[Список тем][вступление] страницы темы: [1][2]


Частотное и временное мультиплексирование двоичных потоков данных.


Под мультиплексированием (уплотнение) понимаем объединение нескольких меньших по ёмкости входных каналов связи в один канал большей ёмкости для передачи по одному выходному каналу связи. При реализации такого объединения телефонных каналов одной из основных задач является устранение взаимного влияния соседних каналов. Существует 2 метода мультиплексирования:

  1. мультиплексирование с частотным разделением каналов (частотное мультиплексирование / уплотнение);
  2. мультиплексирование с временным разделением каналов (временное мультиплексирование / уплотнение).

Частотное мультиплексирование

При частотном мультиплексировании полоса частот выходного канала делится на некоторое число полос (подканалов) n, соответствующих по ширине основной полосе стандартного телефонного канала 4 кГц. Например, на рис.1 показана такая группа из четырех каналов с полосой 4 кГц, отведенной под каждый канал, и частотами, сдвинутыми на 60 кГц в результате амплитудной модуляции.

Для формирования канальных групп используется процедура ОБП-ПН - модулирования несущей и поднесущей по амплитуде с подавлением одной боковой полосы (левой или правой) и подавлением несущей. Схема формирования канальных групп может быть разной. Стандарт ССITТ рекомендует следующую систему группирования:

  1. основная канальная группа (первичная группа) - 12 стандартных телефонных каналов;
  2. основная супергруппа (вторичная группа) - 5 канальных групп (5 * 12 = 60 каналов);
  3. мастергруппа (третичная группа) - 5 супергрупп (60 * 5 = 300 каналов) или 10 супергрупп (60 * 10 = 600 каналов), или 16 супергрупп (60 * 16 = 960 каналов);
  4. мультимастергруппа (четвертичная группа).

Различное число мастергрупп и супергрупп может быть использовано в процессе группирования, образуя мультимастергруппы (называемые четвертичными группами).

Формирование основной канальной группы показано на рис.2, где используется двухступенчатая схема:

  1. на первой формируется группа из трёх (правых) каналов ОБП (одной боковой полосы) - путём модуляции поднесущих 12, 16, 20 кГц;
  2. на второй - канальная группа из двенадцати (левых) каналов ОБП - путём модуляции поднесущих 84, 96, 108, 120 кГц. В результате формируется канальная группа с шириной полосы 48 кГц (60 - 108 кГц), которая используется при модуляции 5 несущих (420, 468, 516, 564, 612 кГц) при формировании супергруппы с шириной полосы 240 кГц (312 - 552 кГц) и т.д.

Временное мультиплексирование

Частотное мультиплексирование достаточно сложно в реализации и настройке (как и все аналоговые методы). При использовании ИКМ удобной является схема временного мультиплексирования, или схема с разделением ресурсов с помощью коммутатора (на передающей стороне), который последовательно подключает каждый входной канал на определённый временной интервал (его также называют "тайм-слот" или "интервал коммутации", или "цикл"), необходимый для посылки выборки (или какой-то фиксированной части) сигнала в данном канале. Сформированный таким образом поток выборок от разных входных каналов направляется в канал связи. На приёмной стороне демультиплексор с помощью аналогичного коммутатора и фильтров нижних частот выделяет отдельные выборки и распределяет их по соответствующим каналам. Важно то, что коммутаторы на передающей и приёмной сторонах должны работать синхронно, т.е. должны быть синхронизированы. Схема временного мультиплексирования выборок приведена на рис.3.

Для ИКМ в телефонных сетях коммутатор должен обращаться с периодом равным периоду дискретизации Tд, тогда интервал коммутации канала Δtk = Tд / n, где n - число входных каналов мультиплексора, или Δtk = 125 / n [мкс]. Если мультиплексируются 24 канала, то Δtk = 5.208(3) мкс, если 32 канала, то Δtk = 3.90625 мкс. Однако введенное понятие интервала коммутации как фиксированной величины верно в идеальном случае. На практике в ряде случаев оно условно, а сам процесс коммутации может быть неравномерным.

Действительно, для синхронизации коммутаторов должен использоваться некий синхроимпульс или его цифровой аналог (например последовательность вида "11...11" определенной длины). Если он передаётся по какому-то внешнему каналу управления, то рассмотренная схема идеального мультиплексирования верна. А если используется внутриканальная синхронизация, то процесс синхронизации сводится к вставке дополнительного, так называемого выравнивающего, битa или группы бит после m выборок, либо организации более сложной повторяющейся структуры в потоке выборок, включающей m выборок и k полей определенной длины или выравнивающих бит. Эта структура может быть разной, но она фиксирована для конкретной схемы кодирования ИКМ и носит название кадр или фрейм (frame) - "цикл". Несколько фреймов могут объединяться в ещё более общую структуру называемую мультифреймом (multiframe) - "сверхцикл". Период повторения фрейма - это время, требуемое на один полный цикл коммутации с учётом времени вставки выравнивающей группы бит.



[Список тем][вступление] страницы темы: [1][2]

Hosted by uCoz