Формирование группового и линейного сигналов в системах передачи с временным разделением каналов (ВРК - ИКМ)

Практическая работа №5

Формирование группового и линейного сигналов в системах передачи с временным разделением каналов (ВРК - ИКМ).

Учебная цель:

1. Изучить принципы построения системы передачи (СП) с ВРК - ИКМ.

Учебные задачи:

1. Ознакомиться с методами формирования группового сигнала.

2. Научится проводить аналого-цифровое преобразование сигнала .

Образовательные ресурсы, заявленные во ФГОС третьего поколения.

Студент должен:

Уметь:

- анализировать структурные схемы системы передачи с ВРК - ИКМ.

Знать:

- принципы аналого-цифрового преобразования сигнала.

- стандарты формирования группового сигнала

Обеспеченность занятия:

1. Учебно-методическая литература:

Гольдштейн В.С., Соколов Н.С., Яновский Г.Г., Сети связи; Учебник для ВУЗов, СПб: БХВ – Петербург 2010.

Величко В.В., Катунин Г.П., Шувалов В.Д., Основы информационных технологий – М.: Горячая линия – Телеком 2009.

2. Отчет о выполнению практической работы.

3. Карандаш простой.

4. Чертежные принадлежности: Линейка.

Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы:

Принцип построения цифровых систем передачи

Цифровые системы передачи относятся к многоканальным системам передачи с ВРК. Отличительной особенностью в них является то, что в каждом отведенном для начала временном интервале передается не значение отсчета переданного сигнала, а кодовая группа (комбинация), обозначающая дискретное значение этого отсчета. Для получения таких кодовых комбинаций нужно не только провести квантование по времени, как это показано на рисунке 3.12, а необходимо каждый полученный отсчет преобразовать в кодовую комбинацию. Такое преобразование содержит в себе квантование по амплитуде ( по уровню) и кодирование. Все операции вместе (квантование по времени, уровню и кодирование) называются аналого-цифровым преобразованием. Для каждой кодовой комбинации, полученной в результате кодирования, отводится свой временной интервал. Получается групповой сигнал, который включает комбинации всех каналов. Каналы передаются циклами. Продолжительность цикла равняется временному интервалу, обусловленному квантованием сигналов по времени. Цикл, продолжительностью Тц, кроме канальных сигналов (1–N) содержит синхрогруппу (СГ) и служебные сигналы (СС) (рис. 3.12).

Рис. 3.12. Структура цикла

СГ предназначен для цикловой синхронизации приемной аппаратуры. Обобщенная структурная схема цифровой системы передачи (ЦСП) изображена на рисунке 3.13. Переданные сигналы N абонентов поступают на индивидуальные устройства квантования по времени (КВ). При квантовании формируют сигнал с модуляцией типа АИМ–1, которую затем преобразуют в АИМ–2. Это обеспечивает уменьшение возможности возникновения ошибок при кодировании, поскольку при АИМ–2 амплитуда входного сигнала кодера в границах продолжительности импульса постоянная. Полученные импульсы АИМ–2 от разных КВ поочередно подают на кодирующее устройство (КУ). Формирователь линейного сигнала (ФЛС) соединяет, полученную от КУ последовательность канальных символов с синхрогруппой, формируемой ФСГ (формирователь синхрогруппы). Далее сигнал с выхода ФЛС подают на кодер линейного тракта (КЛТ), преобразующий двоичный код в линейный и передают по линии связи. Переданные по линии сигналы затухают и искажаются. Для восстановления формы, амплитуды и продолжительности импульсов на трассе устанавливают регенерационные пункты (РП).

Рис. 3.13. Обобщенная структурная схема ЦСП

На приемочной стороне устройство тактовой синхронизации (УТС) формирует тактовые импульсы, с помощью которых осуществляется управление всеми устройствами приемной аппаратуры. Декодер линейного триба (ДЛТ) превратит линейный код в двоичный. Устройство цикловой синхронизации (УЦС), выделив синхрогруппу, обеспечивает правильное распределение сигналов с выхода декодера на канальные демодуляторы (ДМ).

Аналого-цифровое преобразование

При аналого-цифровом преобразовании осуществляется квантование сигнала по времени, по уровню и кодирование квантованных уровней. Квантование по времени осуществляется в соответствии с теоремой Котельникова: каждый беспрерывный сигнал, ограниченный по спектру частотой Fм, однозначно определяется совокупностью его значений, взятых в дискретные моменты времени, которые располагаются один от другого на временной интервал t = 1/2·Fmax (рис. 3.14).

При квантовании сигнала с выхода КТЧ принимается сигнал частоты Fм=4 кгц. Поэтому справедливо равенство t = 1,8·103 = 125 мкс = Тц (рис. 3.12). Частота прохождения этих символов Fд = 1/t = 8 кгц. При квантовании по уровню каждое значение уровня сигнала в точках отсчета заменяется его ближайшим дискретным значением (рис. 3.14). Из приведенного рисунка видно, что в точке А это значение почти точно совпадает с разрешенным уровнем 5. В точке В оно ближе к уровню 5, поэтому его значение принимается. В точке С амплитуда импульса более близка к уровню 6. Разлность между двумя соседними уровнями называется шагом квантования (x).

Рис. 3.14. Квантования сигналов

Разность между значениями квантованого и неквантованого сигналов называется ошибкой квантования. На рисунке 3.14 видно, что максимальная ошибка при квантовании не превышает половины шага квантования.

Чем больше разрешенных дискретных уровней, то есть чем меньшая x, тем меньше ошибка. Возникающие при квантовании ошибки воспринимаются как шумы и поэтому называются шумами квантования.

Мощность входного сигнала Рс постоянно изменяется. Поэтому защищенность от шума квантования также изменяется. Наиболее плохая защищенность у сигналов с маленькой мощностью. Для обеспечения допустимой защищенности при любом уровне телефонного сигнала во всем диапазоне его изменения при кодировании должно быть отведено m = 12 разрядов.

Поскольку частота отсчетов равняется = 8 кГц, частота прохождения импульсовидного канала в этом случае будет равняться Fсл = 8·103·12 = 96 кГц.

Желательно частоту прохождения Fсл уменьшать. Это можно обеспечить, если использовать перенный шаг квантования x. Для слабых сигналов x должна быть маленькой, для сильных — большой.

Рассмотрим принцип такого кодирования на примере кода, который применяется в ЦСП ИКМ–30. При использовании квантования весь диапазон изменения уровня входного сигнала содержит 2048 относительных единиц как в положительной, так и в отрицательной областях. Этот диапазон разбит на 8 сегментов (0, 1, 2...7…7). В каждом сегменте 16 уровней квантования. Поэтому защищенность от шума квантования также изменяется.

Шаг квантования в нулевом и первом сегментах обозначим x0. Из рисунка 3.15 видно, что шаг квантования равняется xl = 2l-1x0, где l — номер сегмента, при l = 0 x =x0.

Кодовая комбинация, полученная в результате кодирования, содержит 8 разрядов. Первый разряд обозначает знак сигнала, который передается. Три следующих разряда обозначают номер сегмента. Пусть необходимо закодировать число 320. Первый разряд этого числа 1, так как число положительное. Как видно из рисунка 3.15, старший разряд номера сегмента определяет, в какой области находится кодируемое число, в области больше 128 или меньше этого числа. Кодируем число 320 > 128. Значит, старший разряд номера сегмента будет 1. Содержимое второго разряда номера сегмента определяет ли кодируемое число больше, меньше ли 512. Для нашего примера 320 < 512. Итак, второй разряд будет 0. Третий разряд определяет кодируемое число больше ли меньше 256. Кодируемое число 360 больше 256. Значит, третий разряд будет 1. Таким образом кодируемое число находится в 5-м сегменте. Пятый сегмент (рис. 3.15) включает числа в интервале 256...512. Весь диапазон этого сегмента содержит 256 относительных единиц. В сегменте 16 уровней квантования. Итак, шаг квантования в этом сегменте равняется 256 : 16 = 16 относительных единиц.

Рис. 3.15. К пояснению процесса кодирования

При кодировании числа 320 необходимо определить номер шага квантования в 5-м сегменте для числа 320 – 256 = 64. Этот номер равняется 64:16 = 4. В двоичном коде получаем 0100 (рис. 3.16). При этом защищенность шумов квантования всех сигналов должна быть одинаковой. Применяя такой метод квантования, для кодирования одного отсчета необходимо выделить m = 8 разрядов. В результате в канале цифровые сигналы будут следовать с частотой

Fсл1 = 8·103·8 = 64 кГц.

Рис. 3.16. Результат кодирования

Это тактовая частота стандартного (основного) цифрового канала. Все многоканальные цифровые системы передачи строятся на основе этого канала.

Стандарты цифровых систем передачи

Стандарты цифровых систем передачи основаны на использовании основного цифрового канала с тактовой частотой = 64 кГц. При разработке стандартов учитывались такие требования:

1. Цифровая система может обеспечивать возможность объединения с аналоговыми системами.

2. Оборудование ЦСП может обеспечивать простое объединение (разъединение) цифровых потоков и их транзитную передачу.

3. Параметры ЦСП должны быть такими, чтобы была возможность передачи информации как существующими, так и перспективными линиями связи.

В соответствии с этим требованиям Европейским стандартом определена 30-канальная первичная группа (ИКМ–30) со скоростью передачи цифрового потока 2048 кГц.

Такой цифровой поток может быть передан одной парой симметричного кабеля или радиорелейной линией.

Четыре стандартных первичных группы образуют вторичную стандартную границу ИКМ–120 (рис. 3.17).

Рис. 3.17. Стандарты ЦСП

Тактовая частота передачи цифрового потока равняется 8448 кГц. Вторичная группа может использоваться при непосредственном аналого-цифровом преобразовании сигналов 120 КТЧ. Возможная передача сигналов одной первичной стандартной группы и цифрового потока, полученного после аналого-цифрового преобразования сигналов с выхода 60-канальной группы многоканальной системы с ЧРК.

Вторая группа предназначена для передачи сигналов симметричными междугородными кабелями, коаксиальными кабелями с парами 0,7/3,0 и 1,2/4,6 гг, а также радиорелейными и спутниковыми линиями связи. Третичная стандартная группа ИКМ–480 состоит из четырех вторичных групп. Тактовая частота передающего цифрового потока равняется 34368 кгц. Она предназначенная для передачи сигналов коаксиальными кабелями с парами 1,2/4,6 мм и радиорелейными линиями. Четыре третичных группы составляют четверичную стандартную группу ИКМ–1920. Тактовая частота переданных сигналов с выхода этой группы равняется 139264 кГц. Она может работать по коаксиальным кабелям с парами 1,2/4,6 мм и 2,6/9,4 мм, а также по волоконно-оптическим линиям.

Кроме европейского существует и североамериканский стандарт. Отличие этого стандарта состоит в том, что первичная стандартная группа 24-канальная, вторичная, третичная и четверичная группы организовываются по аналогично описанным вариантом.

Порядок выполнения отчета по практической работе

1. Ознакомится с теоретическим материалом по практической работе.

2. Записать краткий конспект теоретической части.

3. Продемонстрировать результаты выполнения предложенных заданий преподавателю.

4. Ответь на контрольные вопросы.

5. Записать выводы о проделанной работе.

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Файл

Практическая работа№4(2).docx

Практическая работа№4(2).docx
Размер: 71.6 Кб

.

Пожаловаться на материал

Цифровые системы передачи относятся к многоканальным системам передачи с ВРК. Принципы построения системы передачи (СП) с ВРК - ИКМ. Методы формирования группового сигнала. Аналого-цифровое преобразование сигнала

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Топографічні карти універсального призначення

Реферат. Топографічні фотокарти суші та акваторії. Зарубіжні топографічні карти

Определение наилучшей альтернативы с помощью МАИ

Філософія культури

Філософія культури. Існує багато визначень культури. Матеріальна і духовна культура. Культура постає перед нами як багатогранна проблема історичного розвитку. Теорії культури. Розвиток світової культури. Культура необхідна людському суспільству.

Этнопсихология

Организационно-педагогическое описание учебного курса «Этнопсихология». Этнопсихология как наука, ее предмет и задачи. Возникновение и развитие этнопсихологии за рубежом. История развития отечественной этнопсихологической мысли. Психологическая характеристика этнических общностей. Человек и группа в культурах и этносах. Методология и методы изучения этнопсихологических явлений. Сущность, структура и своеобразие этнопсихологических феноменов. Механизмы межгруппового восприятия в межэтнических отношениях. Адаптация к новой культурной среде. Национально-психологические особенности представителей славянских народов. Этнопсихологические аспекты межличностного и делового общения. Этнические конфликты, причины и урегулирование.

Екологычна безпека. Міністерське тестування. Відповіді

Екологічна безпека є невід’ємною складовою частиною національної безпеки держави

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok