Проектирование цифровых систем передачи SDH

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Последнее десятилетие ХХ-го века характеризуется чрезвычайно быстрым развитием различных, в особенности кабельных, систем и компьютерных технологий, синтез которых положил начало созданию глобальной широкополосной инфраструктуры ХХI-го века. В современных линиях связи в качестве физической среды передачи данных используют кабель, т.е. набор проводов, изоляционных и защитных оболочек и соединяющих разъемов, а также земную атмосферу или космическое пространство, через которые распространяются электромагнитные волны.

В зависимости от среды передачи данных линии связи подразделяются на следующие:

проводные (воздушные);

кабельные (медные и волоконно-оптические);

радиоканалы наземной и спутниковой связи.

Проводные (воздушные) линии связи представляют собой провода без каких-либо изолирующих или экранирующих оплёток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. Скоростные качества и помехозащищенность этих линий оставляет желать много лучшего. Сегодня проводные линии связи быстро вытесняются кабельными.

Кабельные линии связи представляют собой достаточно сложную конструкцию. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, а также, возможно, климатической.

В настоящее время в линиях связи применяют три основных типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов, коаксиальные кабели с медной жилой, а также волоконно-оптические кабели.

Радиоканалы наземной и спутниковой связи применяются для образования канала связи с мобильным объектом, а также в тех районах, где прокладка других типов линий связи затруднена или нецелесообразна.

При проектировании линии связи руководствуются физическими и техническими характеристиками применяемого оборудования, а также характеристиками физической среды передачи данных.

В процессе проработки требований технического задания, а также имеющейся литературы [1-9] выбор был сделан в пользу волоконно-оптической линии связи, использующей одно волокно для приёма и передачи данных.

Прогресс в области электроники, оптических, квантовых и оптоэлектронных технологий позволил резко повысить полосу пропускания и быстродействие оконечных устройств систем передачи (соответственно ~ 100 ГГц и 40-80 Гбит/с, а полоса пропускания современных оптических волокон (ОВ) и оптических кабелей (ОК) на их основе составляет десятки терагерц (ТГц)). Благодаря этому объём передаваемой информации по одному волокну в современных волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС) возрос до эквивалентной скорости в несколько Тбит/с. Говоря другими словами, по одному волокну можно передать одновременно 10 миллионов телефонных разговоров и миллион видеосигналов 1. При этом дальность передачи без промежуточных пунктов регенерации сигналов увеличилась до нескольких сот километров и в перспективе достигнет тысяч километров.

Такое улучшение характеристик кабельных систем передачи повлекло за собой резкое повышение качества уже существующих услуг связи и создания целого ряда новых видов услуг, к которым относятся: создание всемирной сети ИНТЕРНЕТ (INTERNET) с доступом к частным лицам, владеющим персональным компьютером, с этой сетью связана также компьютерная сеть и сеть электронной почты (WWW. E - MAIL); создания интеллектуальных сетей связи (ИСС) и их внедрения в сети общего пользования; интеграция традиционных сетей связи, ИСС и сети ИНТЕРНЕТ. Одной из новых технологий (и услуг), связанной с развитием интеллектуальных сетей, является компьютерная телефония (КТ) - синтез компьютера, ИСС и телефона. Компьютерная телефония, кроме основной функции, предоставляет и такие услуги как телеголосование, телефонные кредитные карты и ряд других услуг. Кроме того, уже сегодня можно говорить о начавшейся интеграции компьютеров, компьютерных сетей, ИСС и телевидения.

Для реализации вышеназванных услуг и технологий с доступом их к широкому кругу абонентов (количество которых растет по экспоненциальному закону) в настоящее время в большинстве стран построены и находятся в эксплуатации высокоскоростные волоконно-оптические системы передачи (ВОСП). На основе волоконно-оптических технологий созданы ВОЛС всех уровней: объектовые, городские, зоновые и магистральные со скоростями передачи цифровой информации соответственно 2,048 Мбит/с, 8,448 Мбит/с, 34 Мбит/с (системы плезиосинхронной цифровой иерархии ПЦИ или PDH и асинхронных транспортных модулей АТМ), а также синхронные транспортные модули СТМ (STM), составляющие основу синхронных систем цифровой иерархии (СЦИ или SDH) для скоростей 155 Мбит/с (STM-1), 622 Мбит/с (STM-4), 2,5 Гбит/с (STM-16) и 10Гбит/с (STM-64). Созданы и начинают поступать на рынок системы ВОЛС со скоростью 40 Гбит/с (STM-256).

Параллельно с созданием и строительством ВОЛС для цифровых систем передачи информации (СЦИ),построены и продолжают создаваться системы с аналоговой передачей информации. Это относится, прежде всего, к системам кабельного телевидения (СКТ). Создаются также волоконно-оптические системы для передачи цифрового телевидения высокой четкости.

Увеличение числа абонентов при возросших требованиях к качеству и количеству видов услуг связи приводит к необходимости увеличения объема и скорости передачи не только на магистральных, зоновых и городских линиях связи, по которым передается групповой сигнал, но и к требованиям расширения полосы передаваемых частот на абонентском участке до 1000 Мгц (концепции "Гигагерц в дом" и "Последняя миля"). Для решения этой задачи разрабатываются и начинают внедряться новые для оптической связи методы уплотнения групповых каналов для передачи их по одному оптическому волокну: уплотнение по длинам волн (WDM), оптическое временное уплотнение (OTDM), успешно осуществлены полевые экспериментальные испытания солитоновых систем передачи.

Широкое внедрение систем ВОЛС различного уровня стимулировало появление новых архитектур и методов маршрутизации сетей связи с коммутацией оптических информационных потоков. Непрерывный рост потребностей в новых видах услуг связи при параллельном увеличении числа абонентов требует не только увеличения скорости и объема передаваемой информации, но и значительного увеличения быстродействия оптических коммутационных устройств и создания новых коммутационных технологий. Технически указанная задача успешно решается на основе физических принципов, использующих квантово-оптические, электрооптические, магнитооптические, акустооптические и другие явления, происходящие в соответствующих полупроводниковых и оптических структурах.

Совершенствуются и создаются новые типы всех элементов и устройств, на основе которых строятся современные ВОСП и оптические сети связи: разработаны новые типы оптических волокон (TRUE WAVE, ALL WAVE, LEAF и др.), оптических соединителей, волоконно-оптических пассивных элементов, излучателей и фотоприемников, а также оптических усилителей. Так например, лучшие образцы российского волокна имеют затухание 0.22 дБ/км на длине волны 1.55 мкм, что позволяет строить линии связи длиной до 100 км без регенерации сигналов. Для сравнения, лучшее волокно Sumitomo на длине волны 1.55 мкм имеет затухание 0.154 дБ/км. В оптических лабораториях США разрабатываются еще более "прозрачные", так называемые фтороцирконатные волокна с теоретическим пределом порядка 0,02 дБ/км на длине волны 2.5 мкм. Лабораторные исследования показали, что на основе таких волокон могут быть созданы линии связи с регенерационными участками через 4600 км при скорости передачи порядка 1 Гбит/с 2.

Отмеченный выше быстрый рост объема и скорости передачи информации в современных ВОЛС при одновременном увеличении длины участков регенерации привели к тому, что наряду с такими факторами, влияющими на качество связи и энергетический потенциал ВОЛС, как потери в волокне вследствие рэлеевского рассеяния, хроматическая дисперсия, потери на локальных неоднородностях, возникла необходимость учитывать и такие физические процессы, как поляризационная модавая дисперсия (PMD), поляризационные модовые потери (PML) и нелинейные оптические явления , проявляющиеся при передаче по волокну оптического излучения со средней мощностью более 10 мВт. В связи с необходимостью учитывать выше названные явления, разработаны методы и средства измерения этих параметров.

Будущее развития волоконно-оптической связи просматривается в тенденции создания полностью оптических фотонных сетей и линий связи. В этих системах все процессы передачи, приема, обработки и коммутации сигналов будут происходить на чисто фотонном уровне, без участия электронных процессов и электронных устройств. Для этого уже разработаны такие фотонные устройства как оптические коммутаторы с оптическим управлением, оптические усилители с дистанционным оптическим питанием, генераторы оптических импульсов с заданными параметрами и ряд пассивных оптических элементов: оптические ответвители и разветвители, оптические вентили (изоляторы), компенсаторы хроматической дисперсии, оптические фильтры, поляризаторы и циркуляторы, а также мультиплексоры и демультиплексоры. Большинство из этих элементов нашли применение на существующих и строящихся ВОЛС. Продолжается интенсивные исследования по созданию оптических бистабильных устройств и оптических процессов на их основе.

1. Обзор существующих волоконно-оптических систем передачи информации на линиях связи

1.1 Принципы построения и основные особенности ВОСП на линиях связи

Система передачи (СП) - комплекс технических средств, обеспечивающий образование линейного тракта, типовых групповых трактов и каналов передачи.

Линейный тракт - комплекс технических средств, обеспечивающих передачу сигналов электросвязи в полосе частот или со скоростью соответствующей данной системе передачи. В зависимости от типа системы передачи линейный тракт называют аналоговым или цифровым.

Волоконно-оптическая линия передачи (ВОЛП) - совокупность линейных трактов волоконно-оптических систем передачи, имеющих общий оптический кабель, линейные сооружения и устройства их обслуживания.

Тракт групповой представляет собой комплекс технических средств, предназначенный для передачи сигналов электросвязи нормализованного числа каналов тональной частоты (ТЧ) или основных цифровых каналов (ОЦК) в полосе частот или со скоростью передачи, соответствующей данному групповому тракту. В зависимости от нормализованного числа каналов групповой тракт называют первичным, вторичным, третичным, четверичным или N-ым групповым трактом.

Канал передачи - комплекс технических средств и среды распространения, обеспечивающий передачу сигналов электросвязи в определенной полосе частот или с определенной скоростью передачи между сетевыми станциями, сетевыми узлами или между сетевой станцией и сетевым узлом, а также между сетевой станцией или сетевым узлом и оконечным устройством первичной сети. Каналы подразделяются на аналоговые и цифровые (канал ТЧ 0,3-3,4 кГц, ОЦК 64 кбит/с). Для их согласования применяются аналогово-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи (АЦП и ЦАП).

Волоконно-оптическая система передачи (ВОСП) - проводная система передачи, в которой все виды сигналов передаются по оптическому кабелю.

Быстрое и широкое внедрение ВОСП обусловлено рядом преимуществ данных систем.

Основные преимущества ВОСП следующие:

широкая полоса пропускания (полоса пропускания оптического диапазона 187,5 ТГц);

низкое значение коэффициента затухания оптического кабеля в широкой полосе частот, что позволяет обеспечивать большие длины регенерационных участков, значительно сократить или исключить ретрансляторы;

высокая защищенность от внешних электромагнитных помех (оптическая связь не восприимчива к любым внешним и перекрестным электромагнитным помехам, не генерирует собственные электрические шумы);

неограниченные запасы сырья для производства ОВ (кварц), малая металлоемкость и отсутствие дефицитных материалов (медь, свинец) в оптическом кабеле;

малые размеры и масса ОК, что снижает затраты на его транспортировку и прокладку;

высокая защищенность от несанкционированного доступа в связи с малой интенсивностью рассеиваемого излучения;

высокая надежность и безопасность, обусловленная отсутствием коротких замыканий;

пригодность прокладки ОК по существующим трассам, возможность при совершенствовании технологии оптической передачи наращивания пропускной способности уже проложенного ОК.

Типовая схема системы связи, использующей ВОЛС показана на (рис. 2.2).В наиболее общем виде принцип передачи информации в волоконно-оптических системах связи можно пояснить следующим образом. Аналоговый сигнал, генерируемый оконечным оборудованием данных (ООД), например, телефоном, терминалом, видеокамерой и т. д., приходит на узел коммутации, где аналогово-цифровой преобразователь (кодер) оцифровывает его в битовый поток. Битовый поток используется для модуляции оптического передатчика (ОП), в котором на излучатель света, в качестве которого в ВОСП используется светодиод или полупроводниковый лазер, поступает электрический сигнал, предназначенный для передачи по линии связи. Этот сигнал модулирует оптическое излучение источника света, в результате чего электрический сигнал преобразуется в оптический и поступает в оптическое волокно (ОВ). На приемной стороне оптический сигнал из волокна поступает на оптический приемник, где он попадает на фотодетектор (ФД) и преобразуется в электрический сигнал. В современных ВОСП в качестве ФД используют p-i-n или лавинный фотодиод (ЛФД). Декодерная часть коммуникационной системы преобразует битовый электрический поток обратно в аналоговый сигнал ООД. Если кодеры и декодеры, а также оптические приемники и передатчики совместить в одном устройстве, то образуется двунаправленный канал связи.

Рисунок 1.1. Принцип передачи информации в волоконно-оптических системах связи

В современных сетях и линиях связи среди разнообразных видов услуг основной вид услуг - это телефонные услуги. Согласно требованиям ГОСТ и нормам международного комитета ITU- T (МККТТ) исходный аналоговый телефонный канал занимает полосу передаваемых частот от 400 до 3400 Гц. Однако в таком аналоговом виде он передается только от АТС к абоненту и обратно. По соединительным линиям между АТС, городским, зоновым и магистральным линиям сообщение передается в цифровой форме. Для этого аналоговый телефонный сигнал подвергается преобразованию в цифровой поток методом импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Такой сигнал представляет последовательность импульсов, длительность и частота следования которых определяется методом кодирования. При этом амплитуда и форма остаются постоянными. В результате преобразования аналогового сигнала в цифровой он превращается в поток информации в виде двоичных чисел (бит) со скоростью передачи 64 Кбит/с - эта скорость соответствует одному телефонному каналу. Такой канал получил название "основной цифровой канал" (ОЦК или DSO). В существующих линиях передается одновременно большое количество (группа) таких каналов. Таким образом, в групповом канале скорость передачи информации возрастает в зависимости от количества основных каналов. Операция образования группового цифрового потока информации из ряда основных каналов DSO получила название мультиплексирования с временным разделением каналов.

Выбор элементной базы при реализации ВОСП и параметры её линейного тракта зависят от скорости передачи символов цифрового сигнала. МККТТ установлены правила объединения цифровых сигналов и определена иерархия аппаратуры временного объединения цифровых сигналов электросвязи. Сущность иерархии заключается в том, что скорость передачи первичного цифрового канала DS1 (2,048 Мбит/с - для Европы и Лат. Америки и 1,554 Мбит/с - для США и Канады) и каждого канала последующего порядка может быть увеличена с помощью мультиплексирования с коэффициентом, кратным 4. Таким образом, получается ряд скоростей передачи информации: 2048, 8448, 34368, 139264 и 564992 Кбит/с. из приведенного ряда видно, что значения скоростей не точно кратны четырем. Объясняется это тем, что при идентификации групп каналов вводятся дополнительные биты, нарушающие указанную выше кратность. Вместе с тем, по числу основных каналов (DSO), которые передаются в групповых потоках с перечисленными выше скоростями, кратность четырем соблюдается четко: 30 (DSO) - 120 - 480 - 1920 - 7680. Для стран Европы и Лат. Америки каждая цифровая иерархия получила свое обозначение [4]:

Первичная цифровая иерархия - ПЦИ (2048 Кбит/с) - Е1

Вторичная цифровая иерархия - ВЦИ (8448 Кбит/с) - Е2

Третичная цифровая иерархия - ТЦИ (34368 Кбит/с) - Е3

Четверичная цифровая иерархия - ЧЦИ (139264 Кбит/с) - Е4

Пятеричная цифровая иерархия - ПЦИ (564942 Кбит/с) - Е5

В перечисленных иерархиях скоростей передачи тактовые частоты соседних уровней, а тем более удаленных, не обязательно должны быть синхронизированы. Кроме того, могут не совпадать тактовые частоты мультиплексируемых каналов. Вместе с тем, они очень близки по значению и могут входить в полосу захвата канала синхронизации, т.е. они почти или как бы синхронные.

Такие системы получили название плезиохронных (плезио - почти) цифровых систем передачи, а цифровая иерархия - плезиохронная цифровая иерархия - ПЦИ (PDH).

Аппаратура, в которой выполняется объединение этих сигналов, называется аппаратурой временного объединения цифровых сигналов. На выходе этой аппаратуры цифровой сигнал скремблируется скремблером, то есть преобразуется по структуре без изменения скорости передачи символов для того, чтобы приблизить его свойства к свойствам случайного сигнала (рис. 2.3).

Это позволяет достигнуть устойчивой работы линии связи вне зависимости от статистических свойств источника информации. Скремблированный сигнал может подаваться на вход любой цифровой системы передачи, что осуществляется при помощи аппаратуры электрического стыка.

Формирование групповых цифровых сигналов предназначенных для передачи по линии связи, осуществляется методом линейного кодирования, для чего применяется ряд двоичных кодов, основные из которых следующие: 1b2b, ADI, AMI, B3Z6, B6ZS, CMI, HDB2, HDB3, mBnB, NRZ, RZ, Miller code[5].

Рисунок 1.2. Структурная схема волоконно-оптической системы передачи

Операцию преобразования бинарного сигнала, поступающего от аппаратуры временного объединения в код стыка, выполняет преобразователь кода стыка. Код стыка может отличаться от кода принятого в оптическом линейном тракте. Операцию преобразования кода стыка в код цифровой ВОСП выполняет преобразователь кода линейного тракта, на выходе которого получается цифровой электрический сигнал, модулирующий ток излучателя передающего оптического модуля. Таким образом, волоконно-оптические системы передачи строятся на базе стандартных систем ИКМ заменой аппаратуры электрического линейного тракта на аппаратуру оптического линейного тракта.

Внедрение ВОСП на местных сетях началось в 1986 г. вводом в эксплуатацию на ГТС вторичной цифровой волоконно-оптической системы передачи на базе аппаратуры "Соната-2", предназначенной для использования на городских сетях в качестве соединительных линий между узлами связи. Эта аппаратура позволяет передавать в обе стороны 120 телефонных каналов в цифровом потоке со скоростью 8,448 Мбит/с. С её использованием во многих городах сооружены линии связи. Аппаратура "Соната-2" сопрягается со стандартным канало- и группо-образующим оборудованием типов ИКМ-30 и ИКМ-120. В 1990 г. начат промышленный выпуск оборудования вторичной цифровой системы передачи (ЦСП) для городских сетей ИКМ-120-5, предназначенной для передачи по градиентному оптическому кабелю (О.К.) линейного тракта, работающего на длинах волн 0,85 или 1,3 мкм.

1.2 Выбор линии трассы

Трасса прокладки кабеля определяется расположением оконечных пунктов. Все требования, учитываемые при выборе трассы, можно свести к трем основным: минимальные капитальные затраты на строительство; минимальные эксплуатационные расходы; удобство обслуживания.

Для соблюдения указанных требований, трасса должна иметь наикратчайшее расстояние между заданными пунктами и наименьшее количество препятствий, усложняющих и удорожающих строительство. За пределами населенных пунктов трассу обычно выбирают в полосе отвода шоссейных дорог или вдоль профилированных проселочных дорог. Допускается строительство трассы магистрали вдоль железных дорог, но в таком случае необходимо предусмотреть выполнение мероприятий по защите трассы от внешнего влияния контактных сетей железных дорог.

Трасса линии выбирается с учетом наименьшего объема работ при строительстве, удобства эксплуатации и минимальных затрат по защите от всех видов влияний. Выбранная трасса прокладки магистрального кабеля должна отвечать следующим основным техническим условиям: трасса должна быть возможно короче; топографические и геологические условия должны обеспечивать наименьший объем земляных работ и максимальное применение строительных механизмов порубки лесных и лесозащитных насаждений, а также потравы сельскохозяйственных культур должны быть минимальными. В лесистой местности вырубают просеки шириной 6 м, корчуют пни на всей ширине просеки и делают планировку площади на ширине 3 м.

На рисунке 1.1 показана схема трассы между населенными пунктами Байганин и Кандыагаш.

Рисунок 1.3. Схема трассы между населенными пунктами Байганин и Кандыагаш

1.3 Оптические кабели

Современные проводные системы передачи строятся с использованием практически только оптических кабелей (ОК). Основа оптических кабелей - оптические волокна. В зависимости от назначения, условий прокладки и эксплуатации разработаны и производятся ОК разных типов и конструкций.

На сегодняшний день для телефонной сети отечественной промышленностью выпускаются кабели марки ОК имеющие четыре и восемь волокон. Конструкция ОК-8 приведена на рисунке 1.4. Оптические волокна 1 (многомодовые, ступенчатые) свободно располагаются в полимерных трубках 2. Скрутка оптических волокон - повивная, концентрическая. В центре - силовой элемент 3 из высокопрочных полимерных нитей в пластмассовой трубке 4. Снаружи - полиэтиленовая лента 5 и оболочка 6. Кабель ОК-4 имеет принципиально те же конструкцию и размеры, но четыре ОВ в нем заменены пластмассовыми стержнями.



Рисунок 1.4. Конструкция оптического кабеля ОК-8

Наиболее важным компонентом волоконно-оптической системы является оптическое волокно (рисунок 1.5). Поэтому более подробно рассмотрим процессы протекающие в оптических волокнах при распространении по нему электромагнитных волн оптического диапазона.

Рисунок 1.5. Конструкция оптического волокна

Все оптические волокна делятся на 2 основные группы: многомодовые MMF (multi mode fiber) и одномодовые SMF (single mode fiber).

Многомодовые волокна подразделяются на ступенчатые одномодовые волокна (step index multi mode fiber) и градиентные (graded index multi mode fiber).

Одномодовые волокна подразделяются на ступенчатые одномодовые волокна (step index single mode fiber) или стандартные волокна SF (standard fiber), на волокна со смещенной дисперсией DSF (dispersion-shifted single mode fiber) и на волокна с ненулевой смещенной дисперсией NZDSF (non-zero dispersion-shifted single mode).

Типы и размеры волокон приведены на (рис. 2.7) 2. Каждое волокно состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления. Сердцевина, по которой происходит распространение светового сигнала, изготавливается из оптически более плотного материала. При обозначении волокна указываются через дробь значения диаметров сердцевины и оболочки. Волокна отличаются диаметром сердцевины и оболочки, а также профилем показателя преломления сердцевины. У многомодового градиентного волокна и одномодового волокна со смещенной дисперсией показатель преломления сердцевины зависит от радиуса. Такой более сложный профиль делается для улучшения технических характеристик или для достижения специальных характеристик волокна.

Если сравнивать многомодовые волокна между собой (рис. 2.7 а, б), то градиентное волокно имеет лучшие технические характеристики, чем ступенчатое, по дисперсии. Главным образом это связано с тем, что межмодовая дисперсия в градиентном многомодовом волокне - основной источник дисперсии - значительно меньше, чем в ступенчатом многомодовом волокне, что приводит к большей пропускной способности у градиентного волокна.

Одномодовое волокно имеет значительно меньший диаметр сердцевины по сравнению с многомодовым и, как следствие, из-за отсутствия межмодовой дисперсии, более высокую пропускную способность. Однако оно требует использования более дорогих лазерных передатчиков.

В волоконно-оптических линиях связи ВОЛС наиболее широко используются следующие стандарты волокон 2:

многомодовое градиентное волокно 50/125;

многомодовое градиентное волокно 62,5/125;

одномодовое ступенчатое волокно SF (волокно с несмещенной дисперсией или стандартное волокно) 8-10/125;

одномодовое волокно со смещенной дисперсией DSF 8-10/125;

одномодовое волокно с ненулевой смещенной дисперсией NZDSF (по профилю показателя преломления это волокно схоже с предыдущим типом волокна).

В стандартном многомодовом градиентном волокне (50/125 или 62,5/125) диаметр световедущей жилы 50 или 62,5 мкм, что на порядок больше длины волны передачи. Это приводит к распространению множества различных типов световых лучей - мод - во всех трех окнах прозрачности. Два окна прозрачности 850 и 1610 нм обычно используют для передачи света по многомодовому волокну.

В ступенчатом одномодовом волокне (SF) диаметр световедущей жилы составляет 8-10 мкм и сравним с длиной световой волны. В таком волокне при достаточно большой длине волны света >CF (CF - длина волны отсечки) распространяется только один луч (одна мода). Одномодовый режим в одномодовом волокне реализуется в окнах прозрачности 1310 и 1550 нм. Распространение только одной моды устраняет межмодовую дисперсию и обеспечивает очень высокую пропускную способность одномодового волокна в этих окнах прозрачности. Наилучший режим распространения с точки зрения дисперсии достигается в окрестности длины волны 1310 нм, когда хроматическая дисперсия обращается в ноль. С точки зрения потерь это не самое лучшее окно прозрачности. В этом окне потери составляют 0,3-0,4 дБ/км, в то время как наименьшее затухание 0,2-0,25 дБ/км достигается в окне 1550 нм 2.

Рисунок 1.6. Ступенчатое многомодовое волокно

Рисунок 1.7. Градиентное многомодовое волокно

Большинство устройств волоконной оптики используют область инфракрасного спектра в диапазоне от 800 до 1600 нм в основном в трех окнах прозрачности (рис. 2.8) 2. Именно окрестности этих трех длин волн образуют локальные минимумы затухания сигнала и обеспечивают большую дальность передачи.

Рисунок 1.8. Собственные потери в оптическом волокне

Волокно характеризуется двумя важнейшими параметрами: затуханием и дисперсией. Чем меньше затухание (потери) и чем меньше дисперсия распространяемого сигнала в волокне, тем больше может быть расстояние между регенерационными или повторителями .

На затухание света в волокне влияют такие факторы, как: потери на поглощении, потери на рассеянии, кабельные потери.

Потери на поглощении и на рассеянии вместе называют собственными потерями, в то время как кабельные потери, в силу их природы, называют также дополнительными потерями, рис. 2.9 2.

Полное затухание в волокне (измеряется в дБ/км) определяется в виде суммы:

= int + rad = abs + sct + rad,

где int - собственные потери в волокне;

rad - кабельные потери в волокне.



Рисунок 1.9. Основные типы потерь в волокне

Потери на поглощении abc состоят как из собственных потерь в кварцевом стекле (ультрафиолетовое и инфракрасное поглощение), так и из потерь, связанных с поглощением света на примесях. Примесные центры в зависимости от типа примеси поглощают свет на определенных (присущей данной примеси) длинах волн и рассеивают поглощенную световую энергию в виде джоулева тепла. Следует отметить характерный максимум в районе длины волны 1480 нм, который соответствует примесям ОН-. Этот тип присутствует всегда. Область спектра в районе этого пика ввиду больших потерь практически не используется.

Собственные потери на поглощении растут и становятся значительными в ультрафиолетовой и инфракрасной областях. При длине волны выше 1,6 мкм обычное кварцевое стекло становится непрозрачным из-за роста потерь, связанных с инфракрасным поглощением 2.

Потери на рассеянии sct. Уже в 1970 году изготавливаемое оптическое волокно становится настолько чистым (99,9999%), что наличие примесей перестает быть главенствующим фактором затухания в волокне. на длине волны 800 нм затухание составило 1,5 дБ/км. Дальнейшему уменьшению затухания препятствует так называемое Релеевское рассеяние света. Релеевское рассеяние вызвано наличием неоднородностей микроскопического масштаба в волокне. свет, попадая на такие неоднородности, рассеивается в разных направлениях. В результате часть его теряется в оболочке. Эти неоднородности неизбежно появляются во время изготовления волокна. Длина волны, на которой достигается нижний предел собственного затухания чистого кварцевого волокна, составляет 1550 нм и определяется разумным компромиссом между потерями в следствие релеевского рассеяния и инфракрасного поглощения.

Кабельные (радиационные) потери rad обусловлены скруткой, деформациями и изгибами волокон, возникающими при наложении покрытий и защитных оболочек, производства кабеля, а также в процессе инсталляции ВОК. При соблюдении ТУ на прокладку кабеля номинальный вклад со стороны радиационных потерь составляет не больше 20% от полного затухания.

Дополнительные радиационные потери появляются, если радиус изгиба кабеля становится меньше минимального радиуса изгиба, указанного в спецификации на ВОК.

По оптическим волокнам передается не просто световая энергия, но также полезный информационный сигнал.

Импульсы света, последовательность которых определяет информационный поток, в процессе распространения расплываются.

При достаточно большом уширении импульсы начинают перекрываться, так что становится невозможным их выделение при приеме.

Дисперсия - уширение импульсов - имеет размерность времени и определяется как квадратичная разность длительностей импульсов на выходе и входе кабеля длины L.

Обычно дисперсия нормируется в расчете на один километр и измеряется в пс/км.

Дисперсия в общем случае характеризуется тремя основными факторами рассматриваемыми ниже рисунок 1.9 :

различием скоростей распространения мод (межмодовой дисперсией mod);

направляющими свойствами световодной структуры (волновой дисперсией w);

свойствами материала оптических волокон (материальной дисперсией mat).

Рисунок 1.10. Виды дисперсии

Межмодовая дисперсия возникает вследствие различной скорости распространения у мод и имеет место только в многомодовом волокне (рисунок 1.5 а, б).

Хроматическая дисперсия состоит из материальной и волноводной составляющих и имеет место при распространении как в одномодовом, так и в многомодовом волокне. однако наиболее отчетливо она проявляется в одномодовом волокне из-за отсутствия межмодовой дисперсии. Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления волокна от длины волны.

1.4 Выбор типа кабеля

Для выполнения этого задания необходимо рассчитать длины регенерационных участков при использовании коаксиальных пар трех размеров. Выбрать тип кабельной пары из условия минимума затрат на создание ЛТ ЦСП.

Основным видом помех в линейных трактах ЦСП, работающих по коаксиальному кабелю, являются собственные помехи. Защищенность сигнала от собственной помехи (ожидаемая) на входе решающего устройства регенератора можно оценить по следующей формуле из [2 стр 419]:

(13)

где Uo - амплитуда отклика (импульса) на выходе КУ при подаче на вход участка регенерации одиночного прямоугольного импульса с амплитудой UПЕР, В;

Uсп - действующее значение напряжения собственной помехи в той же точке,

- абсолютный уровень пиковой мощности прямоугольного импульса на входе регенерационного участка, дБм,

, Ом; - волновое сопротивление коаксиальной кабельной цепи.

F - Коэффициент шума корректирующего усилителя регенератора, ед.

Fт - тактовая частота сигнала в линии, МГц,

- затухание цепи длиной на полутактовой частоте, дБ,

- длина регенерационного участка, км,

б - коэффициент затухания цепи на полутактовой частоте, дБ/км.

Коэффициент затухания цепи приближенно равен:

,дБ/км; (14)

где бо - параметр, аппроксимирующей функции, равный 2,34 дБ/км для кабеля КМ - 4 с парами 2,6/9,4 мм, 5,31 дБ/км - для малогабаритного кабеля МКТ - 4 с парами 1,2/4,6 мм, 8,86 дБ/КМ - для микрокоаксиала с размерами проводников 0,73/3,0 мм.

Рассчитаем основные параметры формулы.

, дБ/км;

, дБ/км;

, дБ/км;

дБ;

Подставив все величины в (13) получим:

Минимально допустимая защищенность (требуемая) - это допустимая вероятность ошибки регенерации в одиночном регенераторе (ho) с учетом необходимых запасов (?h) и определяется выражением:

(15)

где , а значение ho определяется из следующих условий:

где К - среднее количество щелчков от цифровых ошибок.

1.5 Расчет длины регенерационного участка

Ошибки регенерации (сбои) приводят к помехам на выходе цифрового канала. При передаче телефонных сообщений по каналам СП с ИКМ и ВРК ошибки приводят к появлению щелчков, похожих на щелчки, возникающие при проигрывании старых граммофонных пластинок. Сбои наиболее заметны в случае неправильной регенерации импульсов, соответствующих двум старшим разрядам кодовой комбинации. По заданному допустимому количеству щелчков К?10 за единицу времени (в данном случае за 10 минут) можно найти среднюю допустимую вероятность ошибки Рош на весь линейный тракт. Такой расчет выполняется следующим образом. При fд=8кГц в течение 10 мин. будет передано 8Ч1_3Ч6_Ч1_=4,8Ч106 кодовых комбинаций и соответственно 4,8ЧmЧ106 кодовых символов для каждого канала системы. Если бы каждая ошибка приводила к щелчку, то за это время можно было бы допустить К сбоев. Поскольку заметный щелчок возникает только в случае ошибок в двух старших разрядах, а вероятность поражения любого символа одна и та же, можно допустить не К, а КЧ(m/2) сбоев. Отсюда допустимая вероятность ошибки на весь тракт составит:

А вероятность ошибки в одном регенераторе равна:

(16)

где L - протяженность линейного тракта.

Исходя из вычисленной вероятности ошибки в одном регенераторе, можно найти требуемую величину защищенности на входе РУ от собственной помехи по формуле указанной на с.370. Однако расчет по ней может быть выполнен только при наличии таблиц интеграла вероятности. Значительно более удобна для инженерных расчетов следующая приближенная формула:

(17)

Рассчитанная по этой формуле величина ho является теоретическим порогом помехоустойчивости. Реально приходится считаться с аппаратурными погрешностями и различными дестабилизирующими факторами: смещением порога решения и флуктуациями момента стробирования, неточностями коррекции, влиянием межсимвольных помех второго рода (из-за ограничения полосы частот линейного тракта снизу) и рядом других. Поэтому необходимо обеспечить определенный запас помехоустойчивости ?h, который гарантирует долговременную стабильность параметров регенератора в процессе эксплуатации. На практике выбирают ?h=6…12 дБ.

Подставив значения своего варианта в формулы (13), (15), (16), (17) получим неравенство (13)>(17):

Решим графически данное неравенство:

При , дБ/км длина регенерационного участка



При , дБ/км длина регенерационного участка

Следующий этап работы состоит в выборе размера коаксиальной пары, которым определяется тип используемого кабеля. Этот выбор осуществляется на основе экономических соображений, рассчитываются затраты на кабель и аппаратуру линейного тракта для трех вариантов размера пары. Окончательно выбирают такой кабель, при котором затраты минимальны. Порядок расчета следующий. Определяется количество НРП на магистрали по формуле:

При , дБ/км длина регенерационного участка



где n - количество переприемов по ТЧ.

И их стоимость:

где С - стоимость одного (равно 0,5 ед)

Находятся затраты на кабель:

Где

Скаб цена одного км кабеля (значения приведены в таблице).

Суммарные затраты:

Для удобства приведем все полученные результаты в виде таблицы 1:

Таблица 1.1

	2,6/9,4 мм;	1,2/4,6 мм;	0,73/3,0 мм;
, дБ/км5.38712.2220.39
, дБм23.2923.2923.29
, км15.3876.7744.034
, дБ82.8882,7782.25
Количество НРП на магистрали 3989149
Стоимость НРП, ед	19.5	44.5	74.5
Стоимость километра кабеля ед/км	0,12	0,08	0,03
Затраты на кабель, ед	72	48	18
Суммарные затраты, ед	91.5	92.5	92.5

Исходя из полученных результатов, можно прийти к выводу, что стоимость прокладки всех кабелей практически одинакова, однако из целей экономии времени на монтаж НРП, можно предложить прокладку КМ - 4 с параметрами 2,6/9,4.

2. Проектирование ЦСП SDH(СЦИ)

2.1 Расчет эквивалентного числа первичных цифровых потоков

Произведем расчет общего числа первичных ЦП для каждого узла транспортной сети с учетом развития:

Таблица 2.1 Оценка трафика

	год Х	год Y
A	A	год Х	год Y
B	34(12)	56(13)	B	год Х	год Y
C	15(-)	28 (5)	20(9)	29(8)	C	год Х	год Y
D	7(1)	8(7)	14(12)	15(10)	31(-)	40(7)	D	год Х	год Y
E	45(12)	-2	23(5)	32(9)	-3	4(2)	5(1)	6(4)	E
F	3(8)	15(1)	2(-)	6(5)	25(4)	23(6)	13(2)	-	41(7)	65(9)	F
Cумма:		107		138		124		69		107	109

Рассчитаем количество первичных цифровых потоков между всеми пунктами в Y году. Для этого обозначим существующие цифровые линейные тракты между пунктами малыми латинскими буквами:

Различают следующие основные меры защиты цепей и трактов линий связи от взаимных влияний.

Применение систем передачи и типов линий связи, обеспечивающих малые значения взаимных влияний. Этот способ реализуется на практике в очень широких масштабах. Так, применение коаксиальных кабелей или волоконно-оптических линий практически полностью решают проблему защиты цепей и трактов линий связи от взаимных влияний. К этому способу можно отнести также мероприятия, связанные с повышением однородности линий связи, улучшением качества строительства линий, рациональным выбором цепей для различных систем передачи.



Рисунок 2.1 Топология транспортной сети

Далее формируем основной и резервный пути для заданных в задании направлений. Пути меньшего ранга считаем основными, большего - резервными. Для путей указываем количество первичных цифровых потоков.

Таблица 2.2. Маршрутизация потоков

	осн.	рез.
A	A	осн.	рез.
B	a (56)	fdb (13)	B	осн.	рез.
C	ab (28)	fd (5)	b (29)	afd (8)	C	осн.	рез.
D	f (8)	abd (7)	af (15)	bd (10)	d (40)	baf (7)	D	осн.	рез.
E	ag (0)	fdce (2)	g (32)	bce (9)	ce (4)	gb (2)	ecd (6)	gaf (4)	E
F	age(15)	fdc (1)	ge (6)	bc (5)	c (23)	bge(6)	-	-	e (65)	cbg (9)

По таблице 2.2 посчитаем количество первичных цифровых потоков в каждом цифровом ЛТ с учетом резервирования: 56 + 28 + 15 + 7 + 15 +8 +7 + 4= 140

b: 28 + 13 + 7 + 29 + 10 + 9 + 5 + 7 + 6 + 9= 123

c: 2 + 1 + 9 + 5 + 4 + 23 + 6 +9= 59

d: 13 + 5 + 7 + 2 + 1 + 8 + 10 +40 + 6= 92

e: 15 + 2 + 6 + 9 + 4 + 6 +6+65= 113

f: 8 + 13 + 5 + 2 + 1 + 15 + 8 + 7 + 4= 63

g: 15 + 32 + 6 + 2 + 6 + 4 + 9= 74

Отобразим проделанные расчеты на схеме топологии транспортной сети:



Рисунок 2.2 Топология транспортной сети с рассчитанными параметрами

2.2 Конфигурация узлов транспортной сети

В настоящее время в нашей стране создается цифровая первичная сеть (ЦСП), представляющая базовую сеть типовых универсальных каналов передачи и сетевых трактов, или транспортную сеть, образованную на баэе сетевых узлов (СУ), сетевых станции (СС) и соединяющих их лини передачи.

На основе ЦПС создаются разнообразные цифровые вторичные сети(ЦВС). Сетевые узлы и станции представляют собой комплекс оборудования ЦСП различных сетевых технологий, предназначенный для формирования и перераспределения цифровых каналов и трактов и подключения ЦВС.

После определения необходимой пропускной способности между станциями и количества компонентных потоков на станциях можно более

Мультиплексор в полной комплектации весьма сложное и дорогое устройство, состоящее из нескольких составляющих его узлов. Однако, часто полной комплектации мультиплексора не требуется, что уменьшает стоимость его приобретения, установки и эксплуатации.

Сконфигурируем узлы наиболее подходящим к варианту способом:



Рисунок 2.3 Конфигурация узлов транспортной сети

2.3 Организация тактовой сетевой синхронизации

Синхронизация в транспортной сети необходима для устранения потерь информации из-за проскальзываний, которые возникают из-за колебаний тактовых частот генераторов цифрового оборудования. Синхронизация производится от первичного эталонного генератора со стабильностью частоты не хуже 10-11.

В качестве синхронизирующих сигналов оборудования сетевых элементов возможно использование следующих источников тактовой синхронизации:

? Компонентные сигналы 2048 Мбит/с,

? Любой из агрегатных сигналов STM-N,

? Любой из компонентных входов STN-N,

? Внешний источник синхросигнала 2048 кГц,

? Внешний генератор с относительной стабильностью частоты не хуже 4.6Ч10-6.

Указанные синхросигналы, кроме последнего, работающего в режиме автоколебания, должны быть синхронизированы от первичного или вторичного источников эталонных сигналов. Выбор источника синхросигнала в аппаратуре программируется и осуществляется автоматически. При этом возможен автоматический выбор наилучшего по качеству источника синхронизации среди нескольких (как правило, не менее трех). Если источники синхронизации имеют одинаковое качество, то должен быть запрограммирован приоритет использования. Информация о качестве синхросигнала, как правило, передается в структуре цикла информационного сигнала, например, в STM-N, и ее изменение обусловлено состоянием сети синхронизации. При проектировании сети SDH необходима организация тактовой сетевой синхронизации (ТСС) с применением в качестве источников синхронизации первичного эталонного генератора (ПЭГ) и ведомого задающего генератора (ВЗГ), а в качестве средств восстановления синхронизации - генератор сетевых элементов (ГСЭ) SDH.

При построении трасс синхронизации (рисунок 3.4) в каждом узле сети определяется свой перечень приоритетов по эталону хронирования.

ПЭГ установим на станции B, а ВЗГ - на станции C.

Схема синхронизации сети должна предусматривать возможность автоматического самовосстановления и исключать при этом появление петель синхронизации. Сообщения о статусе синхронизации отмечается в заголовке цикла передачи (агрегатного сигнала), передаваемого по линии.

Приоритеты назначаются в каждом узле и в процессе ручной или автоматической реконфигурации сети синхронизации остаются неизменными. Число возможных приоритетов может быть от 1 до 15.

При построении трасс синхронизации в каждом узле сети определяется свой перечень приоритетов по эталону хронирования.



Рисунок 2.4. Синхронизация транспортной сети

2.4 Организация сети управления

Одним из немаловажных факторов обеспечения надежности сетей связи является эффективное управление их ресурсами. Для этого должны организовываться сети управления электросвязью.

Сеть управления состоит из:

- "агентов управления" - контроллеров, помещаемых в сетевые элементы,

- каналов передачи данных,

- систем управления с их операционными системами и рабочими станциями.



Рисунок 2.5 Схема управления транспортной сети

2.5 Выбор аппаратуры SDH

Согласно проделанным расчетам определим тип необходимого оборудования для построения транспортной сети SDH, сведем все данные в таблицу 2.3.

Для построения транспортной сети SDH используем оборудование фирмы Siemens. Для уровня STM-1 применим мультиплексор типа SMA-1 R2, а для уровня STM-4 - мультиплексор типа SMA-4 R2.

Таблица 2.3. Типы оборудования SDH

Тип Пункты	STM-1, шт	STM-4, шт	Число типовых стоек, шт	Число мультиплексоров на стойке, шт
A	1	1	1	1
B	4	3	1	2
C	1	2	1	1
D	1	1	1	1
E	-	2	1	1
F	-1	1	1	1

Таблица 2.4. Основные характеристические параметры используемого оборудования "Siemens"

Тип мультиплексора	SMA-1 R2	SMA-4 R2
Каналы доступа SDH, Мбит/с	155	155, 622
Число портов на трибной карте	21(2), 3(34),1(155)	21(2), 3(34), 1(140)
Число трибных интерфейсных карт	6(3+3)	12(6+6)
Тип защищенного режима по входу	6:0, 5:1	12:0, 11:1
Максимальная нагрузка на мультиплексор	128/252х2, 6/12х34, 16х140	252х2/24х34/16х155
Агрегатный выход	155 (эл., опт.)	155(эл., опт.),622 (опт.)
Тип защиты по выходу	1:1, 1+1	1+1
Тип локальной коммутации каналов доступа	т-л, т-т, л-л	т-л, т-т, л-л
Возможности неблокируемой кросс-коммутации	1008х2 Мбит/с	1008х2 Мбит/с
Варианты использования	TM, R, ADM - л, к	TM, R, ADM - л, к
Размеры компактных блоков в стойке (ВхШхГ), мм	757х515х280	875х515х280
Тип элемент-менеджера (ЭМ)	EMOS
Тип сетевого менеджера	SMN - OS
PC интерфейс F	V. 24/9.6 kbps
LAN интерфейс	Qx(Eth, X.25)/64 kbps
Служебные каналы	блок OHA - Siemens
Максимальное число мультиплексоров, управляемых ЭМ	180
Тип и размеры (ВхШхГ), м стойки	ETSI 2.2x0.6x0.3
Тип синхронизации	в.т., с.т., т.с., л.с.

Таблица 2.5 Комплектация блоков STM в узлах транспортной сети SDH

пункт	наименование блоков
	21х2М	STM-1
A-1	6	1
B-1	4	2
B-2	4	2
C-1	6	1
D-1	4	1
E-1	6	-
F-1	6	1

Для установки данного оборудования на каждой станции будем использовать стойки TS300119-19 дюймов с размерами ВхШхГ 2.2х0.6х0.3 м по одной на каждую станцию.

Для соединения станций используем кабель типа A-DSF фирмы Siemens.

2.6 Кодирование линейного сигнала в цифровых ВОСП

Необходимость кодирования исходного цифрового сигнала, подлежащего передаче по линии связи, обусловлена требованиями, которые предъявляются к линейному сигналу со стороны линейного тракта.

Код в линии выбирается с учетом среды распространения цифрового сигнала и компонентов линейного тракта, обеспечивающих передачу этого сигнала вдоль тракта. Под кодом в линии понимается вид цифрового сигнала, используемого для передачи информации по линейному тракту.

Оптическое волокно как среда передачи сигналов, а также источник излучения в передающем и фотодетектор в приемном оптических модулях предъявляют специфические требования к свойствам цифрового сигнала:

Энергетический спектр линейного сигнала должен иметь ограничение как сверху, так и снизу.

Код в линии должен обеспечивать возможность выделения колебаний тактовой частоты.

Код в линии должен обладать избыточностью, которая обеспечивает возможность контроля качества передачи информации в процессе эксплуатации без перерыва связи, а также возможность передачи сервисных сигналов (телеконтроля и служебной связи).

Код в линии должен быть достаточно простым для практической реализации преобразователей кода.

Перечисленные требования относятся в большинстве и к ЦСП, работающим по электрическим кабелям, поэтому более подробно рассмотрим те, которые имеют место только в ЦВОЛТ.

Требование по ограничению энергетического спектра

Ограничение спектра в области НЧ вызвано требованиями безыскаженной передачи в усилителе фотоприемника, имеющего цепи развязки по постоянному току. Другой причиной ограничения спектра снизу является необходимость стабилизации выходной мощности лазерного диода ПОМ (оптическая мощность лазерного диода, зависящая от температуры окружающей среды, может быть стабилизирована введением ООС по среднему значению излучаемой мощности только в том случае, если подавлена НЧ часть спектра, изменяющаяся во времени под действием информационного сигнала). Ограничение спектра в области ВЧ снижает мощность помех, а также уровень межсимвольной помехи.

Не обязательным, но весьма желательным является требование по ограничению числа уровней в линейном сигнале. При реализации цифровых систем передачи в общем случае устанавливается mу возможных значений уровня цифрового сигнала. Так, в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т G.703, для первой (2,048 Мбит/с), второй (8,448 Мбит/с) и третей (34,368 Мбит/с) ступеней иерархии ЦСП установлен трехуровневый (mу = 3) код HDB-3 (МЧПИ) с чередующейся полярностью импульсов. В ЦВОЛС импульсные посылки излучаемой оптической мощности могут быть только положительными или нулевыми, поскольку интенсивность оптического излучения по самой природе является положительной величиной. Поэтому непосредственное использование биполярных кодов типа HDB-3 невозможно.

Кроме того, применение многоуровневых кодов (даже положительной полярности) сопряжено с определенными техническими трудностями: во-первых, нелинейность модуляционной характеристики и температурная зависимость мощности излучателя; во-вторых, в трехуровневом коде мощность сравниваемых символов при принятии решения оказывается в 2 раза меньше, что эквивалентно уменьшению мощности передатчика в 2 раза.

Анализируя все перечисленные требования, можно сделать вывод о том, что в ЦВОСП с прямым детектированием и применением модуляции по интенсивности света линейный сигнал должен представлять собой дискретноесообщение, выраженное в двоичном коде (mу = 2, символы кода "1" и "0"), представляющее случайную последовательность импульсов одинаковой формы, следующих друг за другом через постоянные интервалы времени длительностью Т (тактовые интервалы).

Классификация линейных кодов ЦВОСП.

Применяемые для ВОСП линейные коды условно можно разделить на две группы: коды со случайной последовательностью символов и коды с квазислучайной последовательностью символов (скремблированные бинарные коды).

В свою очередь, первую группу можно разделить на несколько подгрупп.

Наиболее простые безызбыточные коды класса NRZ или RZ не повышают скорости передачи в линии. Общим недостатком этих кодов является то, что они не удовлетворяют большинству перечисленных выше требований (спектр сигнала сосредоточен в области НЧ, имеются значительная постоянная составляющая и т.д.).

Такие коды могут применяться на коротких участках без промежуточных регенераторов

Для снижения в спектре НЧ составляющих применяют бифазный BIF (манчестерский) код, в котором "0" передается сочетанием 0I, а "1" сочетанием I0, причем длительность импульса в 2 раза меньше длительности "1" исходного сигнала.

При этом отсутствует более чем два следующих подряд идентичных символа, что и позволяет снизить содержание в спектре НЧ составляющих.

Основные недостатки подобных кодов: низкая помехозащищенность, сложности с выделением тактовой частоты и детектированием ошибок.

Простыми и в то же время достаточно эффективными являются блочные коды класса 1В2В. В относительно низкоскоростных ЦВОСП (до второй ступени иерархии, а также в военно-полевых ЦВОСП П-336 и П-337) применяется код CMI (Coded Mark Inversion) или код с обращением, принадлежащий к классу 1В2В.

В этом коде каждому двоичному символу исходного сигнала сопоставляется два двоичных символа кода в линии (символу "0" исходного сигнала ставится в соответствие последовательность символов "10", а символу "1" - попеременно последовательности "11" и "00").

Алгоритм формирования кода CMI (временные диаграммы), а также энергетический спектр кода показаны на рисунках 2.7 и 2.8 соответственно.

Поэтому основная часть энергетического спектра сосредоточена в области ниже тактовой частоты, а НЧ составляющая оказывается частично подавленной (30% от НЧ составляющей NRZ). Контроль ошибок ведется по появлению переходов с частотой большей 1/Т.