Занятие № 6
Способы передачи сигналов по двум выделенным
Сигнальным каналам
Методические указания
Преобразование сигналов в системах передачи с ИКМ
Прежде чем рассматривать способ передачи функциональных сигналов по двум выделенным сигнальным каналам (2ВСК), необходимо вспомнить принцип импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). В системах передачи с ИКМ используется цифровое преобразование аналоговых сигналов путем временной дискретизации аналоговых сигналов с последующим амплитудным квантованием и кодированием (рис.6.1.)
Дискретизация заключается в замене аналогового сигнала последовательностью его мгновенных значений, отсчитываемых с определенной частотой. Согласно теореме В.А. Котельникова, значение сигнала будет точно воспроизведено, если частота стробирования, по крайней мере, в 2 раза выше, чем частота самого сигнала. Для речевого сигнала, ограниченного при телефонной передаче частотой 3400 Гц, частота дискретизации принята равной 8000 имп/с, и, следовательно период дискретизации (интервал между соседними сканированиями) равен 125 мкс (1с/8000=125 мкс). Это есть амплитудно-импульсная модуляция (АИМ).
Последовательность импульсов АИМ не может быть передана по линии, так как на приемной стороне из-за амплитудных искажений невозможно будет восстановить модулированный сигнал. Из теории информации следует, что для восстановления на приемной стороне модулированного сигнала с необходимой точностью достаточно располагать определенным конечным числом значений амплитуды. В системе ИКМ используется 256 уровней квантования. Имея конечное число уровней, их можно пронумеровать и переслать по линии номер уровня. Это и составляет сущность импульсно-кодовой модуляции.
Квантование – это процесс сопоставления значений амплитуды взятого дискрета (сигнала АИМ) ближайшему выделенному уровню, т.е. одному из 256 уровней квантования. Номер каждого уровня выражается в двоичной системе счисления.
Кодирование основано на замене значения квантованного дискрета восьмиразрядным словом. Квантование и кодирование осуществляется с помощью кодера. Воспроизводимый в приемнике сигнал не совпадает в точности с передаваемым сигналом, поскольку, ввиду конечного числа уровней квантования (256), вершина дискрета может занимать произвольное положение внутри интервала, который определяется величиной шага квантования, т.е. расстоянием между последовательными уровнями квантования. Поэтому в приемнике значение восстановленного сигнала располагается в середине интервала квантования.
Разность между переданными и восстановленными сигналами называется шумом квантования.
Упрощенная функциональная схема ИКМ 30/32
На рис. 6.2 приведена упрощенная функциональная схема системы передачи ИКМ 30/32. На вход кодера поступает групповой АИМ сигнал от 30 телефонных каналов. Кодер квантует эту последовательность по уровню и кодирует 8 – разрядным симметричным двоичным кодом. Групповой ИКМ сигнал с выхода кодера поступает на формирующее устройство (ФУ). По другим входам на ФУ поступают 8-битовые последовательности сигналов управления и взаимодействия из блока СУВ, а также сигналы цикловой и сверхцикловой синхронизации, сформированные в передатчике синхросигналов. С выхода ФУ объединенный ИКМ сигнал поступает в преобразователь кода передачи ПКпер, который преобразует однополярный двоичный сигнал в сигнал с чередованием полярностей импульсов, удобный для передачи по линейному тракту.
В приемной части оборудования осуществляются обратные преобразования – групповой сигнал в коде с чередованием полярностей импульсов в ПКпр преобразуется в однополярный двоичный сигнал, который затем декодируется декодером.