Передача даних, сигналів звукового мовлення, частотних груп і телевізійних сигналів по цифрових каналах (стр. 2 из 3)
Рисунок 3
Аналоговий сигнал ЗМ проходить через попередньо перекручуючий контур (ПрК), що послаблює низькочастотні складові сигналу ЗМ. Фільтр НЧ обмежує спектр сигналу частотою 10 кГц. Далі модулятор (М) дискретизує сигнал ЗМ, після чого АIM-сигнал ЗМ надходить у груповий тракт АIM сигналів, кодується і після перетворювання в лінійний код груповий ІКМ-сигнал передається в цифровий лінійний тракт (ЦЛТ).
На приймальній стороні після декодування з групового АIM-сигналу за допомогою часового селектора (ЧС) виділяються відліки ЗМ-сигналу, що виникають з частотою F=4*8=32кГц. Фільтр НЧ перетворює АIM-сигнал ЗМ в АМ-сигнал. Відновлюючий контур (ВК) компенсує попередні перекручування, що були внесені на передавальній стороні попередньо перекручуючим контуром. Для компенсації цих попередніх перекручувань необхідно, щоб залежності загасання від частоти попередньо перекручувального (
) контуру і контуру, який вiдновлює ( 
), були взаємно-зворотні, тобто 
. Для цього необхідно, щоб виконувалася умова (у дБ) 
Загальний характер частотних залежностей загасання контурів ПК і ВК наведено на рис.4. 
Рисунок 4
Доцільність попередніх перекручувань можна пояснити таким чином.
Частотний спектр сигналу ЗМ нерівномірний. Його основна частина зосереджена в області 0,5...2 кГц. Зі збільшенням частоти спектральна щільність сигналу ЗМ різко зменшується. На противагу цьому спектр шумів квантування рівномірний у всій смузі частот сигналів ЗМ. У результаті цього на верхніх частотах потужність шумів квантування стає порівняною з потужністю сигналу. Внаслідок цього вплив шумів квантування стає помітним на слух. На рис. 5 наведено залежності спектральної щільності потужності сигналу і спектральної щільності потужності шумів квантування від частоти.
Рисунок 5
За рахунок того, що загасання ВК зростає зі збільшенням частоти, спектральна щільність потужності шумів квантування зменшується, що робить шуми квантування в області цих частот менш помітними.
Для якісної передачі сигналу ЗМ використовується апаратура АЦМ-480, що забезпечує дискретизацію сигналу ЗМ із частотою 40 кГц, нелінійне квантування і 12-розрядне кодування. Збільшення розрядності з 8-ми до 12-ти призводить до збільшення в 16 разів точності відліку кожної дискрети, що у свою чергу забезпечує підвищення захищеності сигналу від шумів квантування на 24 дБ. Апаратура АЦМ-480 поєднується з первинним цифровим трактом апаратури ІКМ-30 і дозволяє організувати у ньому 4 моно, або 2 стерео каналів ЗМ, або 8 каналів ЗМ 2-го класу.
Для підвищення завадостійкості сигналу від перешкод у цифровому тракті в кожну кодову групу вводиться додатковий біт перевірки на парність 6-ти старших розрядів, використовується перестановка розрядів, що підвищує захищеність сигналу від зосереджених перешкод (групові помилки перетворюються в одиночні, які виявляються). З урахуванням надлишковості швидкість передачі по кожному з 4-х каналів ЗМ становить 512 кбіт/с.
Структурна схема апаратури АЦМ-480 наведена на рис. 6.
Рисунок 6
На передавальній стороні в апаратурі ККВ (комплект кодування) сигнал ЗМ перетворюється в цифровий. Сформовані цифрові сигнали 4-х каналів ЗМ надходять зі швидкістю 512 кбіт/c на комплект апаратури первинного часового групоутворення (КПЧГ), де здійснюється синхронне об'єднання у цифровий потік зі швидкістю 2048 кбіт/с, а на приймальній стороні виконується поділ загального потоку на 4 потоки зі швидкістю 512 кбіт/c кожний. Після декодування в апаратурі комплекту декодування (КДВ) сигнали ЗМ надходять на термінали.
В апаратурі цифрової передачі сигналу ЗМ ІКМ-В 6/12 за рахунок удос-коналення методу аналого-цифрового перетворення необхідна швидкість передачі зменшена до 316 кбіт/с. У свою чергу це забезпечило можливість передавати сигнали 6-ти моно, або 3-х стереоканалів вищого класу, або 12 каналів 2-го класу (зі смугою частот до 7 кГц).
3. Передача сигналів частотних груп
На практиці в процесі впровадження ЦСП виникає необхідність стикування широкосмугових аналогових трактів з цифровими. Зокрема, така необхідність виникає під час заміни апаратури АСП на апаратуру ЦСП. Тому використовується спеціальне аналого-цифрове обладнання (АЦО), що забезпечує перетворення сигналу АСП (в основному сигналів вторинної і третинної груп) у цифровий і навпаки. У процесі перетворення груповий сигнал АСП дискретизуєтся і кодується. Вихідний цифровий сигнал розділяється на декілька потоків того чи іншого ступеня ієрархії ЦСП, після чого ці потоки надходять на вхід апаратури більш високого ступеня ієрархії ЦСП. Швидкість вихідного потоку (В) визначається частотою дискретизації Fд і розрядністю кодових груп цифрового сигналу m. Спiввiдношення для розрахунку швидкостi передачi має вигляд В=mFд.
Значення частоти дискретизації залежить від варiанта аналого-цифрового перетворення сигналу, який використовується:
- з перетворенням частоти для зниження верхньої межі спектра сигналу;
- без перетворення частоти.
Розглянемо перший варіант на прикладі перетворення сигналу вторинної групи (ВГ) АСП. Структурнi схеми передавальної i приймальної частин апаратури АЦО-ЧД (аналого-цифрове перетворення багатоканального сигналу з частотним ущільненням) наведено на рис. 7,а i 7, б вiдповiдно.
Рисунок 7
Відповідно до теореми Котельникова частота дискретизації має бути
. Для зменшення частоти дискретизації спектр ВГ переносять у смугу частот 12…252 кГц. Значення частоти дискретизації вибирають рівною 512 кГц (замість Fд=2Fш=2×252=504 кГц).Необхідна кількість розрядів у кодовій групі залежить від виду шкали квантування (рівномірної або нерівномірної) і припустимого рівня шумів квантування (3 пВт/км, що відповідає допустимому рівню шумів на 1 км аналогового тракту передачі). Оскільки середній рівень групового сигналу практично постійний, порівняно невеликий, і пік-фактор цього сигналу постійний (14, 12 і 10дБ для ПГ, ВГ і ТГ відповідно), то використовувати нерівномірне квантування недоцільно (виграш у довжині кодових груп не перевищує одного розряду). Можна сказати, що з урахуванням вищенаведеного розрядність кодових комбінацій ІКМ сигналу має бути не менше m≥9 біт. Вибирають m=12 (11 інформаційних і один розряд для передачі службової інформації). Таким чином, швидкість передачі цифрового потоку складає величину: B=m×Fд=12×512=6144
. Вихідний цифровий потік кодера в пристрої розподілу розділяється на 3 первинних зі швидкістю 
кожний. Далі ці потоки надходять на 3 входи апаратури вторинної групи (ЦСП ІКМ-120) і передаються по ЦЛТ.На приймальній стороні рис. 7,б здійснюється зворотне перетворення. У пристрої об'єднання три потоки поєднуються в один зі швидкістю 
, після чого цей ІКМ сигнал декодується, перетворюється в аналоговий зі смугою частот 12…252 і переноситься в смугу частот ВГ 312…552 кГц.Як приклад розглянемо структуру циклу передачi апаратури АЦО-60, яка забезпечує перетворення аналового сигналу ВГ у цифровий.Цикл передачі АЦО-60 характеризується такими параметрами:
– швидкість передачі
;– тривалість циклу передачi
(4 біти);– кількість розрядів
(у складi яких 11 інформацiйнихi одинслужбовий);– частота передачі циклів
.На рис.8 наведено розміщення бітів у кожному з 3-х потоків.
Рисунок 8
Таким чином, iз рис 8 видно, що 12-розрядна кодова комбінація розміщується в 3 цифрових потоках 2048
по 4 розряди у кожному.Полярність сигналу (дискрети) зазначується на 1-й позиції. Номер сегмента розміщується на позиціях 2 і Номер рівня в сегменті – на позиціях 4...11. Дванадцята позиція цієї кодової комбінації використовується для організації службового зв'язку, передачі сигналів аварії (вид модуляції – ДМ).
Аналогічно здійснюється перетворення в апаратурi АЦО-300 групового сигналу третинної групи АСП і формування цифрового потоку зі швидкістю
.Цей потiк розділяється на три вторинних iз швидкiстю 8448 кожний, що вiдповiдає 3·120=360 ОЦК.