CБЖ санды беру жүйесі генераторлық құрылғысы

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 22 бет
Таңдаулыға:

Экономика және ақпараттық технологиялар колледжі

Курстық жұмыс

Тақырыбы:
CБЖ сандық беру жүйесі генераторлық құрылғы

Орындаған:
Тексерген:

Орал, 2014ж.

Мазмұны

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
1.Сандық беру жүйесі генераторы
1.1 Іс жүзінде бар жүйе және оны сындық түрде талдау ... ... ... ... ... ... ...5
1.2. СБЖ сызықты трактының аппаратураларының параметрлерін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
1.3. SDH технологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...13
2. СБЖ-ның құрылымдық сұлбасы
2.1 СБЖ-ның соңғы құрылғысының үлкейтілген құрылымдық сұлбасын талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
2.2 Біріншілік СБЖ-ның жоғарғы циклы мен цикл құрылымын талдау ... ..21
2.3. SLT-4 аппаратурасының сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...23
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 26
Қолданылатын әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ..27

Кіріспе
Ғылымның дамуы және техникалық үрдістің шапшаңдауы байланыс құралдарын,жинау жүйелерін, ақпаратты тарату және өңдеуді жетілдіруінсіз мүмкін емес. Соңғы жылдардағы жаңа ақпараттық технологиялардың интенсивті түрде дамуы микропроцессорлық техниканың жедел қарқынмен дамуына әкелді, ол ақпаратты таратудың цифрлық әдістерінің дамуына ықпал жасады. Есептеулер бойынша бір тұтынушыға ақпарат ағынынің орташа көлемі әр жыл сайын 8 есе өсіп отырады. Жаңа желілік қосымшалар өткізу жолақтың кеңдігін керек етеді, практикада әлемдік желілердің түрлі қосымшалары қолданылады, олар мультимедияға, бейнеконференция байланыс үшін арналған.
Қазіргі заманға сай актуалды мәселелерге мәліметтерді тарату, тұтынушыларға цифрлық қызмет көрсетуді жатқызуға болады. Осы мәселелерді шешу мақсатымен техниканың қазіргі жетістіктерін пайдалану арқылы көптеген цифрлық түрде мәліметтерді тарату технологиялары шапшаң түрде дамуда.
Байланыс желілерін құру үшін қазіргі уақытта қолданылатын қазіргі заманғы технологиялардың бірі синхронды цифрлық иерархия - SDH технологиясы болып табылады.
SDH аппаратурасы бағдарламалы түрде басқарылатын болып табылады, ол мыналардан тұрады: түрлендіргіш, таратқыш, бақылауша, оперативті ауыстырып-қосқыш. SDH концепциясы цифлық ақпаратты жоғары сапалы тарату үрдістерін, желіні автоматты түрде басқару,бақылау, желіге қызмет ету үрдістерін бір жүйенің ішінде тиімді біріктіреді.
Сонымен SDH - жай ғана жаңа тарату жүйесі емес, сонымен бірге бұл желілік архитектурада, басқаруда принципиалды өзгерістер. SDH - ті енгізу цифрлық байланыс желінің жаңа сапалы даму кезеңі болып табылады.
Синхронды цифрлық иерархияның алдыңғы буын жүйелерімен салыстырғанда айтарлықтай артықшылықтары бар, оптикалық-талшықты тарату жолдарының мүмкіндіктерін толықтай іске асыруға, жоғары сапалы байланысқа кепілдік бере отырып, желіні пайдалануға және басқаруға жайлы жағдай жасауға мүмкіндік береді. Синхронды цифрлық иерархия жүйелері 155 Мбитс және одан да жоғары тарату жылдамдықтарын қамтамасыз етеді.
Сандық байланыс жүйесінің аппаратурасы қалыптастыру және цифрлық сигналдарды қабылдау, сондай-ақ сызықты тракты аппаратурасынан тұрады. Цифрлы сигнал АЦТ (арна құрушы) құрылғысында немесе уақыттық топтық құраушылар құрылғысында қалыптасады. Бірінші жағдайда СБЖ-ның кірісіне аналогты сигнал, ал екіншіде цифрлы сигнал келіп түседі.
СБЖ аппаратурасы қалыптастыру және цифрлық сигналдарды қабылдау, сондай-ақ сызықты тракты аппаратурасынан тұрады. Цифрлы сигнал АЦТ (арна құрушы) құрылғысында немесе уақыттық топтық құраушылар құрылғысында қалыптасады. Бірінші жағдайда СБЖ-ның кірісіне аналогты сигнал, ал екіншіде цифрлы сигнал келіп түседі.
Аналогты сигналдар АЦҚ-да цифрлы сигналға түрленеді. АЦҚ шығысында УТА негізінде көп арналы цифрлы ағын қалыптасады. ЕТҚ-да цифрлық агындарды бөлу іске асды, СБЖ-ның төменгі ретімен қалыптасқан.

1.Сандық беру жүйесі генераторы
1.1 Іс жүзінде бар жүйе және оны сындық түрде талдау
Қазіргі заманғы электробайланыс жүйесінің негізінде цифрлық тарату жүйелерін пайдалануға негізделген цифрлық біріншілік желіні қолдану жатыр.
Заманға сай цифрлық біріншілік желі үш технологиялар негізінде құрылуы мүмкін: PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy-Плезиохронды цифрлық иерархия), SDH (Synchronous Digital Hierarсhy-Синхронды цифрлық иерархия) және ATM.

1.1 сурет - Электробайланыс жүйесінде цифрлық біріншілік желінің алатын орны
ATM технологиясы біріншілік желіні құру технологиясы ретінде әлі жас және соңына дейін жетілмеген.
Бүгінгі таңда иерархиялардың үш түрі белгілі: Солтүстік Америкалық, Жапондық және еуропалық. Еуропада иерархияның біріншілік жылдамдығы ретінде 2048 Кбитс жылдамдығы қабылданды. Бұл DS0 (8 кГц жиілікпен алынған сигналдың дискреттік санағы 8 биттік тізбектілікпен кодаланып (квантталып), 8 кГц*8 бит=64 Кбитс-на тең болғандағы цифрлық сигналдың аты) ақпараттық 30 сигналды кадрға қажетті сигналмен және басқарушы ақпаратпен бірге жинаған кездегі нәтиже. Ал АҚШ-та, Канадада және Жапонияда 30 арнаның орнына 24 арна комбинациясынан түзілген 1544 Кбитс-на тең біріншілік жылдамдық қабылданды. Бұл иерархиялар плезиохронды цифрлық иерархия (PDH) деген атқа ие болды, өйткені мультиплекстелетін ағындар синхронды болмады және олардың жылдамдықтары биттік тізбектіліктің әрқайсысын түзетін тактілік генераторлардың рұқсат етілген тұрақсыздықтың шектерінде бірдей болмады.Сондықтан осындай ағындарды мультиплекстеу кезінде жылдамдықтарды орайластыру үшін биттерді қосу немесе алып тастауды жүзеге асыру қажет болды.
PDH кемшіліктеріне, сонымен қатар, желідегі ағынды бақылау мен басқару мақсаттары үшін қызметтік арналарды ұйымдастыруда мүмкіндіктерінің әлсіздігін және де мәліметтерді тарату желілерінде қолдану үшін өте маңызды орын алатын төменгі сатыдағы мультиплекстелген ағындардың маршрутизация құралдарының болмауын жатқызуға болады.
Синхронды оптикалық-талшықты желілердің стандартталуының қажеттілігі тек плезиохронды желілердің кемшіліктері анық болған кезде және SDH үшін жабдықтарды өңдеу мен ендіру толығымен жүріп жатқан кезде туды.
Телекоммуникациялық операторлар бұл жағдайды бірінші түсінді. Әртүрлі өндірушілердің жабдықтарын сәйкестендіру үшін жасалынған қадамдар оңтайлы нәтижелерге әкелген жоқ. 1984 жылдың басында АҚШ-та тарату жүйелерінің сәйкестендірілуі бойынша Форум болды, ол Америкалық Ұлттық Стандарттар институтына (ANSI) оптикалық-талшықты желілер бойынша синхронды тарату үшін арнайы операцияларды тезірек қабылдау туралы өтінішін білдірді. Бұл стандарттаудың мақсаты- әртүрлі өндірушілердің жабдықтарын оптикалық интерфейстер деңгейінде орайластыру. Бұл мәселе ANSI-ң екі комитетінің: цифрлық иерархия синхронизациямен жұмыс істейтін Т1Х1, сонымен қатар желілік администрациялау мен эксплуатация сұрақтарын шешетін Т1М1-ң алдына қойылды. Бұл комитеттердің жасаған жұмыстарының нәтижесінде 45 Мбитс тарату жылдамдығына негізделген SYNTRAN деп аталынатын стандарттың алғашқы нұсқасы жасалынды. Алайда уақыт өтісімен, өндірушілер жаңа жүйелерді ойлап тапты. AT&T компаниясы ең жаңа технологиялар негізінде METROBUS жүйесін ойлап шығарды, оның тарату жылдамдығы енді 150 Мбитс құрады. 1985 жылы Т1Х1 комитеті Bellcore компаниясының ұсынысымен оптикалық интерфейспен қатар сигналдың форматы мен оның тарату жылдамдығын анықтайтын, синхронды желі концепциясына негізделген (SONET, Synchronous Optical Network) бір бүтін ретінде стандартты шығару шешімін қабылдады.
Бұл стандарттау этабында еуропалық институттар SONET-ке айтарлықтай қызығушылықты көрсетпеді. АҚШ пен Еуропада тарату жылдамдықтарының иерархиялары сәкесінше Т1 (1,544 Мбитс) және Е1 (2,048 Мбитс) деп аталатын сигналдардың әртүрлі базалық жылдамдықтарына негізделді. Осындай кертартпалық өсіп кетпеуі үшін синхронды тарату стандарттарының даму кезеңдерінде Еуропаның қатысуы қажет болды. Алайда, Еуропаның қызығушылығын тудыру тек SONET-2-Мегабитті иерархия стандартын қолдаумен ғана мүмкін болды. 1986 жылы жазда МККТТ (қазіргі уақытта ITU-T) жағдайды реттеу үшін екі жақты да, яғни еуропалық иерархияны да, америкалық иерархияны да қолдай алатын бір стандартты шыығару керекдеп шешім қабылдады. 1986 жылдың шілдесінде МККТТ-ң 17 жұмыс тобы синхронды цифрлық иерархияның (SDH) жаңа стандартын шығару үшін жұмысын бастады. Рекомендацияларды орайластыру үшін бір жарым жыл уақыт кетті. 1988 жылы ақпанда Т1Х1 комитеті МККТТ-ң SONET стандартын өзгерту мәселесі бойынша ұсынысын қабылдады. 18 жұмыс тобы SDH-ке қатысты үш рекомендацияларды қабылдады:
G.707- SDH-ң базалық жылдамдықтары;
G.708- SDH торабының желілік интерфейсі;
G.709- синхронды мультиплекстеудің құрылымы.
Дәл осы рекомендациялар SDH жүйелерінің стандартталуының осы күнге дейін жалғасып келе жатқан егжей- тегжейлі үрдісіне бастау болды.
SDH иерархиясының тарату жылдамдықтары 1.1 кестеде келтірілген.
1.1 кесте - SDH-иерархиясының тарату жылдамдықтары
SDH деңгейі
Мәліметтер тарату жылдамдығы,
Мбитс
STM-1
155,520
STM-4
622,080
STM-8
1244,160
STM-12
1866,240
STM-16
2487,320

SDH жүйесінің РDH жүйесінен негізгі ерекшелігі - мультиплекстеудің жаңа принципіне өту болып табылады. PDH ағындарында түзетуші биттердің бар болуы - оны құрайтын компоненттерін ағыннан тікелей бөліп алуды мүмкін қылмады. РDH жүйесі плезиохронды (немесе жартылай синхронды) мультиплекстеу принципін қолданады, оған сәйкес, мысалы төрт Е1 (2048 кбитс) ағынын бір Е2 (8448кбитс) ағынына мультиплекстеу үшін стаффинг әдісімен келетін сигналдардың тактілік жиіліктерін тегістеу процедурасы іске асады. Нәтижесінде демультиплекстеу кезінде берілген арналарды қалыпқа келтірудің қадамдық үрдісін іске асыру қажет. Мысалы, цифрлық телефонияның екіншілік желілерінде Е1 ағынын пайдалану анағұрлым кең тараған. Осы ағынды Е3 трактісінде РDH желісі бойынша тарату кезінде ең алдымен Е1-Е2-Е3 қадамдық мультиплекстеу, ал содан кейін Е1 арнасын бөліп шығаратын әрбір пунктте Е3-Е2-Е1 қадамдық демултиплекстеуді жүргізу қажет. Ал кірісшығысты ұйымдастыру үшін де үш деңгейлі демультиплекстеу, сосын үш деңгейлі мультиплекстеу қажет болды (1.2 сурет). PDH жүйелерін мәліметтерді тарату желілерінде пайдалану - көптеген мультиплексорларды қажет етеді, ол өз кезегінде желіні қымбаттатып, оны пайдалануды күрделендіретіні айқын.

1.2 сурет - PDH-ң кірісшығыс ағындарының операциясы

SDH жүйесінде мультиплекстеудемультиплекстеу синхронды іске асады, бұл SDH желісінде таралатын РDH арналарына тікелей қол жеткізуді ұйымдастыруға мүмкіндік береді.

1.2. СБЖ сызықты трактының аппаратураларының параметрлерін есептеу
Дискреттеу жиілігін таңдау В.А.Котельников теоремасы негізінде іске асады. ИКМ аппаратурасында АИМ - 2 қолданылады, соған байланысты амплитудалық кванттаудың қателігін азайтқан кезде ол кванттауда тұрақты болу керек.

Сурет 1- АИМ - 2
t
f(t)
f
φ(f)
Сурет 3- АИМ - 2 кезіндегі сигнал спектрі
0 fo fA -fB fA + fB 2 fA 3 fA 4 fA 5 fA

Шығыстағы сигналды қайта құру үшін ТЖС-ден жиілікті кесіндісін сәйкес тізбектілікпен есептеу жеткілікті. Егер шығыс сигналы бір - бірінен шеткі жолақ бойынша бөлектенсе (2 - сурет бойынша) тізбектілік есебімен бөлінеді (қарама-қарсы жағдайда сызықсыз бұрмалану пайда болуы мүмкін). Ол үшін келесі шарт орындалуы қажет:

(1)

Бұл шарт жоғарыда келтірілген А.В. Котельников теоремасына сәйкес, үздіксіз сигнал жиілік спектрінде шектелген, дискретті сигнал есептеу тізбегінен бұрмаланусыз қайта құрлуы мүмкін, егер дискреттеу жиілігі , жиілік спектрі шығыс сигналынан екі есе үлкен болса. Шығыстағы аналогты сигнал жалпы жағдайда жоғарғы шеткі жиілікте анық көрсетілмейді. Сондықтан дискреттеу алдында шығыс сигналының спектірінде шектеу болады.
ИКМ - 120 аппаратурасы ТЖ арнасын 3400 Гц құру үшін арналған. Сонда, В.А.Котельников теоремасына сәйкес -ді 68000 Гц-қа тең деп алуға болады. Сүзгіні жеңілдету үшін дискреттеу алдында аналогты сигнал спектріне шек қою керек, сонымен бірге, сүзгінің қабылдау бөлігінде шығыс сигналын бөлу -ге қарағанда үлкен және МККТТ-да ТЖ арнасына Гц мәні қабылданған.
Сонымен, дискреттеу жиілігін жоғарыдағы мәнге сәйкес Гц-ке тең деп аламыз.
Кодалық комбинациядағы разрядтар саның есептеу берілген арнаның шығысындағы шумнан қорғау өлшеміне және ТЖ қабылдаулар санына байланысты.
Амплитудалық кванттау шексіз көпмүше мәндерін амплитуданың кіріс сигнгалына ауыстырғанда (әр есеп үшін) кванттау деңгейі көпмүшенің соңғы мәнінде рұқсат етіледі. Екі көршілес интервалдың арасының кванттау деңгейі кванттау қадамы.
Кванттау бөгеуілі берілген сигналмен бір уақытта жұмыс істейді, сондықтан оның сигнал қуатын кванттау бөгеуілінің қуатына қатынасын бірге бағалау керек. Сигнал сапалығы өте жақсы деп есептеледі, егер келесі шарт орындалса:
дБ (2)
мұндағы, - сигнал қуаты;
- бөгеуіл қуаты;
Бұл шарт орындалу үшін телефон сигналының мүмкін диапазон жүйесі 54...66 дБ болу керек, ол үшін 2000 жуық кванттау жүйесі екілік кодтың 11 разрядына сәйкес келуі қажет. Бірақ үшін сигнал деңгейі талап етілетін мәннен асып кетеді.
болғанда сигналды төмен және жоғары деңгейде біркелкі сапалы беру үшін кванттау қадамын сигнал деңгейімен үлкейту керек, яғни әркелкі кванттауда. Әрине, бұл жағдайда кванттау деңгейі кішірейеді, сонымен қатар, оған сәйкес екілік кодалау разряттарының саны.
тұрақтылығына сәйкес кванттау қадамының өзгерісіне байланысты кіріс сигналының деңгейін логарифмдік сипатына сәйкес жетістігі, бұл компреске эквивалентті (яғни, логарифм деңгейіне) келесі кванттауда сигнал біркелкі.
Кодолық комбинацияның разрядтар саның анықтайтын формула:
(3)
мұндағы, Ц символы - квадрат жақшадағы жуық сан, үлкен сан (яғни, нәтижесін үлкен мәнге жуықтау керек);
- ТЖ бойынша қабылдаулар саны;
дБ - кванттау шумынан қорғау.

Сонымен, кодалық сөздегі разрядтар саны
СБЖ арнасының шығысындағы кванттауды бұрмаланудан қорғау
Келесі саты арна шығысындағы қорғалған сигналдың деңгейіне қатысын есептеу және анықтау болып табылады.
Қазіргі кездегі ИКМ және УТА жүйелерінде сызықты-сынық компрессорлар сипатталады. МККТТ 16 - сегментті (яғни, 16 - қимадан тұратын) сипаттамада негізделген компрессорларды қолдануды ұсынады. Берілген сипаттаманы өнделген СБЖ-да қолдану ұсынылған.
1.3. SDH технологиясы
Қазргі уақытта біріншілік байланыс желісінде мультиплекстеу технологиясының дамуындағы анық тенденция РDH-тен SDH-ке өту болып табылады. SDH технологиясы цифрлық біріншілік желі құрылуының заманға сай концепциясы болып келеді. Қазіргі уақытта осы концепция нарықты басып алуда.
SDH технологиясын РDH технологиясымен салыстыра отырып, SDH технологиясының мынадай ерекшеліктерін бөліп көрсетуге болады:
синхронды тарату және мультиплекстеудің алдын алады. SDH бріншілік желінің элементтері синхронизация үшін бір беруші генераторын пайдаланады;
SDH-ң кез келген деңгейінде қадамдық демультиплекстеу үрдісінсіз РDH-ң тым жүктелген ағынын бөліп көрсетуге болатындай, РDH ағындарын тікелей мультиплекстеудің және демультиплекстеудің алдын алады.
РDH жүйесінің еуропалық және америкалық иерархияларын біріктіруге мүмкіндік береді, РDH-ң бар жүйелермен толық сәйкестігін қамтамасыз етеді, сонымен қатар тарату жүйелерінің болашақтағы дамуына мүмкіндік береді, өйткені АТМ, МАN, HDTV және басқа тарату үшін жоғары өткізу қабілеті бар арналарды қамтамасыз етеді.
SDH желісі кез келген басқа желі сияқты жиынтығы шектелген жеке функционалды модульдерден құралады: мультиплексорлар, коммутаторлар, концентраторлар, регенераторлар және терминалды жабдықтар. Бұл жиын желі шешетін негізгі функционалды міндеттерімен анықталады:
SDH желісінде транспортталу үшін жарамды агрегатты блокқа қол жеткізетін арналар арқылы кіріс ағындарын жинау - қол жеткізу желісінің терминалды мультиплексорлары шешетін мультиплекстеудің міндеті;
кірісшығыс ағындарының енгізушығару мүмкіндігі болатын агрегатты блоктарды желі бойынша транспорттау - енгізушығару мультиплексорлары шешетін транспорттау енгізушығару мультиплексорлары шешетін транспорттаудың міндеті, басқаша АDМ - желідегі ақпараттық ағынды логикалық түрде басқарады, ал физикалық түрде осы желіде транспортты арнаны түзетін физикалық ортадағы ағынды басқарады;
таратқыш торапқа бірнеше бір типті ағындарды біріктіру концентраторлар (хаб) шешетін концентрация міндеті;
үлкен қашықтықтарға берілетін сигналдың формасы мен амплитудасын қалыпқа келтіріп (регенерация), оның өшулігін компенсациялау үшін LAN-дағы қайталағыштарға ұқсас құрылғылар, яғни регенераторлардың көмегімен шешілетін регенерация қолданылады;
қолданушының желісі мен SDH желінің байланысуы - шеткі жабдықтың көмегімен шешіледі, мысалы әртүрлі орайластырушы құрылғылар, соның ішінде интерфейстер конверторы, жылдамдықтарының конверторы және т.б.
Желінің бөлінген тараптарында жүзеге асырылатын виртуалды контейнерлерді маршрутизация еұлбасына сәйкес бір сегменттен басқаға аса жүктеу цифрлық коммутаторлардың немесе ДХС крос-коммутаторлардың көмегімен шешілетін коммутацияның міндеті болып табылады.
SDH желілерінің топологиясын қарастырғанда, іс жүзінде бар стандартты топологиялар жиынтығын аламыз.
"Нүкте-нүкте" топологиясы.
Екі А және В тараптарын байланыстыратын желі сегменті немесе "нүкте-нүкте" топологиясы SDH желісінің базалық топологиясының ең қарапайым мысалы болып табылады.(1.3 сурет).

1.3 сурет - ТМ қолдану арқылы жүзеге асқан нүкте- нүкте топологиясы

Реттелген сызықты тізбек топологиясы.
Бұл базалық топология желідегі трафик қарқындылығы аса көп болмағанда және қол жететін арналарды енгізуге болатын жолдағы нүктелер қатарына тармақталу қажеттілігі туған кезде қолданылады. Ол 1.4 суретте көрсетілгендей резервсіз қарапайым ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.