ББК 32.88 С 42

УДК 621.395.4:621.376.56(075)

Скалин Ю. В. и др.

С 42 Цифровые системы передачи: Учебник для технику­мов / Ю. В. Скалин, А. Г. Бернштейн, А. Д. Финкевич.— М.: Радио и связь, 1988.— 272 с: ил.

ISBN 5—256—00J25—6.

Излагаются основы методов передачи сигналов и временного объедине­ния цифровых потоков в цифровых системах передачи. Рассматриваются принципы построения аппаратуры оконечных станций и линейного тракта. Даются основные характеристики и схемы построения систем передачи ИК.М-15. «Зона-15», ИКМ-30, ИКМ-120. ИКМ-480. Излагаются основы их проектирования и эксплуатации.

Для учащихся техникумов связи, обучающихся по специальности «Мно­гоканальная связь».

2402040000-081

С -' Свод, план для сред. спец. учеб. заведений, 141—88

046(01)88

ББК 32.88

Рецензенты: С. Н. Матвеев, В. М. Фидель

Редакция литературы по электросвязи

Учебник

Скалин Юрий Васильевич., Бернштейн Анатолий Гершевич, Финкевич Александр Дмитриевич

ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ

Заведующий редакцией В. Н. Вяльцев. Редакторы Е. В. Комарова, Н. Я. Липкина. Художественный редактор А. В. Проценко. Обложка художника Архангельского. Технический редактор А. Н. Золотарева. Корректор О. А. Коршунова

ИБ № 1214

Сдано в набор 13.08.87 Подписано в печать 16.02.88 Т-08612 Формат 60х88/,о

Бумага офсетная № 2 Гарнитура литературная Печать офсетная Усл. печ. л. 16,66 Усл. кр.-отт. 16.66 Уч.-изд. л. 18,72 Тираж 20 000 экз. Изд. № 21207 Зак. № 597 Цена 1 р.

Издательство «Радио и связь». 101000, Москва, Почтамт, а/я 693.

Московская типография № 4 Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 129041, Москва, Б. Переяславская, д. 46.

1SBN 5—256—00125—6 © Издательство «Радио и связь», 1988

Предисловие

В задачах развития Единой автоматизированной сети связи стра­ны, поставленных перед работниками связи, большое внимание уделяется цифровым системам передачи (ЦСП) и увеличению их пропускной способности. Широкое внедрение ЦСП на первичной сети связи требует соответствующей подготовки специалистов, выпускаемых техникумами связи. С этой целью для специальности 0734 вводится новый предмет «Цифровые системы передачи», а для специальностей 0708, 0709, 0733, 0736 — соответствующие раз­делы в предмете «Многоканальная электросвязь».

Данный учебник является первым специализированным издани­ем по предмету «Цифровые системы передачи». В нем достаточно подробно разобраны основы построения ЦСП, рассмотрены систе­мы передачи, которые уже широко используются на местных сетях (ИКМ-15, ИКМ-30, «Зона-15») будут введены в действие на внут­ризоновых (ИКМ-120, ИКМ-480) и магистральных (ИКМ-1920) сетях. Особое внимание уделено вопросам проектирования и экс­плуатации ЦСП, так эти разделы входят в учебные программы «Цифровые системы передачи» и «Техническая эксплуатация».

При подготовке учебника было использовано большое число литературных источников, а также опыт проведения занятий по данному предмету во Всесоюзном заочном, а также Кишиневском электротехническом техникумах связи. В списке литературы ука­заны лишь основные книги, которые рекомендуется прочесть уча­щимся, желающим расширить знания по отдельным разделам про­граммы.

Главы 1, 2 написаны Ю. В. Скалиным, 4, 6, 7, 10,11 — А. Г. Бернштейном, 3, 5, 8 и 9 — А. Д. Финкевичем.

Глава 1 принципы построения систем

ПЕРЕДАЧИ С ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ

1.1. Преобразование сигналов в цифровых системах передачи

В зависимости от способа обработки и передачи сообщений систе­мы передачи разделяются на аналоговые и цифровые. К аналоговым относятся системы передачи: с частотным разделением каналов (ЧРК), в которых для пере­дачи сигналов по каждому каналу передачи в диапазоне частот линейного тракта отводится определенная полоса частот;

с временным разделением каналов (ВРК), в которых для пере­дачи сигналов по каждому каналу передачи в линейном тракте от­водятся определенные интервалы времени.

К цифровым относятся системы передачи, в которых все виды сообщений передаются посредством цифровых сигналов.

Источники сообщений и соответствующие этим сообщениям сигналы подразделяются на непрерывные и дискретные. К не­прерывным относятся такие сигналы, которые могут принимать в некоторых пределах любые значения и являются непрерывными функциями времени (сигналы телефонии, радиовещания и т. д.). дискретным относятся сигналы, которые состоят из отдель­ных (дискретных) элементов, имеющих конечное число различных значений (телеграфные сообщения, разовые команды и т. д.).

В аналоговых системах с ЧРК как непрерывные, так и дискрет­ные сигналы с помощью различных видов модуляции АМ, АМ— ОБП, ЧМ преобразуются в групповой линейный сигнал, который является непрерывной функцией времени. Аналоговые дискретные сигналы можно получить из непрерывных, используя дискретиза­цию по времени, амплитуде, времени и амплитуде одновременно.

При дискретизации непрерывного сигнала по времени (рис. 1.1) передается не весь сигнал, а его амплитудные значения, взятые через промежутки времени, называемые периодом дискретизации Т_д. При определенном выборе периода дискретизации непрерывный сигнал, передаваемый дискретными по времени отсчетами, может быть восстановлен в дальнейшем практически без искажений. По­лученный сигнал дискретен по времени, но непрерывен по ампли­туде, так как в пределах динамического диапазона непрерывного

.

При дискретизации непрерывного сигнала по амплитуде (рис. 1.2) передаются только определенные заранее выбранные его амплитудные значения, отличающиеся друг от друга на постоян­ную величину, которую называют шагом квантования по уровню. Как видно, квантованный по амплитуде сигнал отли­чается от исходного непрерывного сигнала тем, что приводит к ошибке квантования, определяемой разностью между первона­чальным и квантованным по уровню сигналами.

Рис. 1.3 Сигнал, дискретный по времени и амплитуде

Сигнал, дискретный по времени и амплитуде (рис. 1.3), можно получить, осуществив квантование по уровню сигнала, дискретно­го по времени. Амплитудные отсчеты полученного сигнала отли­чаются от истинных значений дискретных отсчетов, что, как и в предыдущем случае, приводит к ошибке квантования по уровню.

При цифровом представлении сигнала, дискретного по времени и амплитуде (рис. 1.4), каждому из уровней квантования по ам­плитуде присваивается свой номер, а его величина из десятичной системы счисления преобразуется в двоичную. Поэтому в дальней­шем можно передавать не сами отсчеты сигнала с их амплитудой, а группу импульсов, соответствующих номеру уровня квантования, выраженного в двоичной системе счисления, т. е. цифровой сигнал, который состоит из по­следовательности импульсов, при­чем наличие импульса свидетель­ствует о передаче единицы, а его отсутствие о передаче нуля. Циф­ровые сигналы по сравнению с аналоговыми обладают высокой помехоустойчивостью, так как при их обнаружении на фоне шу­мов необходимо определить лишь наличие импульса или его отсутствие.

Рис. 1.5. Структурная схема цифровой системы передачи

Таким образом, с точки зрения преобразования сигналов струк­турная схема цифровой системы передачи может быть представ­лена в виде рис. 1.5. Непрерывный аналоговый сигнал от источни­ка информации ИИ поступает на дискретизатор Д, в котором пре­образуется в дискретные по времени отсчеты. В квантующем уст­ройстве КУ осуществляется квантование временных отсчетов сиг­нала по амплитуде. Аналого-цифровой преобразователь АЦП осу­ществляет преобразование дискретного по времени и амплитуде аналогового сигнала в цифровой.

На приеме в цифро-аналоговом преобразователе ЦАП проис­ходит обратное преобразование цифрового сигнала в дискретный по времени и амплитуде аналоговый сигнал, а устройство восста­новления УВ восстанавливает непрерывный сигнал, поступающий в приемник информации ПИ.

Преобразование непрерывных сигналов в цифровую форму и цифровых сигналов в непрерывные сопровождается искажениями передаваемых сообщений, возникающими при дискретизации не­прерывных сигналов ошибок квантования в КУ и искажений УВ непрерывных сигналов.