Синхронизация түсінігі және электр байланысындағы синхронизация
Мазмұны
Кіріспе ...3
1 Синхронизация түсінігі және электр байланысындағы синхронизация ...4
1.1 Тасымалдаушы жиілікбойынша синхронизация ...6
1.2 Символ бойынша синхронизация ...7
1.3 Цикл синхронизациясы ...9
1.4 Бит.синхронизация ...10
1.5 Пакет синхронизациясы ...11
1.6 Желілік синхронизация ...11
1.7 Мультимедиялық синхронизация ...12
1.8 Нақты уақыттағы сағат синхронизациясы ...12
Қорытынды ...14
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ...15
Кіріспе ...3
1 Синхронизация түсінігі және электр байланысындағы синхронизация ...4
1.1 Тасымалдаушы жиілікбойынша синхронизация ...6
1.2 Символ бойынша синхронизация ...7
1.3 Цикл синхронизациясы ...9
1.4 Бит.синхронизация ...10
1.5 Пакет синхронизациясы ...11
1.6 Желілік синхронизация ...11
1.7 Мультимедиялық синхронизация ...12
1.8 Нақты уақыттағы сағат синхронизациясы ...12
Қорытынды ...14
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ...15
Кіріспе
Соңғы 30 жыл ішінде, әсіресе тарату және коммутациялау функцияларын аналогтыдан сандыққа ауыстырғанда байланыс желілерінің синхронизациясы үлкен мәнге ие болды. Әрине, желілік синхронизация сапалылығы байланыс желілерінің операторларының өз клиенттеріне көрсететін қызымет сапалылығына әсер етеді.
Сандық коммутациялаушы құрылғыны жадыдағы ағып өтулерді болдырмау үшін синхронизациялау керек. Бұл ағып өтулер қарапайым телефонмен сөйлесуге кедергі келтірмейді, бірақ олар канал коммутациялайтын мүмкіндігі бар жүйелердегі деректер тасымалына едәуір кедергі жасайды. Сондықтан, канал коммутациялайтын және қызмет көрсету мүмкіндігі бар жүйелер құрылғаннан кейін синхронизацияға қойылатын талаптар да күшейді.
Синхронды сандық иерархия (ССИ)/СОНЕТ желілерінің пайда болуы синхронды жүйелердің параметрлері мен функцияларына өз алдына жаңа да қатаң талаптар қойды.
Соңғы жылдары желілік синхронизация тек ССИ/СОНЕТ желіліріне ғана қажет емес екендігі айқындалып отыр. АТР (асинхронды тарату режимі), GSM (мобильді байланыстың глобальді жүйесі) ұялы телефон желілерінде, GPRS (пакетті радиотаратудың жалпы қызметі), UMTS (мобильді байланыстың әмбебап жүйесі) жүйелерінде желілік синхронизация көздері көрсетілетін қызмет түрлерінің сапасына шешуші әсерін тигізеді.
Желілік синхронизация деп бір-біріне жалғанған синхронды құрылғылар тобындағы уақыт пен жиіліктің кез келген үлестірілуін айтады. Желілік синхронизацияның мақсаты – араларындағы каналдар арқылы барлық синхронды құрылғылардың уақыттық және жиіліктік шкалаларын келістіру (сәйкестіру). Желілік синхронизацияны жүзеге асыру құрылғысы болып синхронизациялаушы желі табылады. Қазіргі заманғы байланыс операторларының көпшілігі коммутационды және таратушы құрылғылар үшін өздерінің синхронизация желілерін құрған.
Синхронизация желілерінің негізгі элементтері болып түйіндер (синхронизацияның автономды және қолданушылық құрылғылары) және байланыс желілері саналады. Синхронизация кезінде екі негізгі міндетті орындау қажет: бір түйіннен екінші түйінге синхронды дабылды тарату және желінің барлық түйіндеріне синхронды дабылдың үйлестіріліп жетуін ұйымдастыру.
Соңғы 30 жыл ішінде, әсіресе тарату және коммутациялау функцияларын аналогтыдан сандыққа ауыстырғанда байланыс желілерінің синхронизациясы үлкен мәнге ие болды. Әрине, желілік синхронизация сапалылығы байланыс желілерінің операторларының өз клиенттеріне көрсететін қызымет сапалылығына әсер етеді.
Сандық коммутациялаушы құрылғыны жадыдағы ағып өтулерді болдырмау үшін синхронизациялау керек. Бұл ағып өтулер қарапайым телефонмен сөйлесуге кедергі келтірмейді, бірақ олар канал коммутациялайтын мүмкіндігі бар жүйелердегі деректер тасымалына едәуір кедергі жасайды. Сондықтан, канал коммутациялайтын және қызмет көрсету мүмкіндігі бар жүйелер құрылғаннан кейін синхронизацияға қойылатын талаптар да күшейді.
Синхронды сандық иерархия (ССИ)/СОНЕТ желілерінің пайда болуы синхронды жүйелердің параметрлері мен функцияларына өз алдына жаңа да қатаң талаптар қойды.
Соңғы жылдары желілік синхронизация тек ССИ/СОНЕТ желіліріне ғана қажет емес екендігі айқындалып отыр. АТР (асинхронды тарату режимі), GSM (мобильді байланыстың глобальді жүйесі) ұялы телефон желілерінде, GPRS (пакетті радиотаратудың жалпы қызметі), UMTS (мобильді байланыстың әмбебап жүйесі) жүйелерінде желілік синхронизация көздері көрсетілетін қызмет түрлерінің сапасына шешуші әсерін тигізеді.
Желілік синхронизация деп бір-біріне жалғанған синхронды құрылғылар тобындағы уақыт пен жиіліктің кез келген үлестірілуін айтады. Желілік синхронизацияның мақсаты – араларындағы каналдар арқылы барлық синхронды құрылғылардың уақыттық және жиіліктік шкалаларын келістіру (сәйкестіру). Желілік синхронизацияны жүзеге асыру құрылғысы болып синхронизациялаушы желі табылады. Қазіргі заманғы байланыс операторларының көпшілігі коммутационды және таратушы құрылғылар үшін өздерінің синхронизация желілерін құрған.
Синхронизация желілерінің негізгі элементтері болып түйіндер (синхронизацияның автономды және қолданушылық құрылғылары) және байланыс желілері саналады. Синхронизация кезінде екі негізгі міндетті орындау қажет: бір түйіннен екінші түйінге синхронды дабылды тарату және желінің барлық түйіндеріне синхронды дабылдың үйлестіріліп жетуін ұйымдастыру.
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
1 Webster’s Ninth New Collegiate Dictionary. Merriam-Webster Inc., 1986.
2 Д. Г. Мессершмитт. Дизайн синхронизации в цифровой системе. IEEE журнал по отдельным областям в связи 1990, SAC-8 (8).
3 Прокис Дж. Цифровая связь. – ауд. // Д. Д. Кловскийдің ред. б/ша – М.: Радио және байланыс, 2000. – 800 бет.
4 С. Бенедетто, E. Биглиери, В. Кастеллани. Теория цифровой передачи. Энглвуд Клифс, Нью-Джерси, США: Prentice Hall Inc., 1987.
5 С. Хайкин. Введение в аналоговую и цифровую коммуникациию. Нью-Йорк, 1989.
6 У. Линдсей. Системы синхронизации и управления в связи. Энглвуд Клифс, Нью-Джерси, США: Prentice Hall Inc., 1972.
7 Э. Витерби. Принципы когерентной связи. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1966. – 392 бет.
8 Э. Таненбаум. Компьютерные сети. Энглвуд Клифс, Нью-Джерси, США: Prentice Hall Inc., 1996, 3-бас.
1 Webster’s Ninth New Collegiate Dictionary. Merriam-Webster Inc., 1986.
2 Д. Г. Мессершмитт. Дизайн синхронизации в цифровой системе. IEEE журнал по отдельным областям в связи 1990, SAC-8 (8).
3 Прокис Дж. Цифровая связь. – ауд. // Д. Д. Кловскийдің ред. б/ша – М.: Радио және байланыс, 2000. – 800 бет.
4 С. Бенедетто, E. Биглиери, В. Кастеллани. Теория цифровой передачи. Энглвуд Клифс, Нью-Джерси, США: Prentice Hall Inc., 1987.
5 С. Хайкин. Введение в аналоговую и цифровую коммуникациию. Нью-Йорк, 1989.
6 У. Линдсей. Системы синхронизации и управления в связи. Энглвуд Клифс, Нью-Джерси, США: Prentice Hall Inc., 1972.
7 Э. Витерби. Принципы когерентной связи. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1966. – 392 бет.
8 Э. Таненбаум. Компьютерные сети. Энглвуд Клифс, Нью-Джерси, США: Prentice Hall Inc., 1996, 3-бас.
Кіріспе 3
1 Синхронизация түсінігі және электр байланысындағы
синхронизация 4
1.1 Тасымалдаушы жиілікбойынша синхронизация 6
1.2 Символ бойынша синхронизация 7
1.3 Цикл синхронизациясы 9
1.4 Бит-синхронизация 10
1.5 Пакет синхронизациясы 11
1.6 Желілік синхронизация 11
1.7 Мультимедиялық синхронизация 12
1.8 Нақты уақыттағы сағат синхронизациясы 12
Қорытынды 14
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 15
Мазмұны
Кіріспе
Соңғы 30 жыл ішінде, әсіресе тарату және коммутациялау функцияларын
аналогтыдан сандыққа ауыстырғанда байланыс желілерінің синхронизациясы
үлкен мәнге ие болды. Әрине, желілік синхронизация сапалылығы байланыс
желілерінің операторларының өз клиенттеріне көрсететін қызымет сапалылығына
әсер етеді.
Сандық коммутациялаушы құрылғыны жадыдағы ағып өтулерді болдырмау үшін
синхронизациялау керек. Бұл ағып өтулер қарапайым телефонмен сөйлесуге
кедергі келтірмейді, бірақ олар канал коммутациялайтын мүмкіндігі бар
жүйелердегі деректер тасымалына едәуір кедергі жасайды. Сондықтан, канал
коммутациялайтын және қызмет көрсету мүмкіндігі бар жүйелер құрылғаннан
кейін синхронизацияға қойылатын талаптар да күшейді.
Синхронды сандық иерархия (ССИ)СОНЕТ желілерінің пайда болуы
синхронды жүйелердің параметрлері мен функцияларына өз алдына жаңа да қатаң
талаптар қойды.
Соңғы жылдары желілік синхронизация тек ССИСОНЕТ желіліріне ғана
қажет емес екендігі айқындалып отыр. АТР (асинхронды тарату режимі), GSM
(мобильді байланыстың глобальді жүйесі) ұялы телефон желілерінде, GPRS
(пакетті радиотаратудың жалпы қызметі), UMTS (мобильді байланыстың әмбебап
жүйесі) жүйелерінде желілік синхронизация көздері көрсетілетін қызмет
түрлерінің сапасына шешуші әсерін тигізеді.
Желілік синхронизация деп бір-біріне жалғанған синхронды құрылғылар
тобындағы уақыт пен жиіліктің кез келген үлестірілуін айтады. Желілік
синхронизацияның мақсаты – араларындағы каналдар арқылы барлық синхронды
құрылғылардың уақыттық және жиіліктік шкалаларын келістіру (сәйкестіру).
Желілік синхронизацияны жүзеге асыру құрылғысы болып синхронизациялаушы
желі табылады. Қазіргі заманғы байланыс операторларының көпшілігі
коммутационды және таратушы құрылғылар үшін өздерінің синхронизация
желілерін құрған.
Синхронизация желілерінің негізгі элементтері болып түйіндер
(синхронизацияның автономды және қолданушылық құрылғылары) және байланыс
желілері саналады. Синхронизация кезінде екі негізгі міндетті орындау
қажет: бір түйіннен екінші түйінге синхронды дабылды тарату және желінің
барлық түйіндеріне синхронды дабылдың үйлестіріліп жетуін ұйымдастыру.
1 Синхронизация түсінігі және электр байланысындағы синхронизация
Вебстер сөздігінде синхронизация – бұл құрылғылардың синхронды жұмысын
қамтамасыз етуге немесе олардың уақыттық шкалаларын үйлестіруге бағытталған
іс-әрекеттер. Электрлік байланыста – кеңістікте тарлған объектілерден
коммутациялаушы құрылғыға келіп түсетін сандық дабылдар фазаларының
арасындағы нақты бір қатынастарды ұстап тұру.
Сандық жүйелердегі көптеген операциялар бағыныштылық шарттарын
қанағаттандыруы тиіс. Егер екі операция үшін бағыныштылықтың кейбір шарты
орындалса, бұл операцияларды синхронизациялау кезінде іс-әрекет өз ретімен
дұрыс орындалады. Аппараттық деңгейде синхрондылыққа бірлік тактілік
дабылдың жүйенің барлық модульдеріне тікелей үйлесіп таралуы арқасыда қол
жеткізіледі. Абстракцияның жоғарырақ деңгейінде (мысалы, бағдарламалық)
процесстер хабарлама алмасу арқылы синхрондалады.
Әрбір қолданбалы салада абстракция жүйесінің әр түрлі құрылмдық
сызбасы қолданылады. Оларда кез келген абстакция деңгейі өзінен бір саты
төмен тұрған абстракция деңгейінің сипаттамаларына сүйенеді. Абстракция
жобалаушыларға керек жоқ тетіктерді алып тастауға көмек береді. Бұл құбылыс
өз алдына күрделі сызбалардың құрылымын жеңілдетеді.
Жобалаушының сандық жүйелерде жалпы абстракция деңгейіне тоқталуы
былайша жүзеге асырылады:
- физикалық деңгейде – жартылай өткізгіштердің физикалық қасиеттерін
қолданады;
- сызбалық деңгейде – транзистор, реситор және тағы да басқалармен
жұмыс;
- элементтік деңгейде – логикалық сызбалармен, порттармен және тағы
да басқалармен жұмыс;
- модульдік деңгейде – күрделірек объектілермен, мысалы, жады
блоктарымен, орталық процессорлермен және тағы да басқалармен
жұмыс;
Әдетте бағдарламалық модульдер түрінде жасалатын байланыс хаттамалары
деңгейлік модель түрінде жобаланған. Хаттамалар жинағы белгілі бір
тәртіппен орналасқан: берілген деңгей хаттамалары жоғарғы деңгей
хаттамаларына қызмет етіп, төменгі деңгей хаттамаларының қызметін
пайдаланады. Ашық жүйелердің байланысуы кезінде хаттаманың базалық моделі 7
абстракциялық деңгейге ие. Бірінші деңгей стандарттары (физикалық деңгей)
физикалық интерфейсті және биттердің базалық құрылымын, яғни нүкте-нүкте
сандық тарату каналын құру үшін логикалық биттердің (1 және 0) физикалық
орта бойынша таралуын анықтайды. Екінші деңгей стандарттары (каналдық
деңгей) бірінші деңгейлік қарапайым сандық канал негізінде нүкте-нүкте
қателіксіз сандық канал ұйымдастыратын хаттамаларды анықтайды. Абстракция
деңгейінің өсуімен жоғарғы деңгей хаттамалары желілік маршрутизация
қызметін (желілік деңгей), желі бойынша тасымалдау қызметін (транспорттық
деңгей) анықтайды.
Көптеген сандық байланыс инженерлері үшін синхронизация термині тек
қабылдағыштағы дабыл құрамында болатын сәйкес периодттық ақпаратты қабылдау
және уақыттық тактты аңду деген мағынаны ғана береді. Шынына келсек, электр
байланысының көптеген саласында синхронизация кең қолданысқа ие болады.
Төменде электрлік байланыста қолданылатын синхронизация түрлері
баяндалған.
Амплитудалық модуляцияланған дабылдың когерентті демодуляциясы кезінде
тасымалдаушы тербелістің қайта қалпына келу процессі жүреді, яғни
тасымалдаушыға жиілік және фаза бойынша когерентті дабыл бөлінеді
(тасымалдаушы бойынша синхронизация).
Сандық демодуляция және басқа да жағдайларда қабылданатын аналогтық
дабылдан логикалық ақпаратты бөлген кезде, когерентті және когерентті емес
демодуляциядан басқа, стробирлеу және шешім қабылдау уақытын анықтау керек.
Мысалы, екілік ақпарат кезінде 1 әлде 0 қабылданғанын білу керек
(символ бойынша синхронизация).
Логикалық ақпаратты бөліп алғаннан кейінгі қадам (абстракцияның
жоғарырақ деңгейінде) қабылданатын өңделмеген және бөлінбеген биттер
ағымының циклін анықтау болып табылады (циклдік синхронизация). Циклдің
басындағы синхронизациялау қабылдаушы құрылғыға қабылданатын ағымдағы
биттердің әр түрлі позициядағы рөлін анықтауға мүмкіндік береді. Мысалы,
ИКМ мүмкіндігі бар еуропалық жүйеде немесе біріншілік ИКМ-мультиплексорында
әрбір 30 каналда бір біріне тәуелсіз әр түрлі телефон каналдары орналасқан.
Дерек көзінің ақпараты бір біріне тәуелсіз таралатын, тіпті
белгіленген орынға әр түрлі маршруттармен бара беретін хабарламалар мен
пакеттерге бөлінген болса (пакет коммутациясы мүмкіндігі бар желі), онда
канал эмуляциясы болуы ықтимал, егер қабылдағыш құрылғыда қабылданатын
пакеттердің (пакет джиттері) кідіруін түзеу мүмкіндігі болса. Мұндай қайта
қалпына келу кезінде берілген ағым пакет коммутациясы мүмкіндігі бар желі
бойынша таралған хабарламаға көбірек ұқсайды. Кідірулерді уақыт бойынша
түзеу (пакет синхронизациясы) қабылданатын пакет қатарынан адаптивтік әдіс
бойынша немесе пакет басына жазылған (уақыттық белгілер) ақпарат көзінің
синхронды дабылы туралы ақпаратты өңдеу кезінде бөлінетін синхронды дабыл
арқылы жүзеге асады.
Бұл жалпы түсініктер нүкте-нүкте типті тарату кезінде
синхронизацияның әр түрлі деңгейлеріне жатады. Синхронизацияның келесі
деңгейінде (желілік синхронизация) мәселе желілік түйіндер жүйесінің толық
жұмысы жайлы болады. Егер тарату және коммутация бірдей сандық форматта
жүрсе, синхронизацияның ортақ дабылын жүйенің барлық түйіндеріне және
барлық желілік элементтерге (ЖЭ) жеткізген дұрыс болады.
Абстракцияның одан да жоғары деңгейінде (мультимедиялық синхронизация)
синхронизация интеграцияның әр түрлі деңгейлерінде жүзеге асады. Мысалы,
физикалық және қолданушылық интерфейсте мультимедиялық байланыстың әртекті
элементтерінің (сурет, мәтін, дыбыстық дабыл, бейнедабыл және т. б.)
үйлесімді бірігуі.
Желілік синхронизацияның әр түрі байланыс желісінің абсолютті уақыт
дабылдары таралатын басқаруға арналған нақты уақыттағы сағат
синхронизациясын жүзеге асырады.
1.1 Тасымалдаушы жиілікбойынша синхронизация
Амплитудалық модуляциялаушы жүйелерде модульденген тербелісті нөлдік
орта мәнге ие модульдеуші дабылдың және тасымалдаушы
тербелісінің көбейтіндісі ретінде көрсетуге болады
немесе
Егер ( модульденген дабыл жанамасы дабылына
пропорционал), демодулятордың қарапайым сызбасын қолдануға болады (жанама
демодуляторы). Және, керісінше, модульденген дабыл және синусоидалық
тербеліс мәндерін төменгі жиілікті таратушы тербелістің мәндеріндей, яғни
дәл сондай жиілікпен және фазамен көбейткенде демодуляциялау мүмкін болады
(когерентті демодуляция):
дабылы және қабылданған дабыл арасындағы фазасының кез
келген ауытқуы төменгі жиілікті фильтр шығысындағы дабылының
әлсіреуіне әкеледі ( кезіндегі нөлдік дабыл).
Егер қабылданған дабыл спектрінде тасымалдағыш жиілігінің
спектральді құраушысы болса, тасымалдағыш жиілікті қалпына келтіру жеңіл
болады. Бұл жағдайда тасымалдаушы жиіліктің бөлінуі сәйкес пассивті тар
жолақты фильтр немесе жиілікті фазалық авто-жөндеу (ЖФАЖ) сызбасы көмегімен
жүзеге асады. Сызба кернеумен басқарылатын генератор (КБГ) жиілігінің
номиналды мәнінен ауытқулары мен флуктуацияларын тауып, жөндей алатындай
етіліп, тар жолақ арқылы жасалады.
Сурет 1.1 – Екілік фазалық манипуляцияланатын тасымалдаушы жиілік
бойынша синхронизация
Тасымалдаушы жиілік бойынша синхронизацияның қарапайым мысалы ретінде
1 және 0 пайда болу ықтималдығы бірдей, полярлығы қарама-қарсы тікбұрышты
импульстермен кодталған екілік символдармен екілік фазалық
манипуляцияланатын сандық ақпаратты тарату жағдайын қарастырайық.
Модульденген дабыл формасында, ал қуат спектрі үздіксіз және
жиілігінің дискретті құраушыларынсыз болады. Бұдан қабылданатын дабылдан
тек қисық сызықты түрлендіру арқылы ғана керекті жиілігін алуға
болатындығын байқаймыз. Есептің шешуі қабылданатын дабыл мәнін екі есе
дәрежелеу және өз кезегінде жиілік мәнін бөлу арқылы табылады (сурет 1.1).
Модульдеуші тербеліс мәнін екі есе дәрежелеу модуляцияны жояды және
тербелісін туғызады. Бұл тербеліс жиілігінің спектральді құраушысынан
тұрады және одан тасымалдағыштың керекті мәнін бөліп алуға болады.
Егер төрт еселі фазалық модуляцияны (2 биттік символдар таратушы)
қарастырсақ, синхронизация модуляцияны жою және жиілікті генерациялау
үшін дабыл мәнін төртінші дәрежеге көтеруге негізделеді.
1.2 Символ бойынша синхронизация
Сандық ақпарат тарату кезінде, әдетте, R = 1T жылдамдықпен
таратылатын символар түріндегі импульстер тізбегімен жұмыс жасалады;
мұндағы Т – тізбектелген символдар арасындағы интервал (изохронды таратуда
тұрақты).
Дабыл қабылдаған кезде демодуляция әдісіне қарамастан қабылданатын
аналогтық дабылдан логикалық ақпаратты бөліп алу үшін тізбектің тактілік
жиілігінің, яғни символардың уақыт бойынша позицияларының мәні керек.
Тактілік жиілік туралы ақпарат символдардың дұрыс уақыт мезеттерінде
оқылуын қамтамасыз етеді.
Қабылданатын аналогтық дабылдан символдар тізбегінің тактін бөліп алу
символ бойынша синхронизация немесе тактілік дабылды бөлу деп аталады.
1.2 суретте қарапайым екілік қабылдағыштың құрылымдық сызбасы
көрсетілген. Шешуші логикалық сызба арқылы биттер тізбегі алынатын оқылған
мәндер тізбегі – r(kT) санағын құра отырып, қабылданатын r(t) аналогтық
дабыл дискреттеледі. Дискреттеуші құрылғыны r(t) санақ үшін t = kT оқу
уақытының мезеттерін орнататын сәйкес синхронизация жүйесі басқарады.
Сурет 1.2 – Қарапайым екілік қабылдағыштағы символ бойынша
синхронизация
Символ бойынша синхронизацияның көптеген әдістері белгілі. Кейде,
бірінші тасымалдаушы жиілік бойынша синхронизация жүзеге асады. Бұл
когерентті жолақтық жүйеде негізгі жиілік жолағының дабылын бөлуге
мүмкіндік береді. Содан кейін ғана символдардың тактілік жиілігін бөлу
жүргізіледі. Тасымалдағышты бөлу әдістерінен басқа да символ бойынша
синхронизация түрлері бар. Оларда такттер когеренттік емес әдістер арқылы
тура жолақтық дабылдан бөлінеді.
Егер символ бойынша синхронизация түрлендіру бойынша жүргізілсе, онда
символдардың тактілік жиілігін бөлу үшін көптеген әдістерді қолдануға
болады. Негізгі жиілік жолағындағы көпдеңгейлі таратуды қарастырайық. Егер
таратылатын
дабылының секторында символ пайда болу жиілігі 1Т болатын спектральді
сызық болса, онда ортасы осы жиіліктегі таржолақты фильтр көмегімен
синусоидалы дабыл бөліп алуға болады. Кейін одан символардың пайда болу
жиілігіндей тактілік импульстер алады. Егер 1Т жиілігінің спектральді
құраушысы болмаса (көп жағдайда нақ осылай болады), онда оны тек сәйес
қисық сызықты түрлендірулер арқылы ғана бөліп алу мүмкін болады. Осындай
қисық сызықты түрлендірулердің мысалы ретінде u = s2 дәрежеге шығаруды, u =
s түзеуді және Т периодты компоненттерді алуға, сол арқылы символар пайда
болу жиілігін бөліп алуға мүмкіндік беретін көптеген функцияларды айтуға
болады.
Тасымалдаушыны бөлу және негізгі жиіліктер жолағын түрлендіруден басқа
да символ бойынша синхронизация жолақтық дабылдан жүргізіле алады. Мысады,
егер модульденген дабыл келесі түрде болса:
онда символдардың ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
1 Синхронизация түсінігі және электр байланысындағы
синхронизация 4
1.1 Тасымалдаушы жиілікбойынша синхронизация 6
1.2 Символ бойынша синхронизация 7
1.3 Цикл синхронизациясы 9
1.4 Бит-синхронизация 10
1.5 Пакет синхронизациясы 11
1.6 Желілік синхронизация 11
1.7 Мультимедиялық синхронизация 12
1.8 Нақты уақыттағы сағат синхронизациясы 12
Қорытынды 14
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 15
Мазмұны
Кіріспе
Соңғы 30 жыл ішінде, әсіресе тарату және коммутациялау функцияларын
аналогтыдан сандыққа ауыстырғанда байланыс желілерінің синхронизациясы
үлкен мәнге ие болды. Әрине, желілік синхронизация сапалылығы байланыс
желілерінің операторларының өз клиенттеріне көрсететін қызымет сапалылығына
әсер етеді.
Сандық коммутациялаушы құрылғыны жадыдағы ағып өтулерді болдырмау үшін
синхронизациялау керек. Бұл ағып өтулер қарапайым телефонмен сөйлесуге
кедергі келтірмейді, бірақ олар канал коммутациялайтын мүмкіндігі бар
жүйелердегі деректер тасымалына едәуір кедергі жасайды. Сондықтан, канал
коммутациялайтын және қызмет көрсету мүмкіндігі бар жүйелер құрылғаннан
кейін синхронизацияға қойылатын талаптар да күшейді.
Синхронды сандық иерархия (ССИ)СОНЕТ желілерінің пайда болуы
синхронды жүйелердің параметрлері мен функцияларына өз алдына жаңа да қатаң
талаптар қойды.
Соңғы жылдары желілік синхронизация тек ССИСОНЕТ желіліріне ғана
қажет емес екендігі айқындалып отыр. АТР (асинхронды тарату режимі), GSM
(мобильді байланыстың глобальді жүйесі) ұялы телефон желілерінде, GPRS
(пакетті радиотаратудың жалпы қызметі), UMTS (мобильді байланыстың әмбебап
жүйесі) жүйелерінде желілік синхронизация көздері көрсетілетін қызмет
түрлерінің сапасына шешуші әсерін тигізеді.
Желілік синхронизация деп бір-біріне жалғанған синхронды құрылғылар
тобындағы уақыт пен жиіліктің кез келген үлестірілуін айтады. Желілік
синхронизацияның мақсаты – араларындағы каналдар арқылы барлық синхронды
құрылғылардың уақыттық және жиіліктік шкалаларын келістіру (сәйкестіру).
Желілік синхронизацияны жүзеге асыру құрылғысы болып синхронизациялаушы
желі табылады. Қазіргі заманғы байланыс операторларының көпшілігі
коммутационды және таратушы құрылғылар үшін өздерінің синхронизация
желілерін құрған.
Синхронизация желілерінің негізгі элементтері болып түйіндер
(синхронизацияның автономды және қолданушылық құрылғылары) және байланыс
желілері саналады. Синхронизация кезінде екі негізгі міндетті орындау
қажет: бір түйіннен екінші түйінге синхронды дабылды тарату және желінің
барлық түйіндеріне синхронды дабылдың үйлестіріліп жетуін ұйымдастыру.
1 Синхронизация түсінігі және электр байланысындағы синхронизация
Вебстер сөздігінде синхронизация – бұл құрылғылардың синхронды жұмысын
қамтамасыз етуге немесе олардың уақыттық шкалаларын үйлестіруге бағытталған
іс-әрекеттер. Электрлік байланыста – кеңістікте тарлған объектілерден
коммутациялаушы құрылғыға келіп түсетін сандық дабылдар фазаларының
арасындағы нақты бір қатынастарды ұстап тұру.
Сандық жүйелердегі көптеген операциялар бағыныштылық шарттарын
қанағаттандыруы тиіс. Егер екі операция үшін бағыныштылықтың кейбір шарты
орындалса, бұл операцияларды синхронизациялау кезінде іс-әрекет өз ретімен
дұрыс орындалады. Аппараттық деңгейде синхрондылыққа бірлік тактілік
дабылдың жүйенің барлық модульдеріне тікелей үйлесіп таралуы арқасыда қол
жеткізіледі. Абстракцияның жоғарырақ деңгейінде (мысалы, бағдарламалық)
процесстер хабарлама алмасу арқылы синхрондалады.
Әрбір қолданбалы салада абстракция жүйесінің әр түрлі құрылмдық
сызбасы қолданылады. Оларда кез келген абстакция деңгейі өзінен бір саты
төмен тұрған абстракция деңгейінің сипаттамаларына сүйенеді. Абстракция
жобалаушыларға керек жоқ тетіктерді алып тастауға көмек береді. Бұл құбылыс
өз алдына күрделі сызбалардың құрылымын жеңілдетеді.
Жобалаушының сандық жүйелерде жалпы абстракция деңгейіне тоқталуы
былайша жүзеге асырылады:
- физикалық деңгейде – жартылай өткізгіштердің физикалық қасиеттерін
қолданады;
- сызбалық деңгейде – транзистор, реситор және тағы да басқалармен
жұмыс;
- элементтік деңгейде – логикалық сызбалармен, порттармен және тағы
да басқалармен жұмыс;
- модульдік деңгейде – күрделірек объектілермен, мысалы, жады
блоктарымен, орталық процессорлермен және тағы да басқалармен
жұмыс;
Әдетте бағдарламалық модульдер түрінде жасалатын байланыс хаттамалары
деңгейлік модель түрінде жобаланған. Хаттамалар жинағы белгілі бір
тәртіппен орналасқан: берілген деңгей хаттамалары жоғарғы деңгей
хаттамаларына қызмет етіп, төменгі деңгей хаттамаларының қызметін
пайдаланады. Ашық жүйелердің байланысуы кезінде хаттаманың базалық моделі 7
абстракциялық деңгейге ие. Бірінші деңгей стандарттары (физикалық деңгей)
физикалық интерфейсті және биттердің базалық құрылымын, яғни нүкте-нүкте
сандық тарату каналын құру үшін логикалық биттердің (1 және 0) физикалық
орта бойынша таралуын анықтайды. Екінші деңгей стандарттары (каналдық
деңгей) бірінші деңгейлік қарапайым сандық канал негізінде нүкте-нүкте
қателіксіз сандық канал ұйымдастыратын хаттамаларды анықтайды. Абстракция
деңгейінің өсуімен жоғарғы деңгей хаттамалары желілік маршрутизация
қызметін (желілік деңгей), желі бойынша тасымалдау қызметін (транспорттық
деңгей) анықтайды.
Көптеген сандық байланыс инженерлері үшін синхронизация термині тек
қабылдағыштағы дабыл құрамында болатын сәйкес периодттық ақпаратты қабылдау
және уақыттық тактты аңду деген мағынаны ғана береді. Шынына келсек, электр
байланысының көптеген саласында синхронизация кең қолданысқа ие болады.
Төменде электрлік байланыста қолданылатын синхронизация түрлері
баяндалған.
Амплитудалық модуляцияланған дабылдың когерентті демодуляциясы кезінде
тасымалдаушы тербелістің қайта қалпына келу процессі жүреді, яғни
тасымалдаушыға жиілік және фаза бойынша когерентті дабыл бөлінеді
(тасымалдаушы бойынша синхронизация).
Сандық демодуляция және басқа да жағдайларда қабылданатын аналогтық
дабылдан логикалық ақпаратты бөлген кезде, когерентті және когерентті емес
демодуляциядан басқа, стробирлеу және шешім қабылдау уақытын анықтау керек.
Мысалы, екілік ақпарат кезінде 1 әлде 0 қабылданғанын білу керек
(символ бойынша синхронизация).
Логикалық ақпаратты бөліп алғаннан кейінгі қадам (абстракцияның
жоғарырақ деңгейінде) қабылданатын өңделмеген және бөлінбеген биттер
ағымының циклін анықтау болып табылады (циклдік синхронизация). Циклдің
басындағы синхронизациялау қабылдаушы құрылғыға қабылданатын ағымдағы
биттердің әр түрлі позициядағы рөлін анықтауға мүмкіндік береді. Мысалы,
ИКМ мүмкіндігі бар еуропалық жүйеде немесе біріншілік ИКМ-мультиплексорында
әрбір 30 каналда бір біріне тәуелсіз әр түрлі телефон каналдары орналасқан.
Дерек көзінің ақпараты бір біріне тәуелсіз таралатын, тіпті
белгіленген орынға әр түрлі маршруттармен бара беретін хабарламалар мен
пакеттерге бөлінген болса (пакет коммутациясы мүмкіндігі бар желі), онда
канал эмуляциясы болуы ықтимал, егер қабылдағыш құрылғыда қабылданатын
пакеттердің (пакет джиттері) кідіруін түзеу мүмкіндігі болса. Мұндай қайта
қалпына келу кезінде берілген ағым пакет коммутациясы мүмкіндігі бар желі
бойынша таралған хабарламаға көбірек ұқсайды. Кідірулерді уақыт бойынша
түзеу (пакет синхронизациясы) қабылданатын пакет қатарынан адаптивтік әдіс
бойынша немесе пакет басына жазылған (уақыттық белгілер) ақпарат көзінің
синхронды дабылы туралы ақпаратты өңдеу кезінде бөлінетін синхронды дабыл
арқылы жүзеге асады.
Бұл жалпы түсініктер нүкте-нүкте типті тарату кезінде
синхронизацияның әр түрлі деңгейлеріне жатады. Синхронизацияның келесі
деңгейінде (желілік синхронизация) мәселе желілік түйіндер жүйесінің толық
жұмысы жайлы болады. Егер тарату және коммутация бірдей сандық форматта
жүрсе, синхронизацияның ортақ дабылын жүйенің барлық түйіндеріне және
барлық желілік элементтерге (ЖЭ) жеткізген дұрыс болады.
Абстракцияның одан да жоғары деңгейінде (мультимедиялық синхронизация)
синхронизация интеграцияның әр түрлі деңгейлерінде жүзеге асады. Мысалы,
физикалық және қолданушылық интерфейсте мультимедиялық байланыстың әртекті
элементтерінің (сурет, мәтін, дыбыстық дабыл, бейнедабыл және т. б.)
үйлесімді бірігуі.
Желілік синхронизацияның әр түрі байланыс желісінің абсолютті уақыт
дабылдары таралатын басқаруға арналған нақты уақыттағы сағат
синхронизациясын жүзеге асырады.
1.1 Тасымалдаушы жиілікбойынша синхронизация
Амплитудалық модуляциялаушы жүйелерде модульденген тербелісті нөлдік
орта мәнге ие модульдеуші дабылдың және тасымалдаушы
тербелісінің көбейтіндісі ретінде көрсетуге болады
немесе
Егер ( модульденген дабыл жанамасы дабылына
пропорционал), демодулятордың қарапайым сызбасын қолдануға болады (жанама
демодуляторы). Және, керісінше, модульденген дабыл және синусоидалық
тербеліс мәндерін төменгі жиілікті таратушы тербелістің мәндеріндей, яғни
дәл сондай жиілікпен және фазамен көбейткенде демодуляциялау мүмкін болады
(когерентті демодуляция):
дабылы және қабылданған дабыл арасындағы фазасының кез
келген ауытқуы төменгі жиілікті фильтр шығысындағы дабылының
әлсіреуіне әкеледі ( кезіндегі нөлдік дабыл).
Егер қабылданған дабыл спектрінде тасымалдағыш жиілігінің
спектральді құраушысы болса, тасымалдағыш жиілікті қалпына келтіру жеңіл
болады. Бұл жағдайда тасымалдаушы жиіліктің бөлінуі сәйкес пассивті тар
жолақты фильтр немесе жиілікті фазалық авто-жөндеу (ЖФАЖ) сызбасы көмегімен
жүзеге асады. Сызба кернеумен басқарылатын генератор (КБГ) жиілігінің
номиналды мәнінен ауытқулары мен флуктуацияларын тауып, жөндей алатындай
етіліп, тар жолақ арқылы жасалады.
Сурет 1.1 – Екілік фазалық манипуляцияланатын тасымалдаушы жиілік
бойынша синхронизация
Тасымалдаушы жиілік бойынша синхронизацияның қарапайым мысалы ретінде
1 және 0 пайда болу ықтималдығы бірдей, полярлығы қарама-қарсы тікбұрышты
импульстермен кодталған екілік символдармен екілік фазалық
манипуляцияланатын сандық ақпаратты тарату жағдайын қарастырайық.
Модульденген дабыл формасында, ал қуат спектрі үздіксіз және
жиілігінің дискретті құраушыларынсыз болады. Бұдан қабылданатын дабылдан
тек қисық сызықты түрлендіру арқылы ғана керекті жиілігін алуға
болатындығын байқаймыз. Есептің шешуі қабылданатын дабыл мәнін екі есе
дәрежелеу және өз кезегінде жиілік мәнін бөлу арқылы табылады (сурет 1.1).
Модульдеуші тербеліс мәнін екі есе дәрежелеу модуляцияны жояды және
тербелісін туғызады. Бұл тербеліс жиілігінің спектральді құраушысынан
тұрады және одан тасымалдағыштың керекті мәнін бөліп алуға болады.
Егер төрт еселі фазалық модуляцияны (2 биттік символдар таратушы)
қарастырсақ, синхронизация модуляцияны жою және жиілікті генерациялау
үшін дабыл мәнін төртінші дәрежеге көтеруге негізделеді.
1.2 Символ бойынша синхронизация
Сандық ақпарат тарату кезінде, әдетте, R = 1T жылдамдықпен
таратылатын символар түріндегі импульстер тізбегімен жұмыс жасалады;
мұндағы Т – тізбектелген символдар арасындағы интервал (изохронды таратуда
тұрақты).
Дабыл қабылдаған кезде демодуляция әдісіне қарамастан қабылданатын
аналогтық дабылдан логикалық ақпаратты бөліп алу үшін тізбектің тактілік
жиілігінің, яғни символардың уақыт бойынша позицияларының мәні керек.
Тактілік жиілік туралы ақпарат символдардың дұрыс уақыт мезеттерінде
оқылуын қамтамасыз етеді.
Қабылданатын аналогтық дабылдан символдар тізбегінің тактін бөліп алу
символ бойынша синхронизация немесе тактілік дабылды бөлу деп аталады.
1.2 суретте қарапайым екілік қабылдағыштың құрылымдық сызбасы
көрсетілген. Шешуші логикалық сызба арқылы биттер тізбегі алынатын оқылған
мәндер тізбегі – r(kT) санағын құра отырып, қабылданатын r(t) аналогтық
дабыл дискреттеледі. Дискреттеуші құрылғыны r(t) санақ үшін t = kT оқу
уақытының мезеттерін орнататын сәйкес синхронизация жүйесі басқарады.
Сурет 1.2 – Қарапайым екілік қабылдағыштағы символ бойынша
синхронизация
Символ бойынша синхронизацияның көптеген әдістері белгілі. Кейде,
бірінші тасымалдаушы жиілік бойынша синхронизация жүзеге асады. Бұл
когерентті жолақтық жүйеде негізгі жиілік жолағының дабылын бөлуге
мүмкіндік береді. Содан кейін ғана символдардың тактілік жиілігін бөлу
жүргізіледі. Тасымалдағышты бөлу әдістерінен басқа да символ бойынша
синхронизация түрлері бар. Оларда такттер когеренттік емес әдістер арқылы
тура жолақтық дабылдан бөлінеді.
Егер символ бойынша синхронизация түрлендіру бойынша жүргізілсе, онда
символдардың тактілік жиілігін бөлу үшін көптеген әдістерді қолдануға
болады. Негізгі жиілік жолағындағы көпдеңгейлі таратуды қарастырайық. Егер
таратылатын
дабылының секторында символ пайда болу жиілігі 1Т болатын спектральді
сызық болса, онда ортасы осы жиіліктегі таржолақты фильтр көмегімен
синусоидалы дабыл бөліп алуға болады. Кейін одан символардың пайда болу
жиілігіндей тактілік импульстер алады. Егер 1Т жиілігінің спектральді
құраушысы болмаса (көп жағдайда нақ осылай болады), онда оны тек сәйес
қисық сызықты түрлендірулер арқылы ғана бөліп алу мүмкін болады. Осындай
қисық сызықты түрлендірулердің мысалы ретінде u = s2 дәрежеге шығаруды, u =
s түзеуді және Т периодты компоненттерді алуға, сол арқылы символар пайда
болу жиілігін бөліп алуға мүмкіндік беретін көптеген функцияларды айтуға
болады.
Тасымалдаушыны бөлу және негізгі жиіліктер жолағын түрлендіруден басқа
да символ бойынша синхронизация жолақтық дабылдан жүргізіле алады. Мысады,
егер модульденген дабыл келесі түрде болса:
онда символдардың ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz