Регенерация цифрового сигнала

При прохождении по линии связи цифровой сигнал ИКМ ослабляется, искажается и подвергается воздействию различных помех, что приводит к изменению формы и длительности импульсов, уменьшению их амплитуды. Для устранения или уменьшения указанных искажении цифрового импульсного сигнала в линейном тракте на определенном расстоянии друг от друга устанавливаются регенераторы. Задача регенератора состоит в том, чтобы восстановить амплитуду, форму, длительность каждого из импульсов линейного сигнала, а также величину временного интервала между соседними импульсами.

Возможность регенерации линейного сигнала относительно простыми техническими средствами - одно из главных достоинств устройств связи с ИКМ. Регенерация позволяет "очистить" от помех и искажений сигнал, прошедший через участок линии связи, и восстановить его в том виде, в каком он поступил на вход этого участка. Отношение сигнал / помеха на выходе каждого из регенераторов при этом практически одинаково, т. е. аддитивные помехи и шумы, не зависящие от сигнала, подавляются в пределах участка и вдоль линии не накапливаются. Этим системы с ИКМ выгодно отличаются от аналоговых систем с частотным делением каналов, где шумы и помехи усиливаются вместе с полезным сигналом и передаются от одного усилительного пункта к другому, вдоль линейного факта, т. е. происходит накопление помех.

Процесс регенерации импульсов можно разделить на следующие операции:

1 - усиление и корректирование формы импульсов, поступающих с линии;
2 - выделение тактовой частоты и формирование стробирующих импульсов;
3 - стробирование скорректированной импульсной последовательности;
4 - сравнение с пороговым напряжением;
5 - формирование неискаженной импульсной последовательности.

На рис. 1 показана структурная схема регенератора однополярного сигнала, а на рис. 2 - временные диаграммы регенерации сигнала.

Рис. 1.

Определение уровня аппаратуры SDH

Иерархия построения PDH

Плезиохронная цифровая иерархия ПЦИ (PDH). PDH — это принцип построения цифровых систем передачи, которые используют групповой мультиплексированный ИКМ-сигнал, состоящий из цифровых 30-канальных потоков (2,048 Мбит/сек) и требующий синхронизации скоростей цифровых потоков на входе оборудования группообразования. Под термином «плезиохронные» (то есть «почти синхронные») понимается то, что скорости входных 30-канальных групп немного отличаются друг от друга вследствие допустимой нестабильности задающего генератора каналообразующего оборудования этих потоков. Поэтому прежде чем приступить к объединению этих потоков в 2,048 Мбит/сек, их нужно привести к одной скорости передачи путем добавления специальных синхронизирующих битов выравнивания скоростей. Биты выравнивания должны распознаваться на приемной стороне, когда происходит разделение (демультиплексирование) потоков из группового и выделение первоначального сигнала. Такой групповой сигнал, состоящий из нескольких элементарных плезиохронных 30-канальных групп, называется плезиохронной цифровой иерархией ПЦИ (Plesiochronous Digital Hierarchy -PDH). Базовой системой передачи для построения более высоких уровней PDH является система передачи ИКМ-30.

В соответствии с принятыми в Европе стандартами при построении Цифровых Систем Передачи (ЦСП) объединяются 32 канала по 64 кбит/с. Из них 30 каналов предназначены для передачи пользовательской информации, а два являются служебными и используются для передачи сигналов синхронизации и управления. При этом поочередно из каждого канала передается по одному байту. Длительность цикла составляет 125 мкс, т.е. в групповом сигнале в течение 1 с передаются по 8 000 байт из каждого канала. Это дает цифровой поток, имеющий скорость 8 × 8000 х 32=2048000 бит/с = 2 Мбит/с (далее скорости округляются).

Примером ЦСП с такой скоростью может служить распространенная в нашей стране ИКМ-30.

Следующие уровни иерархии образуются мультиплексированием четырех цифровых потоков предыдущего уровня, что приводит к скоростям 8 Мбит/с, 34 Мбит/с и 140 Мбит/с. При этом объединение компонентных потоков в агрегатный осуществляется уже не побайтно, а побитно.

В Северной Америке и Японии были приняты другие стандарты ПЦИ, в соответствии с которыми в ЦСП первого уровня объединяются 24 канала по 64 кбит/с, что приводит к скорости 1,5 Мбит/с. При переходе ко второму уровню происходит мультиплексирование четырех потоков, а к третьему — семи, в результате чего возникают потоки со скоростями 6 Мбит/с и 45 Мбит/с соответственно.