
Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції. / Зміст / Розділ 8. Системи синхронізації / Тема 8.2. Фазова (частотна) синхронізація
- Розділ 1. Основи побудови телекомунікаційних систем
- Тема 1.1. Місце систем телекомунікацій в інформаційній інфраструктурі сучасного суспільства
- Тема 1.2. Загальна архітектура й завдання телекомунікаційних систем
- Тема 1.3. Класифікація мереж, клієнтів, операторів і послуг зв’язку
- Тема 1.4. Стисла характеристика існуючих телекомунікаційних технологій
- Тема 1.5. Вимоги до сучасних і перспективних ТКС
- Тема 1.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 2. Мережі зв’язку наступного покоління: архітектура, основні характеристики й послуги
- Тема 2.1. Визначення й характеристика основних можливостей NGN
- Тема 2.2. Інфокомунікаційні послуги. Особливості послуг зв’язку наступного покоління
- Тема 2.3. Багаторівнева архітектура й функціональний склад NGN
- Тема 2.4. Перспективи концепції NGN
- Тема 2.5. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 3. Стандартизація мережних протоколів і телекомунікаційного обладнання
- Тема 3.1. Відкриті системи та їх взаємодія
- Тема 3.2. Основні організації зі стандартизації мережевих рішень
- Тема 3.3. Еталонна модель взаємодії відкритих систем
- 3.3.1. Багаторівневий підхід і декомпозиція задачі мережної взаємодії
- 3.3.2. Інтерфейс, протокол, стек протоколів
- 3.3.3. Загальна характеристика моделі OSI
- 3.3.4. Фізичний рівень. Функції й приклади протоколів
- 3.3.5. Канальний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.6. Мережний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.7. Транспортний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.8. Сеансовий рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.9. Представницький рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.10. Прикладний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.11. Поділ ЕМВВС на мережонезалежні і мережозалежні рівні
- Тема 3.4. Стандартні стеки мережних протоколів
- 3.4.1. Стек протоколів OSI
- 3.4.2. Стек протоколів TCP/IP
- 3.4.3. Стек протоколів IPX/SPX
- 3.4.4. Стек протоколів NetBIOS/SMB
- 3.4.5. Стек протоколів технології Х.25
- 3.4.6. Стек протоколів технології Frame Relay
- 3.4.7. Стек протоколів технологій B-ISDN та АТМ
- 3.4.8. Сімейство протоколів DECnet
- 3.4.9. Мережна модель DoD
- 3.4.10. Зв’язок стандартів IEEE 802 з моделлю OSI
- 3.4.11. Стек протоколів мереж наступного покоління
- Тема 3.5. Стандартизація мережного обладнання
- Тема 3.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 4. Лінії зв’язку
- Тема 4.1. Фізичні параметри середовищ поширення електромагнітних хвиль
- Тема 4.2. Загальні відомості про лінії зв’язку
- Тема 4.3. Основні властивості кабельних ліній зв’язку
- Тема 4.4. Металеві лінії зв’язку
- Тема 4.5. Теорія волоконних світловодів
- Тема 4.6. Властивості неоднорідних ліній
- Тема 4.7. Конструкції кабелів зв’язку
- Тема 4.8. Електромагнітні впливи в лініях зв’язку
- Тема 4.9. Структуровані кабельні системи
- Тема 4.10. Атмосферний лазерний зв’язок
- Тема 4.11. Особливості радіоліній, радіорелейних і супутникових ліній зв’язку
- 4.11.1. Загальні принципи побудови радіоліній зв’язку
- 4.11.2. Поширення радіохвиль у радіолініях зв’язку
- 4.11.3. Особливості поширення радіохвиль у радіорелейних лініях зв’язку
- 4.11.4. Особливості поширення радіохвиль у супутникових лініях зв’язку
- 4.11.5. Особливості побудови радіоліній зв’язку
- 4.11.6. Загальні характеристики побудови супутникових ліній зв’язку
- 4.11.7. Зони бачення для ССЗ
- 4.11.8. Статистична структура сигналів СЛЗ
- 4.11.9. Основні складові систем супутникового зв’язку
- 4.11.10. Методи організації супутникового зв’язку
- 4.11.11. Обґрунтування щодо вибору параметрів апаратури при проектуванні радіорелейних ліній
- 4.11.12. Вибір енергетичних характеристик радіорелейних ліній
- 4.11.13. Стійкість функціонування радіорелейних ліній
- Тема 4.12. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 5. Способи формування групових сигналів
- Тема 5.1. Стисла характеристика способів формування групових сигналів
- Тема 5.2. Способи формування аналогових групових сигналів
- Тема 5.3. Способи формування цифрових групових сигналів
- Тема 5.4. Об’єднання синхронних цифрових потоків
- Тема 5.5. Об’єднання асинхронних цифрових потоків
- Тема 5.6. Об’єднання низькошвидкісних потоків
- Тема 5.7. Кодове ущільнення сигналів
- Тема 5.8. Види сигналів у системах з кодовим поділом
- Тема 5.9. Технологія спектрального ущільнення
- Тема 5.10. Формування групового сигналу з використанням IP-технологій
- Тема 5.11. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 6. Методи доступу
- Тема 6.1. Загальна характеристика методів доступу
- Тема 6.2. Методи вирішення конфліктів в алгоритмах доступу
- Тема 6.3. Моделі й архітектура мережі доступу
- Тема 6.4. Оптичні технології в мережах доступу
- Тема 6.5. Методи використання фізичних ресурсів у мережах доступу
- Тема 6.6. Особливості використання просторово-поляризаційних параметрів при радіодоступі
- Тема 6.7. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 7. Методи розподілу інформації
- Тема 7.1. Загальні положення
- Тема 7.2. Системи розподілу в мережах наступного покоління
- Тема 7.3. Системи комутації каналів
- 7.3.1. Вимоги до систем комутації ISDN
- 7.3.2. Структура вузла комутації каналів ISDN
- 7.3.3. Принцип роботи цифрового комутаційного поля типа ПВП
- 7.3.4. Загальні вимоги до комутаційних систем у Ш-ЦМІО
- 7.3.5. Вибір комутаційної технології для Ш-ЦМІО
- 7.3.6. Системи комутації для АТМ
- 7.3.7. Архітектура й характеристики комутаційних систем на базі швидкої комутації пакетів (ШКП)
- Тема 7.4. Комутаційні системи в NGN
- Тема 7.5. Системи комутації Ш-ЦМІО на базі асинхронного режиму доставки (АТМ)
- Тема 7.6. Пропускна здатність систем розподілу інформації
- 7.6.1. Основні положення пропускної здатності систем розподілу інформації
- 7.6.2. Пропускна здатність повнодоступного пучка із втратами найпростішого потоку викликів
- 7.6.3. Пропускна здатність повнодоступного пучка із втратами примітивного потоку викликів (потоку ВОКД)
- 7.6.4. Розрахунок імовірності умовних втрат і середнього часу очікування при випадковій тривалості обслуговування
- 7.6.5. Потік з повторними викликами
- Тема 7.7. Способи розподілу навантаження в мережах зв’язку
- Тема 7.8. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 9. Системи сигналізації
- Тема 9.1. Види і склад сигналів
- Тема 9.2. Класифікація протоколів сигналізації
- Тема 9.3. Внутрішньосистемна сигналізація в ЦСК
- Тема 9.4. Особливості сигналізації в стиках V.5
- Тема 9.5. Абонентська сигналізація
- Тема 9.6. Обладнання сигналізації сучасних ЦСК
- Тема 9.7. Специфічні особливості українських систем сигналізації
- Тема 9.8. Методологія специфікації та опису систем сигналізації
- Тема 9.9. Цифрова багаточастотна сигналізація R2D
- Тема 9.10. Загальноканальна система сигналізації № 7
- Тема 9.11. Сигналізація DSS1
- Тема 9.12. Сигналізація на корпоративних мережах
- Тема 9.13. Сигналізація на мережах з комутацією пакетів
- Тема 9.14. Сигналізація на мережі B-ISDN/ATM
- Тема 9.15. Сигналізація в мережі ІР-телефонії
- Тема 9.16. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 10. Технології та протоколи управління в ТКС
- Тема 10.1. Зміст задач управління в мережах наступного покоління
- Тема 10.2. Підсистема управління послугами
- Тема 10.3. Підсистема контролю й управління мережею
- Тема 10.4. Підсистема мережного управління на рівнях транспорту й доступу
- 10.4.1. Базова архітектура управління на рівнях транспорту й доступу ТКС
- 10.4.2. Класифікація й маркування пакетів трафіка
- 10.4.3. Управління інтенсивністю трафіка
- 10.4.4. Управління чергами на мережних вузлах
- 10.4.5. Маршрутизація: мета, основні задачі й протоколи
- 10.4.6. Сигнальні протоколи резервування мережних ресурсів
- 10.4.7. Функції управління канального рівня щодо забезпечення QoS
- 10.4.8. Рівні якості обслуговування й відповідні їм моделі обслуговування
- Тема 10.5. Перспективи розвитку технологій мережного управління
- Тема 10.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 11. Конвергенція в телекомунікаційних системах
- Тема 11.1. Конвергенція в ТКС: історія, мета та задачі
- Тема 11.2. Види конвергенції
- Тема 11.3. Приклади рішень щодо конвергенції в системах телекомунікацій
- Тема 11.4. Якість конвергентних послуг
- Тема 11.5. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 12. Методи забезпечення інформаційної безпеки об’єктів телекомунікаційної системи
- Тема 12.1. Основні терміни та поняття у сфері інформаційної безпеки
- Тема 12.2. Основні підходи до забезпечення інформаційної безпеки
- Тема 12.3. Криптографічний захист інформації
- Тема 12.4. Використання механізму електронного цифрового підпису
- Тема 12.5. Технічний захист інформації
- Тема 12.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 13. Електроживлення телекомунікаційних систем зв’язку
- Тема 13.1. Загальні положення
- Тема 13.2. Системи електроживлення підприємств електрозв’язку
- Тема 13.3. Типове обладнання електроустановок підприємств електрозв’язку
- Тема 13.4. Дистанційне електроживлення
- Тема 13.5. Джерела безперебійного живлення (ДБЖ)
- Тема 13.6. Електромагнітна сумісність джерел електроживлення
- Тема 13.7. Перспективи розвитку електроживлення ТКС
- Тема 13.8. Контрольні запитання та завдання
8.2.3. Початкова синхронізація контуру ФАПЧ
Якщо неузгодженість за фазою невелика, то контур ФАПЧ споконвічно синхронізований. Водночас іноді контур має здобувати синхронізацію, тобто його потрібно синхронізувати. Примусова синхронізація може виконуватися за допомогою зовнішніх схем чи сигналів, чи за допомогою автосинхронізації. По суті, синхронізація — це нелінійна операція й загальний її аналіз складний. Однак деякі прийнятні результати можна отримати під час розгляду вільного від шумів контуру першого порядку. Подібний контур зображений на рис. 8.2.5, де n(t) = 0 (відсутність шумів) і F(ω) = 1 (перший порядок контурного фільтра).
Рис. 8.2.5. Схема нелінійної моделі контуру ФАПЧ
Запишемо вхідну фазу φ
φ(t) = ωit | (8.2.8) |
і вихідну фазу
![]() | (8.2.9) |
де ωi і ω0 — кутова частота вхідного й вихідного сигналів, К0 — коефіцієнт підсилення ГКН.
Отже, неузгодженість за фазою визначається таким виразом:
![]() | (8.2.10) |
Диференціюючи обидві частини попереднього виразу й поклавши Δω = ωi – ω0, одержуємо:
![]() | (8.2.11) |
Тут для простоти запису опущений аргумент (час) функції e(t). Це диференціальне рівняння описує поводження вільного від шумів контуру ФАПЧ першого порядку. Умова синхронізації записується у такий спосіб:
![]() | (8.2.12) |
Рівняння (8.2.12) є необхідною, але не достатньою умовою фазової синхронізації. Це можна перевірити, вивчивши діаграму на фазовій площини (рис. 8.2.6).
Рис. 8.2.6. Зображення контуру першого порядку на фазовій площині
На рис. 8.2.6 по осі ординат зображено нормовані значення швидкості вимірювання сигналу помилки, а по осі абсцис — величина сигналу помилки. Спочатку розглянемо точку а. Якщо неузгодженість за фазою призведе до невеликого зсуву точки, що описує стан контуру, вправо або вліво від а, то від’ємний знак похідної забезпечить повернення фазової помилки e до точки а. Отже, точка а — це стійка точка системи, де можна одержати фазову синхронізацію й де ця синхронізація підтримуватиметься. Розглянемо тепер точку b. Якщо неузгодженість за фазою e перебуває точно в точці b, рівняння (8.2.12) буде задоволено. Водночас, якщо e дещо зсунеться від точки b, то додатний знак похідної обумовить подальший зсув від точки b. Отже, b — точка, де рівняння (8.2.12) задовольняється, але розв’язок не є стійким.
Час, необхідний контуру для синхронізації, є важливим параметром під час функціонування системи ФАПЧ. Вивчаючи рівняння (8.2.11), можна побачити, що вимога рівняння (8.2.12) до фазової синхронізації не може задовольнятися, якщо не виконано таку умову:
![]() | (8.2.13) |
Це пояснюється тим, що максимальна амплітуда синусоїдальної функції дорівнює одиниці. Цей діапазон різниці частот –K0 < Δω < K0 іноді називають діапазоном синхронізації контуру. З графіка на рис. 8.2.6 видно, що для значень e, близьких до точки b, фактор, що управляє (de/dt)/K0, буде дуже малий. Тому в найгіршому випадку фазова помилка довго перебуватиме в околі точки b. Це явище називається зависанням кінцевого циклу й може являти серйозну проблему в системах з автосинхронізацією.
Найпоширенішим методом досягнення синхронізації є примусова синхронізація — це перенесення робочої точки контуру в область фазового простору, де приблизно перебуває область синхронізації, за допомогою деякого зовнішнього напрямного сигналу. Зовнішня допомога може бути реалізована шляхом простої подачі лінійної зміни напруги на вхід ГКН. Цей напрямний сигнал призведе до того, що вихідна частота ГКН лінійно змінюватиметься в часі. Схеми з контурними фільтрами, знаменники передатних функцій яких не містять множника iω, не зможуть відстежити лінійну зміну частоти з кінцевою неузгодженістю за фазою. Отже, якщо пошук частоти має реалізовуватися на контурі першого або другого порядку без цієї особливості передавальнної функції, швидкість зміни частоти має бути досить малою, щоб після синхронізації контуру наявність синхронізації за фазою могла бути виявлена й пошуковий сигнал був вилучений до того, як він виведе контур із синхронізації. Для контуру другого порядку максимальна швидкість сканування Δω має дорівнювати величині
![]() | (8.2.14) |
де σ2φ — дисперсія фази, що визначає міру нестійкості синхронізації на виході генератора, що управляється напругою; ωn — власна частота контуру ФАПЧ другого порядку.
Власна частота контуру ФАПЧ другого порядку пов’язана із шириною смуги контуру BL і декрементом загасання контуру ξ співвідношенням (8.2.14)
![]() | (8.2.15) |