Введение к работе
Актуальность теми
Быстрое нарастание объемов передаваемой информации в настоящее время ставит перед необходимостью использования высокоскоростных систем передачи информации.
Для обеспечения взаимодействия между источниками информации на большие расстояния рентабильными являются системы передачи информации на 140 Мб/с для плезиохронной цифровой иерархии и на 155.5Й Мб/с или 62И.08 Мб/с для синхронной цифровой иерархии 0':ЦИ).
Использование данных систем в качестве магистральных приводит к необходимости применения в линиях большого количества регенераторов и ,как следствие, к возникновению проблемы контроля накопления фазовых дрожаний в линии. Особенно остро эта проблема стоит для линий на основе (Л(И, т.к. высокий уровень фазовых дрожаний приводит к ошибкам установки указателя при обработке виртуального контейнера кадра.
В современных высокоскоростных С >100 Мб/с) регенераторах для цифровых систем передачи информации широко используются фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ) в системе тактовой синхронизации (ОТО) регенератора. Использование данных устройств было определено невозможностью реализации полосовых фильтров на сосредоточенных элементах или объемных кварцевых резонаторах для скоростей передачи >100 Мб/с из-за высоких требований по обеспечению необходимой добротности и, одновременно, стабильности фазочастотной характеристики от дестабилизирующих факторов.
Временная задержка (Т=10~7 - 10~4 Ccl), которой обладают фильтры на ПАВ, способствует уменьшению накопления фазовых дрожаний по линии последовательно включенных регенераторов из-за декорелирования структуры линейного цифрового сигнала при выделенной из него тактовой частоты.
Применение устройств ФА1ТЧ в CTU высокоскоростных регенераторов является обоснованным, поскольку обеспечивается фазовая стабильность тактовой частоты относительно линейного цифрового сигнала на входе решающего устройства регенератора и необходимая помехоустойчивость регенератора от влияния дестабилизирующих факторов.
Использование устройства ФАПЧ в СТО регенератора приво-
дит к дополнительной генерации фазовых дрожаний иэ-яа неравномерности АЧХ функции передачи устройства. Для частичного устранения неравномерности АЧХ используют петли ФАІІЧ с большим конффициентом затухания, что приводит к проблеме физической реализуемости таких цепей.
Задача построения регенератора для высокоскоростных цифровых линейных трактов (ВЦЛТ) с возможностью уменьшения генерации фазовых дрожаний, обеспечения требуемой помехоустойчивости и физической реализуемости устройства является актуальной.
Жесткие условия эксплуатации линейных регенераторов такие как: широкий диапазон рабочих температур (обычно от О до +60с:) и ограничение мощности источника дистанционного питания, накладывают дополнительные требования к выбору и использованию элементной базы при реачизации регенератора.
Применение быстродействующих ИМ', на основе ЭСЛ в линейных регенераторах ограничено из-за большой потребляемой мощности от источников питания.
Поэтому, поиск элементной базы, удовлетворяющей требованиям обеспечения основных технических и эксплуатационных характеристик линейного регенератора для ВЦЛС, остается актуальным.
Цель» работы являлось исследование и разработка метода уменьшения фазовых дрожаний с использованием фильтра на ПАВ в системе тактовой синхронизации (ОТО) линейного регенератора, определение влияния временной задержки фильтра на ПАВ на характеристики и функцию передачи СТО регенератора,и на подавление фазовых дрожаний по линии последовательно включенных регенераторов; разработка элементной базы высокоскоростных регенераторов.
Для достижения поставленной цели было необходимо:
разработать математическую модель СТО на основе ФАПЧ при использовании в ГУН фильтра на ПАВ и определить влияние временной задержки фильтра на ПАВ на устойчивость системы;
разработать метод подавления фазовых дрожаний на базе математической модели СТО;
рассчитать функцию передачи ОТО регенератора;
последовать влияние временной задержки фильтра на ПАВ не. накопление фазовых дрожаний по линии, последовательно включенных регенераторов;
на базе развитой теории разработать инженерную методику проектирования ОТО;
обосновать выбор элементной базы регенератора высокоскоростных ЦИФРОВЫХ ЛИНИЙ СВЯ8И.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Разработана математическая модель для вычисления функции передачи GTG регенератора при использовании в ГУН системы ФАПЧ фильтра на ПАВ. Определены условия устойчивости системы ФАПЧ.
Разработан пакет прикладных программ вычисления накопления фазовых дрожаний по линии для последовательно включенных регенераторов и определения влияния величины задержки фильтра на ПАВ на подавление фазовых дрожаний.
На основе разработанного метода подавления фазовых дрожаний был предложен и выполнен линейный регенератор сигнала NRZ-L, защищенный авторскими свидетельствами и внедренный в серийную аппаратуру.
Практическая ценность работы заключается в следующих полученных результатах:
-
Разработал линейный регенератор для ВЦЛТ в котором реализован предложенный метод уменьшения фавовых дрожаний с использованием фильтра на ПАВ в ОТО регенератора, защищенный авторскими свидетельствами ( А.с.СССР NN 1293848, 1523030, 1732483, 1757117) и внедренный в аппаратуру "СОПКА-4", "С0П-КА-5" И "СИРЕНА".
-
Разработан и освоен в серийном производстве ИМС масного применения (ЧИ) М45121-1 (бш2.027.150ТУ), который является базовым элементом для реализации основных узлов линейного регенератора, что позволило существенно снизить энергопотребление регенегатора и повысить его надежность.
3. Предложенный метод дает возможность уменьшать накоп
ление фазовых дрожаний при построении ВЦЛТ, состоящих из N
регенераторов, за счет выполнения фильтра на ПАН с заданной
обоснованной временной задержкой.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на Всесоюзной отраслевой конференции ССПИ-84 (1984, Москва), на Всесоюзной отраслевой конференции ВОСП-88 (1908, Москва), на Втором конгрессе но волоконно-оптической технике (1990, Карл-Маркс Штадт), на отраслевой научно-технической конференции "Совершенствование технических средств
для развития цифровых систем и сетей передачи информации" (1990, Ленинград), на Всесоюзной научно-технической конференции "Совершенствование технических средств связи для решения проблем информации общества в новых условиях хозяйствования (1991. Ленинград),, на 49-ой научно-технической конференции НТО РЭС им.А.С.Попова (1994, Санкт-Петербург).
публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 печатных работ, в том числе четыре авторских свидетельства.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, приложениий и списка литературы, включающего 91 наименование. Объем диссертации - 128 страниц, включая 97 страниц основного текста и 31 рисунок.
Основные положения, виносхммо на защиту:
-
Математическая модель системы тактовой синхронизации регенератора на основе ФАПЧ при использовании в ГУН фильтра на ПАВ.
-
Аналитическое выражение функции передачи системы тактовой синхронизации регенератора.
-
Метод уменьшения фазовых дрожаний за счет выбора временной задержки фильтра на [1АВ. на основании которого разработан и внедрен в аппаратуру линейный регенератор, защищенный авторскими свидетельствами.
