Восстановление синхронизации. Схема синхронизации

Схема восстановления синхронизации приведена на рис. 8.12.

Рис. 8.12.Схема синхронизации

Ее основной задачей является восстановление синхронизации сигнала с импульсно-кодовой модуляцией путем восстановления утраченной синхронизации на основе синхроимпульсов поступающего сигнала. Стабилизированная (откорректированная) последовательность импульсов (уравновешенная относительно положительного и отрицательного уровней) подвергается операции выпрямления, затем дифференцируется, поступает на схему ограничения и после этого на вход настроенной на резонанс схемы. Форма сигнала, характерного для различных точек схемы, приведенной на рис. 8.12, от точки А до точки G, приводится на рис. 8.13.

Рис. 8.13.Формы сигнала синхронизации на различных этапах его восстановления

Точка А представляет вход, на который поступает сигнал, к которому было применено кодирование с чередованием полярности импульсов или использован AMI-код. Точке В соответствует выпрямленный сигнал, в точке С изображен дифференцированный сигнал, а в точке D – сигнал, прошедший схему ограничения. Остаются для использования в качестве запускающих импульсов в схеме с настроенным резонансом только те импульсы, которые имеют положительную полярность.

В схеме синхронизации восстановление синхронизации выполняется за счет использования входного цифрового сигнала передачи данных. Входной сигнал подвергается операции выпрямления, дифференцирования и ограничения.

Запускающие входные импульсы в точке D возбуждают настроенную резонансную схему и заставляют ее вырабатывать колебания с частотой, равной частоте собственного резонанса схемы, форма (затухающих) колебаний которых изображена в виде графика Е на рис. 8.13. Собственные резонансные колебания имеют постоянную частоту, но их амплитуда уменьшается. Импульсы с постоянной частотой суммируются (подсчитываются), делятся и поступают через цепь ограничения для формирования синхронизирующих импульсов, форма которых представлена на рис. 8.13, диаграмма F.

В каждый момент времени, когда на резонансную схему поступает запускающий импульс, происходит восстановление амплитуды колебаний затухающих импульсов резонансной схемы. Очевидно, что если запускающий импульс не поступает в течение продолжительного периода времени, амплитуда затухающего сигнала уменьшится до нулевого значения. Это будет соответствовать случаю, когда в битовом потоке передаваемых данных присутствует длинная последовательность из логических нулей. Амплитуда затухающих импульсов снизится ниже порога детектирования, и синхронизация будет утрачена до тех пор, пока на вход не поступит следующий импульс, соответствующий логической единице.

Регенерация.Синхронизирующие импульсы точки F поступают на вход импульсного генератора, который вырабатывает положительные и отрицательные импульсы при пересечении сигналом прямоугольных синхронизирующих импульсов нулевого уровня. В терминах, применяемых в телефонии, такой метод восстановления синхронизации обозначается как прямое действие, а про восстанавливающий повторитель принято говорить, что он является самосинхронизирующимся. Синхронизирующие импульсы сигнала, фронты которого пересекают линию нулевого значения в положительном направлении, используются для пропускания поступивших выровненных импульсов на генератор. Импульсы от сигнала, фронты которого пересекают линию нулевого уровня в отрицательном направлении, отключают схему регенерации с тем, чтобы управлять шириной регенерируемых импульсов. Такая процедура получила название полной синхронизации с контролем длительности (ширины) импульсов.

Выходной сигнал для точки H, показанной на рис. 8.11, – это восстановленный (регенерированный) сигнал, представленный на рис. 8.13, который по форме совпадает с исходным сигналом, в котором используется кодирование с чередованием полярности импульсов.

В процессе восстановления прямоугольные импульсы поступают на вход импульсного генератора, который используется для того, чтобы управлять пропусканием поступивших выровненных импульсов на схему регенератора.

Как уже указывалось ранее, в оборудовании и средствах цифровой передачи имеется возможность снижения частоты возникновения ошибок до любого необходимого уровня при расположении восстанавливающих повторителей как можно ближе друг к другу. С практической точки зрения, однако, приемлемое значение частоты возникновения ошибки для линий связи Т1 получается при установке повторителей через каждые 1828 м (или 6000 футов).

Такое значение расстояния представляется достаточно важным, если учесть, что точно такое же расстояние использовалось при установке усилителей для аналоговых линий связи, которые стали заменяться цифровыми линиями Т1. Таким образом, оказалось возможным использовать те же самые смотровые люки (или колодцы) после замены системы связи. Основная энергия сигнала формата DS-1 приходится на частотный диапазон 772 кГц для передаваемого сигнала, что определяет величину потерь значением 26,6 дБ на каждые 1828 м кабеля связи с витой парой и диаметром провода 0,711 мм.

Поступающий сигнал.Задачей принимающего сигнал устройства, установленного на другом конце цифровой линии передачи, является прием сигнала и его усиление, а затем преобразование в исходный речевой сигнал. Для выполнения этой задачи приемное устройство должно постоянно находиться в режиме кадровой (цикловой, фреймовой) синхронизации с передаваемым сигналом. Для того чтобы оставаться в режиме цикловой синхронизации, оно должно извлекать информацию о синхронизации из передаваемого сигнала, а также при работе оставаться синхронным с источником передаваемого сигнала. Эта задача выполняется применением схемы, очень похожей на схему восстановления синхронизирующего сигнала, используемого в схемах восстанавливающих повторителей.

Принимающее устройство задерживает кадровую синхронизацию передаваемого сигнала путем использования схемы восстановления синхронизации.

Схемы выпрямления, дифференцирования и ограничения формируют запускающие импульсы, которые подаются на настроенную на резонанс и очень похожую на ранее описанную схему, которая генерирует синхронизирующие сигналы постоянной частоты. Прямоугольные синхронизирующие импульсы генерируются с использованием затухающих сигналов и схемы ограничителя. Импульсы синхронизации генерируются при пересечении фронтами прямоугольных импульсов нулевого уровня сигнала, что позволяет выполнять точную синхронизацию в приемном устройстве. При наличии точной синхронизации приемное устройство оказывается в состоянии выполнять проверку и делать задержку в случае необходимости, чтобы гарантированно оставаться в режиме кадровой синхронизации.