
Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції. / Зміст / Розділ 8. Системи синхронізації / Тема 8.5. Циклова (кадрова) 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
8.5.1. Циклова (кадрова) синхронізація
Система циклової синхронізації (СЦС) призначена для відновлення й утримання стану циклового синхронізму між передавальною й приймальною станціями ЦСП, що забезпечує правильний розподіл групових сигналів по окремих каналах, а також синхронну роботу передавального й приймального обладнання часового групоутворення. Циклова синхронізація здійснюється за допомогою циклового синхросигналу (ЦСС), що вводить у відповідні цифрові потоки: Е1...Е4 або STM-N.
У найзагальнішому вигляді канал циклової синхронізації є сукупністю таких основних блоків (рис. 8.5.1): формувач синхросигналу (ФСС), що формує певну структуру синхросигналу; передавач синхросигналу (Пер СС), що забезпечує введення синхросигналу до структури відповідного цифрового потоку; приймач синхросигналу (Прм СС), що виділяє синхросигнал із цифрового сигналу відповідного потоку, блок керування цикловою синхронізацією (БКЦС), що забезпечує керування процесами циклової синхронізації, а саме пошук і підтримка синхронізму, захист від помилкового синхронізму.
Рис. 8.5.1. Канал циклової синхронізації
Вибір способу синхронізації — досить складне технічне завдання, від розв’язання якого залежить виконання вимог щодо швидкодії, надійності й економічності СЦС. Ця обставина призвела до розробки великої кількості способів синхронізації, що відрізняються один від одного як принципами дії, так і обсягом обладнання. Найпростішим методом, використовуваним для забезпечення кадрової синхронізації, є введення синхросигналу. Синхросигнал, що визначає початок кожного циклу, формується на передавальній станції й разом з інформаційними сигналами передається по відповідних трактах ЦСП (рис. 8.5.1). Для виділення синхросигналу на приймальній станції його необхідно відрізнити від інформаційного сигналу.
Синхросигнал (рис. 8.5.2) розрізняють за кількістю символів або розрядів (багаторозрядні й однорозрядні), за структурою (характером чергування імпульсів і пробілів) і за розподілом символів у циклі передачі (зосереджені й розосереджені). В окремому випадку як синхросигнал може бути використана періодична послідовність, що складається з одиночних імпульсів або імпульсів, що чергуються.
Рис. 8.5.2. Класифікація типів синхросигналу
Вибір кількості розрядів у синхросигналі визначається компромісом між необхідним часом відновлення синхронізму й ефективною ємністю ЦСП, а вибір його структури — вимогою забезпечення малої ймовірності формування інформаційних кодових груп, аналогічних за характером й періодичністю переданому синхросигналу (захист від помилкового синхронізму). Способи передачі циклового синхросигналу різної структури зображено на рис. 8.5.3.
Рис. 8.5.3. Способи передачі циклового синхросигналу
На рисунку показано: цикл, що містить однорозрядний синхросигнал (рис. 8.5.3, а); цикл, що містить багаторозрядний зосереджений синхросигнал (рис. 8.5.3, б); цикл, що містить багаторозрядний розосереджений синхросигнал (рис. 8.5.3, в). Найбільшого застосування в цифровому зв’язку набув спосіб передачі багаторозрядного зосередженого синхросигналу.
Перевагою введення циклового синхросигналу є його простота. Для синхросигналу може бути достатньо навіть одного біта, щоб прийняти рішення, чи перебуває система в стані циклової синхронізації. Основний недолік полягає в тому, що певне достатнє число може бути дуже великим, отже, більшим може бути й час, необхідний для досягнення синхронізації. Таким чином, найбільшу користь циклові синхросигнали надають у системах, що безупинно передають дані, подібно до багатьох телефонних і комп’ютерних каналів зв’язку, і не підходять для систем, що передають окремі пакети, або систем, що вимагають швидкого отримання циклової синхронізації. Ще одним недоліком циклового синхросигналу є те, що введений біт (біти) може підвищити громіздкість структури потоку даних.
У системах з нестійкими або пульсуючими передачами або в системах з необхідністю швидкого отримання синхронізації рекомендується використовувати синхронізуючі кодові слова. Зазвичай такі кодові слова передаються як частина заголовка повідомлення. Приймач має знати кодове слово й постійно шукати його в потоці даних, можливо, використовуючи для цього корелятор на погоджених фільтрах. Детектування кодового слова вкаже відому позицію (як правило, початок) інформаційного циклу. Перевагою такої системи є те, що циклова синхронізація може досягатися практично миттєво. Єдина затримка — відстеження кодового слова. Недолік — кодове слово, обиране для збереження низької ймовірності помилкового детектування, може бути довгим порівняно з цикловим синхросигналом. Слід зазначити, що складність визначення кореляції пропорційна довжині послідовності, тому під час використання кодового слова корелятор може бути відносно складним.
Добрим синхронізуючим кодовим словом є те, що має мале абсолютне значення «побічних максимумів кореляції». Побічний максимум кореляції — це значення кореляції кодового слова із власною зсунутою версією. Отже, це значення побічного максимуму кореляції для зсуву на k символів N-бітової кодової послідовності {Xi) описується виразом:
![]() | (8.5.1) |
де Xi (1 ≤ i ≤ N) — окремий кодовий символ, що набуває значення ±1, а сусідні інформаційні символи (співвіднесені зі значеннями індексу i > N) передбачаються такими, що дорівнюють нулю.
Система, що використовує синхронізуюче слово, описується двома ймовірностями — ймовірністю пропуску синхронізму й імовірністю його помилкового встановлення (імовірністю фіктивної тривоги). Імовірність пропуску для N-бітового слова, якщо припустимим є K або менше помилок, описується виразом:
![]() | (8.5.2) |
де p — імовірність бітової помилки.
Імовірність фіктивної тривоги, викликана N бітами випадкової послідовності даних, описується виразом:
![]() | (8.5.3) |
Установленню стану синхронізму в ЦСП передує режим його пошуку. Пошук стану синхронізму — це процес контролю імпульсних позицій групового цифрового сигналу з метою виявлення синхросигналу. За результатами кожного контрольного випробування приймається рішення щодо відповідності або невідповідності символів аналізованого групового ІКМ сигналу синхросигналу, а отже, щодо необхідності продовження або припинення пошуку. Стан циклового синхронізму в ЦСП зазвичай вважається досягнутим з виявленням кодових груп синхросигналу певну кількість разів підряд, хоча можливі й інші критерії фіксації стану синхронізму. Приймачі синхросигналу за алгоритмом пошуку стану синхронізму підрозділяються на приймачі із затримкою контролю й на приймачі з ковзним пошуком. У приймачах першого типу кожний наступний етап контролю здійснюється через певний відрізок часу, наприклад, через цикл. У приймачах з ковзним пошуком ця затримка виключається.
Залежно від кількості тактів зсуву при фіксації помилки в процесі пошуку розрізнюють приймачі з багаторазовим і одноразовим зсувом. У приймачах ковзного пошуку здійснюється однорозрядний і багаторозрядний зсув, у приймачах із затримкою контролю — багаторозрядний зсув тільки за наявності групи паралельно працюючих пристроїв контролю. Залежно від структури синхросигналу розрізнюють приймачі односимвольний й багатосимвольний зосередженого або розосередженого синхросигналу.