Цифрлық беру жүйелеріндегі синхрондау әдістерін зерттеу

Айтылғандай, Ресей желілерінде ВЗГ ретінде  «Осциллокварц» фирмасының SASE 5548В аппаратурасы кеңінен қолданылады. ВЗГ сипаттамаларына қойылатын барлық талаптап, бұл жабдықта үлкен запаспен қамтамасыз етіледі,  әсіресе, BVA типті генераторларды қолданған жағдайда.

МЗГ қолданылатын Осциллокварц» фирмасының аппаратурасы (OSA SDU 5533С) біршама арзан. Осыған ұқсас аппаратура басқа өндірушілерде де бар.

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.[8]

АРСС құрылымдық сұлбасы синхросигналды таңдау және шығыс  сигналдарын қалыптастыру құрылғыларынан тұрады. АРСС құрамына Е1ағында. СП СЦИ бойынша берілген синхросигналды түрлендіретін ПСС құрылғысы да кіреді.

Синхросигналды таңдау құрылғысы сигналды 2,048 МГц реттілік түрінде, және 2,048 Мбит/с реттілік түрінде қабылдай алады.

Таңдау орнатылған басымдылыққа сәйкес өткізіледі, сигналдарды 2,048 Мбит/с қабылдағанда SSM-битпен анықталатын синхросигналдың сапасы да ескеріледі..

АРСС таңдап алынған синхрондау сигналынан   реттілік бөлінеді:

- шығыс  синхросигналдарын қалыптастыру құрылғысына берілетін, МГц. Шығыс синхросигнал реттілік түрінде қалыптаса алады;

- МГц немесе 2,048 Мбит/с. Синхросигналды таңдау құрылғысындағы  Бөлінген реттілік 2,048 МГц,  тактілік  жиілікті қалпына келтіру үшін Е1сигналы түсетін, синхросигнал ретінде қолдануға жарамды ПСС құрылғысына беріледі.

ПСС Шығысында вида El/Г түріндегі сигналды алады, яғни, қалпына келтірілген тактілік жиіліктің сигналы Е1. Екі бірдей кіріс синхросигналдары АРСС түскенде, және шығыс синхросигналдары жоғалады, ал сигналдың Е1/Г орнына шығысқа түрлендіргішсіз сигналы Е1 түседі. [7]

 Синхросигналды беру тізбегі, сәйкесінше, ең жақсы сипаттамалары бар инхросигналды таңдау тұйық ілмекті түзу қаупінсіз  синхросигналды  беруге арналған қосымша резервті жолдарды  ұйымдастыру  мүмкіндігі  болып табылады .[7]

ТСС желісі бойынша берілетін, синхросигналдарды дәлме-дәл уақыт сигналдарын беру үшін пайдаланып, ПЭГ синхросигналдар жиілігінің  номиналды мәндерін орнатудағы наұқтылықтың болмауы себепті  сырғуды толығымен жоюға болады. Дәлме-дәл уақыт сигналдарын  байланыстың жердегі желілері арқылы беру синхрондау жабдықтарын біршама   күрделендіреді, себебі, синхросигналдарды беру кезінде кідірістің өзгерісін өткізу қажет болады, алайда, бұл кезде   беруші және  ТСС желісіне қосылатын генераторды басқарудың оңтайлы жүйесін құруға болады.  ТСС желісінің кез-келген нүктесіндегі  уақыттық  интервалдың қатесін басқарудың бұндай жүйесінде  дәлме-дәл уақыт сигналдарын беруде қателер шамасынан аспайды. Беріліс кезіндегі  рауалы қателер,  ТСС желісіндегі  секундалық белгілер  10 нс.шегінде болады деп күтілуде.

Сонымен, ТСС жүйесін тұтынушылардың жаңа талаптарын қанағаттандырып, жетілдірілуі мүмкін.[7]

 

 

3.3 Синхрондау сигналдарының сапасын арттыру

 

 

 Байланыстың цифрлық  желі жабдықтарына түсетін Синхрондау сигналдарының сипаттамалары, жұмыстың қалыпты жағдайында МСЭ -Т Кеңестеріне және олардың талаптарын жеткілікті запаспен орындай отырып,ETSI стандарттына сәйкес келеді.

Алайда, цифрлық  желінің кейбір учаскелеріндегі әр түрлі штаттан тыс жағдайларда синхрондау сигналдарының сапасы  күрт төмендеп,   Кеңестерін МСЭ-Т қанағаттандырмауы мүмкін.[12]

Цифрлық  желінің синхрондау сигналдарының   сипаттамалары  мен талаптары ақпараттық сигналдардағы сырғудың пайда болуының рауалы мәнімен анықталады. Халықаралық кеңестер негізінен цифрлық арнадағы 64 кбит/с сырғудың рауалы   мөлшерін   түрлі факторлдың әсерінен  анықтайды. Рауалы деп  тәулігіне бес сырғуды айтады, және, ТСС жүйесіндегі тактілік  жиілік номиналын орнатудың нақты болмауы себепті, 5,8 тәулікте бір сырғудан аспауы керек [74]. ТСС жүйесі байланыс сапасына айтарлықтай әсер етпеуі тиіс. Бұны орындау, синхрондау сигналдарының  эристикасының уақыттық фактілері Халықаралық кеңестермен анықталған нормаларға сәйкес келеді.

Желіде синхрондау  жабдығының болуы восстанавливать временные    синхрондау сигналдарының беріліс жүйесінде бұрмаланған уақыттық сипаттамаларын қалпына келтіруге мүмкіндік береді, яғни, анықталған нормалардың орындалуын қамтамасыз етеді. Сонымен бір мезетте синхрондау жабдығы біраз бұрмалануға жеткізеді, бұлар осындай жабдықтардың бірнеше жинағының реттілікпен  жинақталуы мүмкін.[12]

Синхрондау сигналдарының берілген сапасын   қамтамасыз етудің ең қарапайым тәсілі желіде ТСС басқару жүйесін кеңінен енгізу  болып табылады,  синхрондау сигналдарының  сипаттамалары   ВЗГ орналасқан  бақылаудың сәйкес құрылғылары арқылы өлшенеді. ВЗГ цифрлық  желінің барлық негізгі тораптарында орнату дұрыс екендігі айқын. ВЗГ синхросигналдардың уақыттық сипаттамаларын тиімді бақылау үшін сигналдарын GPS қабылдағыштармен жабдықтау қажет, бұлардан шығатын сигналдар резервті  синхросигналдарда ғана емес, бақыланатын синхросигналдарды бағалауға арналған қосымшы көздер ретінде де қолданыла алады. ВЗГ цифрлық  желінің барлық негізгі тораптарында орнатып, 10аспайтын ВЗГ жүйелікпен қосылуы қажет,  яғни, ВЗГ желінің кейбір тораптарында синхросигналдарды сенімді тарату үшін және қажетті бақылауды қамтамасыз ету үшін қолданыла алады.[11]

Синхрондау жүйесінің сипаттамаларын жақсартуды қамтамасыз ететін маңызды сәттің бірі   негізгі синхросигналдар ретінде   2,048 Мбит/с, I жүйелікті кеңінен қолдану болып табылады  оның құрамында SSM-байт қамтылған.  Бұл жағдайда ТСС желісі бойымен синхросигналды беру тізбегінің және көзінің жай-күйі туралы  барынша толық ақпаратты беру  қамтамасыз етіледі, сәйкесінше, ең жақсы сипаттамалары бар синхросигналды таңдап алу және тұйық ілмектер түзілу қаупінсіз синхросигналды беруге арналған қосымша   резервті жолдарды ұйымдастыру мүмкіндігі болып табылады  .

ТСС желісі бойынша берілетін, синхросигналдарды дәлме-дәл уақыт сигналдарын беру үшін пайдаланып, ПЭГ синхросигналдар жиілігінің  номиналды мәндерін орнатудағы наұқтылықтың болмауы себепті  сырғуды толығымен жоюға болады. Дәлме-дәл уақыт сигналдарын  байланыстың жердегі желілері арқылы беру синхрондау жабдықтарын біршама   күрделендіреді, себебі, синхросигналдарды беру кезінде кідірістің өзгерісін өткізу қажет болады, алайда, бұл кезде    беруші және  ТСС желісіне қосылатын генераторды басқарудың оңтайлы жүйесін құруға болады.  ТСС желісінің кез-келген нүктесіндегі  уақыттық  интервалдың қатесін басқарудың бұндай жүйесінде  дәлме-дәл уақыт сигналдарын беруде қателер шамасынан аспайды. Беріліс кезіндегі  рауалы қателер,  ТСС желісіндегі  секундалық белгілер  10 нс.шегінде болады деп күтілуде.[9]

Сонымен, ТСС жүйесін тұтынушылардың жаңа талаптарын қанағаттандырып, жетілдірілуі мүмкін.

Қазіргі уақытта байланыс тораптарын құру үшін заман талаптарына сай технология болып синхронды цифрлық иерархия (Synchronous Digital Hierarchy - SDH) табылады. Ол алдыңғы ұрпақ жүйелерімен салыстырғанда елеулі артықшылықтарға ие болады, сондай-ақ, талшықты оптикалық және радиорелейлік желілердің мүмкіндіктерін толығымен жүзеге асыруға, байланыста жоғары сапаға кепіл бола алатын, торапты бақылау мен басқару үшін пайдаланатын сенімді, ыңғайлы, иілгіш құруға жол береді.

Синхронды цифрлық иерархия кең жолақты жаңа маңызды қызметтермен 155 Мбит/с және одан жоғары тарату жылдамдықтарын қамтамасыз етеді. Синхронды цифрлық иерархия бағдарламалық басқарушы және өзінде түрлендіру, тарату, бақылау, басқару, шапшаң қосылу құралын біріктіретін болып табылады. [8]

Синхронды цифрлық  иерархия-бұл жаңа қуатты тарату жүйесі. Бұл басқаруды ұйымдастыратын, тораптық архитектурадағы ұстынды өзгерту. Синхронды цифрлық  иерархияны енгізуде жабдық өндірушілер, тұтынушылар, тораптық операторлар үшін алысқа баратын салдарға ие болады.

СЦИ барлық желі аймақтарын қоршап алатын және ақпаратты жіберу сияқты, бақылау және басқару қызметтерін орындайтын әмбебап көліктік жүйені ұйымдастыруға рұқсат етеді. Ол бүкіл ПСИ дабылдарын тасымалдауға есептелген, сонымен қатар әрекеттесуші және болашақты қызметтерді, олармен бірге асинхронды тасымалдау әдісін пайдаланушы қызметтің интеграциясымен кең жолақты цифрлық  желінің ақпаратты тарату сияқты қызметтерін атқарады.

СЦИ-де электроникадағы, жүйелітехникадағы, есептік техникадағы соңғы жетістіктер пайдаланылған. Оның қолданылуы аспаптың көлемін және құнын, пайдаланғандағы  шығындарын азайтуға, қондырғынықалпына келтіру және жөндеу уақытын азайтуға мүмкіндік береді. Сол уақытта желілердің өмір сүруі және сенімділігі, олардың иілулігі, байланыс сапасы мәнді жоғарылайды.

СЦИ барлық желі аймақтарын қоршап алатын және ақпаратты жіберу сияқты, бақылау және басқару қызметтерін орындайтын әмбебап көліктік жүйені ұйымдастыруға рұқсат етеді.

Ол бүкіл ПСИ дабылдарын тасымалдауға есептелген, сонымен қатар әрекеттесуші және болашақты қызметтерді, олармен бірге асинхронды тасымалдау әдісін пайдаланушы қызметтің интеграциясымен кең жолақты цифрлық  желінің ақпаратты тарату сияқты қызметтерін атқарады. СЦИ-де электроникадағы, жүйелітехникадағы, есептік техникадағы соңғы жетістіктер пайдаланылған. Оның қолданылуы аспаптың көлемін және құнын, пайдаланғандағы  шығындарын азайтуға, қондырғынықалпына келтіру және жөндеу уақытын азайтуға мүмкіндік береді. Сол уақытта желілердің өмір сүруі және сенімділігі, олардың иілулігі, байланыс сапасы мәнді жоғарылайды.

SDH-ң құрылуы, оның сигналдарының  стандарттары мен жылдамдықты  жақын арада ғана танылды, дәрлік  айтсақ 1988 жылы, оның алдында SDH енгізу үшін көптеген жылдар және қажетті әдістер керек болды. SDH-тің негізгі проблемасы (басқа да синхронды желілер үшін) цифрлық  белгілерді синхролизациялау қажеттілігі. Көптеген жылдар бойы бұл қажеттілік анықталмаған.

SDH негізгі ерекшелігі  – кез-келген сигналға тікелей байланыс алады. SDH-ң алғашқы сигналы ретінде 155.52 Мбит/с жылдамдығымен ақпарат алмасатын пакеттерді айта алмады. Әрбір пакеттің («формат») өзіндік 125 МКС жылдамдығы бар және 2430 байт құрамы бар, соның ішінде 81 байт – негізгі бастамасы болып келеді және мүндай пакетті сихронды транспортты 1- бір деңгейдегі модуль деп атайды (STM-1 дегнді білдіреді, рекомендациялары G 707, G708 МСЭ) STM-1 структурасы SDH-ті бүкіл дүние жүзіндегі кез-келген РDН сигналдарымен байланыстыра алады және кез-келген конфигурациядағы цифрлық желілерді ұйымдастыра алады. SDH-ң 2- деңгейі сихронды «упаковка» ұғымымен байланыса алады және ол STM-1 пакетін біріңғай поток – STM-4 сигналына біріктіре алады – жылдамдығы 155.52 х4 = 622.08 Мбит/с. Тағы бір одан да жоғары жылдамдық қолданылады STM-64 = 4x STM = 16 = 64 STM-16, яғни 9953,28 Мбит/с (ал Bosch формасы қазір жаңа оптикалық мультиплексорларды (МО-16) ұсынады, яғни STM-16, шамамен 40 Гбит/с).

Жоғарыда көрсетілген жылдамдықтардың ішіне радиорелейлі сызықтарда тек STM-1 қолданылды (өте сирек тек қана шет елдерде – STM-4) STM -4 STM патоктары және жоғарыда аталғандар ВОЛС – қа негізделеді. Радиорелейлі сызықтары арқылы SDH жіберілгенде «подсигнал STM-1» түсінігі қолданылады. STM-0 сигналының структурасы оның құрамына РDН патоктарын орауға мүмкіндік береді: бір паток Е3, 21 паток-қа дейн Е1, сонымен қатар АҚШ нұсқасындағы барлық РDН сигналдары. РРС ST 0 мен бірге - өте қолайлы көпір, себебі ол арқылы РDН желілері өте күшті SDH сияқты желілерге қосыла алады (соның ішінде ВОЛС)

 СЦИ-сызықтық дабылдары синхронды  көліктік модульдерде STM (Synchronous Transport Module) ұйымдастырылған. Олардың ішіндегі  ең біріншісі-STM-1 155 Мбит/с жылдамдығына  сәйкес келеді. Әрбір келесісі  өткеннен 4 есе жоғары жылдамдығымен  қозғалады және байт бойынша синхронды мультиплексормен пайда болады. STM-4 (622 Мбит/с) және STM-16 (2,5 Гбит/с) стандартталған, STM-64 (10 Гбит/с) қарастырылады.[1]

 

 

Үшінші  бөлім бойынша қорытындылау:

 

 

Дипломдық жұмыстың үшінші бөлімінде тарату жүйелерінің синхрондау құрылғылары және ішкітүйінді синхронизация, синхронизацияның қалпына келтіру және күйеу аппаратурасы және синхронизация сигналының сапасын жоғарылату мәселесі қарастырылды.

Синхрондау сигналдарының берілген сапасын   қамтамасыз етудің ең қарапайым тәсілі желіде ТСС басқару жүйесін кеңінен енгізу  болып табылады,  синхрондау сигналдарының  сипаттамалары   ВЗГ орналасқан  бақылаудың сәйкес құрылғылары арқылы өлшенеді. ВЗГ цифрлық  желінің барлық негізгі тораптарында орнату дұрыс екендігі айқын. ВЗГ синхросигналдардың уақыттық сипаттамаларын тиімді бақылау үшін сигналдарын GPS қабылдағыштармен жабдықтау қажет, бұлардан шығатын сигналдар резервті  синхросигналдарда ғана емес, бақыланатын синхросигналдарды бағалауға арналған қосымшы көздер ретінде де қолданыла алады. ВЗГ цифрлық  желінің барлық негізгі тораптарында орнатып, 10аспайтын ВЗГ жүйелікпен қосылуы қажет,  яғни, ВЗГ желінің кейбір тораптарында синхросигналдарды сенімді тарату үшін және қажетті бақылауды қамтамасыз ету үшін қолданыла алады.[

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.

 

 

4 ЖЕЛІНІҢ СЕНІМДІЛІГІ МЕН ӨТКІЗУ ҚАБІЛЕТТІЛІГІНІҢ ЕСЕБІ

 

4.1 Синхронизация желілерінің праметрлерін есептеу

 

 

Синхронизация құрылғыларының импульстарын қосу және алуын сипаттайтын негізгі параметрлеріне келесілер жатады:

1. Синхронизация қателігі – берілген ықтималдықта синхронизациямен жұмыс жасағанда, бірлік интервалың бөлігінде көрсетілген және синхросигналдың оптималды жағдайдан ауытқуына тең.

 

,

 

мұнда m – бөлгіштің бөлу коэффициенті; k – тарату және қабылдау генераторының тұрақсыздық коэффициенті; S – РС көлемі; - жеке элементтердiң өлкелiк бұрмалауларын орташа квадраттық мағына.