Informacijos perdavimo sistemos

1.Diskretinių pranešimų perdavimo sistemų realizavimo principai Sudarant optimalias perdavimo sistemas yra naudojami kiekybiniai optimalumo kriterijai. Diskretiniu pranešimu yra laikomos 2 ryšių rūšys: tradicinis telegrafinis ryšys ir duomenų perdavimas. Telegrafija yra skirta bet kokio teksto sudaryto iš konkrečios abėcėlės bet kokioje formoje perdavimui. Duomenų perdavimu suprantamas diskretinių pranešimų perdavimas griežtai detalizuota forma, kuri pritaikyta automatiniam jų apdorojimui t.y. pakartotiniam priėmimui, adresavimui ir t.t. Abiem ryšio rūšim dažnai naudojamos vienos ir tos pačios fizinės linijos, vienodi signalai ir ta pati ar panaši aparatūra. Duomenų perdavimo sistemos yra didesnės spartos, taip pat pasižymi didesniais reikalavimais klaidų tikimybės ir automatizavimo laipsniui. DPPS struktūra gali būti parodyta taip: Pranešimų šaltiniais gali būti bet kokie automatiniai arba rankiniai keitikliai, jutikliai, davikliai, ASK, ESM, AK, transmiteriai. Suderinimo įrenginys suderina PŠ su tolimesniais sistemos įrenginiais pagal elektrinius parametrus, perdavimo greitį ir kodavimo tipą. Apsaugai nuo klaidų tarnauja įrenginys, kuriame realizuojamas atsparus trukdžiams kodavimas. Signalų keitimo įrenginyje kodinės kombinacijos keičiamos binariniais signalais, kurie pritaikyti konkretiems perdavimo kanalams. Kitame ryšio linijos gale išvardinti įrenginiai junginiai atvirkščia tvarka. Traktas nuo pranešimo šaltinio iki abonento yra vadinamas pranešimo perdavimo kanalu. Bet kurį kanalą galima charakterizuoti arba užimama dažnių juosta arba užimamu laiko intervalu. Pvz, standartinis telefoninis kanalas užima 300...3400Hz. Priklausomai nuo perduodamų pranešimų rūšies vienas ir tas pats kanalas gali būti panaudotas ir kaip analoginis ir kaip skaitmeninis. Diskretinio kanalo ir apsaugos nuo klaidų įrenginių visuma vadinama DPPK. PŠ, SĮ, ĮAK ir SKĮ sudaro abonentinį punktą. Iš pavienių kanalų gali būti sudarytas perdavimo tinklas, kuris leidžia keistis pranešimais daugeliui abonentų. Tuo atveju į tinklo sudėtį įeina komutacijos įrenginiai: automatiniai arba rankiniai. Pagal pranešimų perdavimo greitį DPDS skirstomi į: Lėtas (iki 200 Bodų); Vidutinio greičio ( iki 4800 Bodų); Greitas (virš 4800 Bodų). Pirminiu diskretinio pranešimo šaltiniu gali būti žmogus arba automatinis įrenginys. 2.Elementų xi sekos keitimas: Binarinių signalų seka, kuri sudaro pozicinį kodą yra realizuojama siuntimo galiniais įrenginiais (SGĮ). Dažniausiai yra naudojami tolygūs kodai, kurių perdavimo, apdorojimo ir priėmimo inžinerinė realizacija yra paprastesnė. Tuo atveju, gali būti naudojami 2 pagrindiniai pranešimų siuntimo būdai: sinchroninis ir asinchroninis. Naudojant sinchroninį darbo režimą, diskretiniai elementai turi būti suformuojami griežtai apibrėžtais laiko intervalais T ir atitinkamai kodinę kombinaciją sudarantys signalai ir jų sekos turi būti siunčiami griežtai apibrėžtais laiko intervalais τ. Tiek siuntimo, tiek priėmimo įrenginiai turi dirbti sinchroniškai ir todėl priėmimo gale yra žinomi signalų pasirodymo intervalai. Taikant asinchroninį režimą, elementai xi gali būti suformuojami bet kuriais laiko momentais. Kad priėmimo punkte būtų žinomi signalų pasirodymo laiko momentai, kiekvienos kombinacijos pradžioje siunčiamas „starto impulsas“. Jis paleidžia priėmimo įrenginius. Kodinės kombinacijos gale siunčiamas pabaigos „stop impulsas“, kurio trukmė viršija priėmimo įrenginio pereinamųjų procesų trukmę. Šiuolaikinėse pranešimų perdavimo sistemose pradžios impulsas sutampa su 0 ir jo trukmė lygi τ0. Pabaigos impulsas „stop“ sutampa su 1, jo trukmė lygi 1,5τ0 . Tai leidžia vienareikšmiškai nustatyti eilinio pranešimo Xi pradžią ir pabaigą. Taikant asinchroninį režimą, siuntimo greitis, lyginant su sinchroniniu, mažesnis. „stop“ ir „start“ impulsai į kodinę kombinaciją įterpiami galiniame siuntimo įrenginyje (GSĮ). Pastarąjį sudaro: kodavimo įrenginys, kurio n išėjimuose suformuojama n kodinių elementų, atitinkančių pranešimo elementą Xi . kaupimo įrenginys, kuris įsimena kodinę kombinaciją iki ji pakeičiama laikine seka. keitimo įrenginys, kuris pakeičia kodinę kombinaciją elektrinių impulsų seka. tarnybinių skilčių generatorius, kuris formuoja sinchroninius impulsus, tame tarpe stop ir start. valdymo įrenginys, kuris nustato kodinių kombinacijų sudarymo būdą ir greitį. Info į GSI perduodama rankiniu būdu arba automatiškai. Rankiniu būdu: Kiekvieną elementą Xi atitinka standartinės klaviatūros atitinkamo klavišo paspaudimas. Šiuo atveju galima kalbėti tik apie sinchroninį režimą. Automatiškai: Realizuojama tiesiogiai iš šaltinio (ESM) arba tarpinės laikmenos. Abiem atvejais siunčiamas koduotas pranešimas ir todėl GSI kodavimo įrenginio nereikia. Kaip tarpinės info laikmenos gali būti naudojamos perfojuostos ir perfokortos, magnetinės juostos ir kortos, magnetiniai diskai, CD. Bet kuriuo atveju būtini atitinkami info užrašymo ir nuskaitymo įrenginiai (perforatoriai, magnetofonai, transmiteriai). Šiuolaikinėse sistemose galiniuose siuntimo įrenginiuose suformuoti kodinių kombinacijų impulsai tiesiog į liniją perduodami tiktai žemiausiuose ryšio lygmenyse. Tačiau po pirmojo abonentų komutavimo mazgo toliau pranešimai perduodami tarp rajonų, miestų, šalių. Taikant sutankintas arba daugiakanales linijas, t.y., viena linija perduodant keletą pranešimų. Toks sutankinimas įmanomas, nes praktiškai GSI suformuotų signalų užimama dažnių juosta yra žymiai siauresnė už fizinės linijos pralaidumo juostą. Kaip ir perduodant netrūkius pranešimus, inžinerinėje praktikoje plačiausiai yra taikoma dažninis, laikinis arba mišrus sutankinimo būdai. Dažninio sutankinimo atveju linijos juosta ΔFl suskaidoma filtrais į gretimus praktiškai nepersidengiančius ruožus Δfs . Kiekviename iš šių ruožų perduodami skirtingus pranešimus atitinkantys elementai. Kiekvienas atskiras ruožas sudaro perdavimo kanalą. Laikinio sutankinimo atveju, linija nuosekliai prijungiama prie visų pranešimų šaltinių tokiu būdu, kad tarp gretimų to paties šaltinio elementų būtų perduodami visų kitų pranešimų signalai. Kadangi pirmieji inžineriniai įrenginiai istoriškai buvo skirti netrūkių pranešimų perdavimui, pradžioje diskretiniai pranešimai buvo sutankinami viename iš dviejų diapazonų: 300 – 3400 Hz (toninio telegrafavimo kanalas); 3400–10000Hz. Abipusio pranešimų apsikeitimo požiūriu perdavimo sistema gali būti naudojama kaip dvipusio pakaitinio ryšio (simpleksinio) ir dvipusio vienalaikio ryšio (dupleksinio). Pirmuoju atveju linijos naudojamos pranešimų perdavimui iš punkto A į punktą B, o po to atgaline kryptimi iš punkto B į punktą A. Dupleksinio ryšio atveju pranešimai gali būti perduodami abiem kryptimis vienu metu. Trivialus vienalaikio dvipusio ryšio realizavimo būdas remiasi dviejų linijų panaudojimu. Kai naudojama viena linija, dvipusis ryšys užtikrinamas abiejų krypčių signalus išskiriant pagal dažnį. Daugiakanalė ryšio sistema: 3.Lėtų daugiakanalių sistemų su dažniniu sutankinimu struktūrinės schemos Tokiose sistemose gali būti taikoma amplitude arba dažniu manipuliuoti signalai. AMn, DMn. Dažniausiai naudojamų harmoninių virpesių atkarpų su trukme τ0 juosta yra lygi: Δfs =1/τ0. Daugiakanalės sistemos, naudojančios amplitude manipuliuotus signalus struktūrinė schema: Ti –telegrafo aparatai (i=1…k), PĮi – perėjimo įrenginys(i=1…k), Mi–moduliatorius(i=1…k), Gi –generatorius(i=1…k), Fi–kanalinis filtras(i=1…k), TDK–toninio dažnio kanalas (i=1…k), Imtuvo Fi – imtuvo filtrai (i=1…k), Imtuvo PĮi – formuojantis įrenginys (i=1…k). ASR – automatinė stiprinimo reguliavimo schema. Kodo impulsai iš telegrafo aparato Ti siunčiami į moduliatorių Mi per perėjimo įrenginį PĮi , kuris telegrafo aparato signalo pauzes pakeičia neigiamais impulsais. Moduliatorius iš esmės yra raktas, kuris praleidžia arba nepraleidžia generatoriaus Gi harmoninius virpesius. Filtrai Fi sumažina siųstuvų kanalų tarpusavio įtaką. Generatorių Gi dažniai yra perstumti tam tikru dydžiu, kuris priklauso nuo signalų užimamos juostos ir filtrų kokybės. Kanalinių signalų suma sudaro linijinį signalą, kuris siunčiamas į telefono kanalo TDK įėjimą. Priėmimo punkte filtras F praleidžia suminę signalu juostą ir neleidžia į imtuvą patekti šalutiniams trukdžiams. Imtuvų filtrai Fi paskirsto signalus. Sustiprinti signalai detektuojami paprastais amplitudiniais detektoriais. Išdetektuoti impulsai patenka į formavimo įrenginį imt PĮi , kuriame jie pagal konkretų algoritmą atpažįstami ir pakeičiami tinkamomis telegrafiniam imtuvui sekomis. Kai naudojama DMn, schemoje, t.y. siųstuve amplitudinis manipuliatorius ir generatorius turi būti pakeisti dažniniu manipuliatorium. DMDAM (dažniu ir amplitude moduliuoti virp); DMDF (dažniu ir faze moduliuoti virp). Tarpusavyje besiskiriančių parametrais skirtingų filtrų, generatorių ir kitų įrenginių skaičius yra lygus kanalų skaičius. Siekiant struktūros vienodumo naudojamas taip vadinamas grupavimo principas. 4.Vidutinio greičio ir greitaveikių DPPS1 struktūrinės schemos Vidutinio greičio sistemos kuriamos standartiniame toniniame diapazone ir dirba diskretiniais 1200, 2400, 4800 bodų greičiu. Signalų perdavimas toninio dažnio kanale, kurio pralaidumo juosta 300–3400Hz, didesniu kaip 4000 bodų sparta praktiškai neįmanoma. Standartiniame toniniame diapazone būtina organizuoti dupleksinį (dvipusį vienalaikį) darbo režimą, todėl vidutinio greičio sistemos paprastai yra vienkanalės (vienas kanalas pirmyn, vienas kanalas atgal, 3, 4 jau nebegali būti). Abonentinis punktas sudaromi taip, kad kanalas pagal automatinį išplėtimą būtų suteiktas telefoninių arba diskretinių pranešimų perdavimui. Tuo tikslu abonentiniame punkte yra numatomas pranešimų rūšies perjungiklis. Aparatūra paprastai kuriama komutuojamiems ir nekomutuojamiems kanalams. Nekomutuojamiems kanalams yra būdingi geresni kokybiniai rodikliai. Komutuojamo duomenų perdavimo kanalo struktūrine schema: TA– telefono aparatas, PRP– pranešimų rūšies perjungiklis, AL–abonentinė linija, KM– komutacijos mazgas, ML– magistralinė linija, AP–abonentinis punktas, M/D–moduliatorius/ demoduliatorius (modemas), DŠ/DR–duomenų šaltinis, duomenų registratorius. Tiek kuriant modemus, tiek skaidant standartinį kanalą į tiesioginį ir atgalinį, taip pat generuojant dažniu manipuliuotus signalus yra vadovaujamasi ITU–T rekomendacijomis. Greitaveikėse duomenų perdavimo sistemose, kuriose sparta didesnė už 4000 bodų, reikalaujama žymiai platesnė dažnių juosta, lyginant su standartiniu toniniu diapazonu. Tai galima pasiekti kuriant specialią aparatūrą, arba perdirbant egzistuojančią daugiakanalę telefoninių pranešimų perdavimo aparatūrą. Antruoju atveju, kai naudojama turima aparatūra, diskretinius pranešimus galima perduoti tiktai mažinant tinklo telefoninių kanalų skaičių. 5.Daugiakanalės sistemos su laikiniu sutankinimu sudarymo principas Taikant laikinį sutankinimą, kiekvieno šaltinio signalo perdavimui išskiriamas atskiras laiko intervalas T. Laiko intervalai fiziškai išskiriami siuntimo ir priėmimo įrenginiuose sinchroniškai veikiančiais komutatoriais (paskirstytuvais). Vienas laiko intervalas yra išskiriamas sinchronizuojantiems impulsams, kurių atžvilgiu vienareikšmiškai atskaitomi atskirų kanalų laiko intervalai abiejuose sistemos punktuose. Laikinio sutankinimo sistemose, be juostinių signalų, gali būti naudojami ir video impulsai, kurių min trukmė priklauso nuo kanalų skaičiaus ir sistemai skirto dažnių ruožo. Sinchroninės sistemos su laikiniu sutankinimu struktūrinė schema: PSK– paskirstytuvas, GT– taktinio dažnio generatorius, SIG –sinchroimpulsų generatorius, PŠi – i-tasis pranešimų šaltinis, Mk –kanalinis moduliatorius, ML–magistralinė linija, LS– laiko selektorius, SS –sinchroimpulsų selektorius, PG –i-tasis pranešimų gavėjas. Generatorius generuoja TT=Tk/(k+1) periodo impulsus. Sistemos darbo ritmą nustato taktinio dažnio generatorius GT, kuris generuoja impulsų seką su k+1 karto mažesniu periodu nei kanalinio signalų perdavimo periodas. PSK per periodą Tk sukuria k+1 kanalinių impulsų perstumtų intervalais TT, čia k– darbinių kanalų sk. Sukurtos periodinės sekos siunčiamos į Mk ir SIG. SIG sukuria sinchronizuojančią kodinę kombinaciją. Į moduliatorių antruosius įėjimus patenka kodinės pranešimų sekos iš atitinkamų PŠi. Siuo atveju kodinės kombinacijos turi būti siunčiamos ar nuskaitomos iš laikmenos sinchroniškai ir sinfaziškai su kanaliniais impulsais. Tuo tikslu kanaliniai impulsai iš paskirstytuvo turi būti siunčiami taip pat diskretinių pranešimų šaltiniams (punktyrinė linija). Sinchronizuojančio ir kanalinio impulsų suma siunčiama į siųstuvą, kuriame gali būti atliekama pakartotinė antro laipsnio moduliacija ir tokiu būdu impulsai perkeliami į nešančiojo virpesio dažnių sritį. Priėmimo gale signalai patenka į imtuvą, kur atliekama pirminė filtracija ir stiprinimas. Taip pat detektuojami signalai, jei siųstuve buvo panaudota antrinė moduliacija. Sinchronizacijos impulsai, kuriuos išskiria SS, valdo priėmimo paskirstytuvas, kuris formuoja kanalinių impulsų sekas, o šios atidaro atitinkamus LSi. Šios schemos LS– tai tipines loginės „IR“ schemos. Laiko selektorius parleidžia kiekvieno kanalo dvejetainių kanalų sekas atitinkamų pranešimų gavėjams. Pateiktoje schemoje vykstantys procesai iliustruoti laikinėmis diagramomis: Generatoriaus impulsiukų pasikartojimo dažnis TT. Sinchronizuojantis impulsas–5 teigiami impulsai. Kanalinio signalų perdavimo periodas Tk, kuris susidaro iš keliu TT. Į periodą Tk įeina kiekvieno kanalo pranešimo šaltinio kodinis žodis, toliau sudaryta suminė kodinė kombinacija iš sumatoriaus siunčiama į siųstuvą. 6.Impulsinių sekų fazavimo sinchronizavimo būdai Sinchronizacija garantuoja sinfazinę dvejetainę sekų pradžią imtuve, arba vienareikšmį priimtų siuntų, sekų pasiskirstymą kaupiklio skiltims. Fazavimo būtinybę sąlygoja nepakankamas imtuvo ir siųstuvo taktinių dažnių generatorių stabilumas. Jeigu kiekvieno generatoriaus taktinio dažnio fT santykinis nestabilumas k=∆Fmax/Fo , čia ∆Fmax–max dažnio nuokrypis darbo metu, Fo–siuntų dažnis Fo=1/τo vienos simbolių siuntos trukmė. Jei taip yra, generatoriai išsiderina viso periodo dydžiu per laiką Daroma prielaida, kad generatoriai išsiderina priešingomis kryptimis. Jei išsiderins i tą pačia pusę, tai jokios žalos nebus. Tačiau leidžiamas laikinis išsiderinimas tleidž yra nustatantis sinfaziškumo išsaugojimo laiką tsinf turi sudaryti mažą t dalį leidž, kur leidž1. Ug generatoriaus impulsų seka paduodama į dažnių keitiklį DK, kurio kitą įėjimą veikia valdanti įtampa UV. DK ne tik dalijamas dažnis fg k kartų, bet taip pat čia pridedami arba atimami pavieniai impulsai, priklausomai nuo fazių skirtumo. Dažnių keitiklio išėjime suformuojama taktinio dažnio impulsų seka, kurios pasikartojimo dažnis mažiausiai skiriasi nuo įėjimo impulsų sekos dažnio. Geresnė schema yra 2, nes neturime tiesioginio poveikio generatoriui, nes kai prie generatoriaus papildomai prijungiame dar valdymą, atsiranda įvairios parazitinės talpos. 8.Fazavimas pagal ciklus Fazavimas pagal ciklus realizuojamas perduodant specialias fazuojančias kodines kombinacijas, kurių struktūra priėmimo vietoje iš anksto žinoma. Jei šios kombinacijos perduodamos pauzių metu, tai toks fazavimo būdas vadinamas „bemarkeriniu“. Jei fazuojančios kombinacijos elementai kaitaliojami su informacinių siuntų elementais, tai fazavimo būdas vadinamas „markeriniu“. „Bemarkerinio“ fazavimo būdo pagal ciklus struktūrinė schema: FKG–fazuojančių kombinacjų generatorius, VS–valdymo schema, DŠ–dešifratorius. Intervaluose tarp pranešimų perdavimo, tačiau nerečiau kaip intervaluose, kuriuose išlaikomas sinfaziškumas, į siųstuvo kaupimo įrenginį siunčiama fazuojanti kombinacija iš FKG, kuri nukreipiama į perdavimo kanalą. Priėmimo vietoje fazuojanti kombinacija patenka į dešifratorių, kuris suformuoja valdantį impulsą UV, tik tuo atveju, jei siųstuvo ir imtuvo skirstytuvai dirba sinfaziškai. Nesant valdymo impulso UV (kai fazės skirias) VS keičia imtuvo skirtytuvo fazę. „Markerinio“ fazavimo pagal ciklus būdo struktūrinė schema: Fazuojančios kombinacijos „markerinio“ generatorius FKG surištas su viena siųstuvo skirstytuvo skiltimi ir tokiu būdu fazuojanti kombinacija yra perduodama per kelis l darbo ciklus. Imtuvo skirstytuvo atitinkama skiltis prijungta prie fazuojančios kombinacijos DŠ. Kai siųstuvo ir imtuvo skirstytuvo darbas nesinchroninis DŠ per l darbo ciklų nesuformuoja jokio išėjimo impulso valdančiai schemai ir pastaroji perstumia imtuvo skirstytuvo darbo fazę vienu elementu kiekvieno darbo ciklo metu. Fazėms sutapus DŠ formuoja blokuojantį impulsą, kuris stabdo valdymo schemą. Tol kol palaikomas sinfaziškumas, DŠ per kiekvienus l ciklus suformuoja palaikantį valdymo schemos blokavimo impulsą. Sutrikus sinfaziškumui paderinimo procesas pradedamas iš naujo. „Markerinis“ fazavimo būdas lyginant su „bemarkeriniu“ pasižymi eile privalumų: automatiškai kontroliuojamas sinfaziškumas ir nėra jokio reikalo nuraukinėti pranešimų perdavimo; taikant „bemarkerinį“ būdą fazės nesutapimas fiksuojamas tik pagal staigų klaidų padidėjimą priimtame pranešime. Aptartas „markerinis“ fazavimas vadinamas sinchroniniu fazavimu, be to gali būti panaudoti asinchroninis. Šiuo atveju iki pranešimo pasirodymo momento tiek siųstuvo, tiek imtuvo imtuvo skirstytuvai nedirba. Pasirodžius pranešimui siunčiama startinė kodinė kombinacija ir paleidžiamas siųstuvo skirstytuvas. Pasibaigus pranešimo perdavimui, siunčiama pabaigos kodinė kombinacija. Abi kombinacijos dešifruojamos imtuve ir paleidžia bei sustabdo imtuvo skirstytuvą. Taikant aisnchroninį kodavimą greičiau pasiekiamas sinfaziškumas, pranešimo perdavimo momentas gali būti bet koks. Tačiau šiuo atveju gali būt gauta didesnė vidutinė klaidų tikimybė, nes priimant pradžios ir pabaigos signalus gali susidaryti klaidos ir tokiu būdu priimama klaidingai visa pranešimų seka. 1.Laikinis sutankinimas IKM sistemose (multipleksavimas) Naudojant IKM analoginiai signalai diskretizuojami, kvantuojami ir koduojami. Diskretizavimas yra pagrįstas diskretizacijos (Naikvisto) teorema. Perduodant balsą analoginio signalo momentinės vertės nuskaitomos 8000 Hz dažniu. Kadangi standartinio telefoninio kanalo plotis 300...3400 Hz yra laikomas lygiu 4000 Hz, diskretizavimo dažnis yra dvigubai didesnis už max diskretizuojamo analoginio signalo dažnį. Kiekvienas diskretus analoginio signalo momentinės vertės atskaitymas kvantuojant įgyja vieną iš 256 galimų verčių, šios vertės perduodant kalbą yra paskirstomos netiesiškai. Taip daroma, kad kvantavimo triukšmas priklausytų nuo signalo lygio. Netiesiškumas Europoje aprašomas A dėsniu, Amerikoje- μ. Mažosios analoginio signalo vertės perduodamos skaitmenine forma didesnės, o priėmimo punkte vėl gražinamos prie pradinių verčių, ir atvirkščiai– didelės vertės perduodamos mažesnės ir priėmimo vietoj vėl atstatomos tikrosios vertės. Kiekvieno kvantuoto analoginio signalo momentinės vertės atskaita koduojama dvejetainiu kodu, norint perduoti skirtingas amplitudės vertes dvejetainiu kodu būtina naudoti 8 bitų kodą. 8 bitų kodu atvaizduotos signalo atskaitos vadinamos IKM žodžiais. Siunčiant info nuosekliai vienas telefono kanalas sukuria 8000*8= 64 Kbitų/s spartos dvejetainių duomenų srautą. Perduodant skaitmeniniu būdu signalus jie gali būti tarpiniuose punktuose regeneruojami. Balso perdavimui naudojant dvejetainius signalus yra galimi žymiai didesni trukdžiai, t.y. žymiai mažesnis santykis PS/PT. Naudojant skaitmeninį perdavimo metodą, susidaro kvantavimo triukšmas, tačiau IKM reikalauja 16 kartų platesnės dažnių juostos, negu įprastiniai standartiniai analoginiai balso signalai. Šiuo metu pasaulyje naudojamos 2 iš esmės skirtingos IKM sistemos: Europoje- E1, Š.Amerikoje-DSS1. Norint vienu traktu perduoti kelių telefono kanalų skaitmeninius signalus jie yra multipleksuojami. Tai atliekama dalijant laika į kelis intervalus ir skirtingais laiko intervalais perduodant vis kito kanalo vieną signalo atskaitymą, t.y. vieną baitą. 32 kanalų IKM sistemose naudojančiose 32 laiko intervalus nuosekliai perduodamos 32 skirtingu kanalų signalų vertės. Multiplekserio išėjime bitų srautas yra 32 kartus didesnis nei vieno kanalo, t.y. 32*64 Kbit/s=2048 Kbit/s. Tokiu būdu laiko intervalai TS sunumeruoti nuo TS0 iki TS31 ir vadinami laikiniais kanalais. Jie sudaro 125 μs trukmės duomenų kadrą IKM sistemoje. TS0 intervalas naudojamas ciklams sinchronizuoti ir jame perduodama kodinė kombinacija nurodanti kadro pradžią. TS16 laikinis kanalas naudojamas signalizacijos tikslams. Si kadrą apibrėžia taip: Tai yra ciklinė skaitmeninių laiko intervalų grupė, kurioje kiekvieno skaičiaus laiko intervalas gali būti identifikuotas. E1 sistema yra 32 kanalų sistema, čia 30 kanalų perduoda pvz. iš telefono magistralės kalbos pranešimus, kiti 2 kanalai perduoda signalizaciją ir sinchronizacijos info. Kadro struktūra: Sios sistemos srauto privalumas-jis gali būt perduotas 2km ilgio vytos poros kabeliu, kuriuo paprastai perduodamas vienas analoginis balso signalas. Sis srautas gali būti suformuojamas taikant skirtingas schemas: Pirmu atveju gaunamas tipinis baitais intarpuotas TDM. Antruoju atveju gaunamas tipinis bitais intarpuotas TDM. Tai impulsine kodine moduliacija, pritaikoma konkrečiam kanalui. Po to vykdomas multipleksavimas. Dažniau 2 Mbit/s srautas yra perduodamas šviesolaidžiais, optinių skaidulų grandinėmis, tačiau pastaruoju metu nagrinėjamas 2Mbit/s srauto perdavimo galimybės paprasta vyta pora arba variniu kabeliu. Svarbu, kad imtuvą pasiektų pakankamai stiprūs ir teisingi signalai ir įgalintų sinchronizuoti imtuvo grandines, bei priimti teisingus sprendimus. Esminiu skaitmeninių perdavimo sistemų ypatumų yra tai, kad po tam tikro ilgio fizines linijos kol dar yra neviršytas santykis signalas-triukšmas S/Tn ir galima patikimai detektuoti priimtus dvejetainius duomenis jie yra regeneruojami t.y. atlikus klaidų korekciją, atkuriamas klaidų neturintis duomenų srautas kuris toliau perduodamas į kitą ryšio linijos atkarpą. Yra siųstuvas imtuvas ir tarpe jų regeneratorius. Taigi viskas sudaryta iš principo iš dviejų atkarpų: pirma atkarpa (I sekcija) ir antra atkarpa (II sekcija). Turime 2 atkarpas ir tam, kad deramai kokybiškai pasiusti turime turėti tam tikrą lygį signalo t.y. trukdžio atžvilgiu. Signalo lygis pagal ITU rekomendacijas reikalauja siųstuvo išėjime būtu +-3V, tas lygis gali susilpnėti tarpe iki regeneratoriaus, bet nemažiau turi buti kaip +-30mV. Lygiai taip pat po regeneratoriaus amplitudiniai santykiai turi būti atstatyti ir turi būti +-3V, o imtuvo įėjime nemažesnis kaip +-30mV. 1 atkarpoje yra 40dB nuostoliai, lygiai taip pat ir 2. Tam, kad regeneratorius galėtų priimti ir detektuoti tuos signalus neturi būti pažeistas S/Tn santykis nemažiau kaip apie 18dB, tada detektorius galės kokybiškai atskirti signalą ir triukšmus. Taigi esant tokiems santykiams leidžiama, kad Pe=10-15 santykis perduotų bitu su klaidingais bitais. Kitaip tariant Pe=2*10-15 t.y. klaidu tikimybės sumuojasi. Kuo santykis signalas triukšmas yra didesnis tuo klaidų tikimybė yra mažesnė. ΔV–signalo dydis signalo santykis su triukšmu t.y. kvadratine šaknis iš dispersijos vidutinė kvadratine nuokrypa jei yra unipoliariniai tai (1) jei bipoliariniai (2) ΔV/2 ir ΔV/2 amplitude arba dviguba amplitude yra dipolerinis signalas. Projektuojant įranga susiduriama su tokiai klaidų tikimybės parametrais: SER =Pe*Ps simbolio klaidų santykis; BER= Pe*Pb bitu klaidu santykis. Tokiu būdu duomenų regeneracija suskaidžius ryšio linija atitinkamo ilgio atkarpomis leidžia kokybiškai perduoti pranešimus dideliais nuotoliais. 2.Vieninga sinchroninė skaitmeninė hierarchija Nuo 8–tojo desimtmečio skaitmeniniai tinklai plačiai taikomi Amerikoje Europoje ir Japonijoje. Šiais tinklais buvo perduodamas garsas 64kb/s sparta tiek duomenys. Didėjant perduodamos info kiekiui paprasčiausiai buvo didinamas sutankinimo laipsnis. Tokiu būdu kiekviename regione susiformavo savos skaitmeninės hierarchijos. 9–tajame dešimtmetyje spartėjant ryšio integracijai pasauliniu mastu ir atsiradus plačiajuosčiams B-ISDN. 1988m. CCITT pasiūlė standartą kuris apibrėžią vieninga skaitmeninę hierarchija: Naujasis standartas netik apibrėžia aukštesnių sutankinimo lygių bazinį bitų pasikartojimų dažnį, bet ir vieninga perduodamos info formatą t.y. SDH ciklą. Svarbiausią naująją savybė skaidrumas t.y. lengvai galima atsekti skaitmeninių kanalų išdėstymą bendrame sraute: pvz. 155,53Mb/s srauto gali atskirti 2,048Mb/s. kiekvienas 2Mb/s srautas yra matomas yra kontroliuojamas. Kita svarbi SDH technologijos ypatybė yra universalumas. Ji gali būti naudojama perduoti tiek sinchroninio sutankinimo kanalus tiek asinchroninio. Si savybė leidžia naująją sistemą diegti palaipsniui išvengiant brangiai kainuojančių prastovų. Šis standartas yra suderinamas su egzistuojančiomis skaitmeninėmis hierarchijomis bei gali būti pritaikytas WDM technologijoje. 1992 metais CCITT paskelbtos rekomendacijos apibrėžia plačiajuostį B-ISDM naudojantį ATM tipo paketine komutaciją ir perduodamą plačiajuosčiais SDH tinklais. Taigi SDH iš principo sudaro galimybę realizuoti B-ISDM (vaizdas, duomenys, garsas, televizija, visos skaitmenines paslaugos ir tai viskas laidiniu rysiu teikiama Lietuvos telekomo). 3.Tradicinė skaitmeninė hierarchija Tradicinė europinės hierarchijos info srautai yra sudaromi sutankinant 64kb/s PCM(impulsine kodine moduliacija) garsinio dažnio kanalu. Tai atliekama taikant laikinę multipleksija TDM: Europoje naudojamos skaitmeninės hierarchijos 2Mb/s srautas gaunamas pabaičiui sutankinat 32 standartinius 64kb/s kanalus. Vienas ciklas kurio metu iš kiekvieno kanalo paimama po vieną baitą užtrunka 125μs. Šiame cikle 30 baitų skiriama vartotojo info perduoti, o 0 ir 16 baitai yra skirti naudojam tarnybinei informacijai. Ciklas iliustruotas taip: perdavimo kryptis iš kairės į dešinę. Iš viso talpinama 32 baitus. Viename turime 8 bitus. 0–laike siunčiamo kanalo žymė ciklo pradžia ir naudojama tinklo sinchronizacijai. 16–baitas yra signalinis kanalas, siunčiama signalinė info, sudaromas 64kb/s tarnybinis kanalas. Kartais šis kanalas gali būtu atiduotas vartotojo info perduoti. 2Mb/s srautas yra griežtai sinchronizuojamas +-50ppM tikslumu. Aukštesni sutankinimo laipsniai europinėse sistemose yra gaunami naudojant baitinę 4 linijų multipleksiją. Aukštesnių hierarchijos laipsnių informacijos srautas yra kiek didesnis nei turėtu būti jei naudojant grynai sinchroninį sutankinimą. Taip daroma, kad aukštesnės hierarchijos info ciklai nėra griežtai sinchronizuojami. Didesnis bitų pasikartojimo dažnis užtikrina perduodamų ciklų vientisumą net tuomet jei linijos įrangos taktiniai dažniai šiek tiek skiriasi. Tai gerokai atpigina aparatūrą tačiau info srautas darosi asinchroninis, ypač aukštesniuose sutankinimo laipsniuose. Toks srautas yra vadinamas plesiochroniniu, o tokia hierarchija vadinama plesiochronine skaitmenine hierarchija. Pagrindinis trūkumas yra jos neskaidrumas–t.y. tiesiogiai 2Mb/s kanalą iš 139Mb/s srauto išskirti neįmanoma. Šiai operacijai atlikti reikia visą 139,26Mb/s srautą išretinti visuose lygmenyse ir tuomet išskirti reikiamą 2Mb/s srautą. Norint 2 bitus pasiimt reikia eiti laipsniškai žemėjant. Nežiūrint šio trūkumo Europoje perduodamos info formatas yra gana paprastas, o ciklus sraute galima atskirti pagal ciklo žymes esančias 0 baite. JAV naudojamas baito šioje sistemoje iš kiekvieno DS1 srauto kanalo yra paimama po 2 bitus kurie ir panaudojami tarnybinei info koduoti. Nors garsinio dažnio kanalas ir sumažėja balso kokybe nuo to iš esmės nenukenčia. Taigi ciklo pradžiai žymėti yra skirtas tik 8kb/s (europinėje sistemoje- 64kb/s). Aukštesnis JAV naudojamas DS2 yra gaunamas asinchroniškai pabičiui sutankinant 4 DS1 srautus. Norėdami toliau suformuoti sekančios pakopos srautą imame 4 DS1 ir naudodami pabičiui sutankinimą, multipleksavimą jis leidžia visą paketą, kai multipleksuodami visą srautą gauname DS2. Tiek JAV, tiek Europoje tradicinėje skaitmeninėje hierarchijoje aukštesnių srautų struktūra yra paini ir nesinchroniška. Net naudojant galingas mikroprocesorines sistemas yra sudėtinga atskirti pavienius kanalus arba komutuoti. 4.Sinchroninė skaitmeninė hierarchija Naujas standartas dažnai vadinamas dvigubai SDH/SONET (sinchroninė skaitmeninė hierarchija/sinchroninis optinis tinklas). Bet iš tikrųjų tai yra 2 atskiri savarankiški standartai, atitinkantys beveik tą pačią technologiją. Ilgą laiką atskiroms šalims nepavyko susitarti dėl bazinio perdavimo greičio nes kiekvienas regionas siekė kuo didesnio suderinamumo su savo turima aparatūra. Galiausiai buvo pasirinktos tinklo mazgo sąsajos taške NNI (network note interfase) pamatinis 155,52 Mb/s srautas. Jisai skyrėsi nuo įvairių regionų skaitmeninių hierarchijų bitų pasikartojimo dažniu(BPD) ir buvo pakankamai didelis, kad sudarytų vieną didelės raiškos televizinį (HDTV) kanalą. Tinklas su NNI sąsaja: VT –vartotojo terminalas (galinis įrenginys); USI –vartotojo sąsaja; TGM–tinklo galinis mazgas; AL–abonentinė linija; LU –suderinimo įrenginys, linijos užbaigimas; MUX –multiplekseris; NNI –tinklo mazgo sąsaja; M –magistralė; Vart. Būst.–vartotojo pastate sutelkta technika. SONET hierarchijoje apibrėžta žymi daugiau lygmenų negu SDH, tačiau OC – 3(t.y. trečio lygio optinio nešlio) ir STM – 1 (pirmo sinchroninio transportinio modulio) dažniai sutampa. Tarpiniai OC lygmenys, kur nėra apibrėžta STM naudojami labai retai. OC–1 t.y. praktiškai sutampa su tradicinės skaitmeninės hierarchijos DS3 kanalu (srautu). Tokiu būdu galima palaipsniui įdiegti SDH/SONET į jau egzistuojantį skaitmeninį tinklą. 5.Sinchroninės skaitmeninės hierarchijos duomenų formatas SDH tinklas gali būti dalijamas į tris loginius sluoksnius, kurie santykinai yra nepriklausomi vienas nuo kito. Sąryšiai tarp kelio, multipleksinės sekcijos ir regeneracės sekcijos loginių sluoksnių: Fizinė aplinka– apima patį regeneratorių; Multipleksinė sekcija-aprėpia ne visus multiplekserius, o tik SDH, kurie formuoja STM–N srautus, t.y. sutankina pagr. transportinius modulius STM-1; Kelias–perdavimo kanalo kelias aprėpia ir paprastus multiplekserius, kurie susiformuoja pamatinį bitų pasikartojimo dažnį, t.y. STM–1 srautą. Suformuoja iš elementarių skaitmeninių hierarchijų, tradicinių skaitmeninių hierarchijų ar pan. SDH multiplekseriai STM – 1 srautus grupuoja į STM– N magistralinį srautą, o paprasti MUX į STM– 1 srautą sutankina mažesnio bitų pasikartojimo dažnio (64 kb/s–140 Mb/s) kanalus. Taigi vartotojų kanalai grupuojami ir tankinami kiekviename sluoksnyje pridedant papildomą tik tam sluoksniui būdingą tarnybinę info. Perėjęs per visus sutankinimo sluoksnius iki fizinės aplinkos info srautas visiškai atitinka SDH formatą. Fizinėje linijoje sutinkamo regeneratoriai atkuria reikiamą signalo lygį ir keičia tiktai regeneracinės sekcijos info. SDH linijos gale yra atliekamos atvirkščios procedūros. SDH tinkluose info perduodama ciklais, kurių trukmė lygi 125µs ir nepriklauso nuo SDH hierarchijos lygmens. Taigi didėjant bitų pasikartojimo dažniui vis daugiau bitų supakuojama į 125µs ciklą. SDH ciklai yra vaizduojami lentelėmis, kurios bet kokiam hierarchijos lygmeniui yra sudarytos iš 9 eilučių, o stulpelių skaičius priklauso nuo konkretaus bitų pasikartojimo dažnio (BPD). Pavienis lentelės elementas atitinka 1 baitą. Toks ciklas į tinklą perduodamas eilutėmis iš kairės į dešinę. Šis ciklas telpa į 125µs , joje talpiname 250 baitų. Bazinio SDH ciklo STM – 1 sandara: POH –kelio antraštė; RSOH – regeneratyvinės sekcijos antraštė; MSOH –multipleksinės sekcijos antraštė; Tarnybinė info, skirta perduodamo srauto valdymui ir komutavimui užima 4,4% ciklo, tai atitinka 6,482 Mb/s STM–1 sraute. Tokie dideli resursai suteikia tinklo operatoriui plačiai diegti automatinio tinklų valdymo ir kontrolės sistemas (distancinio valdymo, maitinimo, prognozės, gedimo atpažinimo, signalizacijos). Tarnybiniuose ciklo baituose siunčiama atitinkamą paskirtį turinti info. Išsami tarnybinė info, esanti SDH cikle leidžia automatiškai kontroliuoti visus SDH sluoksnius. Šiuo požiūriu SDH sistema yra daug pranašesnė už tradicines pleziochroninės hierarchijos sistemas. Sistemos valdymas ir kontrolė paprastai atliekama panaudojant atskirą kompiuterinę operacinę sistemą. SDH technologijos lygmenų modelis: PSTN –bendrojo naudojimo tinklas; ISDN – valstybinių paslaugų tinklas; SDH tinklas gali būti išskaidytas į skirtingus lygmenis, kurie tiesiogiai susieti su tinklo topologija. Žemiausias lygmuo yra fizinis, vaizduojantis perdavimo terpę. Pastarąja gali būti stiklo skaidulos, radijo linija, palydovinė linija ir t.t. Regeneracinę sekciją sudaro kelio dalis tarp regeneratorių. Ciklo dalis RSOH yra naudojama signalizacijai kuri būtina šiame regeneraciniame lygmenyje. Likusi antraštės dalis MSOH yra naudojama multipleksinės sekcijos reikmėms. Paketai VC yra patiekiami kaip info srautas abiejuose sekcijos galuose. Du VC lygmenys atvaizduoja ciklo formato formavimo proceso dalis. Ciklo formato formavimas yra procedūra, kurios metu intakiniai signalai tokie kaip PDH ir ATM yra įterpiami į SHD transportinį modelį. VC– 4 formavimui yra naudojamas 140 Mb/s arba ATM signalas, tuo tarpu VC–12 naudojamas 12 Mb/s signalas. 6.Žiedinė struktūra Pagrindiniai sinchroninio tinklo elementai žiediniame tinkle su skirtingais šaltiniais. Žiedinis tinklas: ADM-įvesties–išvesties multiplekseris; DXC –skaitmeninis komutatorius(kanalų perjungiklis); TM –galinis multiplekseris. Parodyta struktūra yra tipinė duomenų perdavimo SDH struktūra. Ji perduoda tiek pleziochroninius signalus, tiek valdo ATM paslaugas. Pagrindiniai žiedo elementai yra regeneratorius, įvesties–išvesties MUX, galinis MUX, skaitmeninis perjungiklis. Regeneratorius atstato laikinius ir amplitudinius įeinančio duomenų srauto santykius, kurie dėl dispersijos ir trukdžių būna pažeisti, o amplitudės nuslopintos. Regeneravimui naudojami pranešimai išskiriami iš 64 kb/s tarnybinių kanalų E1, F1, RSOH. TM–galinis multiplekseris naudojamas pleziochroninių ir sinchroninių įėjimo signalų komponavimui į didesnės spartos STMN srautų signalus. ADM–šiuose įrenginiuose gali būti išskiriami į didesnės spartos SDH srautą pleziochroniniai ir mažesnės spartos sinchroniniai signalai. Be to šie įrenginiai leidžia sudaryti žiedo struktūrą ir avarijos atveju nukreipti srautą priešinga kryptimi. DXC–šis tinklo elementas turi plačiausią atliekamų f-jų spektrą. Jis leidžia formuoti PDH intakinių signalų virtualius konteinerius, t.y. juos komponuoti net iki VC – 4 rango. 7.SDH ciklo formavimas Pagrindine SDH apkrova yra egzistuojančių tradicinių hierarchijų srautai. Šie srautai SDH standarte yra vadinami intakais. Intakai į STM–1 ciklą įterpiami nuosekliai. Iš pradžių intako srautas yra talpinamas į konteinerį (C), t.y. į 9 eilučių baitų lentelę. Pridėjus trakto antraštę yra gaunamas virtualus konteineris (VC). VC išlyginami sinchronizacijos signalo atžvilgiu. Tokiu būdu suformuojamas intako duomenų vienetas. TU (šaltinio vienetas) pabaičiui tankinami, t.y. multipleksuojami kol suformuojamos intakų duomenų vienetų grupė TUG. Prie TUG pridėjus rodyklės baitus suformuojamas administracinis vienetas (AU). Galiausiai prie AU pridėjus MSOH ir RSOH gaunamas pamatinis transportinis modulis STM–1. Toliau gali būti STM–1 ciklai talpinami į STM-N ciklus (N=1;4;16;64...). C + POH =VC; VC + IŠL.=TU; TU*N= TUG; TUG +RODYKLE= AU; AU+MSOH+ RSOH=STM–1; STM–1*N =STM–N. 8.SDM tinklų struktūra Ryšio tinklai geomatriniu požiūriu gali būti interpretuojami kaip grafas, kuris susideda iš tinklo mazgų ir ryšio linijų. Sistemos mazgų vietos ir sujungimo linijų tarp mazgų parinkimas turi užtikrinti viso tinklo lankstumą, patikimumą, maksimalų naudingumą ir sugebėjimą atsistatyti po avarijos. Optimali SDH sistemos savaime atsistatančio tinklo topologija yra žiedas, tačiau projektuojant reikia atsižvelgti į egzistuojančius tinklus, gyventojų pasiskirstymą, info srautų poreikius bei geografinius ir finansinius veiksnius. Tinklo struktūra taškas – taškas: Tai paprasčiausia tinklo struktūra, kuri sujungia 2 multiplekserius, kurie yra galiniais tinklo elementais. Tokio jungimo patikrinimui naudojamamas sekcijų rezervavimas (pvz 1+1 arba N+M), taip pat kelio rezervavimas (1+1). Naudojant kelio rezervavimą reikia dubliuoti optines sąsajas ir šviesolaidžių poras, ir tai labai padidina tinklo statybos kainą. Tinklo taškas – taškas sujungimo pavyzdžiu gali būti: Išsišakojusi tinklo struktūra: “medžio” tipo tinkle kiekviena mazgų pora sujungiama viena linija, o dalis mazgų tarpusavio ryšio net neturi. Dažniausiai taikomos šio tipo tinklo atveju yra linijiniai ir mazginiai (žvaigždiniai) tinklai. Mazginiame tinkle sujungimai tarp elementų sudaromi taip pat kaip taškas– taškas tinkle tik šiuo atveju vienas tinklo mazgas yra pagrindinis ir sujungia kitus tinklo elementus. Toks tinklas gali apjungti daugiau nei du galinius įrenginius. Pateikiamos struktūros pagrindiniu elementu yra įvesties– išvesties multiplekseriai (ADM ), kuriam sugedus nustoja veikti visas tinklas. Linijiniai tinklai sudaryti iš daugelio elementų, kuriais galima įvesti arba išvesti informacinius kanalus iš bendro (magistralinio) srauto. Toks tinklas nesunkiai plėtojamas įjungus papildomus įvesties–išvesties multiplekserius (ADM). Naudojant šią struktūrą, įvykus gedimui tinklas suskyla į 2 segmentus, kurie ir toliau gali savarankiškai funkcionuoti savo ribose. Akivaizdu, kad medžio tinkle patikimumui padidinti taikomas kelio rezervavimas (1+1) iš esmės didina tinklo elementų skaičių ir dėlto patikimumas gali sumažėti. Ši linijinė tinklo struktūra gali būti parodyta taip: Žiedinė tinklo struktūra: Šiuo atveju tinklas sudaromas sujungiant į žiedą ADM ir sudarant galimybę atšakoti srautus kiekviename tinklo elemente. Tokie tinklai taikomi ryšiui didelėje teritorijoje ir siekiant užtikrinti didelį patikimumą. Įvykus gedimui arba avarijai, visi srautai automatiškai nukreipiami kitu žiedo lanku. Atsparumas pažeidimams dar labiau padidinamas sujungiant žiedus tarpusavyje daugiau nei viename taške. Tuo metu tinklas tampa atsparus dviem, vienu metu įvykusiems, linijų gedimams arba vienam ADM gedimui. Tokia tinklo struktūra yra siūloma ITU – T rekomendacijose: Pilnutinio rišlumo tinklai: Tokiame tinkle visi mazgai yra sujungiami kiekvienas su kiekvienu. Tokiu būdu garantuojamas maksimalus atsparumas gedimams ir manevringumas. Tokiame tinkle pašalinus M-2 ryšio linijas (M – tinklo mazgų skaičius) tinklo sistemos nepažeidžiamos ir bet kurį mazgą galima sujungti su bet kuriuo kitu mazgu: 9.Radijo relinės linijos (RRL) Radijo relinio ryšio liniją sudaro siųstuvinė ir imtuvinė įranga kartu su didelio kryptingumo anteniniais įrenginiais. Esant normalioms kitoms aplinkybėms, tarp antenų turi būti užtikrinamas tiesioginis matomumas. Didelio ilgio RRL ištisinis maršrutas yra suskaidomas į techniškai realizuojamas atkarpas panaudojant retransliatorius. RRL ryšio principą galima pailiustruoti taip: Pav. parodytas vienkryptis ryšys. Skaitmeninio signalo pavidalo pranešime yra moduliuojami aukšto dažnio nešamojo virpesio parametrai. Paprastai radijo sujungimas yra dvikryptis. RRL sujungia tinklų mazgus su multipleksavimo ir komutavimo įranga, t.y. sudaro globalinio telekomunikacijos tinklų dalį. Galinėje stotyje naudojama CCITT rekomendacijomis apibrėžta sąsaja. Galinėse stotyse suformuojamų srautų sparta gali būti 2, 8, 34, 140, 155 MB/s. Šiais srautais moduliuojamos radijo dažnio (RF) nešantysis virpesys, kuris poto siunčiamas per anteninius įrenginius. Priimančioji stotis demoduliuoja priimtą signalą ir skaitmeninio signalo pavidalu per vartotojo sąsają pateikia vartotojui. Retransliacijos stočių instaliavimo galimybė tarp nutolusių galinių stočių yra dideliu skaitmeninės technologijos privalumu. Kiekviename retransliatoriuje gali būti pašaliniai trukdžiai ir signalų iškraipymai. Regeneruojant pradinius amplitudinius ir dažninius santykius yra demoduliuojami ir moduliuojami iš naujo. Radijo spindulio fokusavimą lemia antenų stiprinimas, kuris didėja, didėjant dažniui. Priklausomai nuo antenos tipo žemiausio dažnio skaitmeninėse RRL sistemose riba yra apie 400 MHz. RRL atkarpų arba sekcijų tarp retransliatorių ilgis dažniuose iki 10 GHz yra apie 50 km. Aukštesniuose dažniuose (virš 10GHz) RRL atkarpos ilgis mažėja. Tai lemia didesnis aukštesniųjų dažnių bangų slopinimas. Šiuo metu aukščiausi komercinėse RRL naudojami dažniai siekia apie 40 GHz. Kadangi telekomunikacijų tinklų ribos nesutampa su valstybinių sienų ribomis, yra priimti tarptautiniai susitarimai, tai ypač aktualu kalbant apie RRL, nes bangos negali sustoti prie valstybės sienos. RRL kanalų planą rekomenduoja CCIR. 10.RRL struktūra Moduliuojamų dažnių juosta, t.y. moduliuojamasis signalas formuojamas prieš galinį siuntimo įrenginį ir po galinio priėmimo įrenginio. Tai atliekama naudojant multiplekserius siunčiamajame gale ir demultiplekserius priėmimo gale. Didžiausios spartos multiplekserio išėjime suformuojamas galinis signalas, kuris kaip moduliuojamasis signalas siunčiamas į RRL perdavimus. RRL stoties siuntimo dalyje moduliuojamasis signalas nukreipiamas į moduliatorių M, kuris moduliuoja tarpinio dažnio nešamąjį virpesį. Skaitmeniniui perdavimui yra naudojamas specialus moduliuotas ryšys: fazinis manipuliavimas (PSA) ir kvadratinės amplitudės moduliacija (QAM), siųstuvo signalas pakeičiamas reikiamu radijo dažnio ir lygio signalu. Tipinės signalų lygiu RRL yra vatų eilės. Naudojami dažniai nuo 1 iki 40 GHz. Tuo atveju kai moduliuojamo signalo bitų sparta yra nedidelė, galima moduliaciją realizuoti RF dažnio ruože. Iš siųstuvo RF signalas per kanalinį filtrą siunčiamas per juostinį filtrą ir antena fideriniu įrenginiu signalas perduodamas į anteną. Retransliatorius tarp 2 galinių stočių jungiamas kai atstumas viršija 20 km (iki 50 km) priklausomai nuo naudojamo dažnio. Retransliatoriaus priėmimo antena priimtą signalą kurio lygis yra apie 1 μW per juostinį filtrą ir cirkuliatorių nukreipia į imtuvą. Imtuve signalas sustiprinamas ir jo dažnis pakeičiamas į tarpinį. Retransliatoriaus modeme regeneruojamas pradinis moduliuojamasis signalas kuris toliau moduliatoriuje vėl moduliuoja tarpinio dažnio nešantįjį virpesį. Siųstuvas konvertuoja signalą radijo dažniu ir per kanalą apribojanti filtrą bei cirkuliatorių perduoda į anteną. Skaitmeniniuose radijo relinėse linijose retransliatorių skaičius nėra ribojamas, kadangi jokie triukšmai nesisumuoja o regeneratoriuje ištaisant klaidingus bitus tiksliai atstatomas pradinis signalas. 11.Radijo signalo sklidimas erdvėje Antžeminės radijo relinės stotys dirba 1-40 GHz dažnių ruože, galima išskirti radijo relinėse linijose kuriuos sujungiamos tiesioginio matomumo linija ir radijo relinės linijos kurios sujungia punktus „virš horizonto“. Dažniausiai naudojamos pirmos radijo relinės linijos „line of sight“, viršhorizontinės išnaudoja atmosferos sklaidos efektus, tačiau reikalauja žymiai brangesnės įrangos ir taikomos išimtinais atvejais. Radijo dažnių signalo energijos pakeitimui radijo bangomis ir jų išspinduliavimo į laisvą erdvę radijo relinės linijos siuntimo punkte bei išspinduliuotos energijos dalies absorbavimo priėmimo pusėje reikalingos antenos. Padarius prielaidą, kad antena yra izotropinis spinduolis pagrindiniai laisvojoje erdvėje susidarantys nuostoliai gali būti apskaičiuoti: α =32.4+20lgd+20lgf. Cia α=142.9dB, d-atstumas =50km, f-6.7GHz. Gauta slopinimo vertė labai didelė ir priimtina tik panaudojant didelio kryptingumo antenas. Radijo relinių stočių išsiunčiama energija labai koncentruojama į priėmimo anteną. Taigi, radijo signalas sklinda tiesia linija. Šita prielaida galioja tik vakuumui. Žemės atmosferos dielektrinė skvarba εž>1. Pastaroji konstanta mažėja didėjant atstumui nuo žemės paviršiaus, nes atmosferos tankis mažėja, todėl dielektrinės konstantos gradientas leidžia teigti kad signalai sklisdami erdve yra atlenkiami. Galima pastebėti kad šį savybė labai palanki radijo ryšiui. Radijo horizontas labiau nutolęs nei optinis. Radijo bangų užlinkimo spindulį įvertina K faktorius, K=r/r0, r- efektyvusis radijo kelio spindulys, r0- ekvivalentinis žemės spindulys. Matuojant ryšio linijas priimama kad K=4/3. esant nenormalioms oro ar geografinėms sąlygoms K gali būti didesnis ar mažesnis. Ryšio linijos ypatumai skirtingoms K vertėms gali būti iliustruoti tokiu būdu: Akivaizdu kad mažėjant K radijo signalas prispaudžiamas prie žemės. Tai gali sąlygoti fedingą ar ryšio nutrūkimą. Planuojant ryšio linijas naudojamasi kitokio grafinio sprendimo technika. Šiuo atveju įvedama tariamo žemės spindulio sąvoka ir laikoma kad radijo signalas sklinda tiesia linija kai K=1 tariamas žemės spindulys lygus efektyviam spinduliui. Kai K=4/3 tariamas spindulys didesnis už efektyvųjį, r0*4/3=6370* 4/3=8493. 12.Radijo linija su skaidria Fresnelio zona. Perdavimo kelias tarp 2 radijo relinių stočių kartu su antenomis ir radijo ryšio įranga vadinamas radijo linija. Tarp antenų turi būti garantuojamos pačios palankiausios elmag. bangų sklidimo sąlygos. Norint įvertinti bangų sklidimo sąlygas turi būti žinomas žemės paviršiaus profilis tarp antenų. Aukščių vertės gaunamos naudojant 1:25000 arba 1:50000 mastelių topografinius žemėlapius. Braižant profilį aukščių skalė parenkama 100 kartų smulkesnė nei atstumų tarp antenų skalė. Naudojant paklotą žemės paviršiaus profilį nustatomas būtinas antenų aukštis. Žemės išgaubtumas profilyje įvertinamas jį braižant ant apskritimo r=6370*4/3 km. tokiu būdu signalo sklidimas gali būti vaizduojamas tiesia linija. Net ir tuo atveju jei signalo linijos nepertraukia jokia kliūtis sklidimo sąlygos negarantuojamos. Žemiau signalo sklidimo linijos turi likti Fresnelio zonos apibrėžtos erdvės dalis. Tik tuomet galima naudotis laisvos erdvės gautomis bangų sklidimo formulėmis. Pastarojo efekto teorinį pagrindą sudaro Huigenso ir Fresnelio teorija: bangų energija tarp antenų yra sutelkta tarpusavyje sukabintais koncentruotais žiedais. Bet kuriam elipsoidės pjūvio taškui P galioja r1+ r2=d+nλ/2 čia r1 ir r2 yra antenų A1 ir A2 atstumai iki taško p, d- atstumas tarp antenų, λ- bangos ilgis, n- elipsės rangas, kai n=1 gaunama Fresnelio elipsė, kuri turi būti laisva nuo bet kokių kliūčių. elipsės dydis gali būti apskaičiuotas įvertinus rF1=8.67√d/F km/GHz. Pagal šią formulę d=40 km, f=6,7 GHz, rF1= 21, f2=2 GHz, rF1=38. Taigi antenų aukštis turi būti parenkami kad jokios kliūtys nepatektų į Frenelio zoną. Slopinimą tarp antenų galima įvertinti taikant laisvos erdvės formulę. α=32.4+20lgd(km)+20lgf(MHz)+G1(dB)+G2(dB). ,G-antenų stiprinimai. Esant tipiniu antenų stiprinimo koeficiento vertei 50 km radijo linijos ilgiui kai f=6,7 GHz linijos nuostoliai lygus 64 dB. Kliūtims įsibrovus į Frenelio elipsę susidaro papildomi nuostoliai. Lygus atspindintys paviršiai sukelia daugiaspindulį kelią. 13.Fedingo reiškinys radijo linijose Fedingo terminas sietinas su nuo laiko priklausančiu priimto signalo „elgesiu“. Tai gali būti veiksnys žymintis dėl įvairių efektu žemės atmosferoje susidarančias fazes, amplitudes arba poliarizacijos fliuktuacijas. Elmag. bangų sklidimą visuomet daugiau ar mažiau veikia meteorologines sąlygos. Atskirai galima išskirti daugiaspindulinio silpnėjimo fedingai, pirmasis pasireiškia žemesnėse nei 10 GHz dažniuose. Kartais vadinamas selektyviuoju fedingu. Daugiaspindulinio fedingo priežastis tai kad priėmimo antena surenka tos pačios antenos skirtingais keliais sklindančius signalus. Priėmimo antenoje elmag. komponentės sumuojasi. Jei signalų fazės sutampa jie gali susistiprinti. Jei fazės priešingos vienas kitą susilpninti arba panaikinti. Refrakcijos indekso dN/dh gradientas lemia elmag. bangų sklidimo krypties užlinkimą. Kai gradientas neigiamas signalas užlinksta žemyn. Tai yra pageidaujama ir stebima esant normalioms metrologinėms sąlygoms. Daugiaspindulis fedingas dėl paviršiaus inversinio sluoksnio: Daugiaspindulis fedingas dėl troposferos atspindžiu: Daugiakanalis fedingas paviršiniame kanale: Fedingas dėl paviršiaus atvirkštinio sluoksnio: Fedingas dėl troposferinio atspindžio: 14.Radijo dažnių (RF) kanalų planas skaitmeninėse RLL RLL naudojamas iš esmės SAD (super aukštuose dažniuose) t.y. centimetrinių bangų ruožas. Siam ryšio tipui gali būti naudojamas UAD (ultra aukštų dažnių) ir YAD (ypatingai aukštų dažnių) diapazonai, tačiau UAD viena eile, o YAD net 2 eilėm yra siauresnis, todėl juos taikant sumažėja dažnių ištekliai. Taikant trumpesnes bangas atvirkščiai, galima užimti platesnes juostas ir tokiu būdu padidinti RLL pralaidumą. Be to, taikant aukštesnius dažnius, galima sumažinti antenų kainą ir matmenis, bei užtikrinti gerą jų kryptingumą. Bangos, trumpesnės nei 5 cm. yra labiau slopinamos. Ypač lyjant ar krintant kitokiems krituliams, todėl didelio ilgio linijose dažniausiai taikomas SAD diapazonas ir dirbama 4-6 GHz dažnių ruožuose. Kiekvienai RLL yra išskiriama dažnių juosta, kurios plotis lemia linijos pralaidumą. Pvz, 6 GHz ruože sistemai yra išskiriama 500 MHz juosta, kurioje sudaroma 16 kanalų (8+8) (8 kamienai). Dažnių paskirstymo tarp kanalų schema: Labai svarbia SAD antenų, kurios su radijo aparatūra sujungiamos stačiakampio skerspjūvio bangolaidžiais savybe yra tai, kad jos gali išspinduliuoti ir priimti tiktai bangas su konkrečia poliarizacija. Pvz, jeigu bangolaidis praleidžia tiktai vertikaliai erdvėje poliarizuotą bangą, tai bangos su horizontalia poliarizacija per jį nepraeis. Tokiu būdu, antena išspinduliuojamų bangų poliarizacija priklauso nuo to, kokiu bangolaidžiu yra kanalizuojama aukšto dažnio energija. Bangas į anteną iš 2-jų siųstuvų galima siųsti 2 bangolaidžiais su tarpusavyje statmena poliarizacija. Priimant signalus, atitinkamai HP bangos bus nukreipiamos į vieną bangolaidį, o VP–į kitą. Siekiant išvengti gretimų dažninių kanalų tarpusavio trukdžių yra rekomenduojama kaitalioti kanalų bangų poliarizaciją. Dažnių juostose 1A, 3A ir t.t.; 2B, 3B ir t.t. bangos būtų poliarizuotos horizontaliai, o juostose 2A, 4A; 1B, 3B būtų poliarizuotos vertikaliai. Tuo atveju 5A kamieno neveiks gretimų kanalų 4A ir 6A trukdžiai. Ir ne vien todėl, kad dažniai yra nutolę, bet ir todėl, kad 5A kamieno signalai nesąveikaus su gretimais kanalais dėl poliarizacijos. Siekiant eliminuoti tos pačios stoties siųstuvo poveikį imtuvui, kiekvieno kamieno siuntimo ir priėmimo dažnių skirtumas parenkamas pagal galimybes max. Pvz, jei priimama 1A juostoje, tai to paties kamieno signalai siunčiami 1B juostoje. Tarpinėse RLL stotyse dažnius tikslinga kaitalioti pagal tokią tipinę schemą: Kiekvienoje stotyje, kiekvienoje juostoje dirba tiktai imtuvai arba tik siųstuvai priešingomis kryptimis. Galimybė atskirti bangas pagal jų poliarizaciją leidžia vieną ir tą pačią anteną naudoti tiek siuntimui tiek priėmimui, todėl tarpiniuose RLL mazguose pakanka 2-jų antenų po vieną kiekvienai krypčiai. 6,7 GHz ruože kiekviena kryptimi galima perduoti iki 8 kanalų. Čia taip pat numatyta pakaitinė HP ir VP. 15.RLL maršrutas Paprastai pavienės RLL tarp 2-jų radiorelinių stočių nepakanka. Didesnio ilgio maršrutas sudaromas iš daugelio sekcijų su savais retransliatoriais, kurie iš principo neatlieka signalų paskirstymo f-ijos. Sudarant RLL maršrutą yra būtina įvertinti spektro panaudojimo efektyvumą ir naudoti kelis skirtingus dažnius ir adekvačiai išskirti atskiras maršrutų sekcijas siekiant išvengti tarpusavio interferencijos. Praktikoje parenkant dažnius, išskyrus išimtinius atvejus, vadovaujamasi CCIR rekomendacijomis. Atskiros maršruto sekcijos išskiriamos išnaudojant topografinius ypatumus, kaitaliojant dažnius ir panašiai. Elementaraus maršruto fragmentą galima iliustruoti taip: 16.Skaitmeniniai signalai RLL RLL gali būti naudojamos PSK arba QAM skaitmeninės moduliacijos rūšys. Naudojant 2PSK mod., harmoninio nešamojo virpesio fazė yra moduliuojama skaitmeniniu moduliuojamuoju signalu. „0°“ fazė yra priskiriama vienetiniam bitui. „180°“ fazė priskiriama nuliniam bitui. Pereinant nuo 1 prie 0 ar atvirkščiai, fazė yra perstumiama, taigi nešamasis virpesys gali įgyti tik 2 galimas būsenas. Jeigu šios būsenos atitinka simbolius ir per laiko vienetą perduodamus impulsų skaičius apibrėžia simbolių greitį, 2PSK mod. galioja teiginys: simbolių greitis lygus bitų greičiui. Moduliuoto virpesio užimamas juostos plotis yra proporcingas simbolių spartai. Tačiau simbolių greitis lygus ½ bitų perdavimo greičiui. Siekiant sumažinti RL sistemų juostos plotį yra tikslinga naudoti 4PSK mod. rūšis. Dar racionaliau RL sistemų juostos plotis išnaudojamas taikant aukštesnio rango QAM. Paprasčiausia iš šios grupės mod. rūšis yra 16QAM. Kiekvienam vektoriui gali būti priskirti 4 moduliuojamo signalo bitai. Pirmieji 2 bitai nurodo vektorinės diagramos kvadrantą. Taikant 16QAM, juostos plotis yra 2 kartus mažesnis nei 4 PSK ir 4 kartus mažesnis nei 2PSK. 16QAM moduliuoti signalai turi 3 skirtingas amplitudes ir 12 skirtingų fazių. Tokių signalų apdorojimui yra būtini stiprintuvai su griežtai tiesiškomis Ch, tuo tarpu 4PSK stiprintuvai gali dirbti įsotinimo režimu. Tolimesnis juostos siaurinimas gali būti pasiektas taikant 64QAM mod., kurios signalai užima 2/3 16QAM juostos pločio. Taikant 256QAM, užimamą juostą sudaro ½ 16QAM užimamos juostos. Renkantis mod.svarbu ivertinti triuksma. Daznines mod.realizacija yra patogesne. 2PSK atspari triuksmui, 16QAM- atsparumas trukdžiams menkiausias. 17.Informacijos perdavimo kokybė Perdavimo kokybę galima apibūdinti signalo ir triukšmo santykiu bei klaidingų bitų santykiu. Realiose sistemose priimto signalo amplitudės ir fazės vertės visuomet skiriasi nuo atitinkamų verčių moduliatoriaus išėjime. Taip yra, nes trakte susidaro tiesiniai iškraipymai, kurie pakeičia signalo spektro gaubiančiąją. Be to, imtuvo išėjime veikia signalas kartu su triukšmu. Santykis signalas/triukšmas imtuvo išėjime yra ypatingai svarbus veiksnys lemiantis perdavimo kokybę ir paprastai apskaičiuojamas taikant išraišką: S/T=114+PR-F-10lgB. Čia dB išreikštas S/T santykis imtuvo išėjime. PR-nominalusis priėmimo lygis dBm. F-imtuvo triukšmo koef. B-imtuvo juostos plotis (MHz) 3dB lygyje. Tipinėje RLL perduodančioje 140Mbit/s srautą su PR=-34dBm, su F=4dB ir B=35MHz yra gaunama, kad S/T≈60,6dB. Triukšmo įtaka perdavimo kokybei labai priklauso nuo naudojamos mod. rūšies tipo. Triukšmo įtaka perdavimo kokybei l.priklauso nuo naudojamos mod. rūšies. Tarkim, kad turime 4PSK, 8PSK, 16QAM, 64QAM moduliacijas: Moduliacinėje diagramoje triukšmo įtampa gali būti atvaizduota vektoriumi. Kadangi trukdžio vektoriaus yra atsitiktinis, momentines vertes galime įvertinti tik statistiškai. Mod. diagramoje sprendimų sektorius apriboja sprendimų slenksčio dydį (SSD). Galima paprastai įvertinti leidžiamą adityvinio triukšmo dydį, turint omenyje, kad signalo ir triukšmo vektorių suma neturi pasiekti sprendimų slenksčio: S+N

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!