Принцип построения многоканальных систем передачи (МСП) с временным разделением каналов (ВРК) и импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ)

Принцип построения многоканальных систем передачи (МСП) с временным разделением каналов (ВРК) и импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ).

Принцип ВРК.

В МСП с ВРК по линии связи передают не сам первичный электрический сигнал, а отсчеты его мгновенных значений, сделанные через интервал времени, называемый периодом дискретизации

, где Fв – верхняя частота спектра первичного электрического сигнала.

Частота дискретизации должна быть: . Для канала ТЧ она выбрана равной 8 КГц, то есть Тд=125 мкс.

Дискретизация происходит в канальном модуляторе КМ (рис.1), на выходы 1 и 2 которого поступают, соответственно, телефонный сигнал U1(t) и импульсы дискретизации Uимп, так называемые тактовые импульсы. На выходе 3 КМ появляется АИМ сигнал – последовательность импульсов, модулированных сигналом  U1(t) по амплитуде. Если длительность импульсов дискретизации <<Тд, то за период дискретизации можно передавать поочередно АИМ импульсы от нескольких КМ так, чтобы они не перекрывались. На рис.1 д показано временное разделение 3 каналов за период дискретизации.

Рис.1 Канальный модулятор (А) и диаграммы сигналов в его точках 1 (Б), 2 (В) и 3 при АИМ (Г), ВРК при трех КМ (Д).

Последовательность этих импульсов образует групповой сигнал с ВРК. В общем случае за период дискретизации передаются N канальных импульсов и синхроимпульс, определяющий начало отсчета. СИ нужен, чтобы на приемном конце каждый канальный демодулятор получал свой сигнал. В ГС для каждого КМ выделен свой канальный интервал Тк с учетом защитного интервала, исключающего возможность перекрытия импульсов соседних каналов.

Принцип ИКМ.

При ИКМ, также как и при ВРК, первичный электрический сигнал сначала преобразуется в АИМ сигнал, который затем подвергается квантованию по уровню. При квантовании каждый импульс, определяющий мгновенное значение первичного сигнала, может принять только значение разрешенного уровня, находящегося между двумя соседними уровнями квантования (рис.2). Число разрешенных уровней L на один меньше, чем число уровней квантования N, то есть .

Рис.2 Принцип ИКМ

а)замена АИМ сигнала Uаим квантованным Uкв;

б)номер передаваемого уровня;

в)кодирование номера передаваемого уровня.

Соседние разрешенные уровни также как и соседние уровни квантования отстоят друг от друга на шаг квантования Δ.

Номера разрешенных уровней квантования кодируются двоичным кодом, разрядность (m) которого определяется числом уровней квантования:

N=.

На рис.2 N=8, следовательно, m=log28=3/

В цифровых системах передачи принято 8-разрядное кодирование, то есть N=256.

Кодовая комбинация значения квантованного уровня Uкв передается в тактовом интервале tи то есть за время периода дискретизации Tд.

Иерархическое построение МСП с ИКМ.

Объединение сигналов абонентов в цифровой групповой сигнал ЦГС выполняют на основе ВРК. При Тд=125 мкс получается, что одному ТФ цифровому соответствует ИКМ сигнал со скоростью передачи двоичных сигналов Кбит/с.

Способ временного группообразования позволяет организовать иерархический ряд типовых цифровых систем передачи (ЦСП) (рис.3). Нижнюю ступень в этом ряду занимает первичная ЦСП. Она содержит аналого-цифровое образование 30 каналов (ОЦО-30) и оборудование линейного тракта ОЛТ. Последнее преобразует ЦГС в форму, удобную для передачи по линии связи. Отечественная первичная ЦСП получила название ИКМ-30.

На следующей ступени иерархического ряда - вторичные цифровые системы передачи (ВЦСП). Они содержат 4 АЦО-30, аппаратуру вторичного временного группообразования ВВГ и ОЛТ. Аппаратура ВВГ объединяет цифровые потоки четырех АЦО-30, а также дополнительные сигналы, необходимые для согласования скоростей этих потоков. Поэтому число канальных интервалов за период дискретизации (цикл передачи) на выходе ВВГ N2>4N1, N2=132. На выходе ВВГ получают вторичный цифровой поток (ВЦП) со скоростью передачи В2=8448 Кбит/с.

На следующей ступени иерархии – третичная ЦСП, в которой аналогичным образом объединены сигналы четырех ВЦП в устройстве третичного временного группообразования (ТВГ) и т.д.

Рис.3 К пояснению иерархии ЦСП на основе ВРК.

Каждой ступени иерархии соответствует своя стандартная скорость и другие параметры ЦГС. Они указаны в табл.1.

Таблица 1

Кроме приведенных ЦСП существует система ИКМ-15, образующая субпервичный цифровой поток (В=1024 Кбит/с, N=15), система ИКМ-12, скорость которой не принадлежит иерархическому ряду (В=704 Кбит/с, N=12).