Politechnika Śląska Katedra Elektryfikacji i Automatyzacji Górnictwa Systemy plezjochroniczne (PDH) synchroniczne (SDH), Transmisja w sieci elektroenergetycznej (PLC Power Line Communication) Opracował: dr inŝ. Kazimierz Miśkiewicz
Technika cyfrowa w telefonii Modulacja kodowo-impulsowa PCM Zwielokrotnienie do strumienia E1 (30/32 kanały) 2 Mb/s Zwielokrotnienie plezjochroniczne (PDH) Zwielokrotnienie synchroniczne (SDH) Wykorzystanie systemów PDH i SDH do transmisji innych sygnałów cyfrowych
Modulacja impulsowo-kodowa W latach trzydziestych XX wieku A.H. Reeves zaproponował metodę transmisji analogowego sygnału mowy z wykorzystaniem kombinacji impulsów. Metoda ta, znaną jako modulacja impulsowo-kodowa (ang. Pulse Code Modulation PCM), charakteryzuje trzy procesy: o próbkowania, o kwantowania, i o kodowania. Celem próbkowania jest cykliczne skanowanie analogowego sygnału mowy i uzyskanie wartości chwilowych amplitudy. Celem kwantowania jest przekształcenie ciągłego zbioru wartości amplitud w zbiór dyskretny. Kodowanie ma na celu przygotowanie reprezentacji skwantowanych wartości chwilowych amplitud w postaci ciągów impulsów.
Modulacja impulsowo-kodowa - idea 7 6 5 4 3 2 1 0 a) skwantowane próbki funkcji czas amplituda 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 czas b) zakodowane wartości skwantowanych próbek funkcji
Parametry modulacji PCM Częstotliwość próbkowania twiedzenie o próbkowaniu: częstotliwość próbkowania >= 2* maksymalna częstotliwość w sygnale Rozdzielczość przetwornika ADC zaleŝna od akceptowalnej wartości szumu kwantyzacji
Szum kwantyzacji
Modulacja PCM w telefonii Częstotliwość próbkowania 8 khz>2*3.4khz Rozdzielczość 8 bitów Przetwarzanie nieliniowe wg charakterystyki A (Europa) lub µ (Ameryka, Japonia) Wymagana przepływność 64kb/s CD-audio (muzyka) fp=44,1khz
Aproksymacja schodkowa - błąd róŝnice t t t t t t funkcja przybliŝona funkcja próbkowana
Kodowanie nieliniowe - prawo µ i prawo A znormalizowany sygnał wyjściowy 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 µ µ = 0 znormalizowany sygnał wyjściowy 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 A = 100 A =1 A = 2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 znormalizowany sygnał wejściowy 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 znormalizowany sygnał wejściowy
Charakterystyka nieliniowości typu A (Europa)
Ramka E1 (2048Mb/s - Europa) i T1 (Ameryka) jednoczesna transmisja 30 lub 24 rozmów telefonicznych ramka PCM 30/32 (E1) 125 µs 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8... 1 2 3 4 5 6 7 8... 1 2 3 4 5 6 7 8 szczelina # 0 (ramkowanie) szczelina # 1 szczelina # 16 (sygnalizacja) szczelina # 31 a) ramka E1 ramka PCM 24 (T1) 125 µs 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8... 1 2 3 4 5 6 7 8 F szczelina # 1 szczelina # 2 szczelina # 24 a) ramka T1 8 bit kaŝdej z co 6 szczeliny dla potrzeb sygnalizacji
Struktura ramki w strumieniu E1 (przepływność 2048kb/s) FAS sygnał fazowania ramki NFAZ brak sygnału fazowania ramki
Struktura wieloramki strumienia E1 MFAS sygnał fazowania wieloramki NMFAS brak sygnału fazowania ramki
Ilustracja przeplotu bitowego w pleziochronicznych (prawie synchronicznych) systemach zwielokrotnienia PDH Cztery strumienie łączone są w jeden Częstotliwości strumieni składowych mogą się trochę róŝnić brak synchronizacji Do strumienia wolniejszego dodaje się dodatkowe bity dopełnienia PDH Plesiochronous Digital Hierarchy
Hierarchia zwielokrotnienia PDH
Pleziochroniczny multiplekser TM-44 (4xE1/E2) Producent LANEX Istnieją multipleksery z wejściami RS232/485 oraz Ethernet
Konwerter TM-78 (Ethernet/E1) Producent LANEX MoŜliwość transmisji danych w sieciach PDH
Systemy SDH Ramki co 125 µs STM-1 - pojedyńcza ramka 19440 bitów co daje 155,52 Mb/s STM-4 622,08 Mb/s Sieć multiplekserów z interfejsami dla róŝnych sygnałów Przykład system FOX-515 (Bogdanka KGHM)
FOX-515 widok kasety multipleksera
FOX realizacja transmisji z protokołem Ethernet
Systemy PDH i SDH - podumowanie Pierwotnie powstały dla zwielokrotnienia łączy w telefonii MoŜliwość transmisji innych sygnałów (Ethernet, RS232/485 itd.) konwertery protokołów Stałe opóźnienie w transmisji PDH - małe przepływności 8, 34, 140Mb/s SDH duŝe przepływności 155, 620 Mb/s i więcej
Transmisja danych w sieci elektroenergetycznej - PLC PLC Power Line Communication Wykorzystanie widma Systemy wąskopasmowe (10-147.5kHz) głównie dla elektroenergetyki Systemy szerokopasmowe (1 30 MHz) Systemy szerokopasmowe HomePlug Alliance Standard IEEE 1901 Dostęp do medium CSMA/CD Transmisja na wielu nośnych (podobnie jak VDSL)
Systemy PLC PLC w zastosowaniach domowych
Przykłady adapterów PLC
Dziękuj kuję za uwagę