
Телекоммуникационные системы и сети. Структура и основные функции. Том 1 / Содержание / Раздел 8. Системы синхронизации / Тема 8.5. Цикловая (кадровая) синхронизация
- Раздел 1. Основы построения телекоммуникационных систем
- Тема 1.1. Місце систем телекомунікацій в інформаційній інфраструктурі сучасного суспільства
- Тема 1.2. Общая архитектура и задачи телекоммуникационных систем
- Тема 1.3. Классификация сетей, клиентов, операторов и услуг связи
- Тема 1.4. Краткая характеристика существующих телекоммуникационных технологий
- Тема 1.5. Требования к современным и перспективным ТКС
- Тема 1.6. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 2. Сети связи последующего поколения: архитектура, основные характеристики и услуги
- Тема 2.1. Определение и характеристика основных возможностей NGN
- Тема 2.2. Инфокоммуникационные услуги. Особенности услуг связи следующего поколения
- Тема 2.3. Многоуровневая архитектура и функциональный состав NGN
- Тема 2.4. Перспективы концепции NGN
- Тема 2.5. Контрольные вопросы и задания
- [→] Раздел 3. Стандартизация сетевых протоколов и телекоммуникационного оборудования
- Тема 3.1. Открытые системы и их взаимодействие
- Тема 3.2. Основные организации по стандартизации сетевых решений
- [→] Тема 3.3. Эталонная модель взаимодействия открытых систем
- 3.3.1. Многоуровневый подход и декомпозиция задачи сетевого взаимодействия
- 3.3.2. Интерфейс, протокол, стек протоколов
- 3.3.3. Общая характеристика модели OSI
- 3.3.4. Физический уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.5. Канальный уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.6. Сетевой уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.7. Транспортный уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.8. Сеансовый уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.9. Представительский уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.10. Прикладной уровень. Функции и примеры протоколов
- [→] 3.3.11. Деление ЭМВОС на сетенезависимые и сетезависимые уровни
- Тема 3.4. Стандартные стеки сетевых протоколов
- 3.4.1. Стек протоколов OSI
- 3.4.2. Стек протоколов TCP/IP
- 3.4.3. Стек протоколов IPX/SPX
- 3.4.4. Стек протоколов NetBIOS/SMB
- 3.4.5. Стек протоколов технологии Х.25
- 3.4.6. Стек протоколов технологии Frame Relay
- 3.4.7. Стек протоколов технологии B-ISDN и АТМ
- 3.4.8. Семейство протоколов DECnet
- 3.4.9. Сетевая модель DoD
- 3.4.10. Связь стандартов IEEE 802 с моделью OSI
- 3.4.11. Стек протоколов сетей следующего поколения
- Тема 3.5. Стандартизация сетевого оборудования
- Тема 3.6. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 4. Линии связи
- Тема 4.1. Физические параметры среды распространения электромагнитных волн
- Тема 4.2. Общие сведения о линиях связи
- Тема 4.3. Основные свойства кабельных линий связи
- Тема 4.4. Линии связи на основе медных кабелей
- Тема 4.5. Теория волоконных световодов
- Тема 4.6. Свойства неоднородных линий
- Тема 4.7. Конструкции кабелей связи
- Тема 4.8. Электромагнитные влияния в линиях связи
- Тема 4.9. Структурированные кабельные системы
- Тема 4.10. Атмосферная лазерная связь
- Тема 4.11. Особенности радиолиний, радиорелейных и спутниковых линий связи
- 4.11.1. Общие принципы построения радиолиний связи
- 4.11.2. Распространение радиоволн в радиолиниях связи
- 4.11.3. Особенности распространения радиоволн в радиорелейных линиях связи
- 4.11.4. Особенности распространения радиоволн в спутниковых линиях связи
- 4.11.5. Особенности построения радиолиний связи
- 4.11.6. Общие характеристики построения спутниковых линий связи
- 4.11.7. Зоны видимости для систем спутниковой связи
- 4.11.8. Статистическая структура сигналов СЛС
- 4.11.9. Основные составляющие систем спутниковой связи
- 4.11.10. Методы организации спутниковой связи
- 4.11.11. Обоснование выбора параметров аппаратуры при проектировании радиорелейных линий
- 4.11.12. Выбор энергетических характеристик радиорелейных линий
- 4.11.13. Устойчивость функционирования радиорелейных линий
- Тема 4.12. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 5. Способы формирования групповых сигналов
- Тема 5.1. Краткая характеристика способов формирования групповых сигналов
- Тема 5.2. Способы формирования аналоговых групповых сигналов
- Тема 5.3. Способы формирования цифровых групповых сигналов
- Тема 5.4. Объединение синхронных цифровых потоков
- Тема 5.5. Объединение асинхронных цифровых потоков
- Тема 5.6. Объединение низкоскоростных потоков
- Тема 5.7. Кодовое уплотнение сигналов
- Тема 5.8. Виды сигналов в системах с кодовым разделением
- Тема 5.9. Технология спектрального уплотнения
- Тема 5.10. Формирование группового сигнала с использованием IP-технологий
- Тема 5.11. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 6. Методы доступа
- Тема 6.1. Общая характеристика методов доступа
- Тема 6.2. Методы решения конфликтов в алгоритмах доступа
- Тема 6.3. Модели и архитектура сети доступа
- Тема 6.4. Оптические технологии в сети доступа
- Тема 6.5. Методы использования физических ресурсов в сетях доступа
- Тема 6.6. Особенности использования пространственно-поляризационных параметров при радиодоступе
- Тема 6.7. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 7. Методы распределения информации
- Тема 7.1. Общие положения
- Тема 7.2. Системы распределения в сетях следующего поколения
- Тема 7.3. Системы коммутации каналов
- 7.3.1. Требования к системам коммутации ISDN
- 7.3.2. Структура узла коммутации каналов ISDN
- Принцип работы цифрового коммутационного поля типа ПВП
- 7.3.4. Общие требования к коммутационным системам в Ш-ЦСИО
- 7.3.5. Выбор коммутационной технологии для Ш-ЦСИО
- 7.3.6. Системы коммутации для АТМ
- 7.3.7. Архитектура и характеристики коммутационных систем на базе быстрой коммутации пакетов (БКП)
- Тема 7.4. Коммутационные системы в NGN
- Тема 7.5. Системы коммутации Ш-ЦСИО на базе асинхронного режима доставки (АТМ)
- Тема 7.6. Пропускная способность систем распределения информации
- 7.6.1. Основные положения пропускной способности систем распределения информации
- 7.6.2. Пропускная способность полнодоступного пучка с потерями простейшего потока вызовов
- 7.6.3. Пропускная способность полнодоступного пучка с потерями примитивного потока вызовов (потока ВОЧИ)
- 7.6.4. Расчет вероятности условных потерь и среднего времени ожидания при случайной продолжительности обслуживания
- 7.6.5. Поток с повторными вызовами
- Тема 7.7. Способы распределения нагрузки в сетях связи
- Тема 7.8. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 9. Системы сигнализации
- Тема 9.1. Виды и состав сигналов
- Тема 9.2. Классификация протоколов сигнализации
- Тема 9.3. Внутрисистемная сигнализация в ЦСК
- Тема 9.4. Особенности сигнализации в стыках V.5
- Тема 9.5. Абонентская сигнализация
- Тема 9.6. Оборудование сигнализации современных ЦСК
- Тема 9.7. Специфические особенности украинских систем сигнализации
- Тема 9.8. Методология спецификации и описания систем сигнализации
- Тема 9.9. Цифровая многочастотная сигнализация R2D
- Тема 9.10. Общеканальная система сигнализации № 7
- Тема 9.11. Сигнализация DSS1
- Тема 9.12. Сигнализация в корпоративных сетях
- Тема 9.13. Сигнализация в сетях с коммутацией пакетов
- Тема 9.14. Сигнализация в сетях B-ISDN/ATM
- Тема 9.15. Сигнализация в сети ІР-телефонии
- Тема 9.16. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 10. Технологии и протоколы управления в ТКС
- Тема 10.1. Содержание задач управления в сетях следующего поколения
- Тема 10.2. Подсистема управления услугами
- Тема 10.3. Подсистема контроля и управления сетью
- Тема 10.4. Подсистема сетевого управления на уровнях транспорта и доступа
- 10.4.1. Базовая архитектура управления на уровнях транспорта и доступа ТКС
- 10.4.2. Классификация и маркировка пакетов трафика
- 10.4.3. Управление интенсивностью трафика
- 10.4.4. Управление очередями на сетевых узлах
- 10.4.5. Маршрутизация: цели, основные задачи и протоколы
- 10.4.6. Сигнальные протоколы резервирования сетевых ресурсов
- 10.4.7. Функции управления канального уровня относительно обеспечения QoS
- 10.4.8. Уровни качества обслуживания и соответствующие им модели обслуживания
- Тема 10.5. Перспективы развития технологий сетевого управления
- Тема 10.6. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 11. Конвергенция в телекоммуникационных системах
- Тема 11.1. Конвергенция в ТКС: история, цели и задачи
- Тема 11.2. Виды конвергенции
- Тема 11.3. Примеры решений относительно конвергенции в системах телекоммуникаций
- Тема 11.4. Качество конвергентных услуг
- Тема 11.5. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 12. Методы обеспечения информационной безопасности объектов телекоммуникационной системы
- Тема 12.1. Основные термины и понятия в сфере информационной безопасности
- Тема 12.2. Основные подходы к обеспечению информационной безопасности
- Тема 12.3. Криптографическая защита информации
- Тема 12.4. Использование механизма электронной цифровой подписи
- Тема 12.5. Техническая защита информации
- Тема 12.6. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 13. Электропитание телекоммуникационных систем связи
- Тема 13.1. Общие положения
- Тема 13.2. Системы электропитания предприятий электросвязи
- Тема 13.3. Типовое оборудование электроустановок предприятий электросвязи
- Тема 13.4. Дистанционное электропитание
- Тема 13.5. Источники бесперебойного питания (ИБП)
- Тема 13.6. Электромагнитная совместимость источников электропитания
- Тема 13.7. Перспективы развития электропитания ТКС
- Тема 13.8. Контрольные вопросы и задания
8.5.1. Цикловая (кадровая) синхронизация
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.