Борис Крук - ...И мир загадочный за занавесом цифр. Цифровая связь

Схему, предложенную Бодо, можно считать прямой предшественницей схем цикловой синхронизации, применяемых в современных цифровых системах передачи, поскольку и во всех современных системах, перед тем как объединять цифровые потоки различных каналов, в приемник посылается сигнал о начале цикла. Приемное устройство "знает": поступил такой синхронизирующий сигнал - распахивай "двери" демультиплексора для цифрового потока первого канала. Затем под "руководством" тактовых импульсов открываются следующие "двери" для цифровых потоков остальных каналов. С приходом нового синхросигнала начинается все сначала, опять с первых "дверей".

- Каким образом на приемной станции узнают, что был передан именно синхросигнал, а не какой-либо другой? - может возникнуть вопрос у читателя.

В самом деле, нужно как-то отличать его от других принятых комбинаций. Для этого ему присваивают вполне определенную комбинацию 0 и 1. Например, в разработанной нашими специалистами системе передачи ИКМ-30 для синхросигнала принята следующая комбинация: 0011011. Но где гарантия, спросите вы, что подобная комбинация импульсов не встретится и в цифровом потоке какого-либо канала? Конечно, такое может произойти, но вероятность данного события чрезвычайно мала. А вот синхросигнал такой структуры встречается с завидной регулярностью - через каждые 125 мкс. Это его свойство - повторяемость - используется для "узнавания". Необходимо каждую принятую кодовую комбинацию (заметьте - каждую!) сравнивать с комбинацией синхросигнала, которая на приеме известна и хранится в ячейке памяти. Сравнение выполняется с помощью устройств, выполненных, конечно же, на микросхемах. Как только обнаружено совпадение... Однако не спешите - возможно, выловлен не синхросигнал, а случайно совпавшая с ним комбинация импульсов цифрового потока. Приходится усложнять приемник. Специальное устройство следит за тем, регулярно ли появляется такая комбинация. Если через каждые 125 мкс, то все в порядке - мы имеем дело с синхросигналом. Решение принимается обычно после нескольких его повторений.

Как всегда, трудно принять решение в первый раз. Этот ответственный момент специалисты называют "вхождением в синхронизм". Затем все проще: достаточно только подтверждать принятое решение. Все варианты существующих в мире систем синхронизации используют одни и те же "приметы" синхросигнала - его структуру и регулярность повторения.

Вы обратили внимание, что все кодовые комбинации в объединяемых цифровых потоках имеют по восемь разрядов, а синхросигнал - только семь. Значит, комбинацию синхросигнала нужно дополнять до "стандартного" числа разрядов, т. е. до восьми, передавая в "пустом" (на рисунке - черном) промежутке времени биты, например, от компьютеров. Скорость передачи таких данных достигает при этом 8 кбит/с.

- Получается, что с вводом сигнала синхронизации в цифровой системе передачи, по сути, организован еще один "стандартный" канал, в котором скорость передачи битов (вместе с битом компьютерных данных) оказывается равной, если подсчитать, 64 кбит/с и который, следовательно, ничем не отличается от основных, или информационных, каналов, - воскликнет наблюдательный и пытливый читатель.

Да, это так. Помните, в конце предыдущей главы неожиданно "всплыли" два таинственных канала, которых вроде бы и не должно быть, судя по названию системы передачи - ИКМ-30, но без которых скорость цифрового потока никак не хотела совпадать со "стандартной"? Теперь завеса таинственности над одним из каналов, а именно синхронизации, приподнята. Он не относится к информационным каналам, а является служебным и создан для обслуживания самой системы передачи. Цифра же 30 в названии системы указывает на количество только информационных каналов. Существует еще один служебный канал, 32-й (по счету, но не по расположению его среди других), который тоже является стандартным со скоростью 64 кбит/с. Правда, предназначен он уже медля обслуживания цифровой системы передачи. По нему передают различные служебные сигналы, без которых невозможно установление связи, например: импульсы от номеронабирателя, сигнал о том, что абонент занят (короткие гудки), и многие другие, используемые на телефонных станциях для управления ее приборами.

Сейчас самое время вспомнить, что цифровые системы передачи строятся по иерархическому принципу. Чем выше ступень иерархии, тем больше организуется каналов и тем мощнее цифровой поток или, другими словами, тем выше его скорость.

Наш рассказ о синхронизации относился, строго говоря, к системам передачи, стоящим в самом низу иерархической лестницы. В качестве примера вы назовете аппаратуру ИКМ-30. У подобных систем передачи сравнительно невысокая скорость цифрового потока (около 2 Мбит/с), что делает их пригодными для организации связи между АТС по обычным городским и сельским кабелям связи, образующим довольно обширную сеть подземных магистралей. Объединение цифровых потоков в этих системах осуществляется, как мы видели, по принципу "чередования кодовых комбинаций". Введение в них синхросигнала и различных служебных символов потребовало дополнительных каналов и привело к тому, что скорость объединенного цифрового потока стала больше суммы скоростей объединяемых потоков. Вот таковы кратко особенности систем передачи первого уровня иерархии.

Надо сказать, что принципы синхронизации остаются неизменными и для систем передачи всех остальных ступеней иерархии, сколько бы их еще не было: точно так же выделяются из цифрового потока тактовые импульсы и точно так же для обеспечения синхронной (а, если точнее, синфазной) работы "дверей" мультиплексоров и демультиплексоров посылаются в линию комбинации импульсов цикловой синхронизации. Правда, некоторые отличия все же есть. О них и пойдет речь дальше.

Дело в том, что в системах передачи, начиная со второй ступени иерархии (это аппаратура ИКМ-120,480, 1920 и т.д.), объединение потоков выполняется совсем по другому принципу - путем чередования битов (об этом уже упоминалось). Таких потоков четыре, и скорость каждого из них 2,048 Мбит/с. Четыре "двери" мультиплексора передающей станции поочередно открываются и пропускают в линию по одному биту из каждого цифрового потока. Разумеется, что они должны успеть это сделать за то время, пока данные биты не сменились следующими. Затем все снова повторяется. Подобную картину мы уже наблюдали, когда впервые знакомились с изобретением Бодо.