Синфазно-синхронное объединение и разделение потоков.

На рис. 5.43 представлена серия осциллограмм работы оборудования синфазно-синхронного объединения четырех цифровых потоков. На рисунке Тисх — тактовый.интервал объединяемых потоков; т₀б = =Тисх/4— тактовый интервал объединенного потока. Длительности импульсов, как это видно на рисунке, равны половинам соответст­вующих тактовых интервалов.

Импульсы объединяемых (исходных) потоков ИИ1—ИИ1У за­писываются в соответствующие запоминающие устройства ЗУ1— ЗУ1У в моменты, определяемые импульсами записи ИЗ, общими для всех устройств. Записанная информация считывается на об­щую для всех ЗУ нагрузку, на которой и образуется объединен­ный поток ИО. Считывание происходит в моменты поступления со­ответствующих импульсов считывания ИС1—ИС1У. После считы­вания информации ЗУ освобождается («обнуляется»). Таким обра­зом, достаточная емкость памяти ЗУ составляет одну ячейку (один бит),. Очевидно, если осуществлять не посимвольное, а какое-либо другое объединение потоков, например побайтное, то память ЗУ должна быть соответственно увеличена. Процесс разъединения по­токов — обратный и не требует специальных пояснений.

На рис. 5.44 приведена структурная схема устройств синфазно-синхронного объединения и разделения потоков, работающая в со ответствии с осциллограммами рис. 5.43. Следует заметить только, что при считывании информации из различных ЗУ устройства раз­деления импульсы получаются различной длительности. Номиналь­ную длительность импульсов разделенных потоков обеспечивают устройства формирования импульсов (ФИ). Начала сформирован­ных ими импульсов соответствуют моментам поступления импуль­сов на их основные входы, а окончания — последовательности, по­даваемые на дополнительные входы.

 

. В данном случае длительности сформирбванных импульсов приняты равными длительностям исходных 2т₀б (см. рис. 5.43). Генераторные устрой­ства (ГО) управляются импульсами, получаемыми от выделителей тактовой частоты (ВТЧ). На этом рисунке (и на последующих) из методических соображений не исключены устройства, форми­рующие импульсные последовательности, дублирующие друг друга. Так, в передающем устройстве (Пер) не требуется формировать специально последовательность MCIV, поскольку она совпадает с последовательностью ИЗ (см. рис. 5.43), и т. д.

Синхронное объединение.

При объединении синхронных, но не синфазных потоков приходится вводить специальный сигнал син­хронизации, указывающий порядок размещения информации в об­щем потоке. С учетом сказанного в действующих системах принято передавать два (или три) бита слу­жебной информации через несколько десятков бит информации каждого из объединяемых потоков.

Генераторное оборудование устройства объединения состоит из двух частей: ГO₁ и ГО₂. Первое управляется сигналом тактовой частоты от ВТЧ, подключаемого к любому из объединяемых потоков (потоки синхронны), и вырабатывает импульсную после­довательность записи ИЗ, подаваемую на все ЗУ.

Считывание осуществляется посредством последовательностей ИС1—HCIV, вырабатываемых ГСЬ, которое получает тактовый сигнал от пре­образователя частоты (ПЧ), повышающего тактовую частоту объ­единяемых потоков в 33/32 раза. Считывающие последовательно­сти ИС1—HCIV поступают на ЗУ1^3У1У соответственно через логические ячейки ЗАПРЕТ! — 3AFIPETIV, которые прекращают подачу ИС в моменты, предназначенные для передачи сигналов служебной информации, вырабатываемых передатчиком этих сиг­налов (ПерСИ).

В устройстве разделения (Пр) осуществляются обратные опе­рации. Заметим только, что приемник сигналов служебной инфор­мации (ПрСИ) устанавливает порядок подачи последовательнос­тей импульсов записи И31—H3IV, вырабатываемых FOi: после импульсов служебной информации генерируется импульс И31, затем через время т₀е — импульс ИЗП и т. д. Посредством ячеек ЗАПРЕТ1 —ЗАПРЕНУ запись ИО в ЗУ не производится в те моменты, которые отведены для передачи служебной информации. Импульсная последовательность, подаваемая на «обнулящие» вхо­ды формирователей импульсов ФИ1 — ФИ1У, является последо­вательностью считывания ИС, задержанной на половину периода тактовой частоты исходного потока Тисх/2.

 

В устройстве разделения (Пр) осуществляются обратные опе­рации. Заметим только, что приемник сигналов служебной инфор­мации (ПрСИ) устанавливает порядок подачи последовательнос­тей импульсов записи И31—H3IV, вырабатываемых FOi: после импульсов служебной информации генерируется импульс И31, затем через время т₀е — импульс ИЗП и т. д. Посредством ячеек ЗАПРЕТ1 —ЗАПРЕНУ запись ИО в ЗУ не производится в те моменты, которые отведены для передачи служебной информации. Импульсная последовательность, подаваемая на «обнулящие» вхо­ды формирователей импульсов ФИ1 — ФИ1У, является последо­вательностью считывания ИС, задержанной на половину периода тактовой частоты исходного потока Тисх/2.

Сравнивая устройства синфазно-синхронного (см. рис. 5.44) к синхронного (см. рис. 5.46) объединения потоков, можно заме­тить, что второй способ реализуется в результате некоторого ус­ложнения генераторного оборудования по сравнению с первым. Кроме того, при синхронном объединении потоков необходимо увеличить по сравнению с синфазнр-синхронным способом емкость памяти всех ЗУ на две ячейки, т. е. обеспечить хранение инфор­мации исходных потоков на время передачи (приема) сигналов служебной информации.

Асинхронное объединение.

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 устройств объединения потоков имеют скорость, превы­шающую скорость записи больше чем в 33/32 раза (для ранее рассмотренного примера с системой передачи ИКМ-120). Тогда, как это показано на рис. 5.47, а, к временному сдвигу т_с будет добавляться постоянно увеличивающаяся временная неод­нородность tho. Через несколько сотен периодов по 64 им­пульса исходного потока (скорости потоков мало отличаются друг от друга) временная неоднородность достигает величины 32т_ИСх/33 (отмечена звездочкой) и возникает необходимость в выравнива­нии (согласовании) фаз импульсных последовательностей записи и считывания. Очевидно, согласование можно осуществить, за­держав процесс считывания на одну позицию, т. е. исключив из соответствующей последовательности импульсов считывания ИС в данный момент 64-й импульс.

На рис. 5.49 показаны блоки асинхронного сопряжения (БАС) передающего и приемного оборудования, относящиеся к одному из объединяемых потоков. Последовательность ИЗ в передающем оборудовании (БАС_пер) вырабатывается в ГО_Ь управляемом так­товой частотой данного потока ИИ. Импульсы считывания ИС вырабатываются в ГСЬ, общем для всех БАСпер данной станции, имеющем автономный задающий генератор. Разность скоростей ИЗ и ИС анализируется фазовым детектором (ФД), подающим по необходимости в блок передачи команд согласования скоростей (Пер КСС) информацию о положительной или отрицательной временной неоднородности т_но, достигшей критической величины.

. Если критическая т_но положительна, Пер КСС формирует по­ложительную КСС, которая поступает в объединенный поток, а также импульс, подаваемый на управляющий вход логической ячейки ЗАПРЕТ, благодаря чему в этот момент запрещается счи­тывание информации (осуществляется вставка, см. рис. 5.48,6).

При наличии согласования импульсы записи ИЗ в БАС_пр вы­рабатываются ГОь синхронизированным с объединенным потоком ИО, и поступают на ЗУ через логические ячейки ИЛИ и ЗАПРЕТ. Импульсы считывания вырабатываются генератором, управляе­мым напряжением (ГУН), частота их следования сопрягается с частотой последовательности ИЗ посредством фазового детектора (ФД) и системы управления (СУ), которые вместе с ГУН обра­зуют замкнутую петлю фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). При приеме положительной КСС приемник команд согласования скоростей Пр КСС вырабатывает импульс, поступающий на вход управления ячейки ЗАПРЕТ и таким образом останавливающий процесс записи на момент прохождения вставки. При приеме от­рицательной КСС импульс, выработанный в Пр КСС, поступает через ячейку ИЛИ на ЗУ в момент прохождения' позиции слу­жебного канала, несущего информацию, которая не успела быть переданной в информационной части потока (см. рис. 5.48,6).

В системах с двусторонним согласованием скоростей исполь­зуются только два вида КСС: для положительного и отрицатель­ного согласования. Для случая равенства скоростей специальной нейтральной команды не существует, она заменяется командами для положительного и отрицательного согласования, попеременно следующими друг за другом. Отсутствие третьей (нейтральной) команды также понижает вероятность возникновения ошибок в работе системы согласования скоростей.

Рассмотренные выше схемы несколько упрощены. В реальных случаях в состав БАС вводятся устройства, анализирующие ха­рактер изменения т_но, что резко понижает вероятность ложного срабатывания Пр КСС. а также устройства, подавляющие фазо­вые дрожания ГУН.

Литература: Доп. 4 [134-144 ]

Контрольные вопросы:

1.Синфазно-синхронное объединение и разделение цифровых потоков.

2.Способы объединения цифровых потоков и их реализация.

 

Лекция №6 Цифровые иерархии