Расчет частот дискретизации для тональной частоты каналов. Структурная схема систем передачи и объединения потоков. Основные этапы и принципы формирования синхронного транспортного модуля, принципы и оценка практических результатов данного процесса.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Контрольная работа

Цифровые системы передачи

Задание

Объединяются 200 каналов тональной частоты и 3 канала звукового вещания высшего класса в системе передачи с временным разделением каналов и 8-ми разрядной кодово-импульсной модуляцией. Рассчитать временные и частотные характеристики, нарисовать структурную схему объединения и разделения каналов с учетом плезиохронной цифровой иерархии. Изобразить временные и спектральные характеристики сигналов в различных точках тракта с указанием рассчитанных значений длительности, периода следования импульсов и частот.

Полученным цифровым потоком загрузить синхронный транспортный модуль. Изобразить многоступенчатую схему загрузки с указанием блоков, скоростей объединяемых потоков, формирование указателей и заголовков трактов. Привести необходимые пояснения.

Задание 1

частота синхронный модуль дискретизация

Рассчитать частоты дискретизации для каналов ТЧ и звукового вещания. Частота дискретизации для сигнала звукового вещания выбирается из условия его передачи в аппаратуре ИКМ-30. Определить общее число каналов. Рассчитать периоды дискретизации для каналов ТЧ и ЗВ, время, отводимое на канальный интервал и изобразить распределение каналов в ИКМ-30.

Решение

Передача канала тональной частоты предусматривает передачу речи в диапазоне частот 0.3 - 3.4 кГц. Согласно теореме Котельникова, выбор частоты дискретизации сигнала должен соответствовать следующему критерию:

любой сигнал, имеющий непрерывный спектр, ограниченный частотой Fв, может быть представлен в виде отсчетов на передаче и затем восстановлен на приеме со сколь угодно малой погрешностью, если частота отсчетов (частота дискретизации Fд) больше либо равна 2 Fв.

F_д ? 2F_в

В данном случае, для канала тональной частоты, частота дискретизации должна быть более или равна 6.8 кГц. В реальных системах передачи она равна 8 кГц.

Период дискретизации рассчитывается из соотношения:

С учетом того, что КТЧ будут передаваться в системе передачи ИКМ-30, то для формирования цикла передачи данной системы понадобится 30 КТЧ. Для передачи заданного 200 КТЧ понадобится использование 7 систем передачи (10 каналов останутся не загруженными).

Кроме информационных каналов, в системе ИКМ-30 используется 2 служебных канала. Тактовая частота передачи такой системы рассчитывается:

где m - число разрядов кода, для одного канала ТЧ.

Определим tки - время отводимо на канальный интервал:

Передача канала Звукового вещания высшего класса предусматривает передачу речи, музыки и т.д. в диапазоне частот 0.03 - 15 кГц. Согласно теореме Котельникова, выбор частоты дискретизации сигнала должен соответствовать критериюF_д ? 2F_в.

В таком случае, для канала звуковоговещания, частота дискретизации должна быть более или равна 30 кГц. В нашем случае примем ее равной 32 кГц (кратной 8).

Период дискретизации рассчитывается из соотношения:

Таким образом, для передачи 1 канала звукового вещания понадобится 4 канала тональной частоты. Для передачи заданных 3 каналов ЗВ - 1 поток 2048 кБит/с.

Рассчитаем время, отводимое на один канальный интервал

Т_ки = Т_д.тч/ N_У = 125 / 32 = 3,90625 мкс

где N_У = 32 общее число канальных интервалов в аппаратуре ИКМ-30

При этом отсчёты сигнала ЗВ должны быть расположены через определённое число канальных интервалов

М _ки/зв = Т_д.зв / Т_ки = 31,25/ 3,906 ? 8

Отсчеты должны располагаться через восемь телефонных каналов аппаратуры ИКМ-30.

Рисунок 1 - Распределение каналов в ИКМ-30

Цикл делится на 32 канальных интервала длительностью 3,906 мкс, 30 из которых отводятся под передачу сигналов ТЧ (канальные интервалы КИ1-КИ15, КИ17-КИ31), канальные интервалы КИ0 и КИ16 отводятся для передачи служебной информации.

Задание 2

Рассчитать и изобразить иерархическую структуру ПЦИ для своего варианта. Определить количество систем передачи первого, второй и т.д. уровней иерархии. Рассчитать скорости для каждого иерархического уровня и пояснить назначение служебных каналов.

Решение

Для передачи 200 КТЧ и 3 каналов ЗВ необходимо использовать 8 потоков Е1. Согласно плезиохронной иерархии (таблица 1), 8 Е1 можно объединить в 2 Е2 (2 ИКМ-120), скоростью передачи 8448 кбит/с.

Таблица 1 - Сигналы плезиохронной иерархии

Ступени иерархии ЦСП	Условное обозначение	Скорость передачи, кбит/с	Количество каналов ТЧ	Аппаратура ЦСП
первичная	ПЦП	2048	30	ИКМ-30
вторичная	ВЦП	8448	304 =120	ИКМ-120
третичная	ТЦП	34 368	1204 =480	ИКМ-480
четверичная	ЧЦП	139 262	4804 =1920	ИКМ-1920

Задание 3

Изобразить подробную структурную схему объединения и разделения каналов (ИКМ-30) для совместной передачи сигналов в ТЧ и ЗВ. Привести пояснения принципа работы всех блоков и расчетов временных характеристик сигналов на выходе каждого блока. Изобразить временные - характеристики сигналов во всех точках тракта с указанием рассчитанных значений длительностей, периодов следования импульсов и частот.

Решение

Подробная структурная схема объединения и разделения каналов (ИКМ-30) для совместной передачи сигналов ТЧ и ЗВ приведена на рисунке 3. В одном комплекте ИКМ-30 можно передать не более трёх программ ЗВ.

Передающая сторона

ДС - дифференциальная система для перехода от двухпроводной абонентской линии к четырехпроводному каналу.

УНЧпд - усилитель низкой частоты передающей части.

ФНЧпд - фильтр нижних частот ограничивает по спектру (F = 3,4 кГц для ТЧ или F = 6,4 кГц для ЗВ) сигнал для устранения помех на приеме от нижней боковой частоты.

АИМ - модулятор, в котором аналоговый сигнал дискретизируется по времени. На ее выходе формируются АИМ отсчеты с частотой дискретизации. С выходов модуляторов сигналы объединяются в групповой АИМ сигнал. Частота следования импульсов

F_грАИМ = N_У x F_Д = 32 х 8 = 256 кГц

УХ - устройство хранения, в котором АИМ сигналы затягиваются на канальный интервал: Т_КИ = Т_Д / N_У = 125 / 32 = 3,906 мкс

Кодер - кодирующие устройство, в котором осуществляется преобразование АИМ сигналов в восьмиразрядные кодовые комбинации. Каждый разряд занимает во времени один тактовый интервал равный

Т =m Т_д / N_? = 8 • 125/32 = 488 нс

Тактовая частота одного канала

= 8 • 8 = 64 кГц

УО - устройство объединения. В нем в цикл передачи вводятся дополнительные сигналы - сигналы цикловой и сверхцикловой синхронизации, сигналы управления и взаимодействия (СУВ), предаваемые по телефонным каналам для управления приборами АТС и сигналы передачи дискретной информации. Сигналы СУВ от АТС поступают на передающее устройство СУВпд, где преобразуются в цифровую форму. Поскольку для каждого канала ТЧ используется два сигнальных канала СУВ, то в данном случае их потребуется 48.

ПКпд - преобразователь кода передающий стороны служит для преобразования однополярного двоичного сигнала, параметры которого не согласуются с параметрами соединительной линии, в балансный двуполярный код (код с чередующейся полярностью импульсов).



Структурная схема ИКМ-30

Приемная сторона

Регенератор - восстановление амплитуды, длительности и периода следования искаженного цифрового сигнала.

ПКпр - преобразователь кода, восстанавливающий униполярный цифровой сигнал.

ПрЦС - приемник синхросигнала, в котором выделяются сигналы цикловой и сверхцикловой синхронизац...