Многоканальные системы с временным разделением каналов
ТЕХНОЛОГИИ ТРАНСППОРТНЫХ СЕТЕЙ
ЛЕКЦИЯ 10.
Контрольные вопросы и задания
ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ ПОСТРАДАВШИМ
Поведение преподавателя при несчастном случае:
Руководитель должен иметь знания и навыки, позволяющие ему при несчастном случае организовать первую помощь, т. к. правильно и своевременно оказанная доврачебная помощь имеет большое значение для выздоровления пострадавшего. Необдуманные или панические действия, или неправильное и неумелое оказание первой медицинской помощи очень часто ухудшают последствия несчастного случая, затягивают выздоровление пострадавшего или даже ведут к инвалидности, а в некоторых случаях (ранение с большей кровопотерей, поражение электрическим током, ожоги) может привести к смерти пострадавшего на месте травмирования. Преподаватель обязан: обеспечить оказание травмированному качественной помощи, вызвать врача и обеспечить транспортировку пострадавшего, прекратить занятие, если нельзя устранить причину травмы, по установленной форме засвидетельствовать сам факт и обстоятельства несчастного случая, оповестить родителей или близких о происшедшем, по возможности лично, установить причины несчастного случая и устранить их.
Для оказания своевременной и эффективной доврачебной помощи комплектуются медицинские аптечки. При несчастном случае необходимо оказать пострадавшему первую медицинскую помощь и в зависимости от состояния пострадавшего, немедленно сообщить о случившемся врачу; вызвать медицинскую помощь по телефону 103; сообщить руководству; родителям.
1.Происхождение игры.
2. Расскажите о роли спортивных игр в физическом воспитании различных категорий населения.
3. Какова роль спортивных игр в тренировке спортсменов различных видов спорта?
4. Дайте классификацию спортивных игр.
5. Каковы специфические особенности спортивных игр?
6. Основные предписания и инструктивные указания о мерах безопасности.
7. Каковы основные понятия и термины в спортивных играх?
Литература:
1. Ж.К. Холодов: Теория и методика физического воспитания и спорта; М., «Академия», 2004., 478 с
2. Д. Харре: Учение о тренировке; ФИС, М, 1974., 318 с
3. Н.П.Воробьев: Спортивные игры; М., просвещение,1973., 334 с
4. В.Д.Ковалев: Спортивные игры; М., просвещение, 1988.,302 с
5. Железняк Ю.Д., Портнов Ю.М. Спортивные игры: Техника, тактика, методика обучения. М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 520 с.
6. Д.И.Нестеровский: Баскетбол. Теория и методика обучения, М., академия,2007.,335 с
При временном уплотнении сигналов их передача осуществляется дискретно во времени. При этом между соседними дискретами (отсчетами) одного сигнала всегда имеются «временные окна», в которых сигнал отсутствует.
Эти «окна» и заполняются дискретами других сигналов. В зависимости от того, в какой форме представлен дискрет каждого сигнала, возможны два вида временного уплотнения:
а) уплотнение сигналов в аналого-импульсной форме;
б) уплотнение сигналов в цифровой форме.
В первом случае (Рис.1) каждый из сигналов многоканальной системы a1(t) ¸ an(t) (Рис. 2,в) предварительно преобразуется из аналоговой формы в сигнал АИМ-1 или АИМ-2.
Формирование АИМ-сигналов производится с помощью дискретизаторов l1 ÷ 1n (Рис.1), которые управляются соответствующими импульсами коммутации UД1 ¸ UДn (Рис.2), сформированными в генераторном оборудовании (ГО).
Поскольку эти сигналы являются ортогональными (непересекающимися) во времени (Рис. 2. б, г), то дискреты сигналов aД1(t) ¸ aДn(t) также не совпадают во времени и их можно непосредственно объединить в групповой сигнал Urp(t) с помощью линейного сумматора 2(Рис. 2, д).
Рис.1. Схема уплотнения сигналов в аналого-импульсной форме
Рис. 2. Эпюры сигналов в аналого-импульсной форме
Формирование сдвинутых во времени последовательностей импульсов коммутации UД1¸UДnосуществляется с помощью генераторного оборудования (ГО) 3. Это оборудование с помощью передающего устройства синхросигналов (ПДс/с) 4 формирует специальный сигнал синхронизации, который объединяется с выборками информационных сигналов a1(t) ¸ an(t) (Рис. 2, д).
Элементарный цикл передачи в многоканальной системе организуется так, что:
- передается сигнал цикловой синхронизации (ЦС);
- после ЦС передаются сигналы 1-го, 2-го, …, n-го каналов.
После этого цикл передачи выборок сигналов повторяется и т.д.
На приемной стороне (Рис. 3) дискретизаторы 11 —1n выделяют из группового сигнала выборки только «своих» каналов.
На выходе канального фильтра 3i , i = 1,...,п происходит восстановление непрерывного сигнала ai (t) из дискретизированного переданного и принятого сигнала aДi (t).
ПРс\с
Рис.3. Схема системы с ВРК на приемной стороне.
Канальные дискретизаторы на передающей и приемной сторонах должны работать синхронно и синфазно. Для этого применяется принудительная синхронизация приемной части. Она выполняется с помощью специального приемника синхросигнала 2, который из группового сигнала выделяет сигнал синхронизации и в качестве сигнала задающего генератора подает его на генераторное оборудование приема 4. Принудительная синхронизация управляемого генератора осуществляется путем включения его в систему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).
Для безошибочного выделения синхросигнала последнему придаются специфические признаки, отличающие его от информационных выборок. Отличительным признаком может быть амплитуда, длительность, форма сигнала и др.
Генераторное оборудование (ГО) передачи и приема строятся почти одинаково, только задающий генератор на стороне передачи работает в автономном режиме, а на стороне приема - в режиме принудительной синхронизации.
Преимущества такого варианта временного уплотнения заключаются в следующем:
1) для всех каналов используется общее ГО;
2) все сигналы дискретизируются с одной частотой, что позволяет использовать однотипные дискретизаторы и канальные фильтры.
К недостаткам следует отнести низкую помехоустойчивость такой передачи, поскольку информация содержится в амплитуде импульсов АИМ-1 или АИМ-2.
Существенно более помехоустойчивым является вариант временного уплотнения сигналов, когда их выборочные значения передаются в виде цифровых кодов. Он применяется в первичных цифровых системах передачи типа ИКМ-30. Цикл передачи в этих системах поясняется на рисунке (Рис. 4).
В системе ИКМ-30 период цикла TЦ равен периоду дискретизации телефонного сигнала TД= 125 мкс (поскольку FД = 8 кГц). В интервале ТЦпоследовательно передаются в цифровом двоичном коде выборки сигналов 30 телефонных каналов и выборки сигналов двух служебных цифровых каналов:
- сигнала цикловой синхронизации (ЦС);
- сигналов управления и взаимодействия (СУВ) для АТС.
Каждая выборка передается в своем канальном интервале (КИ), имеет длительность кодовой комбинации TКи состоит из m разрядов.
Длительность передачи одного разряда кода (бита) равна Tt . При разрядности отсчета сигнала m = 8 разрядов получим тактовую частоту передачи одного бита данных Ft= 1/Tt = 1/ (TК / 8) = 1/(TД / 8×32) = FД×32×8 = 2048 (бит/с).
Рис.4. Структура цикла передачи
Канальные интервалы, нумеруемые цифрами 0, 1, 2, ..., 31, используются следующим образом: КИ0 - для передачи сигнала цикловой синхронизации (ЦС), КИ16 - для сигналов управления и взаимодействия (СУВ), временные канальные интервалы КИ1 ¸ КИ15 и КИ17 ¸ КИ31 - для передачи сигналов по телефонным каналам с 1-го по15-й и с 16-го по 30-й.
Передача СУВ в ЦСП осуществляется путем организации «выделенного сигнального канала» в отличие от большинства аналоговых систем передачи (АСП), где СУВ передается в том же канале, что и информационный сигнал. Эта возможность реализуется в ЦСП благодаря тому, что цифровой сигнал технически достаточно просто запомнить.
В первичной ЦСП выборка СУВ одного абонента передается в виде 3-разрядной кодовой комбинации, при этом в одном из КИ16 одновременно размещаются выборки СУВ двух абонентов.
Для одноразовой передачи выборок СУВ всех 30 абонентов потребуется время Тсц =[(30/2)+1)TД = 16×0,125= 2 (мс), которое называется временем сверхцикла,при этом один из КИ16 в сверхцикле используется для передачи цифрового сигнала сверхцикловой синхронизации (СЦС).
С помощью сигнала СЦС на приемной стороне производится разделение кодированных выборок СУВ отдельных каналов. Структурная схема приемника СУВ практически аналогична схеме (Рис. 3).
Основными недостатками рассмотренного варианта временного уплотнения являются следующие:
1) с ростом числа объединяемых сигналов уменьшается интервал времени между соседними выборками (Рис. 2, д), за которое групповой кодер (или декодер) должен произвести преобразование аналогового сигнала в цифровой сигнал (и обратно), в силу чего усложняется реализация этих групповых устройств;
2) затрудняется объединение с неречевыми аналоговыми сигналами, частота дискретизации которых существенно отличается от «стандартной», равной FД = 8 кГц;
3) затрудняется объединение аналоговых и цифровых абонентских сигналов.
По этим причинам МККТТ рекомендует объединять подобным образом не более 30 аналоговых телефонных сигналов (по американским стандартам - не более 24).
Второй недостаток может быть устранен за счет некоторой модификации типовой структурной схемы (Рис.1), как показано на рисунке (Рис.5, а).
Здесь более широкополосный (по сравнению с речевым) сигнал, например, звукового вещания aзв (t) с помощью ФНЧ 5 ограничивается по спектру до частоты FВ.ЗВ и дискретизируется с частотой дискретизации FД.ЗВ= 4 FД = 32 кГц, которая удовлетворяет теореме Котельникова: FД.ЗВ ³ 2FВ.ЗВ = 2×12,5 кГц.
Рис.5. Модифицированная схема уплотнения сигналов
Дискретизация осуществляется с помощью 4-х «стандартных» дискретизаторов, соответствующих 1, 9, 17 и 25-му телефонным каналам, которые в данном случае отключаются от системы передачи речи.
Временной сдвиг сигналов коммутации этих дискретизаторов (Рис. 5, б)обеспечивается ГО 3 обычным образом. Выборки сигнала вещания с выходов этих дискретизаторов, следующие с частотой 4FД = 32кГц, затем объединяются с выборками телефонных сигналов по «ИЛИ» (сумматор 2 на Рис. 5,а).
На приемной стороне, схема по рисунку (Рис. 3), сигналы выделяются обычным образом. Выделенные выборки, поступающие с выходов дискретизаторов 1-го, 9-го, 17-го и 25-го каналов, объединяются и подаются на ФНЧ с верхней частотой среза FB.3B @15 кГц, который формирует непрерывный сигнал звукового вещания.
Такой вариант построения используется в том случае, если в широкополосном канале допустима такая же помехозащищенность от шумов квантования, как и для телефонных каналов (порядка 38 дБ). В противном случае для цифровой передачи широкополосных сигналов необходимо применять отдельные, канальные кодеки (кодер + декодер) с меньшим шагом квантования.
На практике, стараются объединить цифровые сигналы для нескольких однотипных широкополосных сигналов так, чтобы сформировать стандартный цифровой сигнал, например первичный цифровой сигнал с тактовой частотой Ft = 2048 кГц.
В последние годы в связи с развитием элементной базы и распространением абонентских цифровых телефонных аппаратов (ЦТА) возникла необходимость объединения абонентских сигналов, передаваемых не только в аналоговой, но и в цифровой форме.
Не останавливаясь пока на особенностях построения ЦТА, его синхронизации и разделения цифровых потоков противоположных направлений, положим, что на оконечный пункт первичной ЦСП приходит стандартный абонентский цифровой сигнал с тактовой частотой Ft= 64 кГц, при этом FД = 8 кГц и n = 8 (Рис. 6,а).Такой сигнал в блоке буферной памяти (БП) преобразуется из последовательного кода в параллельный, а затем поразрядно с тактовой частотой Ft = 2048 кГц считывается в течение соответствующего канального интервала Тк(Рис. 6,б).
Рис.6. Стандартный абонентский цифровой сигнал
Расположение каждого КИ такое же, как и для стандартного варианта уплотнения, который представлен на рисунке (Рис. 4).
Структурная схема такого объединения-разделения цифровых и аналоговых сигналов приведена на рисунке (Рис.7).
Рис.7. Структурная схема уплотнения цифровых и аналоговых сигналов.
Здесь, кроме i-го цифрового телефонного аппарата ЦТАi и блока преобразования БПi для i-го абонента, показаны аналоговые телефонные аппараты (ТА) 2l для абонентов под номерами 1, ..., k и (ТА) 2j, которые формируют аналоговые сигналы а1, ..., аkи ajсоответственно.
Общее число абонентских (цифровых и аналоговых) сигналов не должно превышать 30. Сигналы а1, ..., akпреобразуются в цифровую форму обычным образом (Рис. 1 ÷ 4) с помощью группового кодера (ГК.) 4, при этом в сформированном им групповом цифровом сигнале канальные интервалы КИiи КИj- «пустые», т.е. в них ничего не передается. Канальный кодер (КК) 5, применяемый в случае необходимости, формирует j-й цифровой сигнал в j-м КИ, а на выходе БПi имеем ЦСi в КИi.
Все эти цифровые сигналы имеют одинаковую тактовую частоту, размещены в соответствующих непересекающихся канальных интервалах, которые формируются с помощью генераторного оборудования передачи (ГОпд ) 7, поэтому их объединение осуществляется элементарно с помощью схемы «ИЛИ» 6, на выходе которой имеем стандартный первичный цифровой сигнал (ПЦС).
На приемной стороне с помощью генераторного оборудования приема (ГОпр) 14и схем совпадения И 8 ¸ И 10 производится выделение цифровых сигналов в соответствующих канальных интервалах, а далее их преобразование ведется в обратном порядке.
В частности, сигнал ЦСi* (Рис. 6, б) спомощью блока буферной памяти БП 11 преобразуется в стандартный цифровой абонентский сигнал (Рис. 6, а). Сигнал ЦСj* с помощью канального декодера (КДК) 13преобразуется в аналоговый сигнал aj. Наконец, с помощью группового декодера (ГДК) 12из цифрового группового сигнала формируются аналоговые сигналы а1, ..., ak.
Следует отметить, что для современной аппаратуры аналого-цифрового преобразования характерен отказ от групповых кодеков в пользу канальных, поскольку это обеспечивает более гибкое построение аппаратуры и, кроме того, уменьшает межканальные переходные помехи. Они возникают в групповом тракте передачи и приема, где передаются дискретные выборки соседних каналов, за счет ограничения полосы пропускания тракта, в результате чего наблюдается «затягивание» фронтов и срезов канальных импульсов.
Современные первичные мультиплексоры (ПМ) выполняют не только функции формирования первичного цифрового сигнала со скоростью 2,048 Мбит/с (Е1), но и функции кросскоммутации (перекрестной коммутации), осуществляя коммутацию основных цифровых сигналов между N каналами потока Е1. В современных ПМ достигается значение N=32.
Типовая структурная схема ПМ представлена на рисунке (Рис. 8).
В его состав входят: центральный блок, платы портов 2 Мбит/с для первичных цифровых потоков Е1 (ПП1÷ППn), порты линейных плат для приема/передачи речи, данных и др. (ЛП1÷ЛПm), блок интерфейсов управления (ИУ) и системная шина.
Основное назначение центрального блока – это коммутация сигналов, поступающих на порты ПП1÷ППn со скоростью 2 Мбит/с и передаваемых на коммутационную матрицу блока через системную шину.
Кроме этого, центральный блок имеет в своем составе генераторное оборудование (ГО), обеспечивающее необходимыми сигналами все системы ПМ. Генераторное оборудование может быть синхронизировано от внутреннего генератора, от внешнего источника и от сигнала, выделенного из потока, поступающего на вход со скоростью 2 Мбит/с. Синхросигнал от генераторного оборудования подается также и на внешний вывод (интерфейс синхросигнала).
Кроме интерфейса синхросигнала центральный блок имеет обычно внешние интерфейсы для передачи сервисной информации.
Во-первых - это интерфейс встроенного канала управления (ВКУ), для которого занимается один из информационных каналов (ОЦК).
Во-вторых - это интерфейсы каналов, организуемых на тех позициях циклов первичных потоков, которые предназначены для передачи извещения о срочной или отложенной авариях.
В-третьих - это интерфейсы каналов, образуемых на позициях цикла, зарезервированных для нужд национальной сети.
Обычно в состав центрального блока входит также блок питания и с целью повышения надежности сам центральный блок дублируется и находится во включенном рабочем состоянии, т.е. обеспечивается 100% «горячий» резерв.
Помимо системной шины в состав ПМ входит также шина контроля, через которую центральный блок связан с блоком поддержки интерфейсов управления (ИУ).
Блок интерфейсов управления (ИУ) обеспечивает связь кросс-коннектора с внешней сетью управления телекоммуникациями TMN. К блоку ИУ подключается также терминал оператора.
Процессор, который установлен в центральном блоке, контролирует работу всех блоков кросс-коннектора (коммутационной матрицы),выводит аварийные сигналы и регистрируетпараметры качества принимаемых сигналов.
Каждая плата портов первичных потоков (ПП) может содержать несколько портов трактов 2 Мбит/с. Каждый порт выполняет все основные функции, обеспечивающие параметры стандартного интерфейса (точки стыка) первичного цифрового тракта (с потоком Е1). К этим функциям относятся:
- преобразование кода сигнала из двоичного NRZ в линейный и обратно;
- выделение тактовых сигналов из линейного сигнала;
- цикловая и сверхцикловая (при необходимости) синхронизация;
- контроль появления ошибок методом CRC-4.
Универсальность («гибкость») ПМ обусловлена его модульной конструкцией и широким набором линейных плат ЛП, который позволяет поддерживать несколько десятков различных абонентских интерфейсов.
Список интерфейсов включает интерфейсы аналоговых абонентских установок, интерфейсы синхронной и асинхронной передачи дискретной информации в основном цифровом канале, каналов со скоростями 64×n кбит/с, интерфейсы базового и основного доступа узкополосных цифровых сетей интегрального обслуживания и другие.
Помимо широкого набора интерфейсов абонентского доступа универсальность ПМ обеспечивается также возможностями центрального блока.
Для передачи первичных цифровых потоков мультиплексоры снабжаются оборудованием подключения линий связи различного типа. Линии могут быть выполнены как на кабеле с медными жилами, так и с оптическими волокнами.
В первом случае оборудование подключения линий предусматривает подачу дистанционного питания на необслуживаемые регенерационные пункты.
При использовании оптических кабелей применяются интерфейсы, обеспечивающие работу как по многомодовым, так и одномодовым оптическим волокнам. При этом предусматривается возможность работы в окнах прозрачности 1310 нм и 1550 нм.
Универсальная аппаратура гибкого мультиплексирования (АГМ) управляется посредством сети управления, которая может иметь выход на сеть управления телекоммуникациями TMN. Для управления работой АГМ ее компоненты разделены на индивидуальные сетевые элементы - логические блоки.
Сеть управления имеет однородную базовую структуру и содержит последовательную шину данных, к которой можно подключить до нескольких десятков сетевых элементов. Для данной шины один из сетевых элементов назначается в качестве ведущего (концентратора). Используя каскадное соединение концентраторов, всю сеть управления можно реализовать в виде многоуровневой иерархической структуры с «вертикальной» передачей управляющего трафика. Центральный блок образует интерфейс между линейными платами и портами первичных цифровых потоков 2 Мбит/с.
Первичный мультиплексор может быть сконфигурирован как оконечный (терминальный) или как мультиплексор ввода/вывода. На рисунке (Рис. 9,а) показан вариант организации связи посредством использования двух первичных мультиплексоров как терминальных (ТПМ).
Рис. 9. Примеры применения универсальной системы первичного мультиплексирования: а - соединение терминальных первичных мультиплексоров; б - соединение с мультиплексором ввода/вывода;
в - кольцевое соединение с кросс-коннекторами
Так как мультиплексоры имеют обычно два интерфейса первичных цифровых трактов, возможна передача одного первичного потока Е1 со 100% «горячим» резервом или передача двух потоков 2 Мбит/с.
Вариант применения мультиплексора в конфигурации первичного мультиплексора ввода/вывода (ПМВВ), представленный на рисунке (Рис. 9, б), позволяет выделять абонентские сигналы из первичного потока Е1 и вводить их в поток Е1. Кроме этого, в конфигурации ПМВВ возможна организация конференцсвязи и многоточечного соединения.
На рисунке (Рис. 9, в) приведен пример организации разветвленной сетевой структуры с использованием первичных мультиплексоров. Такие сети могут являться сетями доступа к телекоммуникационным сетям плезиохронной и синхронной цифровых иерархий.
