Построение цикла первичного цифрового потока Е1

Первичный цифровой поток построен на основе сверхциклов, циклов, канальных интервалов (КИ) и тактовых интервалов (ТИ). Канальный ин­тервал - время, в течение которого передается один закодированный от­счет, тактовый интервал - время, в течение которого передается один раз­ряд (символ) кода — нуль и единица (обозначение 0/1 соответствует пере­даче в данном тактовом интервале случайного сигнала).

Сверхцикл передачи (СЦ) соответствует минимальному интервалу времени, за который передается один отсчет каждого из сигнальных (СК) и каналов передачи аварийной сигнализации (потеря сверхцикловой или цикловой синхронизации).

Совокупность 32 канальных интервалов образует цикл передачи Ц, длительность которого Т_п равна 125 мкс и соответствует периоду дискре­тизации Т_а. 16 циклов первичного цифрового потока (с Ц_о по Цц), в тече­ние которых передаются сигналы управления и взаимодействия (СУВ) тридцати телефонных каналов, составляют сверхцикл СЦ, длительность которого Г_сц = 2 мс.

Каждый цикл, как отмечено выше, подразделяется на 32 канальных ин­тервала длительностью Т_т = 3,906 мкс. Из них 30 интервалов {КИ\ - КИ\_Ь и КИу) — КИ-$\) отводятся для передачи сигналов по основному цифровому каналу (ОЦК). Каждый КИ состоит из восьми разрядных интервалов - РИ — 1, 2, 3,..., 7, 8, длительность которых Г_р = 488 не. Половина разрядного интервала может быть занята передачей единицы - прямоугольного им­пульса длительностью Г_и = 244 не. При передаче нуля импульс в разряд­ном интервале отсутствует. Интервалы КИо в четных циклах предназна­чаются для передачи циклового синхросигнала - ЦСС, имеющего вид

Разрядные интервалы РИ
				5	6	7
X	В четных циклах ЦСС
0			0	1	1
X	В нечетных циклах
/	А	X	X	3	X	X

I Сигналы CVB для 16 - 30 каналов Сигналы СУ В для 1 - 15 каналов

Рис. 3.4. Структура цикла и сверхцикла первичного цифрового потока Е1

0011011 и занимающего разрядные интервалы 2 - 8. В 1-м разрядном ин­тервале X всех циклов передается информация постоянно действующего канала передачи дискретной информации (ПДИ). В нечетных циклах 3-й (А) и 6-й (3) разрядные интервалы используются для передачи инфор­мации о потере цикловой синхронизации (Авария ЦС) и контроля сниже­ния остаточного затухания каналов (Ост. затухание) до значения, при котором в них может возникнуть самовозбуждение. Разрядные интервалы 4, 5, 7 и 8 являются свободными (х), их занимают единичными сигналами для улучшения работы выделителей тактовой частоты.

В интервале КИ₁₆ нулевого цикла Щ_о) передается сигнал сверхцикло­вой синхронизации вида 0000 (1 - 4-разрядные интервалы), а также сиг

Рис. 3.5. Структура цикла первичного цифрового потока DS1

нал о потере сверхцикловой синхронизации (6-й разрядный интервал У - Авария СЦС). Остальные три разрядных интервала свободны (х). В ка­нальном интервале КИ\6 остальных циклов передаются сигналы управления и взаимодействия (СУВ) приборами АТС, причем в на позициях 1-го и 2-го разрядных интервалов передаются сигналы 1-15 каналов тональной частоты, на позициях 5-го и 6-го интервалов переда­ются сигналы для 17-31 каналов и т. д. Разрядные интервалы 3, 4, 7 и 8 свободны, но могут быть использованы для организации сервисных кана­лов различного назначения.

В цикле размещается 32x8 = 256 Скорость цифрового потока, в самом общем случае, может быть рассчитана по формуле

(3.1) Для потока Е1 скорость равна

3.2.2. Построение цикла первичного цифрового потока DS1

Структура первичного цифрового потока DS1 представлена на рис. 3.5. Цикл содержит 24 восьмиразрядных канальных интервала КИ и один дополнительный символ в конце каждого цикла. Этот символ, принимая

символов или N₆ = 32 байта

поочередно в последовательных циклах значения 1 и 0 образует распреде­ленный цикловой синхросигнал (ЦСС) 1010101... Из сказанного следует, что в цикле размещается 24x8 +1 = 193 символа, или 24,125 байта с общей длительностью Для потока DS1 скорость передачи равна

Первый разряд каждого из 24 КИ используется для образования кана­лов передачи сигналов управления и взаимодействия; причем для созда­ния двух сигнальных каналов, предназначенных для обслуживания одного телефонного канала, упомянутый разряд переносит информацию, напри­мер, первого сигнального канала в четных циклах, а второго сигнального канала - в нечетных циклах. В дальнейшем будет рассматриваться объе­динение цифровых потоков для европейского стандарта ПЦИ.

3.3. Асинхронное объединение цифровых потоков 3.3.1. Временные сдвиги и неоднородности. Согласование скоростей

При объединении компонентные цифровые потока записываются в за­поминающее устройство (ЗУ) с частотой записи а затем считываются, образуя агрегатный цифровой поток с частотой считывания , кратной так­товой частоте агрегатного цифрового потока. Естественно, что скорость записи равна скорости поступления входного потока, а скорость считывания -скорости его передачи в агрегатном потоке. Как было сказано ранее, при асинхронном объединении скорости записи компонентных потоков различ­ны, а скорость считывания одинакова для всех потоков.

Механизм записи и считывания цифровых потоков может быть проил­люстрирован на примере бассейна, в который вода поступает по одной трубе, а вытекает по другой. При этом, если скорость С_ь с которой вода поступает в бассейн, больше скорости Сг, с которой она вытекает, то че­рез некоторое время, пропорциональное разности этих скоростей, бассейн переполнится. Для поддержания постоянства уровня воды в бассейне дос­таточно ввести дополнительную трубу, по которой вода вытекает со ско­ростью С = С\ - Сг. Если С\ < Сг, то для постоянства уровня воды в бас­сейне достаточно ввести в трубу, по которой вода вытекает из бассейна, периодически закрываемую заслонку.

Аналогичное происходит в ЗУ: если скорость записи больше скорости считывания, то для того чтобы ЗУ не переполнилось, необходимо перио­дически производить дополнительное считывание со скоростью, пропор­циональной разности скоростей записи и считывания, а считанную при

этом информацию передавать по специальному дополнительному каналу. Если скорость записи меньше скорости считывания, то для того чтобы ЗУ не опустошалось, необходимо периодически производить запрет считы­вания, т.е. вводить в считанный цифровой поток информационные пусто­ты - вставки (или стаффинг). Очевидно, что информация, передаваемая по дополнительному каналу, так же как и информационные пустоты, должны поступать в приемную часть оборудования временного группооб-разования или мультиплексирования в сопровождении специальных ко­манд. Рассмотренный процесс называется согласованием скоростей, при­чем если скорость записи превышает скорость считывания, то процесс называется отрицательным согласованием скоростей, а если скорость записи меньше скорости считывания - положительным согласованием скоростей.

Рассмотрим более подробно процесс согласования скоростей. Из-за различия скоростей записи и считывания образуется временной интервал (ВИ) между моментами записи и считывания, который изменяется после каждого считывания на величину

(3.2)

гд - периоды записи и считывания соответственно;

- округленное до ближайшего целого отношение периода записи к периоду считывания. В свою очередь,

(3.3) (3.4)

где - номинальные частоты записи и считывания соответственно;

- относительная нестабильность частот записи и считывания соот­ветственно.

Если то ВИ между моментами записи и считывания увеличива-

ется до тех пор, пока не достигнет максимального значения, которое на­ходится в пределах При следующем считывании этот ин­тервал окажется минимальным в пределах от 0 до а в считанной по­следовательности произойдет отрицательный временной сдвиг (ВС) рав­ный периоду следования считывающих импульсов, после чего вновь на­чинается процесс увеличения ВИ. При отсутствии временного сдвига ин­тервал между считанными символами составляет , при наличии вре­менного сдвига этот интервал оказывается равным

Если , то временной интервал между моментами записи и счи-тывания уменьшается до тех пор, пока не достигнет минимального значе­ния в пределах от 0 до При следующем считывании этот интервал ока­жется максимальным (в пределах ), а в считанной последо­вательности произойдет положительный временной сдвиг (ВС), равный периоду следования считывающих импульсов. В последующем вновь на­чинается процесс увеличения ВИ. При отсутствии временного сдвига ин­тервал между считанными символами составляет кТ_сч, при наличии вре­менного сдвига этот интервал оказывается равным (к + 1)Т_С.

Очевидно, что частота формирования ВС зависит от соотношения час­тот записи и считывания. При этом число информационных символов, передаваемых между двумя соседними ВС, определяется по формуле

(3-5)

где сочетание ent означает округление до ближайшего целого значения величины ; а период возникновения сдвигов равен

(3.6)

Если - целое число, то считанная импульсная последова-

тельность представляет собой однородную последовательность, имею­щую равное число информационных символов между соседними ВС. Ес­ли - дробное число, то в считанной импульсной последова­тельности возникают неоднородности, выражающиеся в изменении ин­тервала между ВС в сторону уменьшения или увеличения на один период частоты считывания. Эти неоднородности возникают с периодичностью, определяемой разностью

(3.7)

где / - число ВС, составляющих цикл возникновения неоднородностей; п - число неоднородностей в этом цикле. Знак разности в (3.7) указывает на характер изменения (увеличения или уменьшения) интервала между ВС при возникновении неоднородности: при положительной разности происходит увеличение интервала между ВС, а при отрицательной -уменьшение.

На рис. 3.6 показан механизм возникновения ВС и неоднородностей для случая, когда . Здесь и далее реальный сигнал от источ-

ника информации, состоящей из единиц и нулей, для упрощения заменен сигналом, состоящим только из единиц.

В считанной импульсной последовательности (рис. 3.6,я) имеются по­ложительные ВИ с периодом, равным и включающим три ВС, из ко­торых один с неоднородностью.

Рис. 3.6. Временные диаграммы возникновения временных сдвигов

и неоднородностей:

а — импульсные последовательности записи; б - считывания; в - последовательность считанных импульсов

Число информационных символов между соседними ВС для нашего примера равно (3.5)

При сопряжении асинхронных цифровых потоков частота считывания выбирается всегда выше частоты записи. Это объясняется необходимо­стью передачи дополнительной служебной информации (сигналов цикло­вой синхронизации, служебной связи, контроля и др.). Поэтому

(3.8)

гд< - частота считывания информационных символов; - частота следования служебных символов.

Служебные символы должны передаваться на позициях ВС в считан­ной последовательности. При этом необходимо, чтобы ВС формирова­лись на строго определенных позициях в цикле передачи. Для того чтобы неоднородности, возникающие при асинхронном объединении цифровых потоков, не изменяли положения ВС в цикле передачи, необходимо в пе­редающем оборудовании компенсировать моменты возникновения неод­нородностей либо введением дополнительной позиции в считанную по­следовательность, либо исключением одной позиции из считанной после­довательности в зависимости от знака разности (3.7).

Процесс компенсации неоднородностей называется согласованием скоростей. Информация о таких согласованиях передается в приемную часть, где в соответствии с этой информацией осуществляется восстанов­ление исходного сигнала. Для обозначения позиций, компенсирующих

влияние неоднородностей на периодичность формирования ВИ, иногда, особенно в зарубежной литературе, используется термин стаффинг (вставка) вместо термина согласование скоростей.