Концепция организации сетей

Тактовая (поэлементная) синхронизация.

Вводные замечания.

Процесс установления и поддержания требуемых фазовых соотношений между значащими моментами переданных и принятых единичных элементов цифровых сигналов данных (ЦСД) называется поэлементной синхронизацией.

Рассмотрим пример необходимости поэлементной синхронизации на дискретном канале, изображенном на рис. 20.22. Длительность элементов передаваемого ЦСД и период следования тактовых импульсов (ТИ) Т0 определяются задающим генератором УПСпер (рис. 20.22 а, б). Период следования регистрирующих импульсов (РИ) Т0 (рис. 16.22 в) определяет задающий генератор УПСпр. Как видно из рис.20.22, изза различия в значениях Т0 и Т0, при регистрации методом стробирования, четвертый единичный элемент ЦСД не будет зарегистрирован.

При рассмотрении поэлементной синхронизации всегда решается вопрос, необходимо ли применять специальные меры по поддержанию синхронизма в дискретных каналах или достаточно выбрать высокостабильные по частоте генераторы на передающей и приемной стороне.

Задающие генераторы в УПС применяются достаточно высокостабильные с коэффициентом стабильности по частоте:

Kс = f/f0 = 104 ... 106,

где f абсолютное отклонение частоты генератора от номинального значения при учете всех дестабилизирующих факторов,

f0 номинальное значение частоты генератора.

Расчеты показывают, что tдоп (допустимое время сохранения синхронизма) для этих генераторов находится в пределах от 80с до 20с при скоростях соответственно от 600 бит/с до 2400 бит/с. Снижение Кс на порядок приведет к увеличению tдоп также на порядок, однако не решит проблемы длительного синхронизма. Необходимы специальные меры для поэлементной синхронизации.

Классификация и требования к устройствам поэлементной синхронизации.

Классификация. Принцип действия устройства поэлементной синхронизации (УС) основан на анализе сигналов, поступающих на вход приемника дискретного канала, и формированием последовательности регистрирующих импульсов (РИ). Информацию о положении значащих моментов передаваемой последовательности ЦСД можно извлечь:

 из рабочих (информационных) сигналов,

  из специальных сигналов, передаваемых совместно с информационными, либо отдельно по специальному каналу синхронизации.

Такие специальные сигналы называют коррекционными (иногда – пилотсигналами). Поэтому УС различают по рабочим (информационным) сигналам и по специальным (коррекционным) сигналам.

В системах передачи данных более распространен первый способ, т.к. второй способ сопряжен с потерей скорости передачи или с дополнительными затратами мощности сигнала. В системах сеансной связи, когда установление связи между комплектами АПД производится только на время одного или нескольких пакетов данных, для поэлементной синхронизации используют специальные коррекционные сигналы (“точки” с числом элементов 63,127).

По способу формирования тактовых импульсов различают УС без обратной связи (разомкнутые) и с обратной связью (замкнутые).

В разомкнутых УС тактовые импульсы формируются непосредственно из рабочих (информационных) сигналов с помощью высокоизбирательных резонансных устройств, почему и называют их резонансными. Изза простоты реализации такие УС применяются в регенераторах цифровых систем передачи. Основным недостатком резонансных УС является малое время поддержания синхронизма, что особенно важно при работе по каналам с кратковременными прерываниями. Указанное обстоятельство ограничивает использование резонансных УС в системах ПД.

В замкнутых УС тактовые импульсы формируются задающим генератором УПСпр.. Их фазовое соотношение со значащими моментами принимаемых рабочих (информационных) сигналов анализируется и корректируется. Поэтому в замкнутых УС реализуются принципы фазовой автоматической подстройки частоты генератора УПСпр. В системах передачи данных нашли широкое применение именно замкнутые УС.

По способу воздействия на частоту генератора замкнутые УС подразделяют на УС с непосредственным и УС с косвенным воздействием на частоту генератора.

При непосредственном воздействии на частоту генератора примерно на порядок снижается стабильность частоты генератора, что является существенным недостатком такого УС.

УС с косвенным воздействием на частоту генератора свободны от указанного недостатка. Кроме того, в данном случае можно иметь один высокостабильный генератор с делителями частоты на несколько комплектов аппаратуры, либо обеспечить от одного генератора работу с разными скоростями модуляции.

Требования к системе синхронизации. Требования к системе синхронизации определяют выбор способа построения УС, т.к. от качества работы УС зависит исправляющая способность регистрирующего устройства и, следовательно, помехоустойчивость приема ЦСД. Наиболее важными являются следующие требования (характеристики):

Точность (погрешность) синхронизации определяется относительной величиной отклонения моментов регистрации единичных элементов от моментов, соответствующих точной синхронизации.

Время синхронизации tс, под которым понимается время установления синхронизма как при первоначальном установлении связи, так и при восстановлении после перерывов в работе. Указанное требование определяет быстродействие УС. При большом времени синхронизации будут непроизводительные потери времени, отводимого на передачу пакета (блока) данных.

Время поддержания синхронизма tпс имеет важное значение при работе по каналам с кратковременными перерывами связи. Оно должно быть таким, чтобы не нарушался синхронизм при максимально допустимых кратковременных перерывах. Заметим, что требования малого времени установления синхронизма и большого времени поддержания синхронизма противоречивы, т.к. они связаны с одним свойством УС инерционностью.

Требование независимости точности синхронизации от характера передаваемого сообщения для УС по рабочим (информационным) сигналам связано с тем, что в последовательности цифровых сигналов данных могут быть значительные отрезки, в которых отсутствуют знакопеременны.

Наилучшие условия для установления синхронизма по рабочим сигналам возникают при передаче “точек”, когда значащие моменты определяются на единичном значащем интервале.

Для исключения характера влияния передаваемых последовательностей применяется дополнительное преобразование так называемое скремблирование информационной последовательности на передаче и восстановление информационной последовательности дескремблирование на приеме. Скремблер в простейшем виде может представлять собой сумматор по модулю 2, в котором попарно складываются элементы ЦСД со стандартной последовательностью, например, “точек”. Как видно из рис.20.23, на выходе скремблера отрезки отсутствия знакоперемен значительно меньше, чем в ЦСД.

В этой системе введен новый стандарт файловой системы (FAT32), что позволяет снять верхний предел емкости жесткого диска, равнявшийся 2,0 Гбат. Система полностью совместима с Windows 95 и имеет улучшенную совместимость с приложениями Windows 3.1 и MS-DOS. По устойчивости работы и надежности она заметно превосходит Windows 95 и имеет средства для самодиагностики и самозалечивания. Windows NT Эту операционную систему можно рассматривать как версию Windows для профессионального использования. В ней отсутствует ряд недостатков, характерных для Windows 95/98, но ценой утраты ряда достоинств. Основным достоинством Windows 95 /98 является уникальная универсальность. Практически для любых задач, начиная от управления предприятием до развлекательных компьютерных игр можно найти программы, работающие под управлением этих систем. То же касается и огромного выбора поддерживаемого оборудования. Оборотной стороной такой универсальности является недостаточная устойчивость. Некачественные программы, исполняемые под управлением Windows 95 /98, могут приводить к сбоям в работе операционной системы, к «сбросам» и «зависаниям» компьютера. Во многих случаях это не очень критично, но бывают отрасли (например, банковская сфера или сфера управления), в которых никакие сбои недопустимы. В таких случаях применяют операционную систему Windows NT. Эта система менее универсальна. Рынок программного обеспечения для нее не столь богат, как для Windows 95 /98. Нужную программу найти труднее, но устойчивость в работе заметно выше. Одной из областей профессиональной деятельности, требующей повышенной устойчивости компьютера, является программирование. Очень редко удается создать программу так, чтобы она сразу правильно заработала. Новые программы всегда содержат множество ошибок, и программисты подолгу их тестируют и отлаживают. Заниматься отладкой недоработанных программ на компьютере, работающем в системе Windows 95 /98, весьма неудобно, так как сбои в программах нарушают устойчивость системы. Поэтому многие программисты предпочитают работать в операционной системе Windows NT – она позволяет им экономить время и повышает эффективность их работы. Краткая сравнительная характеристика семейства операционных систем Windows

Беспроводные сети