Европейская плезиохронная цифровая иерархия PDH

Скорости цифровых потоков одной и той же ступени PDH, но образуемых ЦСП, расположенными на различных станциях сети, могут отличаться друг от друга в пределах допустимой нестабильности частот задающих генераторов. Именно поэтому рас­сматриваемая иерархия ЦСП называется плезиохронной. Наличие нестабильности задающих генераторов требует принятия специ­альных мер при объединении потоков в поток более высокой сту­пени иерархии, что заметно усложняет эксплуатацию первичной сети связи в целом и снижает ее качественные показатели.

 

Рис. Схема объединения цифровых потоков европейской PDH:

ОАЛТ - оконечная аппаратура линейного тракта

Принцип объединения и разделения цифровых потоков евро­пейской PDH показан на рис. Очевидно, что оконечные станции должны иметь только половину показанного оборудования. При выделении низкоскоростного потока (например, со скоростью 2 Мбит/с, как показано на рис.) на промежуточной станции по­следняя должна иметь всё оборудование, показанное на рис.

На сети связи РФ эксплуатируются цифровые системы пере­дачи PDH отечественного и зарубежного производства. Отечест­венные системы носят название ЦСП с ИКМ (цифровые системы передачи с импульсно-кодовой модуляцией). Вместо уровня ие­рархии в обозначении системы указывается число информацион­ных ОЦК данной системы. Так, ЦСП первого уровня иерархии обо­значается ИКМ-30, второго - ИКМ-120 и т.д. (см. табл.). В на­стоящее время разработан и представлен на сети полный спектр аппаратуры, реализующей европейскую PDH.

 

 

ПРИНЦИПЫ СИНХРОНИЗАЦИИ ЦСП

В плезиохронных ЦСП используется принцип временного раз­деления каналов, поэтому правильное восстановление исходных сигналов на приеме возможно только при синхронной и синфазной работе генераторного оборудования (ГО) на передающей и прием­ной станциях. Для нормальной работы плезиохронных ЦСП долж­ны быть обеспечены следующие виды синхронизации:

• тактовая - обеспечивает равенство скоростей обработки цифро­вых сигналов в линейных и станционных регенераторах, кодеках и других устройствах ЦСП, осуществляющих обработку сигнала с тактовой частотой F_T;

• цикловая - обеспечивает правильное разделение и декодирова­ние кодовых групп цифрового сигнала и распределение декоди­рованных отсчетов по соответствующим каналам в приемной части аппаратуры;

• сверхцикловая - обеспечивает на приеме правильное распреде­ление сигналов управления и взаимодействия (СУВ) по соответ­ствующим телефонным каналам; СУВ представляют собой набор сигналов, управляющих работой АТС (набор номера, ответ, от­бой, разъединение и пр.).

Нарушение хотя бы одного из видов синхронизации приводит к потере связи по всем каналам ЦСП.

 

Рис. Структурная схема тактовой синхронизации

Структурная схема тактовой синхронизации включает в себя (рис.) задающий генератор (ЗГ), входящий в состав ГО пере­дающего оборудования оконечной станции (Пер) и вырабатываю­щий импульсную последовательность тактовой частоты F_T ,и уст­ройства выделения тактовой частоты (ВТЧ), устанавливаемые в том оборудовании, где осуществляется обработка сигнала с часто­той F_T: в линейных регенераторах (ЛР) и приемном оборудовании (Пр) оконечной станции.

Наиболее распространенным методом выделения тактовой частоты является метод пассивной фильтрации, который состоит в том, что из спектра группового цифрового сигнала с помощью ВТЧ, содержащего высокодобротные резонансные контуры, фильтры-выделители или избирательные усилители, выделяется тактовая частота. Этот способ характеризуется простотой реали­зации ВТЧ, но имеет существенный недостаток: стабильность вы­деления тактовой частоты зависит от стабильности параметров фильтра-выделителя и структуры цифрового сигнала (при появле­нии длинных серий нулей или кратковременных перерывов связи затрудняется процесс выделения тактовой частоты).

Для высокоскоростных ЦСП перспективным, но более слож­ным является способ тактовой синхронизации с применением уст­ройств автоподстройки частоты генератора тактовой частоты при­емного оборудования (способ активной фильтрации).

Цикловая синхронизация осуществляется следующим обра­зом: на передающей станции в состав группового цифрового сиг­нала в начале цикла вводится цикловой синхросигнал (СС). На приемной станции устанавливается приемник синхросигнала (ПСС), который выделяет цикловой синхросигнал из группового цифрового сигнала и, тем самым, определяет начало цикла переда­чи. Цикловой синхросигнал должен обладать определенными от­личительными признаками, в качестве которых используется заранее определенная и неизменная структура синхросигнала (напри­мер, 0011011 в ЦСП ИКМ-30). Групповой цифровой сигнал в силу случайного характера информационных сигналов такими свойст­вами не обладает.

К системе цикловой синхронизации предъявляются следую­щие требования:

• время вхождения в синхронизм при первоначальном включении аппаратуры и время восстановления синхронизма при его нару­шении должно быть минимально возможным;

• приемник синхросигнала должен обладать высокой помехо­устойчивостью, т.е. иметь защиту от установления ложного син­хронизма и от ложного выхода из синхронизма;

• число символов синхросигнала и частота повторения должны быть минимально возможными.

Эти требования носят противоречивый характер, поэтому при­ходится принимать компромиссные решения.

Схемы ПСС обычно включают в себя блоки обнару­жения СС на основе схем совпадения, счетчики обнаружения СС в данной временной позиции, счетчики-накопители по входу в син­хронизм и выходу из синхронизма.

Работа системы сверхцикловой синхронизации, как и работа системы цикловой синхронизации, основана на передаче сверх­циклового синхросигнала (СЦС) в одном из циклов сверхцикла (СЦ). Принцип работы приемника СЦС аналогичен работе ПСС.

 

 

ГЕНЕРАТОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЦСП

Все процессы обработки сигналов в ЦСП строго регламенти­рованы по времени. Последовательность обработки сигнала в оборудовании ЦСП задается генераторным оборудованием (ГО), обеспечивает формирование и распределение всех импульсных последовательностей, управляющих процессами преобразования сигналов в ЦСП. В ГО передающей станции импульсные последо­вательности получают делением тактовой частоты высокостабиль­ного ЗГ.

Обычно предусматриваются следующие режимы работы ГО:

• внутренней синхронизации, при котором осуществляется работа от высокостабильного автономного ЗГ (с относительной неста­бильностью ±10^-5...10^-6);

• внешнего запуска, при котором осуществляется работа внешне­го ЗГ;

• внешней синхронизации, при котором осуществляется подстрой­ка частоты ЗГ с помощью ФАПЧ, управляемой внешним сиг­налом.

Структура ГО приемной станции отличается тем, что тактовая частота подается не от ЗГ, а от ВТЧ, а установка ГО приема по циклу и сверхциклу осуществляется с помощью сигналов, поступающих от приемников синхросигналов.

 

 

СТРУКТУРЫ КАДРОВ

Рассмотрим структуру кадра передачи ЦСП ИКМ-30. Данный поток называется первичным цифровым потоком и орга­низуется объединением 30-ти информационных ОЦК.

Канальные интервалы КИ1-КИ15, КИ17-КИ31 отведены для пе­редачи информационных сигналов; КИ0 и КИ16 - для передачи служебной информации; КИ0 в четных циклах предназначаются для передачи циклового синхросигнала (ЦСС), имеющего вид 0011011 и занимающего разряды Р2-Р8. В разряде Р1 всех циклов передается информация постоянно действующего канала переда­чи данных (ПД). В нечетных циклах разряды РЗ и Р6 КИ0 исполь­зуются для передачи информации о потере цикловой синхрониза­ции и снижении остаточного затухания каналов до значения, при котором в них может возникнуть самовозбу­ждение. Разряды Р4, Р5, Р7 и Р8 являются свободными, их зани­мают единичными сигналами для улучшения работы выделителей тактовой частоты.

В КИ16 нулевого цикла (Ц0) передается сверхцикловой син­хросигнал вида 0000 (Р1-Р4), а также сигнал о потере сверхцикло­вой синхронизации. Остальные три разрядных интервала свободны. В КИ16 остальных циклов (Ц1-Ц15) переда­ются сигналы служебных каналов (СК1 и СК2), причем в Ц1 пере­даются СК для 1- и 16-го каналов ТЧ, в Ц2 - для 2- и 17-го и т.д. Разряды РЗ, Р4, Р6 и Р7 свободны.

Принятая структура построения цифровых систем передачи PDH реализуется посредством объединения и разделения тем или иным способом типовых цифровых потоков. Сущность любого способа объединения заключается в том, что информация, содержа­щаяся в поступающих потоках, записывается в запоминающие уст­ройства, а затем поочередно считывается в моменты, отводимые ей в объединенном потоке.

Различают объединение трех типов потоков: синфазно-синхронных, синхронных и асинхронных (плезиохронных).

В первом типе объединения совпадают не только скорости объединяемых потоков, но и начала их отсчетов. Во втором типе объединения скорости потоков совпадают, но их начала отсчетов 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. В наиболее общем третьем типе объединения в объединенный поток помимо синхросигнала, указывающего порядок объединения, вводится служебная информация, обеспечивающая необходимое согласо­вание скоростей объединяемых потоков.

Очевидно, возможны два случая несоответствия скорости за­писи объединяемого потока и скорости считывания объединенного потока:

• скорость считывания превышает скорость записи - при этом применяется так называемое положительное согласование ско­ростей (ПСС), представляющее собой вставку (стаффинг) дополнительного бита в объединяемый поток;

• скорость считывания меньше скорости записи - при этом приме­няется так называемое отрицательное согласование скоро­стей (ОСС), представляющее собой передачу отстающего информационного бита вместо одного из служебных.

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

В большинстве случаев объединение потоков осуществляется посимвольно (побитно), т.е. считывание информации из запоми­нающих устройств при объединении происходит по разрядам: вна­чале считывается и передается разряд первого потока, затем второго и так далее, после считывания разряда последнего из объединяемых потоков вновь считывается очередной разряд пер­вого, т.е. цикл повторяется.

Возможно объединение потоков и по группам символов. На­пример, в объединенном потоке можно вначале передать все сим­волы, относящиеся к каналу или циклу передачи первого потока, затем такую же группу символов второго потока и т.д. Объедине­ние по группам символов требует увеличения объема памяти опе­ративных запоминающих устройств пропорционально числу объединяемых групп символов.

Кроме оборудования ИКМ-30 своей структурой кадра характеризуются системы ИКМ-15, ИКМ-120, ИКМ-480 и ИКМ-1920.