Используемые литературы

1.Основные литературы:

1. Ю.В. Скалин «Цифровые системы передачи» М, Радио и связь, 1988г. Л1стр 47 – 94 В.И. Иванова «Цифровые и аналоговые системы передачи», Горячая линия – Телеком, 2005г. Л2 78 – 94, 104-117.

1. АРМ

Алматинский колледж связи при КАУ HAND –OUTS
Ц и ВОСП 2 кредита Лекция №3 1 час.	2 с1 2семестр, 09-РЭиС-609-3р. 2011--2012 учебный год Айгараева Гайни Абдибаевна ассоц. проф. КАУ. к.п.н.

ЛИНЕЙНЫЙ ТРАКТ, РЕГЕНЕРАТОРЫ ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ ЦСП Особенности передачи цифровых сигналов по линейным трактам.

Линейные коды ЦСП. Принцип регенерации циф­рового двоичного сигнала. Построение регенераторов. Параметры регенераторов.

Цифровой линейный тракт как тракт системы передачи должен содержать среду распространения цифрового сигнала и устройст­ва, обеспечивающие требуемое качество передачи. Цифровой сигнал в большинстве случаев достаточно прост по форме: импульс определенной ам­плитуды и длительности, и в промежуточных пунктах возможно его полное восстановление (регенерация). Поэтому промежуточ­ные пункты цифрового линейного тракта носят название регенерационных. Структурная схема ЦЛТ приведена на рис. 4.1,

Оборудование окончания линейного тракта (ОЛТ) предназна­чено для формирования линейного цифрового сигнала на переда­че и его регенерации на приеме. /Регенерационные пункты РП обеспечивают регенерацию цифрового сигнала на промежуточных участках линейного тракта.

ОЛТ

Особенности построения' ЦЛТ различных систем передачи свя­заны с физическими свойствами сред распространения цифрового сигнала (СРЦС), определяющими степень искажения формы сиг­нала, помехозащищенность и, как следствие этого, верность пере­дачи цифровой информации. Учитывая это, рассмотрим свойства основных СРЦС, их влияние на сигнал и предъявляемые к средам и сигналам требования, обеспечивающие получение необходимой верности передачи.

Рисунок 1. Цифровой линейный тракт

симмет­ричные

коаксиальные

Затухание кабельной цепи с увеличением частоты растет, что неизбежно приводит к ограничению полосы частот цифрового сиг­нала сверху. Такое же воздействие оказывают на сигнал различ­ные элементы входных схем регенератора (трансформаторы, уси­лители)

Рисунок.2. Влияние ограничения полосы частот на форму двоичного ци фрового сигнала в линейном тракте

'При поступлении импульса на вход участка кабельной цепи возникающие в этой цепи переходные процессы приводят к зава­лу фронта импульса и затягиванию спада при одновременном снижении амплитуды импульса. Причем, чем длиннее участок це­пи, тем меньше величина импульсного отклика на его выходе и тем резче выражены явления завала фронта и затягивания спада. При значительном ограничении полосы частот цифрового сигнала переходные процессы, возникающие в цепи кабеля при прохожде­нии через нее каждого импульса, не успевают закончиться к мо­менту прихода следующего импульса или пробела. Это приводит к наложению импульсов, особенно сильно ощущаемому для со­седних символов цифрового сигнала. Явление наложения символов цифрового сигнала за счет расширения их длительности по­лучило название межсимвольной интерференции.

Межсимвольная интерференция приводит как к изменениям амплитуды, так и временным сдвигам символов это приводит к искажению формы сим­вола.

В линейных трактах, организованных на цепях симметричных кабелей, присутствуют согласующие трансформаторы и усилите­ли, ограничивающие полосу частот цифрового сигнала снизу за счет подавления постоянной и низкочастотных составляющих спектра. Влияние ограничения полосы частот цифрового сигнала снизу показано на рис. 2, б.

Ослабление низкочастотных составляющих приводит к появле­нию выбросов, полярность которых противоположна полярности символа цифрового сигнала, причем спад выброса затягивается на последующие тактовые интервалы, вызывая межсимвольную интерференцию, снижающую амплитуду импульсов Снижение амплитуды импульсов при возможной амплитуде помехи сни­жает возможность регистрации импульсов на фоне помех. Сле­довательно, ограничение полосы частот вызывает искажение ци­фрового сигнала, что всегда снижает помехоустойчивость. Цифро­вой сигнал в электрическом кабеле подвергается воздействию помех. Рассмотрим характерные помехи и их влияние на цифро­вые сигналы.

В целом уровень помех в коаксиальных цепях намного ниже, чем в симметричных.

Линейные коды

В линейном тракте должны передаваться сигналы, обеспечивающие минимальные уровни по­мех внутри сигнала и переходных помех между соседними трак­тами. Уровень и мешающее действие указанных помех зависят в общем случае как от ширины и формы энергетического спектра сигнала, так и от ширины и формы амплитудно-частотной харак­теристики (АЧХ) тракта.

Следовательно, вопрос выбора цифрового сигнала, обеспечи­вающего необходимую помехозащищенность, сводится к подбору сигнала, спектр которого удовлетворяет определенным требова­ниям:

- энергетический спектр сигнала должен ограничиваться снизу и сверху, быть достаточно узким, распола­гаться на сравнительно низких частотах и не содержать постоян­ной составляющей.

- в составе спектра должна быть составляющая с частотой f_т.

- он должен быть представлен в коде,, содержащем информационную избы­точность.

Рассмотрим, насколько известные двоичные коды удовлетворя­ют представленным выше трем требованиям.

Рисунок 3. Двоичные цифровые сигналы и их энергетические спектры:

а) двоичный сигнал со скажностью q =2, б) энергетический спектр сигнала с q=2.

в) двоичный цифровой сигнал с импульсами «затянутыми» на тактовый интервал q=1,

с) энергетический спектр сигнала с q=1.

На рис. 3, а представлена двоичная кодовая комбинация, а на рис. 3 б полученная из нее комбинация в коде ЧПИ. Видно, что символы, используемые в комбинации кода ЧПИ, могут иметь три уровня: —1; 0; +1. В то же время количество информации в кодовой комбинации ЧПИ такое же, как и в двоичном коде, так как она получена из двоичной комбинации. Количество информа­ции в кодовой комбинации, состоящей из элементов трех уровней, больше, чем в двоичной. Избыточность информации при использо­вании кода ЧПИ позволяет контролировать наличие ошибок в линейном тракте.

Рисунок 4. Кваэитроичный цифровой код с чередованием полярности импульсов ЧПИ и его энергетический спектр

Энергетический спектр случайной импульсной последователь­ности (рис. 4.4, в) концентрируется в узкой области вблизи частоты 0,5/т, называемой полутактовой. В спектре сигнала отсутст­вует составляющая с частотой /_т, что затрудняет построение систем тактовой синхронизации. Тем не менее отсутствие постоянной сос­тавляющей и концентрация спектра в области частот ниже /_т по­зволяют при одинаковых значениях тактовой частоты получить для сигнала с ЧПИ меньшие, чем для двоичного, величины межсим­вольных искажений и переходной помехи. Это и определило широ­кое использование сигнала с ЧПИ в низкоскоростных и средне-скоростных ЦСП.

Сигнал с ЧПИ обладает одним существенным недостатком — при отсутствии передачи по части каналов в сигнале появляются длинные серии 'Пробелов (нулей). В данном случае возможен сбой •системы тактовой синхронизации. Чтобы этого не происходило, следует ограничить в коде ЧПИ число подряд следующих нулей. Эта задача была решена созданием кодов с высокой плотностью единиц (КВП). Наибольшее распространение получил код КВП-З в комбинациях которого допускается не более трех нулей между двумя соседними единицами. Этот код еще называют модифици­рованным квазитроичным кодом МЧПИ.

Код МЧПИ может быть получен из двоичного по определенно­му алгоритму, предусматривающему чередование полярности им­пульсов В двоичного кода, разделенных не более чем тремя нуля­ми. Если число нулей между двумя импульсами В двоичного кода

Рисунок 5. Модифицированный квазитроичный цифровой код с повышенной плот­ностью единиц МЧПИ (КВП-3)

Регенераторы

Регенерация формы цифрового сигнала. Проходя через среду распространения, цифровой сигнал ослабляется и подвергается искажению и воздействию помех, что приводит к изменению формы и длительности импульсов, изменению случайным образом временных интервалов между импульсами, уменьшению амплитуды им­пульсов. Задача регенератора восстановить амплитуду, форму, длительность каждого импульса цифрового сигнала, а также ве­личину временных интервалов между соседними символами.

Рисунок 1Принцип регенерации циф­рового двоичного сигнала

Структу­ра регенератора представлена на рис. 1 а.

Дата добавления: 2015-10-23