Скачать презентацию Цифровые системы передачи Многоканальные телекоммуникационные системы Часть 3
МТКС3_в5.ppt
- Количество слайдов: 142
Цифровые системы передачи Многоканальные телекоммуникационные системы Часть 3. Цифровые системы передачи
Часть 3. Цифровые системы передачи п. 3. 1. Иерархия ЦСП п. 3. 2. Объединение цифровых потоков п. 3. 3. Аппаратура ЦСП п. 3. 4. Линейный тракт ЦСП п. 3. 5. Типовые ЦСП п. 3. 6. Проектирование ЦСП
Список литературы А) основная литература 1) Гитлиц М. В. , Лев А. Ю. Теоретические основы многоканальной связи: Учебное пособие для вузов связи. М. : Радио и связь, 1985. 2) Многоканальные системы передачи: Учебник/ В. И. Кириллов. - М. : Новое знание, 2002. Б) дополнительная литература 1) Многоканальные системы передачи: Учебник для вузов / под ред. Н. Н. Баевой. и В. Н. Гордиенко. М. : Радио и связь, 1997. 2) Скалин Ю. В. , Бернштейн А. Г. , Финкевич А. Д. Цифровые системы передачи. Радио и связь, 1988.
Список литературы Методические указания к лабораторным работам Изучение и исследование цифровой системы передачи ИКМ-30: Методические указания к лабораторным работам / Сост. Казаков Ю. К. Рязань, РГРТУ, 2009 Методические пособия к курсовому проектированию 1) Проектирование цифровых систем передачи: Учебное пособие / Сост. Казаков Ю. К. Рязань, РГРТА, 2003 2) Описание цифровых систем передачи: Учебное пособие / Сост. Казаков Ю. К. Рязань, РГРТА, 2004 3) Цифровые системы передачи. Параметры и характеристики: Учебное пособие/ Сост. Казаков Ю. К. , РГРТА, 2004
п. 3. 1. Иерархия ЦСП • Плезиохронная цифровая иерархия • Синхронная цифровая иерархия Часть 3. 1 Иерархия ЦСП
п. 3. 1. Иерархия ЦСП. Плезиохронная и синхронная цифровая иерархия. Краткая предыстория ИКМ: Известна с 1937 г. Характеризуется трудностью реализации: многоканальности ВРК, кодеровдекодеров. Первая ЦСП – г. Чикаго (США), 1962 г. , N=24. Скорость передачи 24 х64+1 х8=1544 кбитс. Часть 3. 1 Иерархия ЦСП
МСП с ЧРК ЛТ (ЛУС) N Пер. N Пр. спектр КС 1 защитный интервал 2 N Δf Вид модуляции: АМ – ОБП Недостатки: низкая помехоустойчивость (накопление шумов усилителей) Часть 3. 1 Иерархия ЦСП f
МСП с ВРК ЛТ (ЛУС) N Пер. N Пр. отсчёт КС 1 защитный интервал 2 N Т Вид модуляции: АИМгр. Недостатки: низкая помехоустойчивость (накопление шумов усилителей) Часть 3. 1 Иерархия ЦСП t
ЦСП АИМгр ЛТ (РЕГ) Декод. Код. N Р Пер. Р Р Пр. ИКМгр код отсчёта КС 1 2 N Т Вид модуляции: ВД - ИКМ Достоинства: высокая помехоустойчивость (нет накопления шумов) Вывод: ЦСП = ВРК + ИКМ = ВД + ИКМ Часть 3. 1 Иерархия ЦСП t N
Операции над исходными сигналами На передаче Uвх(t) дискр. по квант. по кодир времени уровням На приеме декодиров. восстановл. ИКМ Uвых(t) Структурная схема ЦСП ФНЧ АИМ ВС ФНЧ ЛТ Квант. Код. по ур. Р Декод. Р ВС ФНЧ АИМ СС ГО пер. Инд. об. пер ГО пр. Гр. об. пер Гр. об. пр. Часть 3. 1 Иерархия ЦСП Инд. об. пр.
Операции над исходными сигналами Uвх На передаче ΔUош Uкв N Uикм На приёме mi t ΔUош Uкв t N Ai t Uикм t ΔUош Uвост mi t Tд t N=2 m Tд N - число уровней квантования, m - число импульсов в коде (значность кода) Часть 3. 1 Иерархия ЦСП
Оценка погрешности работы ЦСП Относительная погрешность - β = (ΔU / U) х 100% В ЦСП N = Umax / ΔU , где ΔU – шаг квантования Тогда β=1 / (U/ Δ U) х 100% = (1/ N)х 100% = (1/ 2 m )х 100% Результаты расчёта β β(%) 12 6 3 1, 5 0, 75 0, 3 0, 15 N 8 16 32 64 128 256 512 m 3 4 5 6 7 8 9 Часть 3. 1 Иерархия ЦСП
Каналообразование в ЦСП N=30 × 4 × 4 n 1 n 2 n 1 × n 2 × n 3 × n 4 n 1 × n 2 n 3 N n 1 × n 2 × n 3 n 4 n 1 30 × 4 Часть 3. 1 Иерархия ЦСП × 4
Плезиохронная цифровая иерархия (ПЦИ) АС: 24 × 7 × 6 ЯС: 24 × 5 × 3 У всех в основе ОЦК 64 кбит/с ЕС: 30 × 4 × 4 Таблица скоростей ПЦИ (кбит/с) ОЦК ПЦК ВЦК ТЦК ЧЦК АС 64 1544 6312 44736 274176 ЯС 64 1544 6312 32064 97728 Часть 3. 1 Иерархия ЦСП ЕС 64 2048 8448 34368 139264
Проблемы ПЦИ 1. Согласование скоростей (по вертикали – в рамках одной иерархии; по горизонтали – разных иерархий); 2. Нарушение синхронизма в групповом сигнале; 3. Проблемы ввода – вывода компонентных потоков. Решение проблем ПЦИ: 1. В рамках одной иерархии – введение режима стаффинга, разных иерархий – введение режима кроссмультиплексирования; 2. Переход к режиму СЦИ; 3. Переход к режиму СЦИ. Часть 3. 1 Иерархия ЦСП
Схема мультиплексирования и кроссмультиплексирования Часть 3. 1 Иерархия ЦСП
Проблема ввода – вывода ЦП в ПЦИ Часть 3. 1 Иерархия ЦСП
Синхронная цифровая иерархия (СЦИ) • Построена SONET(Ю. Корея Сеул 1988 г. ) на V=50, 688 м. Бит/с. Цель разработки SONET: • Упрощение процесса ввода-вывода; • Систематизация процессов передачи всего иерархического ряда, включая ПЦИ; • Упрощение структуры сети. Часть 3. 1 Иерархия ЦСП
Иерархия СЦИ • Нулевой уровень STM-0 (STM-1/3) V=51. 84 Мбит/с • • Первый уровень STM-1 V=155, 52 мбит/с Второй уровень STM-4 V=622, 08 мбит/с Третий уровень STM-16 V=2488, 32 мбит/с Четвертый уровень STM-64 V=9953, 28 мбит/с Часть 3. 1 Иерархия ЦСП
Решаемые задачи • STM-1 «Уровень пользователя» Сборка – разборка каналов. • STM-4 «Уровень доступа к сети» Сборка разборка ЦП (предварительно). • STM-16 «Уровень транспорта» Сборка разборка ЦП (окончательно). Транспортировка. • STM-64 «Уровень транспорта» Сборка разборка ЦП (окончательно). Транспортировка. Часть 3. 1 Иерархия ЦСП
Иерархия отечественных ЦСП Первичная ЦСП Вторичная ЦСП Третичная ЦСП Четверичная ЦСП 1 ИКМ 30 30 2048 Кбит/с Местная ИКМ 120 8448 Кбит/с (городская, сельская) Местная , Кабель Т, ТП СК, КК, ОК, РРЛ, СЛС зоновая Субпервичная ЦСП 1024 1 кб/с ИКМ 15 15 ИКМ 15 ЗОНА 15 ИКМ 480 34368 Кбит/с Зоновая, магистральная КК, ОК, РРЛ, СЛС ИКМ 1920 139264 Кбит/с Зоновая, магистральная КК, ОК 2048 Для справки: кб/с ИКМ– 7680: V=564992 Кбит/с магистральная , ОК ИКМ– 30720: V=2259968 Кбитс магистральная, ОК Часть 3. 1 Иерархия ЦСП
п. 3. 2. Объединение цифровых потоков • Способы и методы объединения ЦП. • Структурная схема ЦСП с объединением ЦП. • Понятие временных сдвигов, неоднородностей, согласования скоростей. • Оборудование объединения ЦП. • Выделение и транзит ЦП. • Построение цикла передачи ЦСП с временным группообразованием. Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков
Методы объединения ЦП ВД-ИКМ(прямой) ВД-ИКМ(косвенный) ЧД-ИКМ Первичная ЦСП (ИКМ -30) 1 ИКМ 30 ПЦК 2048 кб/с 30 Вторичная ЦСП (ИКМ – 120) 1 ИКМ 120 ВЦК 8448 кб/с 2 пцк УО 3 пцк ЦП 4 пцк 120 1 пцк ВЦК АЦП 8448 кб/с УО ЦП ВЦК 8448 кб/с Станд. ВГ ЧРК 312 -552 к. Гц Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков
Методы объединения ЦП ВД-ИКМ(прямой) ЧД-ИКМ ВД-ИКМ(косвенный) Третичная ЦСП (ИКМ -480) 1 вцк 2 вцк 3 вцк УО ЦП 4 вцк ТЦК УО АЦП ЦП 34368 Кбит/с ТЦК 34368 Кбит/с Станд. ТГ ЧРК 812 -2048 к. Гц Четверичная ЦСП (ИКМ -1920) 1 тцк 2 тцк УО 3 тцк ЦП 4 тцк ЧЦК 139264 Кбит/с АЦП ТВ – сигнал Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков ЧЦК УО ЦП 139264 Кбит/с
Методы объединения ЦП ВД-ИКМ(прямой) ВД-ИКМ(косвенный) ЧД-ИКМ Пятеричная ЦСП (ИКМ -7680) 1 чцк 2 чцк УО 3 чцк ЦП 4 чцк ПЦК 564992 Кбит/с Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков
Способы объединения ЦП Посимвольное Поканальное (по код. гр. (поразрядное, побитовое) каналов, побайтовое) 1 цп t 1 цп Посистемное (по циклам, по группам байт) t 1 цп 2 цп 3 цп 4 цп СС ∑ цп Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков t
Способы объединения ЦП Посимвольное (поразрядное, побитовое) 1 ЦП t 2 ЦП 3 ЦП 4 ЦП СС t ∑ ЦП Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков
Способы объединения ЦП Поканальное (по код. гр. каналов, побайтовое) Код отсчёта (канала) 1 ЦП t 2 ЦП 3 ЦП 4 ЦП СС t ∑ ЦП Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков
Способы объединения ЦП Посистемное (по циклам потоков, по гр. байт) 1 ЦП цикл 1 цп t цикл 2 цп 2 ЦП 3 ЦП 4 ЦП цикл 3 цп цикл 4 цп СС ∑ ЦП циклы 1 цп 2 цп 3 цп 4 цп Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков t
Структурная схема ЦСП с объединением ЦП КООпер 1 цп 2 цп 3 цп 4 цп КООпр БЦСпер1 БЦСпер2 БЦСпр2 КЦП БЦСпер3 ЛТ РЦП БЦСпр3 БЦСпер4 БЦСпр4 ВТЧ Г 3 ГОпер fг ГОпр fг Пер. СС Пр. СС СС Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков 1 цп 2 цп 3 цп 4 цп
Временные диаграммы На передаче вх БЦС 1 вх 1 0 БЦС 1 0 вых 0 1 1 вх 0 1 БЦС 2 0 вых 0 0 1 вх 0 1 БЦС 3 1 вых КПЦ t РЦП вых вх БЦС 4 t 1 вых вх БЦС 3 0 вых вх БЦС 2 1 На приёме 0 вых 0 1 вх t Тзап БЦС 4 вых 0 Тзап запись считывание Тсч считывание Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков 1 1 t
Понятие временных сдвигов, неоднородностей, согласования скоростей Суть процесса объединения На передаче запись На приёме запись считывание Тзап>Tсч (fзап< fсч) считывание Тзап
Понятие временных сдвигов, неоднородностей, согласования скоростей б) асинхронное объединение t Тзап Тсч<Тзап t Тсч>Тзап t Тсовп Тзап – Т сч = Δt > 0 (положительный временной сдвиг) Тзап – Т сч = Δt < 0 (отрицательный временной сдвиг) При Δt > 0 К · Тзап = (К+1) · Тсч При Δt < 0 К · Тзап = (К-1) · Тсч ВЫВОД: Тсовп зависит от соотношения Тзап и Тсч Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков
Понятие временных сдвигов, неоднородностей, согласования скоростей Временной сдвиг Тзап t Тсч<Тзап t Твых t врем. сдвиг Твр. сдвига ПРИМЕР: Тзап=16 ; Тсч=13 ВЫВОД: для асинхронной ЦСП R – дробное и переменное Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков
Понятие временных сдвигов, неоднородностей, согласования скоростей Неоднородность N Твых вр. сдвиг N+1 N N N+1 t неоднородность Тнеодн. ; ПРИМЕР: Тзап = 16 ; Тсч = 13 ; ℓ=3 ВЫВОД: при Тсдв=const – однородный ЦП ( это хорошо ) при Тсдв=var – неоднородный ЦП ( это плохо ) Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков
Понятие временных сдвигов, неоднородностей, согласования скоростей Согласование скоростей На передаче В линии отриц. стаффинг 4 5 4 3 На приёме отриц. стаффинг 4 5 4 Однородный ЦП 3 полож. стаффинг Неоднородный ЦП Канал передачи КСС , , Стаффинг” (англ. ) - вставка Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков
Оборудование объединения ЦП КЦП БАСпер. 1 1 цп fзап ВТЧ РЦП И 1 цп ЗУ Ввод дан симв ( -V) fcч ВД + - 1 БАСпр. 1 или 3 2 или нет - + КСС 1 или ЦЛТ fcч fзап От ГО И Г 3 1 Дополнит. счёт (-V ) 2 Запрет счёта (+V ) 4 нет ВТЧ Пер. СС От ГО ГОпр Пр. СС CC 3 Дополнит. запись (-V ) 4 Запрет записи (+V ) Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков ВД + fт CC ГОпер р ГУН БАСпр. 4 БАСпер. 4 fт fcчс Пр. КСС 2 цп 3 цп 4 цп fзап. ср - Пер. КСС 1 цп ЗУ СУ 2 цп 3 цп 4 цп
Узлы БАС * Запоминающее устройство (ЗУ) ВТЧ fс fтч РЕГ. ЗАП. И 1 Иn fзап П 1 Пn к КЦП ИЛИ fсч РЕГ. СЧЁТА. fcч(от ГО) На передаче В линии На приёме Режим +V fзап
Цифровой ВД (на передаче) Нулевое согл. скоростей (Тзап=Тсч) ЗУ fзап 2 2 3 3 4 4 1 2 3 4 1 2 Q Q РЕГ. СЧ. И 1 fсч fзап ВДпер. RS И 2 Положит. согл. скоростей (Тзап>Тсч) 4 Тзап Q И 1 4 Тсч РЕГ. ЗАП. 1 1 fсч Тзап Q И 2 Тсч 4 1 1 2 2 3 3 4 4 1 1 Q Q -V +V И 1 И 2 Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков 2 2 3 3 4 4
Аналоговый ВД (на приёме) fзап Тзап fсч ВДпр Тсч RS RS ФНЧ РУ 1 +V РУ 2 -V ФНЧ РУ 1 РУ 2 Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков
Выделение и транзит ЦП (вариант 1) Транзит ЦП БЦСпер ПКпер ПКпр - БЦСпр - - РЦП fт - - Пр. СС НЕТ КЦП - ВТУ ПКпер - - - ГО Выделение ЦП ГЗ fт УК СС ГО Пер. СС СС Цепь обхода Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков И
Выделение и транзит ЦП (вариант 2) Цепь обхода Запрет передачи выд. ЦП НЕТ ПКпр Ввод нового ЦП ИЛИ И УК ПКпер НЕТ Пр. СС fт ГО И БЦСпр Вывод ЦП БЦСпер Ввод ЦП Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков
Построение цикла передачи ЦСП (для ИКМ – 30) Сверхцикл Ц ц 0 ц 1 ц 2 ц 15 ц 0 Цикл КИ 0 КИ 1 КИ 2 КИ 15 КИ 16 КИ 31 P 1 Ц 0 P 2 P 3 P 4 P 5 P 6 Канальные интервалы P 7 P 8 P 1 P 2 Х 0 0 1 1 ▲ Вых. из ЦС Ц 2 Х 0 0 1 1 ▲ 0 0 0 P 5 → ← 1 1 → ← Вых. из ЦС Тр=488 нс (fт = 2048 к. Гц) Тки=3. 91 мкс (fки = 256 к. Гц) → ← СУВ-15 P 7 P 8 ▲ → ← СУВ-16 СУВ-2 P 6 Вых. из СЦС СУВ-1 Сигнал ЦС Ц 15 0 P 4 Сигнал СЦС Сигнал ЦС Ц 1 0 P 3 КИ 0 → ← СУВ-17 → ← СУВ-30 Тсц=2 мс (fсц = 500 Гц) Тц=125 мкс (fц = 8 к. Гц) Часть 3. 2. Объединение цифровых потоков
п. 3. 3. Аппаратура ЦСП • Структурная схема ЦСП • Амплитудно-импульсные модуляторы и временные селекторы • Кодеры и декодеры с линейной и нелинейной шкалой квантования • Генераторное оборудование • Устройства синхронизации • Принцип организации каналов передачи СУВ Часть 3. 1 Иерархия ЦСП
Структурная схема ЦСП Инд. Об. Пер. ФНЧ Гр. Об. Пер. Гр. Об. Пр. Инд. Об. Пр. АИМ ВС 1 к код УО ПК ЛТ ПК УР 1 Пер. СУВ 30 к Пр. С УВ 30 30 ВТЧ Г 3 ГОпер fт 1 к декод 1 ФНЧ Пер. СС Пр. СС Часть 3. 3. Аппаратура ЦСП fт 30 к ГОпр CC
Генераторное оборудование ЦСП Внешн. синхр. Г 3 ДР ДК ДЦ (ВТЧ) Установка ЦС С приёмн. Установка СЦС СС fт Тт. =488 нс (fт=2048 к. Гц) t P 1 P 2 P 8 Тр=3. 91 мкс (fр=256 к. Гц) КИ 0 КИ 1 КИ 31 Ц 0 Тц=125 мкс (fц=8. 0 к. Гц) Ц 1 t Ц 15 Тсц=2 мс (fсц=500 Гц) Часть 3. 3. Аппаратура ЦСП
Устройства синхронизации Групповой ИКМ-сигнал РС ВТЧ ДШц ДР И 3 НЕТ ДК ДЦ ГОпр СЦС ЦС , , АВ, ЦС” 1234 И 2 Р 8, КИ 0, Чётн. цикл И 1 ИЛИ , , Запрет СУВ” ДШсц И 3 ИЛИ НЕТ И 2 1 2 Р 4, КИ 16, Ц 0 И 1 Часть 3. 3. Аппаратура ЦСП , , АВ, СЦС”
Организация каналов передачи СУВ Назначение сигналов СУВ: занятие, набор номера, отбой, блокировка и т. п. Принцип дискретизации СУВ t Исходн. СУВ ИП от ГО Дискр. СУВ Тд. сув ≈ 0. 5 -2 мс На передаче И 1 На приёме И 1 от УР РИ 1 И 30 к УО РИ 30 от АТС И 30 Рi КИj Цℓ Часть 3. 3. Аппаратура ЦСП к АТС
п. 3. 4. Линейный тракт ЦСП • • Структура линейного тракта • • • Накопление шумовых помех Коды линейных цифровых каналов Регенераторы цифровых сигналов Погрешности хронирования и фазовые флуктуации в регенераторах Накопление фазовых флуктуаций Расчет длины регенерационного участка Повышение эффективности ЦСП Оценка возможностей совместной работы АСП и ЦСП Часть 3. 1 Иерархия ЦСП
Структура линейного тракта Оконечн. Код. ЛЦС оборуд. передачи НРП ОРП НРП ЛЦС Де. Код. Оконечн. оборуд. приёма Проблемы в передаче ЦЛС Uикм(t) Параметры ЦЛС: t Tт Tт Gикм(f) fт о 1/Tт 3 fт 3/Tт Параметры спектра: 5 fт 5/Tт f Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП 1/Tт
Код с чередованием полярности импульсов (ЧПИ) Uчпи(t) +U 0 t Тт -U 0 Gчпи(f) 0. 5 fт о f fт 3 fт 5 fт Достоинства кода ЧПИ: 1. Отсутсвие постоянной составляющей 2. Узкий энергетический спектр сигнала Недостатки кода ЧПИ: 1. Отсутствие информации о fтакт. Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Преобразование двоичного кода в код ЧПИ Дв. И 1 Дв. Пробел Q Q t ЧПИ Q RS И 1 Q И 2 И 2 ЧПИ Пробел t Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Код высокой плотности (КВП) Дв. пробел t ЧПИ t КВП-3 t B 00 V Дв. Код B 6 ZS пробел 000 V пробел t ЧПИ t В 6 ZS t B 0 V Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП B 0 V
Парно – избирательный троичный код Дв. t ПИТ t Таблица формирования ПИТ кода Дв. 10 01 11 00 ПИТ +10 -10 0 -1 0+1 +1 -1 -1+1 Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Скремблирование ЦС Скремблер Дескремблер ∑ ПСП ∑ Рег. Сдвига ПСП Рег. Сдвига ∑ ∑ Суть – преобразование исходного двоичного сигнала в сигнал, близкий к случайному с биномиальным распределением вероятностей появления комбинаций при равновероятном появлении 0 и 1 в этих комбинациях. Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Скремблирование ЦС Достоинства скремблированного сигнала: 1) Точный расчёт ВТЧ, т. к. вероятность любой комбинации известна; 2) Исходный двоичный сигнал не преобразуется; 3) Происходит разрушение длительных последовательностей 1 и 0. Недостатки: 1) Ошибка на входе дескремблера многократно размножается; 2) Ограниченное применение метода. Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Регенератор цифрового сигнала Регенератор Линейный корректор РУ 1 РИЛ КУс УРП ФВИ РУ 2 АРУ (8 -36)д. Б П 1 СС КУВ ФВ П 2 ФХП УФХП – устройство формирования хронирующих последовательностей П 1 и П 2 Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП УФХП
Временные диаграммы работы ЛК UВХ ЛК 0 +1 0 0 -1 +1 -1 0 t UКУс t +UУР Uпор. сс Uпор. ру + + t -UУР t Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Временные диаграммы работы УХ UСС t UКУВ t UВЫП 2 Тт t UТАКТ Тт Uфв t П 1 t П 2 t ∆tзад=30 - 40 нс Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Временные диаграммы работы регенератора UВХ РУ + + П 1 Откр. РУ Закр. РУ П 2 РУ 1 РУ 2 UВЫХ Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Причина ФФ в регенераторах Внутренние 1. Расстройка КУВ б) 2. Дрейф зоны усиления У-О а) Q = w. T/2Δw = 80 - 100 f t fк < f т < f к а) fт < fк ; Δt = ITт-Tк. I > 0 Tк t - уменьшение амплитуды Tт t б) fт > fк ; Δt = ITт-Tк. I < 0 Tк - дрейф зоны усиления t Tт Tсовп. t Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Причина ФФ в регенераторах Внешние 1. Помехи на входе регенератора 2. ФФ на входе регенератора с Вых ЛК Вх Вых КУВ с/п ЛК t СС t к СС Δt. ФФ ВЫВОД: искажения формы импульсов на выходе ЛК приводят к появлению ФФ GФФ вх НЧ GФФ вых АЧХ КУВ ВЧ f НЧ ВЫВОД: происходит увеличение мощности НЧ ФФ, что приводит к их накоплению. Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП f
Накопление помех в ЦЛТ nобщ. lру Р 1 nош. Рn Рi L, км За Такт =1 мин Тогда ( Запомнить! ) При n=L/lру Для Lэгц = 2500 км lру , км 2 4 6 8 Рош(1) 8· 10 -10 1, 6· 10 -10 2, 4· 10 -10 3, 2· 10 -10 4· 10 -10 Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП 10
Накопление помех в ЦЛТ Для ИКМ-30 n=40 - для ШП 10 -8 и ШП ИП 10 -6 10 -4 - для ИП 10 -2 5 20 15 10 15 Аз , дб 20 Накопление помех в ЧРК 20 ЦСП Накопление помех в ЦСП 1, 75 0 50 n 100 Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Накопление ФФ в ЦЛТ ОП Р 1 ФФо Рn Рi ФФ: F(jw) – СП ФФ; К(jw) – АЧХ ВТЧ где Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП ОП ФФn
Накопление ФФ в ЦЛТ При АЧХ ВТЧ , где - добротность КУВ АЧХ ЛТ Энергетический спектр ФФ на выходе ЛТ Окончательно Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Накопление ФФ в ЦЛТ Зависимость Gn(w) при n=const 60 n=1000 50 40 n=100 30 20 Основная доля мощности ФФ находится в области НЧ n=10 10 0 0, 001 n=1 0, 01 0, 1 1, 0 Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Расчёт длины регенерационного участка lру=? Aвых Aвх Авых
Расчёт Lру по затуханию Здесь PПЕР PПР Э – энергетический потенциал системы Рег при lру З – энергетический запас системы, компенсирующий потери на старение ААПП – потери затухания в линейных и станционных соединителях кабелей А, д. Б Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Расчёт Lру по затуханию ЦСП Параметры ЦСП на ЭК ИКМ 15 30 ЦСП на ОК ИКМ 120 ИКМ 480 ИКМ 1920 ИКМ 120 ИКМ ИКМ 480 1920 7680 Э, д. Б 70 70 70 76 76 50 38 38 38 З, д. Б 7 7 7 6 6 6 4 ААПП, , д. Б 5 -7 5 -7 5 -7 3 -5 3 -5 17 18 18 21 20 3 0, 7 0, 3 12 30 30 70 lном , км Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Расчёт Lру по дисперсии Обычно Тогда При и Здесь ΔF 1 – километрическая полоса частот линии длиной Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Оценка ΔFсп ЦСП на ОК ЦСП на ЭК ; к. Гц при ; к. Гц N – число основных каналов при NВСП – число вспомогательных каналов ; к. Гц Таблица 2 ИКМ парам 15 30 120 480 1920 7680 NВСП 2 2 12 57 256 Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП 1148
Оценка ΔF 1 для ЦСП на ЭК при f или Для регенераторов ЦЛТ тогда Таблица 3 ИКМ Парам. 15 30 120 480 1920 Тип кабеля ТПП-0, 32 ТПП-0, 5 КСПП 1× 2× 0, 9 МКТ-4 КМ-4 А 24 17, 8 8, 7 5, 0 2, 48 ΔF 1, Мгц*км 2, 5 4, 5 19 59 240 Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Оценка ΔF 1 для ЦСП на ОК Для ММ град. Для ОМ Где: n 1 - показатель преломления сердцевины ОС; - относительный показатель преломления ОС; - ширина спектра линии излучения источника; - удельная дисперсия (материальная и волноводная) Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Оценка ΔF 1 для ЦСП на ОК ИКМ 120 480 1920 7680 Тип ОС ММгр. ОМ ОМ С, км/с 3 × 105 - - Δ 0, 08 0, 032 - - k - - 1, 3 , нс - - 0, 325 0, 217 , н. М - - 4 1 ΔF 1, МГц×км 60 390 1000 6000 Параметры Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Повышение эффективности ЦСП Пути повышения эффективности: 1. Разработка нового поколения иерархии ЦСП; 2. Применение ВОЛС; 3. Использование эффективных методов кодирования; 4. Использование эффективных линейных кодов; 5. Разработка статистических ЦСП. Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Разработка нового поколения иерархии ЦСП (многократные ЦСП) Основные характеристики ЦСП с удвоенной пропускной способностью Тип сети Тип кабеля Тип ЛЦС вторичн. внутризоновый ЗК-1 × 4 3 В 4 В 5 третичн. внутризоновый, магистр. МКТ-4 4 В 3 Т 3 четверичн. магистр. КМ-4, КМ-8/6 6 В 3 Q, БК-45 3 четверичн. магистр. ОК ОМ 40 В 4 Р 4 R (10 B 1 P 1 R× 4) 70 Наименование Иерархич. ЦСП уровень ИКМ 120 × 2 (двукратная) ИКМ 480 × 2 (двукратная) ИКМ 1920× 4 (четырёхкратная) Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП , км
Применение ВОЛС Основные достоинства ОЛС: 1. Увеличение пропускной способности (т. е. N) 2. Увеличение длины регенерационного участка Область видимого света I 3. 0 Область невидимого света II 0. 7 III 0. 3 0. 01 0. 8 1. 3 IV 1. 55 10. 0 Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Использование эффективных методов кодирования ИКМ 2048 кбит/с АДИКМ 2048 кбит/с 2048 ЦЛТ 2048 кбит/с G. 711 2048 кбит/с 2048 кбит/с G. 761 2048 G. 721 транскодек G. 761 транскодек Способы образования канала в ЦСП: ИКМ-64 кбит/с – хорошее качество АДИКМ 32 и 16 кбит/с – удовлетворительное качество АДМ 8 кбит/с – пред. удовлетворительное качество Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП G. 711
Использование эффективных линейных кодов При переходе от М=2 (двухуровневого) к М >2 (многоуровневому) fтакт(М=2)> fтакт(М>2) и АСП К-3600 < ЦСП ИКМ-1920*2 N=3600 N=1920 N=2 × 1920 (это хорошо!) (это плохо!) (это уже лучше!) М=3 М=5 Структурная схема ЦСП ИКМ-1920 × 2 ИКМ 1920 БК-45 СКР. КОД ИКМ 1920 СКР. РЕГ ДЕСКР. ИКМ 1920 Декод (6 B 3 Q) Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП
Оценка возможностей совместной работы АСП и ЦСП Общая среда распространения АС АС ЦС ЦС L, км Главное требование – равенство (кратность) длин: = или =h× На практике К-3600 К-300 К-60 П ИКМ-1920 ИКМ-480 ИКМ-120 Линия КК Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП Линия СК
Оценка возможностей совместной работы АСП и ЦСП а) использование трансмультиплексоров ЦС АС F ЦС T F АС F T T ЦС Общая среда распространения ЦС T F АС АС Рекомендации МККТТ Трансмульти -плексор G. 791, 792, 793 Трансмульти -плексор б) использование оборудования АЦО-ЧД ЦСП с ЧД-ИКМ ЦС АС АЦО ЧД УО ЦП ЦЛТ Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП ЦС УР ЦП АЦО ЧД АС
Оценка возможностей совместной работы АСП и ЦСП Оборудование АЦО-ЧД-60 Д-252 ВГ Дв. 1 р АИМ 2 1 -4 Нелинейный кодер 564 (312 -552) тракт передачи ЗУ 9 -11 (12 -252) f. T 5 -8 11 р ФП ПК 1 цп ФП ПК 2 цп ФП ПК 3 цп СС ГОпер тракт приёма Д-552 ВГ (312 -552) Д-252 564 Дв. 1 -4 1 р Нелинейный декодер ЗУ 5 -8 9 -11 (12 -252) f. T ЧПИ 11 р ГОпр Часть 3. 4 Линейный тракт ЦСП ЧПИ ПП ПК 1 цп ПП ПК 2 цп ПП ПК 3 цп СС
п. 3. 5. Типовые цифровые системы передачи Субпервичная ЦСП ИКМ-15 АЛ и СЛ, однокабельная, кабель КСПП-1 х4 х0, 9(1, 2) мм Lmax=50 км, lру=4 -7 км, Vпер=1024 кбит/с Код – двоичный с символами, «затянутыми» на тактовый интервал Временная структура ЛЦС Тсцс = 2 мс Ц Ц 0 Ц 15 Ц 0 КИ КИ 0 КИ 15 КИ 0 Тц = 125 мкс Р 1 Р 2 Р 3 Р 4 Р 5 Р 6 Р 7 Р 8 Ц 0 0 СЦС Ц 1 -Ц 15 Х Х Х 1 1 0 ЦС СУВ Х 1 КИ 1 – КИ 15 1 0 Ц 0 -Ц 15 8 разрядные канальные сигналы Тт = 0, 98 мкс Тк = 7, 8 мкс Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи
Структурная схема ИКМ -15 к АТС ЗВ ТГ КНО (СУ) ТЧ 15 2 -х пр. 4 -х пр. СТУ Синхр. сигн. БУК (АЦО) НРП БОЛТ АВАР РЛ РЛ V=1024 кбит/с СС и ТМ СУВ БС • • • ЦЛТ СО ДП КНО (СУ) – комплект НЧ окончаний (согласующих устройств) БУК – блок управления и кодирования (АЦО) БОЛТ – блок окончания линейного тракта СТУ – блок согласующих ТГ устройств БС – блок сигнализации СО – блок сервисного обслуживания Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи N=2
Система передачи , , Зона – 15” АЛ и СЛ, однокабельная, кабель КСПП-1 х4 х0, 9(1, 2) мм Lmax = 50 км, lру = 4 км, Vпер = 2048 кбит/с Код – ЧПИ при синхронном объединении 2 -х ЦП. Структурная схема СП «Зона-15» БС 1024 кб/с 2048 кб/с 1 КНО 1 БУК 1 15 АВГ (15 х2) БОЛТ (2048 кб/с) 1 КНО 2 БУК 1 15 = 2048 кб/с N=3 СО Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи (ЧПИ, КВП-3)
Временная структура ЛЦС «Зона-15» Тсцс = 2 мс Ц Ц 0 Ц 15 Ц 0 Тц = 250 мкс КИ КИ 0 КИ 15 КИ 16 КИ 1 ИКМ-15 (1) КИ 31 КИ 0 ИКМ-15 (2) Р 1 Р 2 Р 3 Р 4 Р 5 Р 6 Р 7 Р 8 Ц 0 Р 1 Р 2 Р 3 Р 4 Р 5 Р 6 Р 7 Р 8 Х 0 0 1 0 ЦС - 1 1 1 ЦС - 2 СЦС Ц 0 АВ. ЦС. Ц 1 АВ. ЦС. Ц 2 Х 0 0 1 1 СУВ-1 к СУВ-16 к Ц 15 СУВ-15 к СУВ-30 к Тр = 488 нс Тк = 3, 91 мкс Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи
Система передачи ИКМ – 30 С Сельские ЛС, однокабельная, кабель КСПП-1 х4 х0, 9(1, 2) мм Lmax = 90 км (КСПП-1 х4 х0, 9), lру = 4 км (КСПП-1 х4 х1, 2) совместно со станциями разделения (СР) каналов. Схемы включения СР б) Режим треугольник а) Режим квадрат ЦС ЦС 110 км ОС СР СР ОС 110 км ОС СР ОС ОС Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи ОС
Структурная схема ИКМ-30 С СПА ТЧ СОЛК ЛТ КНО (СЛ) АТС (СЛ) СОЛК (СР) V = 2048 кб/с ПА АЦО ДУ ЗВ ТЧ СУВ ОСК N = 3 (ЧПИ) АЦО ОРЦ НРП СУВ ОСК ТЧ ЗВ ДУ РЛ ОЛТ ОЛТ ДП ДП ДП СО ДП РЛ Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи СО
Первичная ЦСП ИКМ-30 Связь на местных (городских) ЛС. Кабель типа Т (ТПП). Однокабельная, 4 -х проводная, Vпер = 2048 кбит/с, Lmax = 50 км, lру = 4 км, код – ЧПИ. Структурная схема ОП ТЧ 1 ЧПИ СУ 1 АЦО 30 ТЧ 30 СУ 30 ЛТ ЧПИ ОЛТ ДП НРП (ОРП) СС Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи МТС. Часть 3. Цифровые системы передачи
ЦСП ИКМ-30 -4 СИ 1 ОСА К АТС ДП ТЧ 1 СИ 30 АЦО-30 ТЧ 30 СВ 1 КЛТ 1 ОКС (СУВ) ОЛТ КС СВ 30 II II III IV IV ТСР УСО КЛТ 2 НРП КЛТ 3 КЛТ 4 ЛТ КС КС ТСО к ЦТО Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи МТС. Часть 3. Цифровые системы передачи
Перечень обозначении • ОСА – оборудование согласования с АТС; • СИ(СВ) – согласующие исходящие (входящие) устройства; • КС – плата контроля сигнализации; • КЛТ – комплект линейного тракта; • КР – плата контроля регенераторов; • УСО – унифицированное сервисное оборудование; • ТСО – оборудование телесигнализации и СС; • ТСР – транспарант сигнализации рядовой; • ОКС - общий канал сигнализации; • ЦТО – центр технического обслуживания. Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи МТС. Часть 3. Цифровые системы передачи
Применение ЦСП ИКМ-30 -3 На АТС малой емкости СОО На АТС большой емкости САЦО-1 30 к АЦО (30 к х 3) = 90 к ОЛТ АЦО 30 к 30 к АЦО СОЛТ 1 САЦО-30 (30 к х 3) = 90 к 30 АЦО 30 к (стойка оконечного оборудования) АЦО 30 к ОЛТ 30 к АЦО (30 к х 3) х 30 = = 2700 к (30 к х 3) = 90 к ОЛТ Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи Цифровые системы передачи МТС. Часть 3.
Вторичная ЦСП ИКМ-120 СЛ на местных и зоновых сетях, Vпер=8448 кбит/с, 2 х -кабельная, 4 х проводная, ВЧ СК типа МКС, КСПП, Lmax=600 км, Lорп=200 км, Lру=5± 0. 5 км Предусмотрена совместная работа с К-60 П. ЛТ НУП К-60 П Lуу=20 км НРП ОРП ИКМ-120 Lру=5 км Lорп=200 км Lmax=600 км Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи
Совместная работа К-60 П и ИКМ-120 МКС – 4 х4 ОПА ОПB МКС – 4 х4 Варианты совместной работы К-60 П и ИКМ-120 К-60 П 8 х60=480 0 х120=0 480 Совместная работа ИКМ-120 6 х60=360 4 х60=240 2 х60=120 0 х60=0 2 х120=240 4 х120=480 6 х120=720 8 х120=960 600 720 840 960 Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи
Структурная схема ИКМ-120 (режим ВД-ИКМ) Режим работы: АЦО 30 -синхронный; -синфазный; АЦО 30 НРП ОРП НРП ВВГ АЦО 30 ℓру=5 км Lдп=200 км АЦО 30 Lmax=600 км Код ЛЦС: КВП-3 ЧПИ Vпер=8448 кбит/с V=2048 кбит/с ЧПИ V=2048 кбит/с Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи
Структурная схема ИКМ-120 (режим ЧД-ИКМ) Режим работы: АЦО 30 -синхронный; -асинхронный; АЦОЧД 60 ВВГ ЛТ ВВГ Код ЛЦС: КВП-3 АЦОЧД 60 Vпер=8448 кбит/с ЧПИ V=2048 кбит/с Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи
Временная структура ЛЦС ИКМ-120 Тц=125 мкс 1 гр 2 гр 3 гр КИ 0 КИ 1 – КИ 32 1 р 1 гр 1 1 1 0 0 1 1 0 1 2 1 1 0 0 1 1 …………… 4 264 симв. 0 1 2 3 4 …………… 4 264 симв. Информационные символы 8 р 1 1 0 0 1 КСС 1 0 1 2 3 4 …………… Информационные символы ДИ 1 р 4 гр 1 4 8 р х 33 ки=264 симв СС 1 р 1 3 8 р КСС 3 гр Всего 1056 симв. Информационные символы 1 р 1 8 р ЦС 2 гр 4 гр 8 р 1 КСС 1 0 0 1 1 Знак КСС 0 1 2 3 4 …………… Информационные символы Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи 4 264 симв.
Функциональная схема стойки ВВГ (передающая часть) 2048 к. Гц ИКМ-30 2112 к. Гц ПК 1, Пр1 ВТЧ-2 ПК 2, Пр2 ВТЧ-2 АСП Пер 1 2048 к. Гц АСП Пер 2 ИКМ-30 ПК 3, Пр3 ВТЧ-2 ИКМ-30 ФГС АСП Пер 3 ПК 4, Пр4 ВТЧ-2 8448 к. Гц АСП Пер 4 ПК Пер-8 ГЗ СС ДИ ГОпер Пер. СС fт=8448 к. Гц КС КД БП Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи
Функциональная схема стойки ВВГ (приёмная часть) 2048 к. Гц 2112 к. Гц АСП Пр 1 ПК Пр-8 ВТЧ fт=8448 к. Гц ПК, Пер2 2 ИКМ-30 АСП Пр 3 ПК, Пер3 3 ИКМ-30 АСП Пр 4 fт ИКМ-30 АСП Пр 2 РГС ПК, Пер1 1 ПК, Пер4 4 ИКМ-30 fс ДИ Пр. СС ГОпр СС БП КД fт=8448 к. Гц от ГЗ КС Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи
Перечень обозначений к ИКМ – 120 Пр. СС – приемник синхросигнала; ГЗ - генератор задающий; АСП Пер (Пр) – асинхронный преобразователь передачи(приема); ФГС – формирователь группового сигнала; РГС – распределитель группового сигнала; КД – устройство контроля достоверности; КС – устройство контроля и сигнализации ПК Пер(Пр) – преобразователь кода на передаче(приеме) Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи
Структурная схема ИКМ-480 (режим ВД-ИКМ) СЛ на ВЗ и маг. сетях; Vпер=34368 кбит/с; однокабельная, 4 х проводн. ; КК МКТ-4(1, 2/4, 6 мм), СК типа ЗКП-1 х4 х1, 2 мм; МКС-4 х4 х1, 2 мм; Lmax=12500 км, Lтч=2500 км, Lдп=200 км, ℓру=3 км. ВВГ ЧПИ КВП-3 ВВГ НРП ОРП НРП ТВГ ВВГ ТВГ ℓру=3 км Lдп=200 км ВВГ Lтч=2500 км ВВГ Lmax=12500 км Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи ВВГ
Структурная схема ИКМ-480 (режим ЧД-ИКМ) ВВГ АЦОЧД 300 ВВГ ТВГ ЛТ ТВГ Код: ЧПИ, КВП-3 АЦОЧД 300 Vпер=34368 кбит/с КВП-3 V=8448 кбит/с Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи
Временная структура ЛЦС ИКМ - 480 Тц=62, 5 мкс 1 гр 2 гр 3 гр Всего 2148 симв. 1 гр 1 р 1 12 р 1 1 1 0 0 ЦС 2 3 4 1 4 716 симв 12 р КСС АВ СС КСС 1 2 3 4 1 4 716 симв Информационные символы СС 3 гр 1 р 1 Информационные символы 4 гр 1 р 12 р КСС ДИ Отр. КСС 1 2 3 4 1 4 Информационные символы Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи 716 симв
Функциональная схема стойки ТВГ (передающая часть) (ВВГпер) 8448 ИКМ-120 ВС Пр fз=8448 < fсч=8592 (8592 х 4 = 34368) БАС Пер fт=8448 ИКМ-120 ВС Пр БАС Пер ФГС ИКМ-120 ВС Пр ТСПер V=34368 БАС Пер кбит/с ИКМ-120 ВС Пр БАС Пер КВП-3 СС ДИ КВП-3 ГЗ fт ГОпер Пер. СС КС КД ЧПИ fт=8448 кгц fт=34368 кгц Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи БП
Функциональная схема стойки ТВГ (приёмная часть) fз=8592 > fсч=8448 (ВВГ пр) ВС Пер ИКМ-120 БАС Пр fт=8448 ТСПр РГС fт=34368 кгц fс Пр. СС БП ДИ СС КД ГОпр СС КС КВП-3 ЧПИ fт=8448 кгц Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи
Перечень обозначений к ЦСП ИКМ-480 ВС Пер (Пр) – устройство вторичного стыка; ТС Пер (Пр) – устройство третичного стыка; ФГС – формирователь группового сигнала; РГС – распределитель группового сигнала; БАС Пер (Пр) – блок асинхронного сопряжения; КД – устройство контроля достоверности; КС – устройство контроля и сигнализации Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи
Четверичная ЦСП ИКМ-1920 (ВД-ИКМ) на ВЗ и маг. сетях; Vпер=139264 кбит/с; однокабельная, 4 -ех проводная, КК: КМ-4(2, 6/9, 4 мм); Lmax=12500 км, Lтч=2500 км, Lдп=240 км, ℓру=3 км Структурная схема ИКМ-1920 (режим ВД-ИКМ) ТВГ ТВГ КВП-2 ЧВГ ТВГ НРП ОРП НРП ОЛТ ТВГ КВП-2 ℓру=3 км Lдп=240 км ЧВГ ТВГ Lтч=2500 км ТВГ Lmax=12500 км Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи ТВГ
Структурная схема ИКМ-1920 (режим ЧД-ИКМ) ТВГ ЧВГ АЦОТВ ЛТ ЧВГ Код: КВП-2 Vпер= 139264 кбит/с Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи АЦОТВ
Временная структура сигнала ИКМ - 1920 Тц=15, 625 мкс (Fц=64 к. Гц) 1 гр 2 гр 3 гр 1 р 1 гр 1 1 0 0 0 1 2 3 4 1 ……………. . 4 544 симв Информационные символы 12 р 1 2 3 4 1 ……………. . 4 544 симв Информационные символы 1 КСС 1 р 12 р 1 р 3 КСС 1 2 3 4 1 12 р 8 р Информационные символы 2 КСС 4 гр 0 СС КС 1 р 3 гр Всего 2176 симв 12 р ЦС 2 гр 4 гр ОСС 1 2 3 4 1 Информационные символы Часть 3. 5 Типовые цифровые системы передачи
Оптические цифровые системы передачи История оптической связи – лаб. Бэлла, 1963 -64 гг. сталь 100 -150 м Подразделяются на аналоговые и цифровые ВОСП Аналоговые ВОСП – имеют низкую помехозащищенность вследствии влияния нелинейных переходных помех. При этом длина усилительных участков АВОСП сравнима с длиной усилительных участков АСП на линиях СК и КК, т. е. линии на ОК в этом случае не имеют преимуществ. Цифровые ВОСП – имеют высокую помехозащищенность, что позволяет увеличить длину регенерационных участков в 10÷ 15 раз. При этом затухание ОВ не зависит от частоты в широкой полосе частот. В настоящее время цифровые ВОСП выполняются на основе унифицированного КОО и ВОЛС. Они имеют унифицированные параметры стыка, что позволяет создавать комбинированные системы на базе различных ступеней иерархии. Поэтому основные характеристики ЦВОСП определяются параметрами аппаратуры ОП и ПП, а также параметрами ОК. Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи
Структурная схема ЦВОСП ЦСПпер (унифиц. ) N ОК Рпер Рпр КЭМ пер. ЦСПпр (унифиц. ) ОК НРП ОРП ……. КЭМ пр. lру lдп Lmax Основным показателем ЦВОСП является энергетический потенциал системы : при котором Кош регенератора не превышает заданное значение (т. е. Кош. рег. = Кош. зад. ) Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи N
Принципы построения ВОСП а) двухволоконная однополосная однокабельная ВОСП. ОМ N СП ОДМ СП ОК ОДМ N ОМ Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи
Принципы построения ВОСП б) одноволоконная двухполосная однокабельная ВОСП. ОМ N СП ОДМ ОРУ ОДМ ОК N СП ОРУ ОМ ОРУ – оптическое разветвляющее устройство Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи
Принципы построения ВОСП в) ВОСП со спектральным уплотнением (одноволоконная многополосная однокабельная ВОСП. ) N СП ОМ k N ОДМ ОМП СП ОМ ОК N СП k ОДМП ОДМ СП ОМП(ОДМП) – оптический мультиплексор(демультиплексор) Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи N
Критерий оценки выбора ЦСП где -пропускная способность -длина регенерационного участка ОК параметры ВЛ СК КК Число каналов N 10 100 Пропускная способность ΔF, Гц 1, 7· 105 5, 5· 105 Длина рег. уч. lру, км 30 20 К 5, 4· 106 1· 107 Сверх провод. кабель (волновод) ММ ОМ (1÷ 5) тыс. до 10 тыс. до 5 тыс. 5· 107 5· 108 109 108 3 30 100 1011 1010 1, 5· 108 1, 5· 1010 Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи
Стоимость проектирования ЦСП C ВЛ СК КК ОК 101 102 103 104 Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи 105 N
Сравнительная характеристика ЭК и ОК Характеристики ЭК ОК Потери Высокие Низкие Длина рег. участка Малая Большая Помехоустойчивость Низкая Высокая Влияние температуры на затухание Сильное Не влияет Заземление Необходимо Не требуется Влияние коррозии Подвержены Не подвержены Влияние ЭМП Подвержены Не подвержены Утечка информации Возможна Сильно затруднена Масса Большая Малая Тенденции к снижению стоимости Не ожидаются Прогрессируют Низкая Высокая Эксплутационная безопасность Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи
Источники излучения: светодиоды(СД) и полупроводниковые лазеры (ППЛ) Спектры мощности излучения P P 0, 5 Р λ λ 0 Δλ 0, 5=(20÷ 50)нм Светодиод (СД) P λ 0 Δλ 0, 5 Р λ Δλ 0, 5=(1÷ 4)нм Многомодовый ППЛ λ 0 λ Δλ 0, 5=(0, 1÷ 0, 3)нм Одномодовый ППЛ Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи
Фотоприемники В качестве фотоприемников в ВОСП используются: фоторезисторы, фотодиоды(в основном), фототранзисторы, ФЭУ Краткие характеристики отечественных фотодиодов Тип Параметр Раб. длина волны λ 0, мкм Токовая чувствительность S, А/Вт Время нарастания τ, нс pin - диоды Лавинные ФД(ЛФД) ФД-227 ФД-252 ФД-271 ФД-272 ЛФД кремн. ЛФД герман. 0, 85 0, 85 1, 3 1, 55 0, 3 045 0, 4 50 10 -20 10 -30 20 1 3 2 1 -3 0, 15 0, 2 Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи
Квантово-электронные модули (КЭМпер и КЭМпр) КЭМпер ИКМ Сх. Форм. КЭМпер Кор. фильтр Опт. Мод. Пред. Ус-ль ОК ФД Ус. ЛД СУ СУ ФД ФД – фотодиод ЛД – лазерный диод СУ – согласующее устройство ОК – оптический кабель Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи Ус. с АРУ ИКМ
Характеристики отечественных КЭМпер ТИП КЭМ-8 - КЭМ-34 ЧПД-А ЧПД МПД-1 -1 (2, 3) МПД-3 -1 МПД-4 -1 Рср. изл, м. Вт 1 - 0, 5 1 1 λизл, мкм 0, 85 1, 3 0, 85 Δλизл, нм 1 - - 4 4 V, мбит/с 17 8, 5 200 17 50 Параметры Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи
Характеристики отечественных КЭМпр ТИП МПР-1 -1 (2, 3) Параметры МПР-3 -1 МПР-4 -1 0, 85 КЭМ-8 ЧПР-А КЭМ-34 ЧПР 0, 85 λ, мкм 0, 85 Рпорог , ВТ 3· 10 -6 - 10 20 7 10 -9 10 -9 1, 5· 10 -6 3· 10 -6 Вр. нарастания перех. хар-ки τ, нс Рош Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи
Типы ОВ используемых в ОК Многомодовое(ММ) Одномодовое(ОМ) Ступенчатое Градиентное Ступенчатое dвнутр=50 мкм; dвнешн=125 мкм; dвнутр=8 -10 мкм; dвнешн=125 мкм; Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи
Характеристики ОВ Окна прозрачности Зависимость от материала кварц I 3. 0 0. 2 II 0. 7 0. 3 1. 3 халькогениды 0. 02 III 0. 8 фториды 1. 55 0. 002 1. 55 5 Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи 10
Типы ОК Используется в РФ ОК с повивной скруткой ОК с пучковой профильным скруткой сердечником Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи ОК ленточного типа
Классификация ОК (в РФ) ОК Местные Зоновые ОК с повивной скруткой Магистральные ОК с профильным сердечником Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи
Маркировка ОК 1. Городская связь ОК -50 - 2 - 3(5) - 4(8); Градиентный (ММ), λ=0, 85 мкм, ΔF 5 дб≥ 250 МГц/км d внутр α № разработки Число ОВ ОКК -50 - 02 – 0, 7(1, 0) - 4(8, 16); Градиентный (ММ), λ=0, 85 мкм, ΔF 5 дб≥ 1000 МГц/км d внутр № разработки Число ОВ α 2. Зоновая связь ОК 3 Г -50 - 1 – 0, 7(1, 0; 1, 5) – 8/4; Градиентный (ММ), λ=1, 33 мкм, ΔF 5 дб≥ 800 МГц/км d внутр α Число ОВ Число медных жил № разработки 3. Магистральная связь ОКЛ -10 - 01 – 0, 3/3, 5 – 4(8, 16); Одномодовый (ОМ), λ=1, 55 мкм, ΔF 5 дб≥ 5000 МГц/км d внутр № разработки α τ(нс) Число ОВ Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи
Волоконно-оптические кабели связи в ВОСП Участок сети связи Местные ВОЛС Марка кабеля «Сопка – 4» ОМ 3 КГ – 10 – 1(2) ОМ 3 В -10 – 1 1, 3 «Сопка – 4 М» «Сопка – 5» ОКЛ – 01 ОКЛБ - 01 1, 55 «Сопка – 2» «Сопка – 3» О 3 КГ – 1, ОКЗК – 1 ОК 3 Б – 1, ОКЗ 0 – 1 ОК 3 С – 1, ОК 3 МК - 1 1, 3 «Соната – 2» ИКМ – 120 – 5 ОК – 50 – 2(3) 0, 85 «Сопка – 1» ИКМ – 120 - 1 Магистральные ВОЛС Зоновые ВОЛС Длина волны (мкм) Типы ВОСП ОКК – 50 – 01(02) ОКК – 10 – 01(02) 1, 3 Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи
Конструкция ОК ОК-М 6 П-10 -0, 35 -24 Оптическое волокно Трос Медные жилы Броня Оболочка из полиэтилена ОК 3 Б 50 -1 -1, 5 -4(4) № разработки α Число медных жил ОК - 50 -2 -5 -8 Число ОВ Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи α Число ОВ
Изготовление оптического волокна 1 й метод: химическое осаждение из газовой фазы n 1 n 2 Заготовка 2 й метод: метод двойного тигля Тигль с n 1 Тигль с n 2 Теплоноситель Опт. волокно Барабан Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи Барабан
Характеристики ЦВОСП(начало) ВОСП Параметры Местные ВОСП Внутризоновые ВОСП Соната ИКМ- 120 - Сопка – - 2 4/5 Г Число КТЧ - N Сопка – 2/3 Сопка – 3 М 120 480 120/480 1. Ск. передачи(Мбит/с) - в эл. тракте - в опт. тракте 8, 448 16, 848 34, 368 68, 736 8, 448/34, 368 10, 137/41, 242 34. 368 41, 242 2. Раб. дл. волны λ (мкм) 0, 85/1, 3 1, 55 3. Макс LЛТ (км) 90 100 600 830 4. Макс l. РУ (км) 12 12/30 30 28/26 70 ММ. град. ММ. (ОМ) град ММ. град ОМ 3 - 5 3/0, 7 0, 3 50 50/37 38 36 38 5 B 6 B ТЭГ и ДП 5 B 6 B ДП 5. Тип ОВ 6. Затухание α (дб/км) 7. Энерг. потенциал сист. (дб) 8. Лин. код 9. Способы питания НРП ММ. (ОМ) град CMI MCMI От источников ЛАЦ ТЭГ – термоэлектрический генератор (автономный) Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи
Характеристики ЦВОСП (окончание) ВОСП Параметры Магистральные ВОСП Сопка - 4 Сопка – 4 М Сопка – 5 1920 7680 1. Ск. передачи(Мбит/с) - в эл. тракте - в опт. тракте 139, 264 167, 1168 565 678 2. Раб. дл. волны λ (мкм) 1, 3 1, 55 3. Макс LЛТ (км) 830 830 4. Макс l. РУ (км) 30 70 70 5. Тип ОВ ОМ ОМ ОМ 6. Затухание α (дб/км) 0, 7 0, 3 7. Энерг. потенциал системы (дб) 38 38 38 10 B 1 PIR Число КТЧ - N 8. Линейный код 9. Способы питания НРП РИТЭГ ДП РИТЭГ – радиоизотопный ТЭГ (срок службы – 8 лет) Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи ДП
Требования к кодам ВОСП 1. Непрерывная часть энергетического спектра кода должна иметь минимальную спектральную плотность на нулевой частоте, а также НЧ и ВЧ составляющие. 2. Линейный код должен содержать информацию о тактовой частоте передаваемого сигнала; 3. Желательно, чтобы основная доля энергии непрерывной составляющей энергетического спектра была сосредоточена в узкой части спектра, так как чем уже спектр, тем меньше искажается сигнал. 4. Код передачи должен отображать любую двоичную последовательность. 5. Алгоритм формирования цифрового сигнала должен позволять надежно контролировать качество передачи путем контроля ошибок регенераторов. 6. Линейный код должен позволить обеспечить передачу сервисных сигналов. 7. Возможность без труда менять число каналов. 8. Совместимость с существующими кодами для электрических кабелей. Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи
Линейные коды ВОСП Тт Исх. код 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 NRZ (без возврата к нулю) RZ (с возвратом к нулю) t t BIF (бифазный или манчестерский) t 110 100 001 100 011 t 2 B 3 B M (код Миллера) инв. ед. СMJ (код с инв. ед. ) 10 00 11 10 01 11 00 11 10 Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи инв. ед. 01 10 t 00 t
Линейные коды ВОСП Таблица кодирования для кода 2 В 3 В Исходный двоичный 00 01 10 11 2 В 3 В 001 010 100 011 Таблица кодирования для кода Миллера Исходный двоичный 0 1 М код 11 или 00 01 или 10 Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи
Линейные коды ВОСП G 1, 0 NRZ 0, 75 M CMJ BIF 0, 5 RZ M 0, 25 0 0, 5 1, 0 1, 5 Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи 2, 0 f/fт
Аппаратура ВОСП а) «Соната – 2» (ВОСП для местных сетей) АЦО АВГ ИКМ 30 ППП CMI Опт-е соед-е ПК (преоб. кода) ИКМ 30 ОЛТ ИКМ 120 ОК РЛ РЛ РЛ к дат-кам состояний CMJ БП КК КС контр. кассет стойки БП КК -60 В V=2048 кбит/с V=8448 кбит/с ЧПИ HDB-3 Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи КС -60 В
Аппаратура ВОСП б) «Сопка – Г» (ИКМ – 120 - 5)(ВОСП для местных сетей) ОП ППП HDB-3 КЛТ АВГ МCMI V=8448 кбит/с МCMJ ОСП V=16848 кбит/с КЛТ Схема КЛТ (унифицированный) КЛТ ОП HDB-3 ОВГ HDB-3 РС ПК МCMJ ПД (пер-к) ПК ОСПоборудование СД ПР (пр-к) МCMJ ФД Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи световодного подключения
Аппаратура ВОСП в) «Сопка – 2(3)» (ВОСП для внутризоновых сетей) ОП 30 120 АВГ СТМ и СС - 0 СОЛТ - 0 НРП ЛТ 1 2048 8448 ЧПИ КВП-3 РЛ 1 -0 СВВГ СТВГ УССЛК ЛТ 2 8448 34368 РЛ 2 -0 СДП КВП-3 Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи БТМ и СС - 0
Аппаратура ВОСП г) «Сопка – 4» (ВОСП для магистральных сетей) РЛ 10 BIPIR 139. 264 УССЛК 167, 1168 ОРП 167, 1168 СОЛТ-4 -0 НРП СОЛТ-4 -0 ОП УССЛК 139. 264 СОЛТ-4 -0 СМI 2. 048 Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи 139. 264 УССЛК СОЛТ-4 -0 РЛ УСС и ПСС ТМ СОЛТ-4 -0 УССЛК 2. 048 ТМ УСС и ПСС 167, 1168 УССЛК 139. 264 СОЛТ-4 -0 ТМ УСС и ПСС 2. 048
Перспективы оптической связи • организация 2 – х сторонней связи по одному волокну с помощью оптических разветвителей; • использование ОУ; • спектральное уплотнение; • солитонный режим работы ОС. Часть 3. 6 Оптические цифровые системы передачи