Передача дискретных сигналов по аналоговым и цифровым каналам

Первичные дискретные сигналы обычно имеют вид последовательностей двуполярных или однополярных прямоугольных видеоимпульсов. Ввод этих сигналов в каналы системы передачи может обеспечиваться двумя методами:

- непосредственно видеоимпульсами;

- с помощью преобразования спектров этих сигналов в спектры, соответствующие канальным сигналам.

Первый метод используется при вводе дискретных сигналов непосредственно в цифровой канал на временные позиции отдельных каналов тональной частоты ЦСП.

Второй метод используется при передаче дискретных сигналов по аналоговым каналам, образуемым системами передачи с ЧРК и ВРК. При этом спектры первичных дискретных сигналов смещаются в области, соответствующие ЭППЧ каналов ТЧ или рабочей полосе частот ШК. Здесь возможны три варианта построения канала передачи дискретных сигналов.

Первый вариант изображен на рис. 5.

Рис. 5. Вариант построения канала передачи дискретных сигналов

Дискретный сигнал от высокоскоростного ИС поступает через аппаратура сопряжения(АС), которая согласует ИС с передатчиком по скорости и коду, в устройство повышения достоверности (УПД), функция которого состоит во введении избыточности в передаваемую информацию, а также для обнаружения и исправления ошибок.

Модулятор преобразует спектр видеоимпульсов в полосу частот, соответствующую канальному спектру. На приемной стороне восстанавливается исходная дискретная последовательность видеоимпульсов.

При втором варианте построения канала передачи дискретных сигналов в полосе частот аналогового канала обеспечивается передача сигналов от нескольких низкоскоростных источников информации.

В этом случае КОА работает в спектре ТЧ и называется аппаратурой тонального телеграфирования (ТТ). схема этого варианта представлена на рис. 6.

Рис. 6. Вариант построения канала передачи дискретных сигналов с помощью аппаратуры тонального телеграфирования

Низкоскоростные последовательности видеоимпульсов от N источников поступают на индивидуальное оборудование (ИО пер.), где происходит преобразование каждой последовательности. При ЧРК с помощью преобразования спектры этих последовательностей размещаются в соответствующей полосе частот канала ТЧ. В групповом оборудовании (ГО пер.) обеспечивается формирование спектра линейного сигнала. При этом методе разделения по каналам ТТ может работать как синхронная, так и стартстопная оконечная аппаратура. Недостатком этого способа является потеря части ЭППЧ канала ТЧ на расфильтровку между каналами ТТ.

При третьем варианте построения канала передачи дискретных сигналов верхняя часть ЭППЧ (2,5-3,4 кГц) используется для организации каналов ТТ, а нижняя часть (0,3 - 2,5 кГц) для телефонной связи.

Рассмотренные способы применяются все реже в связи с тем, что коэффициент использования пропускной способности цифровых трактов в этом случае получается низким. Высокая эффективность достигается лишь при непосредственном вводе цифровых сигналов на импульсные позиции отдельных телефонных каналов в цифровом тракте. Такой метод передачи имеет ряд преимуществ:

- практически исключается влияние числа транзитных соединений в сети связи и параметров канала ТЧ на качество передачи дискретных сигналов;

- отсутствуют ограничения, накладываемые на условия загрузки групповых трактов ЦСП, поскольку в каждый момент времени через систему передается импульс только одного канала.

Принцип построения аппаратуры ввода зависит от скорости передачи дискретных сигналов. Для высокоскоростной передачи используется многоступенчатый принцип объединения и разделения каналов. Для низкоскоростной передачи – непосредственного ввода в соответствующую полосу частот аналогового канала.

В настоящее время наибольшее распространение получили два способа передачи дискретных сигналов по цифровым каналам:

1. способ наложения;

2. способ кодирования временного положения фронтов дискретных сигналов.

Рис. 7. Структурная схема аппаратуры ввода для низкоскоростной

передачи ТЛГ сигналов

Информационная последовательность с ИУ пер. поступает на устройство объединения каналов (УОК), где используется посимвольный синхронный метод объединения цифровых сигналов. Далее групповой сигнал поступает в устройство временного уплотнения (УВУ) ЦСП, где объединяется с сигналом, поступающим от КОА ЦСП.

Приемная часть обеспечивает временное разуплотнение среднескоростных ЦК (УВР) и восстанавливает до исходного вида с помощью ИУ передаваемых сигналов.

Способы ввода дискретных сигналов.

1. Способ наложения.

Данный способ основан на стробировании входного сигнала импульсами, поступающими от генераторного оборудования аппаратуры ввода с тактовой частотой цифрового канала f_k = 1/ T_k.

Полученные стробоимпульсы через устройство объединения вводятся в цифровой тракт. На приемной стороне по выделенной последовательности каждый из них расширяется до величины T_k (период следования информационных импульсов).

Ввод дискретных сигналов в цифровой канал этим способом в некоторых случаях без дополнительных преобразований может оказаться невозможным из-за нарушения цикла передачи группового сигнала. Для того, чтобы избежать этого, используется ЗУ (стартстопный синхронный переход).

Если считать, что допустимые краевые искажения не должны превышать 10%, то тактовая частота канала f_и = 1/ T_и ­ не менее, чем в 10 раз. В данном случае пропускная способность цифрового канала будет использоваться только на 10%, т.к. f_и / f_k = 0,1.

2. Способ кодирования временного положения фронтов дискретных сигналов.

Способ основан на определении временного положения фронтов дискретного сигнала относительно ближайших к ним тактовых импульсов. Поскольку фронт сигнала может появиться в любой момент в пределах тактового интервала, то говорят, что он скользит, ввиду чего данный способ получил название скользящего индекса.

Кодирование фронтов входного сигнала осуществляется по следующему алгоритму:

- при наличии знакоперехода входного сигнала формируется «1», говорящая о том, что переход произошел во временном интервале Т_k, предшествующей этой «1»;

- формируется знак «1», если переход произошел в первой половине тактового интервала, и «0», если во второй;

- формируется знак «1», если произошел переход от «1» к «0», и знак «0», если переход был от «0» к «1» (рис. 8).

В приемном устройстве по принятой кодовой последовательности восстанавливается исходный сигнал.

Так как на минимальный интервал между переходами требуется не менее трех тактовых импульсов, то коэффициент пропускной способности составит 0,33, краевые искажения – 16,5%.

Рис. 8. Порядок восстановления цифрового сигнала на приеме

Недостатком рассмотренного способа является то, что при передаче следующих подряд одноименных посылок искажение символа, несущего информацию о полярности перехода, вызывает инверсию всех этих посылок, вплоть до следующего перехода.