қатарында иерархиялық жүйелеу және құру / шашуды өткізуін қажетінсіз құру ағындарын енгізу / шығару мүмкіншілігі болды, PDH – тегі жетіспеушілік синхрондық цифрлық иерерхияда (SDH) өндеуді қажет етті. SDH  PDH – тің алдында келесі артықшылықа ие:

- желіде сөйлесу, PDH - дей цифрлық ағындарды құрастыру / шашусыз оларды енгізуге / шығаруға мүмкіншілік жасалған;

- бөгеугеқорғанушылық - талшықты  оптикалық кабельді желіде қолдану, электромагниттік бөгеу әрекетіне  шалдықпаған;

- талап бойынша өткізу  жолағын ерекшелеу – бұл қызмет басқа кең жолақты арнаға ауыстырып қосу жолымен санаулы секунд ішінде жүзеге асыруға болады;

- кез-келген трафиктің  берілуінің анықтылығы – басқа  технологияларымен қалыптастырылған, ATM, ISDN және Freme Relay жаңа технологияларды  қоса, трафиктің берілуі үшін ескерілген виртуалды контейнерлерді пайдалану факт;

- қолданылатың әмбебаптығы  – ондаған жергілікті желілерді  біріктіретін корпоративті желі  және глобалді магистралді немесе  глобалді желілерді жасау үшін  пайдаланатын технологиялар;

- қуаттылықтың өсіру жайшылығы – универсалды бағандардың болуы, иерархияның келесі жоғары жылдамдыққа ауысып аспаптарды орналастыру үшін функционалды блоктың бір тобын шығарып, блоктардың жаңа тобын енгізу арқылы жүзеге асыруға болады. [6]

SDH басқару мен бақылау, ақпаратты беру функциясын орындаушы және желінің барлық бөлімшілерін қамтитын әмбебап транспорттық жүйені ұйымдастыруға рұқсат етеді.

PDH, сонымен қатар барлық  қызмет етуші және перспективтік  қызметтер, соның ішінде кең жолақты  цифрлық желінің қызметтердің интеграциялаудың (ISDN) тасмалдаудың синхронды тәсілін пайдаланушы (ATM).

SDH – тің орны мен  ролі.PDH жүйесі маңызды жетіспеушіліктеріне  ие болғандықтан қолданыста және  қызмет етуде оның тиімсіз  еткендіктен 80-ші жылдардың басында SDH технологиясы пайда болып оны алмастырды. Оны демультиплексирлеусіз төменгі жылдамдықты компоненттерін ағыннан тікелей шығару мүмкін емес осы жетіспеушіліктер арасындағы бит – стаффингтік қиын схемалы мультиплексирлеу, сонымен қатар төменгі мультиплексирленген ағындарының бағытталуында құралдардың жоқтығынан және желіде ағындарды басқару мен бақылау үшін қызметтік арнадарды ұйымдастыруға әлсіз мүмкіндіктер.

SDH технологиясын қолдану  желілерді жеңілдетеді, осыдан синхрондық  желіде бір енгізу / шығару мультиплексоры PDH – тің толық гирляндты мультиплексорын алмастырады, мысалы, STM-4 ағыннан Е1 сигналын шығаруға рұқсат етеді. SDH желілері жоғары сенімділікке ие өз қалпына келтіру механизмдерінің болуы, сонымен қатар қызмет көрсету мен мониторингтің, құрылымының  дамыған құралдарына ие. SDH тарату жұйесі талшықты - оптикалық байланыс жұйесін пайдалану арқылы жоғары жылдамдықты арнадарды құрастыруға мүмкіндік алады, жіберілетін ақпарат жоғары деңгейлі анықтылыққа ие. Ең бастысы, уақытпен тексерілген және сынағынан өткен стандарттар, қарапайымдылығы, пайдаланудың аз шығындылығы, осының бәрі,  SDH – ті операторлық байланыстың транспорттық желісі негізінде кеңінен пйдалануына алып келді. [1]

 

 

2.3 Синхросигналдардың циклдануының алдын алу

 

 

Айтылғандай, желінің синхрондау  жүйесі қылаң беруінің ықтималығын азайту үшін мүмкіндігі бойынша синхросигналдардың жалпы көзін пайдалануы керек. Және, жолдардың ақаулығының  немесе оператордың  қате әрекетінің нәтижесінде желі тораптарының арасында  синхросигналдардың таралуының тұйық  траекториясының қалыптасуына жол бермеу өте маңызды. Синхросигналдардың циклдануына жол бермейтін шешімдерді іске асырмас бұрын, деректерді дуплексті беру кезіндегі  тасымалдау желісінің  синхрондау учаскесінің   типтік сұлбасын қарастырайық.[4].

Бұл сұлбада тасымалдау желісінің   бастапқы және соңғы учаскелері дәлдігі мен  тұрақтылығы жоғары деңгейдегі (STRATUM 1) G генераторлардан синхрондалады. Синхросигналдармен араласқан деректер , NE құрылғылары арасында ( мысалы, мультиплексорлар) бір мезетте екі жаққа бірдей жіберіледі,  яғни,  дуплексті режимде.(2.4 – сурет)

 

2.4 – сурет. Ортақ тактілі жиілікпен синхрондалушы синхронизация желілеріндегісинхросигналдың белгілеу сұлбасы

 

Көршілес құрылғылары арасындағы NE деректерді беру ортасы — өткізгіштердің бір немесе екі орама жұбы, оптикалық- талшықты желі және т.б. Екі бағыттағы  деректерді беру жылдамдығы ( нұсқармен белгіленген) біркелкі. 6.5, а суретте көрсетілген сұлба кең таралған; ол,  мысалы, SONET/SDH желісіндегі  NE құрылғылардан тұратын тұйық сақинаның фрагменті болуы мүмкін .[3]

Әрбір аралық NE құрылғылары екі бағыттан да  желілік  сигналдарды қабылдайды, олардан деректер мен   синхроимпульстер бөледі. Дұрыс синхрондау  мен фильтрации джиттерді және   вандерді сүзгілеуді қалпына келтіру үшін, бұрын аталғандай, FIFO типті буферлі жад  блоктары қолданылады. Осы жерде және әрі қарай блоктар суреттерді жеңілдету үшін көрсетілген жоқ. Сондықтан, суреттерде Ne құрылғының ішіндегі сызылған сызықтарды сәйкес нүктелер арасындағы байланыстың тікелей өткізгіші ретінде қарастырмаған жөн. Бұл жағдайда штрих синхросигналдарды берудің ықтималды жолдарын көрсетеді.

Аралық NE құрылғысында  синхросигналдың осалыстырмалы шағын дәлдіктегі және орнықтылықтағы жергілікті генератор CLK бар. (STRATUM 1 деңгейлі  генераторды әрбір Ne құрылғыда орнату тым қымбатқа түседі.) Бұл генератор, көрсетілгендей, қысқа мерзімді қолданылады және өте қауырт жағдайларда, синхрондау көзін жедел автоматты  алмастыру  процесінде ғана . CLK генератордың дәлдігі  және орнықтылықтағы, алайда, қателер деңгейі жоғары болса да, желі учаскесінің жұмыс істеуі үшін жеткілікті болуы керек. Қалыпты жұмыс кезінде осы генератор сөніп тұрады, және    шығыс сигналдарын синхрондау үшін, кірістен бөлінген, берілген артықшылықтарына қарай оң және сол жағынан  түсетін синхросигналды пайдаланады.[4]

Артықшылықтар  кіріс  сигналынан бөлінген синхроимпульстерді шығыс ретінде пайдаланудың  мақсатқа сәйкестілігін көрсетеді. Бұл мысалда HP жоғары басымдылығы сол жағына, ал төменгі  LP — правому входам NE құрылғысының оң жақтағы шығысына  берілген. Бұл,  қалыпты жұмыс кезінде  NE құрылғысы екі жаққа бірдей бөлетін  деректердің  сол жақтағы арнадан (оң жақтағы емес) бөлінген  сигналмен синхрондалатынын білдіреді (а не из правого) канала.

Аралық NE құрылғысын  үш режимнің бірінде жұмысқа бағыттауға болады.

Бірінші режимде жалпы синхрондау  үшін жоғары басымдылықты HP кірісінің сигналы қолданылады. Төменгі басымдылықты LP кіріс сигналынан тарайтын синхроимпульстер, сәйкес деректерді  буферлі жадқа  жазу үшін ғана қолданылады және әрі қарай таралмайды, бұл шартты түрде суретте  «крестикпен» белгіленген. Қою сызықтармен негізгі синхросигналдың таралу  трассасы көрсетілген.

Екінші және үшінші режимдерде жалпы синхрондау  үшін используются сәйкесінше төменгі басымдылықты LP кіріс және генератордың сигналдары  CLK қолданылады.[3]

Синхросигналдардың циклдануы. Желіні құру кезінде оның жасаушылары әрбір тораптың STRATUM 1 деңгей сигналымен синхрондалуына мән береді. Бірақ, айтылғандай, экономикалық тұрғыдан (және, тек сол ғана емес) осы деңгейдің автономды генераторын әрбір желілік құрылғыда ( мысалы, мультиплексорда) немесе тіпті  құрылғылар тобында орнату тиімді емес. Байланыс арнасынан одан джиттерді және   вандерді алғаннан кейін (немесе, олардың айтарлықтай басқаннан кейін ) өте жоғары дәлдіктегі және  тұрақтылығы  жоғары  сигналды алу әлдеқайда  оңай. Және бұл кезде барлық сигналдардың — тіректі ретінде  пайдалануға үміткерлердің қайдан шыққанын  абсолютті дәлдікпен білу қажет. Кері жағдайда, топологиялық «елестер»— тіректі жиіліктің  материалды көзі жоқ циклдар  пайда болуы мүмкін.

Бұл мысалда,  желінің учаскесі төрт NE1-NE4 құрылғыдан тұрады. а NE 1 және NE 4 құрылғылары STRATUM 1 деңгейдің  G1 және G2 сенімділігі өте жоғары  автономды генератордарынан тікелей  синхрондалады. Сондықтан,  осы құрылғылардағы байланыс арнасынан кіріс  синхросигналдары тек қана  сәйкес  бағыттарда буферлі жадқа деректерді енгізу үшін ғана  қолданылады.[5]

NE 2 және NE 3 құрылғыларда  шығыс  сигналдарын синхрондау үшін  жоғары басымдылықты HP кірісінен бөлінген  импульстар қолданылады . Төменгі басымдылықты LP кірістің  Синхросигналдары буферлі жадқа деректерді енгізу үшін ғана  қолданылады және әрі қарай таралуын тоқтатады.

Енді, NE 1 және NE 2 құрылғылар арасындағы байланыс арнасы мысалы, желілік кабелдегі оқшаулағыштың нашарлауы себепті бір бағытта жұмыс істеуін тоқтатты делік.  Бұл  факт ең алдымен а NE1құрылғысы тарапынан бұрмаланған немесе әлсіреген  сигналдың түсуі немесе толықтай жоқтығының  нәтижесінде  NE 2 құрылғысында аппаратты түрде тіркеледі. NE 3 құрылғысыне орын алған  оқиғаны елемейді және бұрынғысынша NE 2 құрылғыдан  синхрондау сигналын алуды жалғастыра береді, бірақ, нашар сапамен, өйткені, NE 2 құрылғысының  жиілігін авто үндестірілген  генератор « инерция бойынша» номиналдыға жуық жиілікте жұмысын жалғастыра береді, бірақ, генераторы G1 тарапынан еш түзетусіз.[6]