СИСТЕМА СИНХРОННОГО ВРЕМЕННОГО ГРУППООБРАЗОВАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК H04J3/06 H04L7/08 H04L7/10 

Изобретение относится к цифровым системам передачи информации и может использоваться в сетях связи, в частности в аппаратуре формирования и разделения цифровых потоков.

К настоящему времени сложились две плезиохронные иерархии цифровых систем передачи, базирующиеся на первичных 30-ти канальных сигналах с ИКМ. Одна из них европейская использует метод положительного цифрового выравнивания скоростей, в другой, используемой в нашей стране, применяется метод двустороннего выравнивания скоростей. Обе иерархии имеют одинаковые скорости передачи на всех ступенях иерархии с первой по четвертую.

В таблице 1 приводятся краткие технические характеристики обеих иерархий, необходимые для пояснения сути предложения.

В первичной системе передачи ИКМ-30, являющейся каналообразующей, временное положение бит любого канала (основного цифрового канала ОЦК) строго фиксировано в цикле передачи, поэтому транзит отдельно взятого ОЦК в ней достаточно легко осуществить путем выделения соответствующих бит в требуемом канальном интервале цикла. Соответственно предполагается и вписывание на эти же позиции новых бит информации.

Естественно обе эти операции могут производиться только после установления цикловой синхронизации по первичному групповому сигналу, означающей однозначную фазировку циклового делителя частоты относительно первичного группового сигнала.

Устройства, осуществляющие транзит ОЦК из первичного группового сигнала, известны и используются в серийно производимой аппаратуре.

В последующих ступенях иерархии получение группового сигнала данного иерархического уровня (агрегатного сигнала) достигается путем временного группообразования 4-х групповых сигналов (компонентных сигналов) предыдущей ступени иерархии. При этом предполагается, что задающие генераторы источников агрегатного и компонентных сигналов независимы плезиохронны по отношению друг к другу.

В этих условиях прямой транзит компонентного сигнала, а тем более ОЦК из группового сигнала второй и более высокой ступени иерархии невозможен вследствие изменения числа информационных бит в фиксированном цикле передачи. С ростом ступени иерархии задача транзита отдельного потока или ОЦК все более усложняется из-за асинхронных преобразований на каждом иерархическом уровне. Выполнение такого транзита потребует в точке транзита установки комплектов аппаратуры всех ступеней иерархии, участвовавших в формировании данного сигнала.

Задача несколько упрощается, если засинхронизировать задающие генераторы всех ступеней иерархии. Правда это относится только к российской иерархии, использующей двустороннее выравнивание скоростей. В европейской же иерархии частоты циклов первичной ступени иерархии и всех последующих не кратны друг другу и переход от одной ступени к последующей по-прежнему будет производиться через асинхронное преобразование.

В российской иерархии частоты циклов первичного и вторичного сигналов совпадают, что означает в случае синхронности агрегатного и компонентного сигналов возможность группообразования без использования выравнивания скоростей и соответственно транзита компонентного сигнала без использования полного комплекта аппаратуры вторичного временного группообразования.

В дальнейшем под возможностью транзита потока или отдельного ОЦК в агрегатном сигнале будем понимать указание (перечисление) временных позиций, занимаемых интересующим нас сигналом в цикле агрегатного сигнала. При отсутствии выравнивания скоростей число упомянутых позиций в цикле агрегатного сигнала будет неизменным.

Однако есть факторы, препятствующие использованию синхронного группообразования, среди которых сверхнизкие блуждания фазы синхронных компонентных сигналов. Величина этих блужданий выражается в тактовых интервалах сигнала и зависит от канала связи, по которому прошел сигнал, поступивший на вход аппаратуры группообразования. Наибольшую величину блужданий фазы дают спутниковые каналы связи, в которых суточных уход фазы, отнесенный к первичному сигналу (ИКМ-30), составляет ≈2000 тактовых интервалов. В синхронной наземной сети блуждания фазы не должны превышать ≈40 тактовых интервалов (G 823 МККТТ).

В серийно выпускаемой аппаратуре группообразования объем памяти запоминающих устройств, обрабатывающих компонентные сигналы, не превышает 10-12 бит, поэтому она не позволяет осуществить синхронное группообразование, несмотря на упоминавшиеся выше благоприятные предпосылки. При работе с синхронными сигналами, подверженными блужданиям фазы, необходимы операции выравнивания скоростей, что делает невозможным транзит компонентных сигналов и отдельных ОЦК в отечественной аппаратуре временного группообразования.

Другим фактором, ограничивающим применение синхронного группообразования, является отсутствие синхронной связи в глобальном масштабе. Синхронные сети будут строиться в дальнейшем на основе отдельных синхронных зон, управляемых от независимых тактовых генераторов с высокой стабильностью частоты. Переход сигнала из одной синхронной зоны в другую должен проходить без перерывов связи или с организацией упорядоченных "проскальзываний", период повторения которых должен измеряться неделями или даже месяцами.

При организации упорядоченных "проскальзываний", вызванных незначительным расхождением частот задающих генераторов различных синхронных зон, желательно обеспечивать отсутствие сбоев цикловой и сверхцикловой синхронизации по первичному групповому сигналу. В этом случае все установленные соединения будут сохранены, а потеря нескольких дискрет кодируемых речевых сигналов не окажет заметного влияния на качество передаваемых сигналов. При этом в отдельных ОЦК, в которых передается неречевая информация, могут возникнуть сбои цикловой синхронизации.

Ниже приводятся некоторые данные, учитывающие вышеизложенные соображения:
число бит в цикле ИКМ 30 (первичном групповом сигнале) n_ц=32 КИ•8_разр= 256
число бит в сверхцикле ИКМ 30 N_свц=n_ц•16=4096
требуемый объем памяти запоминающего устройства (ЗУ), бит - N_ЗУ=2•N_свц= 8192
Влияние плезиохронности задающих генераторов иллюстрируется таблицей 2.

Таким образом, использование ЗУ объемом 8192 бит (для первичного сигнала) позволяет организовать синхронное группообразование при стабильности задающих генераторов от 10^-8 и выше, в том числе и при наличии спутниковых каналов связи, что полностью согласуется с тенденцией развития средств связи.

Другой областью применения синхронного группообразования может быть организация межстанционных пучков соединительных линий или связь цифровых коммутационных станций со своими выносными модулями.

В качестве прототипа заявляемому решению может быть принята система вторичного временного группообразования, как обладающая совокупностью существенных признаков, наиболее близкая к заявленной [1, с.41] Следует отметить, что отечественная аппаратура всех последующих уровней иерархии строится по точно такой же структурной схеме.

Прототип система временного группообразования (СВГ) содержит следующие общие с заявляемой системой признаки. На стороне передачи блок генераторного оборудования (БГО), выход которого соединен с формирователем группового сигнала (ФГС), на один из входов которого поступает служебный сигнал, а другой соединен с передатчиком циклового синхросигнала (ПЦС). Первый и второй выходы ФГС являются выходами СВГ. На стороне приема СВГ содержит адаптивный приемник цикловой синхронизации (АПЦС), первый вход которого, являющийся входом СВГ, соединен с распределителем группового сигнала (РГС), второй вход, также являющийся входом СВГ, соединен с входом БГО, третий вход соединен с выходом БГО. БГО имеет также вход, соединенный с выходом АПЦС, и выход, соединенный с РГС. Кроме того, РГС имеет выход служебного сигнала, являющийся выходом СВГ.

Недостатком прототипа является невозможность транзита сигнала любой нижестоящей ступени и ОЦК без использования оборудования всех ступеней иерархии, участвовавших в образовании данного сигнала. В заявляемой системе целесообразно сохранить все скорости иерархических ступеней такими же, как в прототипе, что позволит использовать уже построенные линейные тракты (радио- и кабельные).

Целью предполагаемого изобретения является создание системы синхронного группообразования, при которой из агрегатного сигнала любой ступени иерархии возможен транзит сигнала любой нижестоящей ступени и даже отдельного ОЦК без использования оборудования всех ступеней иерархии.

Для реализации предложения необходимо
осуществить синхронизацию задающих генераторов всех без исключения ступеней иерархии от общего задающего генератора;
частоту циклов группового сигнала любой ступени иерархии принять равной 8 кГц, что совпадает с частотой циклов первичного группового сигнала.

В таблице 3 приводится один из возможных вариантов синхронной иерархии с постоянным циклом и его возможности.

Сущность предполагаемого изобретения заключается в синхронизации сигналов разных уровней иерархии и переходе к единой частоте циклов, что позволяет выделить отдельные компонентные потоки на разных ступенях иерархии.

На фиг. 1 представлена структурная схема системы синхронного временного группообразования на стороне передачи.

На фиг. 2 представлена структурная схема системы синхронного временного группообразования на стороне приема.

На фиг. 3 представлена структурная схема синтезатора частот.

На фиг. 4 представлена структурная схема блока генераторного оборудования.

На фиг. 5 представлена структурная схема формирователя сигнала фазировки.

На фиг. 6 представлена структурная схема передатчика циклового синхросигнала.

На фиг. 7-9 представлены структурные схемы оборудования блоков ОЦК.

На фиг. 10 представлена структурная схема формирователя группового сигнала.

На фиг. 11 представлена структурная схема распределителя группового сигнала.

На фиг. 12 представлена структурная схема оперативного запоминающего блока малой емкости.

На фиг. 1: 1-4 стыковые регенераторы приема компонентных сигналов (СРПКС), 5 блок генераторного оборудования (БГО), 6 формирователь группового сигнала (ФГС), 7 передатчик циклового синхросигнала (ПЦС), 8 - стыковой регенератор передачи агрегатного сигнала (СРПЕАС), 9 синтезатор частоты (СЧ), 10 формирователь сигнала фазировки (ФСФ), 11-14 оперативные запоминающие блоки (ОЗБ), 15 коммутатор служебных бит (КСБ), 16 передающий блок основных цифровых каналов (ОЦК).

На фиг. 2: 17 стыковой регенератор приема агрегатного сигнала (СРПАС), 18 адаптивный приемник цикловой синхронизации агрегатного сигнала (АПЦС), 19 блок генераторного оборудования (БГО), 20 распределитель группового сигнала (РГС), 21-24 стыковые регенераторы передачи компонентных сигналов (СРПЕКС), 25 коммутатор служебных бит (КСБ), 26 синтезатор частот (компонентный и субкомпонентный) (СЧ), 27 приемный блок основных цифровых каналов (ОЦК), 28-31 оперативные запоминающие блоки (ОЗБ), 32 адаптивный приемник цикловой синхронизации компонентного сигнала, 33 блок генераторного оборудования компонентного сигнала, 34 коммутатор служебных бит компонентного сигнала, 35 распределитель компонентного сигнала (РКС), 36 - приемный блок основных цифровых каналов, 37 оперативный запоминающий блок, 38 стыковой регенератор субкомпонентного сигнала.

На фиг. 3: 39, 44, 49 делители частоты, 40, 45 фазовые детекторы, 41, 46 фильтры нижних частот, 42, 47 генераторы, управляемые напряжением, 43, 48 формирователи сигнала.

На фиг. 4: 49 делитель-распределитель 1:4, 50 групповой делитель частоты, 51 блок дешифраторов, 52 цикловой делитель.

На фиг. 5: 10 формирователь сигнала фазировки, 53 делитель частоты, 54 дешифратор.

На фиг. 6: 55 схема 2И-nИЛИ, 56 инвертор.

На фиг. 7-9: 57 элемент И, 58 счетный триггер, 59, 60 элементы И-НЕ, 61 трансформатор, 62 трансформатор, 63, 64 компараторы, 65 - последовательный регистр, 66 параллельный регистр, 67 элемент 2И-8ИЛИ, 68 элемент ИЛИ, 69 последовательный регистр, 70 параллельный регистр, 71 - последовательно-параллельный регистр.

На фиг. 10: 72-75 элементы И, 76, 77 элементы ИЛИ, 78 коммутатор.

На фиг. 11: 79-82 элементы ИЛИ-НЕ, 83-86 элементы И, 87-91 элементы И.

На фиг. 12: 92 распределитель частоты записи, 93 делитель частоты чтения, 94 блок запоминающих ячеек, 95 коммутатор.

Предлагаемая система синхронного временного группообразования (ССВГ) содержит на стороне передачи четыре ОЗБ 11-14, первые и вторые входы которых являются входами ССВГ. На третьи входы ОЗБ 11-14 поступает сигнал с выхода ФСФ 10. В свою очередь вход ФСФ 10 является выходом ССВГ и соединен с вторым выходом БГО 5. Третий выход БГО 5 соединен с четвертыми входами ОЗБ 11-14, первый вход БГО 5 является входом ССВГ, второй вход соединен с выходом СЧ 9, вход СЧ 9 является входом ССВГ. Первый выход БГО 5 соединен с первым входом ФГС 6. Входы ФГС 6 с 4 по 7 соединены соответственно с выходами ОЗБ 11-14. Третий вход ФГС 6 является входом ССВГ. Первый и второй выходы ФГС 6 являются выходами ССВГ. Второй вход ФГС 6 соединен с выходом ПЦС 7, вход которого соединен с третьим выходом КСБ 15. Второй выход КСБ 15 соединен с пятыми входами ОЗБ 11-14. Первый выход КСБ 15 соединен с 8-м входом ФГС 6. Первый вход КСБ 15 соединен с четвертым выходом БГО 5, пятый выход которого соединен с первым входом передающего блока ОЦК 16, второй вход которого соединен с четвертым выходом КСБ 15. Первый выход передающего блока ОЦК 16 соединен с девятым входом ФГС 6. Выходы передающего блока ОЦК 16 с 2-го по (К+1)-й являются выходами ССВГ. Входы передающего блока ОЦК 16 с 3-го по (К+2)-й являются входами ССВГ. На приемной стороне ССВГ содержит АПЦС 18, первый и третий входы которого являются входами ССВГ. При этом первый вход АПЦС 18 соединен с 1-м входом РГС 20. Третий вход АПЦС 18 соединен с вторым входом БГО 19 и входом СЧ 26. Первый вход БГО 19 соединен с выходом АПЦС 18, первый выход БГО 19 соединен с вторым входом РГС 20, третий выход БГО 19 соединен с входом КСБ 25, четвертый выход БГО 19 соединен с вторым входом приемного блока ОЦК 27. Первый выход КСБ 25 соединен с третьим входом РГС 20, второй выход КСБ 25 соединен с первым входом приемного блока ОЦК 27, третий выход КСБ 25 соединен с первыми входами ОЗБ 28-31. Второй выход СЧ 26 является выходом ССВГ. Первый выход СЧ 26 соединен с вторыми входами ОЗБ 28-31. 2К выходов приемного блока ОЦК 27 являются выходами ССВГ. Третий вход приемного блока ОЦК 27 соединен с первым входом АПЦС. Второй выход БГО 19 соединен с вторым входом АПЦС и третьими входами ОЗБ 28-31. Первый выход РГС 20 является выходом ССВГ. Выходы РГС 20 с 2-го по 9-й являются выходами ССВГ и соединены с соответствующими четвертыми и пятыми входами ОЗБ 28-31. Первые и вторые выходы ОЗБ 28-31 являются выходами ССВГ.

Заявляемая система работает следующим образом.

На передающей стороне (см. фиг. 1) на сигнальные входы системы поступают синхронные компонентные сигналы, прошедшие каналы связи той или иной конфигурации и длины. Стыковые регенераторы приема компонентных сигналов 1-4 компенсируют затухание в стыковой цепи, осуществляют декодирование стыкового сигнала и выделяют из поступающих сигналов хронирующие сигналы.

Регенерированные сигналы и сопровождающие их тактовые последовательности поступают на 1-е и 2-е входы 4-х оперативных запоминающих блоков (ОЗБ) 11-14, где осуществляется запись информационных посылок в ячейки памяти. Считывание записанной информации осуществляется тактовыми импульсами, поступающими на 4-е входы ОЗБ 11-14 от третьего выхода блока генераторного оборудования (БГО) 5.

В свою очередь БГО 5 запускается от синтезатора частоты (СЧ) 9, вырабатывающего тактовую последовательность требуемой иерархической ступени. СЧ 9 синхронизируется от внешнего сигнала, в качестве которого может быть сигнал тактовой частоты компонентных сигналов или тактовой частоты любой ступени иерархии. Существенно только то, что частоты компонентных сигналов и синхронизирующий сигнал должны быть синхронными.

БГО 5, имеющий в своем составе цикловой делитель частоты и набор необходимых формирователей тактовых последовательностей, управляет работой всего оборудования передающей стороны системы и участвует в формировании цикловой передачи агрегатного сигнала. Частота повторения циклов неизменна для любой иерархической ступени и составляет 8 кГц.

Считывающая последовательность, общая для всех ОЗБ 11-14, представляет собой неравномерную последовательность, в которой пропущены тактовые импульсы, образующие служебные группы цикла. Однако средняя частота считывающей последовательности в точности равна тактовой частоте любого компонентного сигнала.

Коммутатор служебных бит 15 получает через свои входы тактовые импульсы, соответствующие служебным битам цикла в агрегатном сигнале от четвертых выходов БГО 5. Часть из этих импульсов поступает через третьи выходы коммутатора служебных бит 15 к передатчику циклового синхросигнала 7, с помощью которого происходит запись посылок циклового синхронизирующего сигнала на заранее определенные служебные позиции цикла агрегатного сигнала.

Для обеспечения возможности подключения в заявляемую систему плезиохронного сигнала на первых выходах коммутатора служебных бит 15 предусматриваются дополнительные импульсы, с помощью которых осуществляются операция выравнивания скоростей и передача соответствующих управляющих команд согласования скоростей. При этом вместо соответствующих ОЗБ 11-14 устанавливается блок асинхронного сопряжения передачи, аналогичный используемому в прототипе. Если же плезиохронных сигналов нет, то вход 5 в оперативных запоминающих блоках не используется.

Для осуществления привязки начала цикла компонентного сигнала к началу цикла агрегатного в случае использования ОЗБ 11-14 большой емкости предусматривается формирователь сигнала фазировки 10, представляющий собой комбинацию соединенных между собой делителя частоты и дешифратора сигналов, с помощью которых вырабатывается узкий импульс с частотой повторения, соответствующей выбранной емкости памяти. Для вышеупоминавшегося случая обработки первичного сигнала с емкостью памяти на два сверхцикла 8192 бита частота повторения импульса фазировки не должна превышать f_ч:32=8 кГц:32=250 Гц. Фазирующий импульс через 3-й вход ОЗБ 11-14 осуществляет фазировку процесса считывания.

Часть служебных позиций агрегатного сигнала может использоваться для передачи служебных сигналов например сигнала "извещения" об аварии удаленной станции. Эти сигналы поступают на третий вход ФГС 6. Помимо всех уже упоминавшихся сигналов предусматривается передача основных цифровых каналов - ОЦК. Для передачи одного ОЦК требуется восемь временных (служебных) позиций в каждом цикле передачи. Стык с абонентскими окончаниями противонаправленный осуществляется в соответствии с п. 2.4 ГОСТ 26886-86.

Объединение всех составляющих в единый агрегатный сигнал осуществляется в блоке ФГС 6, в котором с помощью сигналов, поступающих через 7-ой вход, осуществляется запись информации на служебные позиции цикла, а с помощью сигналов 1-го входа запись компонентных сигналов, действующих на входах 4-7 ФГС 6. Сформированный агрегатный сигнал и сопутствующая ему тактовая последовательность с выходов ФГС 6 поступают на стыковой регенератор передачи агрегатного сигнала 8, где этот сигнал преобразуется в стыковой сигнал данного иерархического уровня.

Для обеспечения взаимной фазировки генераторного оборудования последующей и предыдущей ступеней иерархии предусматриваются вход и выход фазирования БГО 5. Через его первый вход осуществляется фазировка БГО 5 от БГО вышестоящей ступени иерархии, а с второго выхода БГО 5 фазируется БГО нижестоящей ступени иерархии.

При организации группообразования сразу двух или более ступеней иерархии соответствующие стыковые регенераторы из заявляемой схемы могут быть опущены. Точки подключения сигналов для этого случая изображены на фиг. 1 и 2.

Пример организации цикла вторичного сигнала с передачей одного плезиохронного сигнала на позициях первого компонентного сигнала представлен в таблице 4.

Если циклы первичного и вторичного сигналов сфазированы, что достигается применением ОЗБ большой емкости (8192 бит) или взаимной фазировкой блоков генераторного оборудования, можно указать позиции, занимаемые отдельным ОЦК во втором групповом сигнале. Так, нулевой канальный интервал второго первичного потока будет расположен в первой группе вторичного сигнала и займет следующие позиции: 10, 14, 18, 22, 30, 34 и 38. 16-канальный интервал этого же потока, где передаются сигналы управления и взаимодействия (СУВ), займет временные позиции с теми же номерами, но в третьей группе циклов вторичного сигнала. Аналогично при тех же условиях можно указать позиции отдельного ОЦК в третьем и четвертом сигнале.

На приемной стороне агрегатный сигнал поступает на вход стыкового регенератора приема агрегатного сигнала 17. На его выходах появляются декодированный сигнал и сопровождающая его тактовая последовательность. Адаптивный приемник цикловой синхронизации 18 обнаруживает в агрегатном сигнале цифровой синхронизирующий сигнал, по которому фазируется работа блока генераторного оборудования 19 через его первый вход. В состоянии циклового синхронизма сигнал на втором выходе БГО 19 совпадает по времени с фазирующим импульсом.

Первые выходные сигналы БГО 19 управляют работой распределителя группового сигнала 20 (групповыми сигналами, поступающими на него через первый вход). На четырех парных компонентных выходах 2-9 РГС 20 выделяются компонентные сигналы с сопровождающими их тактовыми последовательностями. Эти пары сигналов поступают на четвертые и пятые входы соответствующих оперативных запоминающих блоков 28-31. Упомянутые тактовые последовательности имеют пропуски тактовых импульсов, соответствующих служебным битам агрегатного сигнала, не относящимся к компонентным сигналам.

Считывание записанной в ОЗБ 28-31 информации осуществляется равномерной тактовой последовательностью, формируемой синтезатором частот 26 на первом выходе, являющейся общей для всех компонентных сигналов. Синтезатор частот 26 из агрегатной тактовой последовательности вырабатывает тактовые последовательности компонентных и (при необходимости) субкомпонентных сигналов.

Сигналы с ОЗБ 28-31 вместе с сопровождающими тактовыми последовательностями поступают на входы стыковых регенераторов передачи компонентных сигналов 21-24, где они преобразуются в стыковые сигналы соответствующего иерархического уровня и затем поступают на выходы системы.

В приемном блоке основных цифровых каналов 27 осуществляется формирование сигналов ОЦК, передаваемых как на служебных позициях агрегатного сигнала, так и на позициях компонентных сигналов и даже ОЦК в отдельных первичных группах, если их циклы синфазны с циклом агрегатного сигнала.

На выходах приемного блока ОЦК 27 вырабатываются сигналы, соответствующие требованиям ГОСТ 26886-86, поступающие затем к абонентским окончаниям. Формирование этих сигналов производится с помощью тактовых последовательностей с четвертых выходов БГО 19.

Для обеспечения возможности приема плезиохронного сигнала, переданного совместно с синхронными, служит коммутатор служебных бит 25. Служебные биты, отведенные для сопровождения плезиохронного сигнала (см. таблицу 4), с помощью этого коммутатора попадают на соответствующие компонентные выходы РГС 20. Одновременно вместо соответствующих ОЗБ 28-31 включается блок асинхронного сопряжения приема, аналогичный используемому в прототипе. Выход 1 синтезатора частот 26 при этом не используется.

В случае несинфазности компонентного сигнала по отношению к агрегатному можно включить приемный узел нижеследующей ступени иерархии, состоящий из набора уже рассмотренных блоков 32-38. С помощью этого узла может выделяться субкомпонентный сигнал или ОЦК, введенные на служебные позиции компонентного сигнала. Принцип действия этого узла аналогичен вышеописанному, за одним исключением, состоящим в том, что тактовая последовательность субкомпонентного сигнала вырабатывается общим синтезатором частот 26.

Узел нижеследующей ступени иерархии может подключаться к любой паре выходов 2-9 РГС 20, где действуют синхронные сигналы. Неравномерность тактовой последовательности не оказывает влияния на работу узла, поскольку число тактовых импульсов в цикле строго постоянно.

Таким образом, преимущества заявленной системы можно суммировать как следующие:
увеличивается пропускная способность системы (см. табл. 3);
полностью устраняются паразитные фазовые флуктуации, вносимые асинхронным сопряжением;
сокращается объем оборудования и упрощаются его изготовление и эксплуатация;
за счет обеспечения возможности доступа к субкомпонентным сигналам и даже к отдельным ОЦК первичных групп на любой ступени иерархии достигаются большая гибкость и маневренность системы;
система содержит меньшее число аналоговых устройств (исключены блоки ФАПЧ, включаемые для обработки компонентных сигналов), что облегчает микроминиатюризацию оборудования.

Далее приводятся сведения по возможности реализации системы.

Стыковые регенераторы 1-4, 8, 17, 21-24 и 38 типовые и полностью могут совпадать с аналогичными регенераторами прототипа.

Адаптивный приемник цикловой синхронизации может быть построен по схеме, приведенной на рис. 2.20, с.62 [1] Синтезаторы частот 9 и 26 могут строиться по схеме, приводимой на фиг. 3.

На вход синтезатора поступает тактовая частота от управляющего генератора. Делитель частоты 39 делит поступающий сигнал до частоты 64 кГц. Коэффициент деления делителя 39 зависит от частоты управляющего сигнала и составляет 32, 132, 537 и 2176 для тактовых частот 2048, 8448, 34368 и 139264 кГц соответственно. Генераторы, управляемые напряжением, 42 и 47 вырабатывают колебания с требуемыми частотами f₂ и f₃ из перечисленного выше ряда. Эти колебания преобразуются в тактовые последовательности формирователями сигнала 43 и 48. Эти последовательности в делителях частоты 44 и 49 также делятся до частоты 64 кГц. Полученные сигналы сравниваются по фазе в фазовых детекторах 40 и 45 с частотой 64 кГц, полученной в делителе частоты 39. Полученные в результате сравнения сигналы фильтруются фильтрами нижних частот 41 и 46 и управляют частотой генераторов 42 и 47. Таким образом, оба выходных сигнала оказываются синхронными с поступающим сигналом. При необходимости может включаться третья ветвь или исключаться одна из двух.

На фиг. 4 показан пример реализации блоков ГО 5 и ГО 19, а на фиг. 5 - блока формирования сигнала фазировки 10.

Блоки ГО 5 и ГО 19 строятся по схеме, подобно приведенной на рис. 2.22 [1] Каждый из блоков ГО содержит три делителя частоты 49, 50 и 52 и блок дешифраторов 51. Делитель-распределитель (1:4) 49 разделяет тактовую последовательность, поступающую через вход (1) на четыре сдвинутые друг относительно друга тактовые последовательности с частотой в четыре раза ниже входной. Далее одна из этих последовательностей делится групповым делителем частоты 50 до частоты повторения групп в цикле и затем цикловым делителем частоты 52 до частоты повторения циклов, равной 8 кГц для любой ступени иерархии. Начальная фазировка делителей частоты осуществляется через вход (2) внешним сигналом на передающей стороне или сигналом адаптивного приемника цикловой синхронизации 18 на приемной стороне. Блок дешифраторов 51, получая сигналы со всех разрядов делителей частоты, позволяет получить тактовую последовательность, соответствующую любой требуемой позиции в цикле группового сигнала. Так на выходе (4) вырабатывается последовательность узких импульсов с частотой повторения, равной частоте циклов 8 кГц, и частотой следования синхросигнала.

На выходах (2) вырабатываются тактовые последовательности, используемые для стыка с ОЦК с частотами повторения импульсов 64 кГц и 8 кГц. На выходах (3) формируются тактовые последовательности, соответствующие служебным битам в каждой группе (от 1 до К) цикла передачи. На выходе (5) вырабатывается тактовая последовательность с делителя-распределителя (1:4) 49, из которой удалены все импульсы, соответствующие служебным позициям цикла.

Реализация передатчика циклового синхросигнала 7 осуществляется с помощью инвертора 56 и логической схемы 2И-nИЛИ (см. фиг. 6). Вход инвертора находится под потенциалом общего провода, что соответствует логическому "0". На выходе инвертора образуется сигнал логической "1". На первые входы n элементов И подаются сигналы от входа или выхода инвертора в зависимости от вида формируемого циклового синхросигнала. На вторые выходы подаются импульсные последовательности с коммутатора служебных бит 15, на которых должен следовать цифровой синхросигнал. После объединения по ИЛИ всех n сигналов с элементов И на выходе схемы 2И-nИЛИ 55 формируется требуемый цикловой синхросигнал, располагаемый по времени на выбранных позициях цикла передачи.

Коммутаторы служебных бит 15 и 25 в простейшем случае могут представлять собой механические переключатели. Часть служебных позиций (импульсов) в процессе работы может не менять своего предназначения (например, импульсы цикла, отводимые для передачи циклового синхросигнала, сигнала извещения и т. п. ). А назначение другой части импульсов может изменяться от передачи сигналов сопровождения плезиохронного компонентного сигнала (как в прототипе) до передачи информации по организуемому ОЦК. В случае, если не требуется оперативного переключения служебных позиций (импульсов), механический переключатель может заменяться на установку фиксированного числа перемычек.

Например, для реализации цикла согласно таблице 4 перемычки должны быть установлены так, чтобы на выходах (2) коммутатора 15 появились импульсы, соответствующие позициям 1-8 группы 1 (Г1); на выходах 4 для первого ОЦК 2-4 и 6-8 Г2 и 2, 3 Г3, для второго ОЦК -4 и 6 Г3 и 2-4 и 6-8 Г4. На выходах 1 должны быть 1 и 5 Г2 и Г3 и 1,5 и 9 -Г4. На выходах 3 должны быть все импульсы, исключая те, что имеются на выходах 1.

Вопрос оперативной коммутации служебных бит для различных ступеней иерархии требует отдельной проработки и является по существу вопросом технологическим, то же относится и к транзиту компонентных и субкомпонентных сигналов и отдельных ОЦК.

На фиг. 7-9 представлены примеры выполнения оборудования ОЦК передающей и приемной сторон 16 и 27, учитывающие требования п. 2.4 ГОСТ 26886-86 к противонаправленному стыку ОЦК. В сторону к абонентам ОЦК передающий блок ОЦК 16 должен передавать тактовый сигнал с октетной отметкой. Код передаваемого сигнала AMI с нарушением порядка чередования в начале октета. Формирователь такого сигнала (общий для всех включаемых ОЦК) изображен на фиг. 7.

На первый вход элемента И 57 поступает последовательность импульсов отрицательной полярности с частотой повторения импульсов 8 кГц и длительностью импульса в один тактовый интервал частоты 64 кГц (≈15,6 мксек). На второй вход элемента И 57 поступает тактовая последовательность с частотой повторения импульсов 64 кГц со скважностью 0,5. На выходе элемента И 57 появляется тактовая последовательность с одним исключением тактового импульса, соответствующего началу октета. Совокупность элементов из счетного триггера 58, элементов И-НЕ 59 и 60 и трансформатора 61 представляет собой общеизвестный преобразователь сигнала в код AMI. За счет исключения одного тактового импульса возникает нарушение порядка чередования на месте исключенного импульса. Точно так же формирователь тактового сигнала с октетной отметкой может использоваться и в приемном блоке ОЦК. При этом такой сигнал будет общим для всех абонентов ОЦК приемной стороны.

Поступающий от отдельного абонента ОЦК информационный сигнал в коде AMI, подлежащий передаче, обрабатывается схемой на фиг. 8. Сигналы с вторичных обмоток трансформатора 62 поступают на выходы компараторов 63 и 64, на опорный вход которых подано опорное напряжение U₀. На объединенных монтажным ИЛИ выходах компараторов вырабатывается униполярный сигнал абонента ОЦК, который записывается в последовательный 8-разрядный регистр (с тактовой последовательностью 64 кГц передающей стороны). Октеты абонентского сигнала записываются в параллельный регистр 66 тактовой последовательностью 8 кГц передачи. Эти октеты удерживаются в регистрах 66 на протяжении всего цикла передачи агрегатного сигнала. Перезапись сигнала на выделенные временные позиции в агрегатном сигнале производится с помощью элемента 2И-8ИЛИ 67 и сигналов на шине, отведенных данному ОЦК. Точно так же схема включается для каждого другого ОЦК, включаемого как на служебные позиции цикла, так и при транзите ОЦК непосредственно в первичном сигнале.

Выделение отдельного сигнала ОЦК из агрегатного сигнала (27) может производиться с помощью схемы на фиг. 9. Групповой агрегатный сигнал с входа (3) поступает на D-вход последовательного регистра 69, на тактовый вход которого через элемент ИЛИ 8 поступают тактовые импульсы, соответствующие позициям, занимаемым данным ОЦК в агрегатном сигнале. Октеты выделенных сигналов перезаписываются в параллельный регистр 70 тактовой последовательностью 8 кГц приемной стороны. В параллельно-последовательном регистре 71 происходит преобразование сигнала из параллельной формы в последовательную с помощью тактовой последовательности 64 кГц приемной стороны. Число блоков, изображенных на фиг. 9, равно числу используемых ОЦК.

Для передачи информационного сигнала абоненту на приемной стороне согласно требованиям типового стыка можно использовать уже рассмотренную схему, показанную на фиг. 7.

При этом на первый вход элемента И 57 следует подать тактовую последовательность 64 кГц приема, а на второй вход сигнал с выхода регистра 71.

Формирователь группового сигнала 6 (см. фиг. 10) выполняет те же функции, что и аналогичный блок прототипа, однако в силу имеющихся отличий на фиг. 9 приведен вариант возможного исполнения этого блока для заявленной системы. С помощью элементов И 72-75 осуществляется стробирование, т.е. обужение посылок компонентных сигналов по соответствующим сигналам с блока генераторного оборудования 5. Полученные обуженные сигналы собираются в единый сигнал с помощью элемента ИЛИ 76. В другом элементе ИЛИ 77 происходит временное объединение служебных сигналов, сигналов ОЦК и сигнала цикловой синхронизации. Сигналы с обоих элементов ИЛИ 76 и 77 поступают на коммутатор 78, управляемый импульсами от коммутатора служебных бит 15. При наличии импульса на управляющем входе коммутатора 78 на его выход происходит сигнал от элемента ИЛИ 77, а при отсутствии импульсов сигнал от элемента ИЛИ 76. На выходе коммутатора 78 формируется, таким образом, полный агрегатный сигнал.

На фиг. 11 представлен пример реализации распределителя группового сигнала 20. На первые входы элементов И 83-86 поступают тактовые последовательности с первых выходов БГО 19. В элементах ИЛИ-НЕ 79-82 объединяются импульсы, не связанные с трансляцией соответствующих компонентных сигналов. За счет инверсии в этих элементах собранные совокупности импульсов оказываются запрещающими, в результате чего в последовательности импульсов на выходах элементов И 83-86 окажутся пропуски импульсов, соответствующих временных позициям, не относящимся к принимаемым компонентным сигналам. На выходах элементов И 87-90 выделяются компонентные сигналы, поступающие совместно с сопровождающими их тактовыми последовательностями на соответствующие выходы РГС 20, с помощью элементов И 91 выделяются прочие служебные сигналы, например сигнал "извещение".

В заявленной системе в качестве оперативных запоминающих блоков предполагается использование трех типов устройств. Первый тип относительно малой емкости (≈8.120 бит) может быть использован в качестве ОЗБ приемной стороны (28-31) и на передающей стороне (блоки 11-14) в случае, если источники компонентных потоков располагаются вблизи системы группообразования или при наличии группообразования двух или более ступеней иерархии одновременно. В этих случаях девиация фазы обуславливается только неравномерностью типовых позиций при записи, чтении или одновременно при записи и чтении. Пример реализации такой схемы показан на фиг. 12. Из тактовой последовательности записи (1) с помощью распределителя частоты записи 92 образуется последовательность адресных сигналов, по которым происходит запись информации (2) в блок запоминающих ячеек 94. Из тактовой последовательности чтения (3) делителем частоты чтения 93 формируются последовательности чтения. Сигналами с выходов делителя частоты чтения 93 управляется коммутатор 95, осуществляющий поочередное подключение ячеек блока запоминающих ячеек 94 на свой выход, благодаря чему поступающий сигнал оказывается переписанным на тактовую частоту чтения. Ввиду синхронности тактовых частот записи и чтения возможна установка распределителя 92 и делителя 93 один раз за цикл 8 кГц, что и производится сигналом, поступающим через четвертый вход блока ОЗБ. Введение такой установки исключило необходимость слежения за фазовым сдвигом между последовательностями записи и чтения.

В случае необходимости трансляции плезиохронного компонентного сигнала вместо соответствующих оперативных запоминающих блоков включаются ячейки асинхронного сопряжения: АС_пер. на передающей стороне и АС_пр. на приемной стороне. По своей схеме эти блоки могут полностью совпадать с блоками прототипа. При этом дополнительные тактовые последовательности, требуемые для осуществления выравнивания скоростей, поступают через пятые входы блоков 11-14 и 28-31, в случае синхронных сигналов неиспользуемые.

При необходимости включения запоминающего блока большой емкости в качестве ОЗБ 11-14 передающей стороны может использоваться уже известное устройство синхронизации цифровых потоков (УСЦП) [2]
При этом первому входу ОЗБ будет соответствовать сигнальный вход УСЦП, второму входу ОЗБ 2-й тактовый вход УСЦП третьему входу ОЗБ 1-й тактовый вход УСЦП и четвертому входу ОЗБ установочный вход УСЦП.

Ввиду достаточной сложности приводимого устройства [2] использование такого ОЗБ будет оправдано только при наличии спутниковых каналов связи или при квазисинхронной работе с независимыми высокостабильными генераторами компонентного и агрегатного сигналов с введением упорядоченных проскальзываний.

Для случая наземных каналов в синхронных зонах с ограниченной величиной блужданий фаз можно использовать уже рассмотренную на фиг. 12 схему с емкостью запоминающего устройства, составляющей сотню или несколько сотен бит.

Источники информации.

1. "Аппаратура ИКМ-120". / Под редакцией Л.С. Левина. М. Радио и связь, 1989, с.41 (прототип).

2. Заявка на патент 92-015648/09 (061305) от 28.12.92 г. положительное решение от 30.01.1995 г. кл. H 04L 7/08.

Изобретение может использоваться в сетях связи, в частности в аппаратуре формирования и разделения цифровых потоков. При использовании данного изобретения достигается возможность доступа к субкомпонентным сигналам и даже отдельным цифровым каналам первичных групп на любой ступени иерархии. Система синхронного временного группообразования содержит на стороне передачи блок генераторного оборудования, формирователь группового сигнала, передатчик циклового синхросигнала, четыре оперативных запоминающих блока, формирователь сигнала фазировки, синтезатор частоты, коммутатор служебных бит, передающий блок основных цифровых каналов, а на стороне приема адаптивный приемник цикловой синхронизации, распределитель группового сигнала, блок генераторного оборудования, коммутатор служебных бит, синтезатор частот, приемный блок основных цифровых каналов, четыре оперативных запоминающих блока. 12 ил., 4 табл.

Система синхронного временного группообразования, содержащая на передающей стороне блок генераторного оборудования, первый выход которого соединен с первым входом формирователя группового сигнала, второй вход которого соединен с выходом передатчика циклового синхросигнала, третий вход формирователя группового сигнала является входом служебных сигналов системы, первый и второй выходы формирователя группового сигнала являются тактовым и информационным выходами агрегатного сигнала системы, а на приемной стороне - адаптивный приемник цикловой синхронизации, первый вход которого является информационным входом агрегатного сигнала системы и соединен с первым входом распределителя группового сигнала, второй вход которого соединен с первым выходом блока генераторного оборудования, второй выход которого соединен с вторым входом адаптивного приемника цикловой синхронизации, выход которого соединен с первым входом блока генераторного оборудования, второй вход которого является тактовым входом агрегатного сигнала системы и соединен с третьим входом адаптивного приемника цикловой синхронизации, причем первый выход распределителя группового сигнала является выходом служебных сигналов системы, отличающаяся тем, что на передающей стороне введены четыре оперативных запоминающих блока, формирователь сигнала фазировки, синтезатор частоты, коммутатор служебных бит, передающий блок основных цифровых каналов, при этом первые и вторые входы оперативных запоминающих блоков являются соответственно информационными и тактовыми входами компонентных сигналов системы, третьи входы оперативных запоминающих блоков соединены с выходом формирователя сигнала фазировки, вход которого соединен с фазирующим выходом системы и с вторым выходом блока генераторного оборудования, третий выход которого соединен с четвертыми входами оперативных запоминающих блоков, выходы которых соединены с соответствующими входами с четвертого по седьмой формирователя группового сигнала, восьмой вход которого соединен с первым выходом коммутатора служебных бит, первый вход которого соединен с четвертым выходом блока генераторного оборудования, пятый выход которого соединен с первым входом передающего блока основных цифровых каналов, первый выход которого соединен с девятым входом формирователя группового сигнала, при этом второй выход коммутатора служебных бит соединен с пятыми входами оперативных запоминающих блоков, третий выход коммутатора служебных бит соединен с входом передатчика циклового синхросигнала, четвертый выход коммутатора служебных бит соединен с вторым входом передающего блока основных цифровых каналов, выходы которого с второго по (к + 1)-й являются выходами стыковых сигналов основных цифровых каналов системы, а входы с третьего по (к + 2)-й являются входами стыковых сигналов основных цифровых каналов системы, причем первый вход блока генераторного оборудования является фазирующим входом системы, второй вход блока генераторного оборудования соединен с выходом синтезатора частоты, вход которого является синхронизирующим входом системы, а на приемной стороне введены коммутатор служебных бит, синтезатор частот, приемный блок основных цифровых каналов, четыре оперативных запоминающих блока, при этом вход коммутатора служебных бит соединен с третьим выходом блока генераторного оборудования, первый выход коммутатора служебных бит соединен с третьим входом распределителя группового сигнала, второй выход коммутатора служебных бит соединен с первым входом приемного блока основных цифровых каналов, а третий выход коммутатора служебных бит соединен с первыми входами оперативных запоминающих блоков, вторые входы которых соединены с первым выходом синтезатора частот, второй выход которого является тактовым выходом субкомпонентных сигналов системы, а вход синтезатора частот соединен с вторым входом блока генераторного оборудования, четвертый выход которого соединен с вторым входом приемного блока основных цифровых каналов, третий вход которого соединен с первым входом адаптивного приемника цикловой синхронизации, 2к выходов приемного блока основных цифровых каналов являются выходами стыковых сигналов основных цифровых каналов системы, второй выход блока генераторного оборудования соединен с третьими входами оперативных запоминающих блоков, четвертый и пятый входы которых соединены с информационными и тактовыми выходами компонентных сигналов системы и с соответствующими выходами с второго по девятый распределителя группового сигнала, первые и вторые выходы оперативных запоминающих блоков являются стыковыми информационными и тактовыми выходами компонентных сигналов системы.