Принципы построения СП с временным разделением каналов и импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ), иерархическое построение СП с ИКМ.

СП с ВРК

В ЦСП с временным группообразованием групповой цифровой сигнал формируется путем объединения цифровых потоков, образованных системами с АЦП сигналов, либо системами с временным группообразованием более нижкого порядка, При ВРК электронные ключи, исполняющие роль модуляторов должны открываться с определенным врменным сдвигом, чтобы обеспечить разделение АИМ-сигналов.

Функционирование этих СП связано с разбиением времени передачи на циклы длительностью Т₀ или с частотой следования fд=1/T₀ – частота дискретизации. В свою очередь каждый цикл N канальной СП разбивается на N КИ длительностью Δtки=T₀/N и в течении каждого КИ передается информация соответствующего канала. Структурная схема с ВРК:

Рассмотрим передачу сигнала в 1, 2 и 3 каналах:

В течении k циклов, где k=1,2,…, в первичном сигнале Ci(t) с частотой fд выбирается множество отсчетов C1(t), C2(t), …, соответствующих мгновенным значениям сигнала Si(t) в моменты времени t1, t2, … Модулятор i-го канала вырабатывает последовательность сигналов U1i(t), …, кот. содержат информацию о вышеупомянутых отсчетах, так что упомянутый сигнал равен Ui(t)=U1i(t)+…+UNi(t).

Распределитель на приеме работает синхронно с РКИ на передаче. Под воздействием импульсов РКИ на приеме замыкает ключ i-го канала, в результате чего на выходе ключа действует только сигнал данного канала. ДМ выделяет из Ui(t) последовательность отсчетов С1(i) и преобразует в первичный сигнал.

Теоретическое обоснование возможности передачи информации в СП с ВРК связано с теоремой Котельникова: любой информационный сигнал можно разложить на отсчеты и передать в линию, если fд≥2Fmax.

СП с ВРК при использовании АИМ,ШИМ, ВИМ

В СП с ВРК используется АИМ,ШИМ, ВИМ.

В качестве канальных сигналов в ВРК широко используется модулированные импульсные последовательности, в частности АИМ сигналы. При этом амплитуда импульсов изменяется по закону модулирующего сигнала, а длительность и частота следования остаются постоянными. При АИМ1 амплитуда импульса изменяется в пределах его длительности в соответствии с огибающей непрерывного сигнала. При АИМ2 амплитуда импульса в пределах его длительности постоянна и соответствует значению модулирующего сигнала в момент начала отсчета.

Принцип ВРК при АИМ

В передающей части системы индивидуальные непрерывные сигналы через ФНЧ, ограничивающие их спектр, поступают на ЭК, осуществляющие дискретизацию непрерывных сигналов. ЭК периодически с fд подключают входное напряжение к нагрузке. Работой ключей управляют подаваемые от РИК последовательности прямоугольных импульсов, сдвинутые др. от др. на Δt. Основная последовательность импульсов с fд создается в ГИ. Каналь­ные импульсы v₁(t), v₂(t), .... v_N(t) с помощью УО объединяются в групповой сигнал v (t). Разделение кана­лов на приеме (т.е. выделение канальных импульсов из группового сигнала) можно легко осуществить также с помощью ЭК (электронного ключа), которые должны работать синхронно и синфазно с ключами передающей части. Другими словами, ключ каждого канала должен открываться тогда, когда по цепи приходят импульсы данного канала, и быть за­крытым во время прихода импульсов других каналов. Это достигает­ся с помощью управления ключами ЭК импульсными последова­тельностями (такими же, как и на передаче), вырабатываемыми в РИК приемной части и синхронизированными с импульсами пере­датчика с помощью схемы синхронизации СС. Итак, электронные ключи приемной части выполняют роль каналь­ных селекторов. ФНЧ применяется как демодуляторы. Из-за шумов в линии и ошибок формирования выделенный непрерывный сигнал S*(t) отличается от S(t).

СП с ИКМ

При ИКМ отчеты аналогового АИМ сигнала преобразуются в последовательность кодовых групп, состоящих из двоичных символов. Для осуществления ИКМ необходимо произвести три операции:

1.Дискретизация сигналов по времени (получение сигнала АИМ) по теореме Котельникова :

2.Квантование полученных импульсов по амплитуде.

3.Кодирование квантованных по амплитуде импульсов.

Дискретизация – процесс преобразования аналогового сигнала в дискретный АИМ-сигнал. Квантование по амплитуде означает замену непрерывной шкалы амплитуд модулируемого сигнала на дискретную, то есть модулированный сигнал принимает значение определенных разрешенных уровней.

Кодирование – представляет собой отображение квантованных сигналов в виде сочетаний двоичных кодовых комбинаций.

Схема получается из ВРК при АИМ с добавлением устройства АЦП после УО на передаче и ЦАП на приеме перед разделение каналов.

Иерархией называется семейство систем, цифровой сигнал каждой из которых образуется путем объединения цифровых сигналов СП низшего порядка.

ЦСП, соответствующая первой ступени иерархии, называется первичной. В этой ЦСП осуществляется прямое преобразование относительно небольшого числа первичных сигналов в первичный цифровой поток. Системы передачи второй ступени иерархии объединяют определенное число первичных потоков во вторичный цифровой поток и т.д.

Сейчас представлены два типа иерархий ЦСП: PDH и SDH. Первичным сигналом для всех типов ЦСП является цифровой поток со скоростью передачи 64 кбит/сек, называемый основным цифровым каналом (ОЦК). Для объединения сигналов ОЦК в групповые высокоскоростные цифровые сигналы используется принцип временного объединения каналов.

Ступень иерархии	Цифровые системы передач с ИКМ
Скорость передачи	Обозначение	Наименование аппаратуры
ПЦИ (PDH) 0	64 кБит/сек	ОЦК	-
ПЦИ (PDH) 1	2,048 Мбит/сек	ПВГ (Е1)	ИКМ-30
ПЦИ (PDH) 2	8,448 Мбит/сек	ВВГ (Е2)	ИКМ-120
ПЦИ (PDH) 3	34,368 Мбит/сек	ТВГ (Е3)	ИКМ -480
ПЦИ (PDH) 4	139,264Мбит/сек	ЧВГ (Е4)	ИКМ-1920
СЦИ (SDH)	155,520 Мбит/сек	STM1	Синхронный транспортный модуль 1го уровня
СЦИ (SDH)	622,080 Мбит/сек	STM4	STM 4го уровня
СЦИ (SDH)	2487,320 Мбит/сек	STM16	STM 16-го уровня
СЦИ (SDH)	9953,280 Мбит/сек	STM64	STM 64-го уровня
СЦИ (SDH)	39813,12Мбит/сек	STM256	STM 256-го уровня