Введение к работе
K,^, .
» г' ,1,
у^лл .Актуальное іь темы и состояние
^ьтГп рос а. Теоретическое обоснование, принципы построения и
техническая реализация синхронизации цифровых сетей сштзи (ЦСС)
являются неотъемлемой частью их теории, разработки и внедрения.
Главная проблема синхронизации ЦСС заключается в необходимости
обеспечения взашшой работы большого числа узлов автоматической
коммутации (УАК) различных уровней, спетом передачи (СП) и т.п.,
имеющих пространственное и временное разделение; различные скорос
ти перемещения цифровых потоков информации. I
В настоящее время во всех странах (СССР, США, Сирии, Японии, Англии, Франции, Германки, Италии, Швейцарии и др.) применяется различные вар.чанти способа принудительной синхронизация иерархичз-скоД структурі:. Во всех странах синхронизация сводится, в сусности, :; обеспечение синхронной п?родачч па ЦСС перзичьта групп (2048 іії'л:/с в Европе и 15-14 кбит/с л СТА п Японии). Этого достаточно для синхронизации есзх входящих з cocrai» этих групп нксксскоросг-ггюс чзиолов. Воздэ имеется на верхнем уровне иерархии один или несколько п-эдуд',п: уояоз, которые оадаяг частоту сети (обычно это іїоютз стандарт частота (АСЧ), в частности, цезизвке) с долговременной ітесїаС5пг.;;:'осїьа частой;, не проплатой 1-І0~* . На і.сга.-ьг;^' перзр;'лчгск!ЕС урегнях рссгстагкотся системы фазовой ззм.чодагройлк ч^с?аги U'AfM} с кваргз^ммн генераторами.
ії,;р:;остгГіЄН!"ое вгммгние учень.-:: ;*. специалистов гее" стран c6pf,r,c:!iO на г.йоспсчг;!.".б .'.ачга?":о.!кых показателей, в частности, ;".?ПС>".'сат:-1 с err.'; с:чп:рош*зац:':! (СС), тго позволило получить ряд су,:;,}с;-зе,!нк; рлуЛїГатоз. Вместе с том исследование ггхлохоустоГі---.::.."-;;:< СО мт?чо о уплати п. ріир:'ду ;;осєб;::!ч:.іх гадлч.
При отказе соответствующего оборудования каналов связи и узлов в соогвегсгвии с принципами "организации системы тактовой синхронизации на внутризоновых и местных первичных сетях", подле-"
кав.их разработке согласно "Основным положениям дальнейшего развития ЕАСС", предусматривается "запоминание" значения частоты при пропадании синхронизирующего сигнала и переход данного узла в плззиохронный режим с ограниченной продолжительностью работы в нем. При этом необходимо предусмотреть возможность подавления субнизкочастотных фазовых дрожаний.
Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является развитие методов составления к преобразования математических моделей, разработка принципов построения, исатедовани помехоустойчивости и оптимизация иерархической структуры сети принудительной тактовой синхронизации (СТС) с возможностью работы локальной ИЦСС в плезиохронном режиме.
При этом решаются следующие задачи:
произвести обзор принципов построения национальных сетей синхронизации различных стран;
предложить математические модели'различных способов и сгрух-
vyp СТС и методы их преобразования с целью упрощения и облегчения
исследований; . ...
получить аналитические выражения и исследовать помехоустойчивость структур СТС локальных ИЦСС на базе введенных аксиоматических определений помехоустойчивости структуры, потенциальной помехоустойчивости; функций готовности, пацекности, восстанавли-ьэемости; коэффициента гогорноеги;
построить алгоритм и произвести оптимизацию структуры СТС локальних ИЦСС по минимуму убыли информативной- эффективности методом последовательного отсечения-узлов и ветвей графа типа "исток-стоки", являющегося ь:атематической моделью такого рода
разработать и обосновать принципы построения принудительной иерархической СТС с возможностью работы локальной ИЦСС в плезиох-ронном режиме;
сформулировать основные требования, предъявляемые к тактовым генераторам ТГ и к управлению подстройкой их -частоты и фазы С необходимость работы с "запомненным" значением частоты; ^обеспече-ние соблюдения норм на проскальзывания и фазовые дрожания; формирование сигналов требуемых стыков, выполнения сервисных функций) и обосновать необходимость технической реализации управляемых (ведомых)-ТГ СТС ИЦСС на микропроцессорах с целью реализации оптимальных структур СТС, перераспределения функций между аппаратными и программными средствами;
экспериментально исследовать управляемый микропроцессорный (УМП) ТГ СТС локальных ИЦСС и проанализировать полученные данные.
Методы исследования. В работе использованы методы теорий вероятностей и случайных процессов, оптимального принятия решений, дифференциальных уравнений, линейной алгебры, распределения . информации и сетей связи, надежности и программирования.
' Научная новизна' работы состоит в получении совокупности теоретических предпосылок исследования'помехоустойчивости структур, принципов построения и аппаратной реализации сетей тактовой синхронизации локальных ИЦСС и их составных частей. ' Результаты работы сводятся к следующему:
-
Предложена математическая модель различных способов 'и структур СТС и приведены формулы, позволяющие эквивалентно преобразовывать их к более простому каноническому виду. -
-
Получены аналитические выражения и исследована помехоустойчивость структур СТС локальных ИЦСС.
3,- Построен алгоритм и 'оптимизированы иерархические сгрукгу-
ры принудительной СТС локальных ЩСС по минимуму убыли информативной эффективности. .
-
Обоснована необходимость технической реализации управляемых (ведомых) тактовых генераторов. СТС ЩСС с расширенными функциональными возможностями на микропроцессорах.
-
Изложены результаты экспериментальных исследований управляемого шікропроцєссорного тактового генератора СТС локальных ЩСС.
Практическ аяценосгь результатов диссертационной работа заключается в том, что:
использованием предлокенных математических моделей различных способов построения СТС и их преобразованных эквивалентов можно добиться упрощения расчетов, экономии машинного времени;
предложенная методика оценки помехоустойчивости различных структур СТС локальных ЩСС позволяет сравнивать их,в том числе, и с учетом показателей надежности;
предложенный алгоритм оптимизации структур СТС локальных ЩСС дает возможность производить обоснованный их выбор по критерию минимума убыли информативной.эффективности, в частности, в условиях существования линейных взаимосвязей переменных в полученных выражениях для расчета убыли информативной эффективности рекомендова-ны для практическрго применения, симметричные децентрализованные структуры с автономными информационными связями типа "исток-стоки";
сделанный вывод о невозможности применения на локальных ЩСС гактрвых генераторов, реализованных на высокостабильных кварцевых генераторах без специальных мер по поддержанию на уровне рекомендаций МККТТ стабильности частоты и фазы тактовых синхросигналов позволил обосновать необходимость технической реализации управляемых ТГ на микропроцессорах, что обеспечило оптимальные структуры СТС ЩСС, перераспределения функци^ между аппаратными и поограм-ь::-!г."'-\ -уедет Би :.'.и, реализацию арифметических и логических операций, z--t.c.~-.~мия ряда несинхрэнизиру.^их функций;
проведенные экспериментальные исследования определения точности воспроизведения эталонной частоты, дрейфа частоты и фазы генераторов типа "Гиацинт-М" и "Тюльпан-М" УМП ТГ, работающих соответственно в синхронном режиме и в репиме свободное колебаний, позволяют выработать рекомендации по их использованию на сетях тактовой синхронизации ЩСС.
Реализация результатов работы. Диссертационная работа является частью госбюджетных и хоздоговорных НИР, выполняемых в ОЭИС им. Л.С. Попова. В частности, элементы разработанного управляемого микропроцессорного тактового генератора использованы при проведении исследований б рамках НИР 'гТрест'', выполнявшейся согласно постановления ЦК КПСС и СМ СССР ;.?> 535-168 от 35.07,31 г. Применение УШ ТГ позволило обеспечить долговременнее хранение значения частоты, установившегося до пропадания синхронизирующего сигнала, увеличить быстродействие СТС, повысить точность 23 работ:;, у^енъгпть обтем оборудования,' повысить живу-чесгь всей скстєіГьі передачи информации.
Результаты диссертационной работ;: использованы гаїше в учебном процессе при ;..ппло;.;нсм проектировании и при постановке чтения чоъыХ курсов.
А л р -о б а ц г. я р'Э боти. Уэтерналм диссертационной' работы гоклздывалнсь и обсу.-хдались: на ХНУ Всесоюзной научной посеки, посвященной Дна Рацио -Шосхва, 1 г.); чл НТС "Cnerev-' :!інхрони?''Г'.ил сетеГ: связи1- (і.'ссква-Каучле, 193Э г., Zb-'-23 апреля); 5? ргепубликэнстой научно-технической школе-семинаре "Анализ и синтез систем массового обслуживания и сете^ ЭВ!.'" (Одесса, 19.^0?.); !о пустого;.: семинаре "Цифровые системы \\ устройства ^инхр-'-ь/зации" (''oct^r.-'/'jocca, 1963 г.); па НТК профсссоисно-преподавательского состава ССИС им. Л.С. Попова (Одесса, 19В?-Ь91 гг.).
;1 у б л л к а ц к и.. По результатам выполненных исследовании
здуйлпкоьзнс пятв печатных работ. „-
Объем и. структура работы. Диссергационнг работа состоит из введения, пяти глав, заключения. Работа содержи 131 с, в том числе 92 с. текста, 28 с. рисунков и таблиц, II'с. библиографии, содержащей 117 наименований.
ОСНОВНЫЕ ПОЛСЙЕНИЯ, ВШССИШЕ НА ЗАідМїУ
-
Результаты анализа принципов построения и технической ре лизации структур национальных сетей -тактовой синхронизации ИЦСС различных стран, тенденции и перспективы их развития.
-
Математические модели различны1.: споссбоа и структур сетей тактовой синхронизации ИЦСС, а также кегоды их преобразования.
-
Исследование помехоустойчивости структур сетей тактовой синхронизации локальных ИЦСС на базе полученных аналитических выражении.
-
построение алгоритма и оптимизация на его основе структуры СТО локальных ИЦСС по критерию минимума убыли информативной эффективности методами структурного анализа и последовательного отсечения узлов (вершин) и БЄТБЄІІ (рэбер) . .
-
Новый подход к.разработке управляемого тактового генерато ра СТС ИЦСС на базе микропроцессоров и его техническая реализация
-
Изучение путем проведения эксперимента к обработки получе пых рззуяьтагов точности воспроизведения эталонной частоты, дрейфа частоты и фазы генераторов типа "Гиацинг-U" и "Тюльпан-К", работающих соответственно в синхронном рокчне и в режиме свободных колебаний.
