Оптимізація формувача періодичних відліків часу з кільцем фазового автопідстроювання виокремленого пристрою синхронізації телекомунікаційних мереж - Автореферат

В свою чергу, технічний прогрес цифрових телекомунікаційних мереж та систем обумовлює необхідність підвищення характеристик та параметрів синхроінформації, що дозволить розширити спектр послуг, збільшити швидкість і обсяг переданої інформації її достовірність, а в перспективі, організувати нову службу єдиного точного часу, освоїти нові технології, наприклад, при побудові національної інформаційної інфраструктури, на залізничному транспорті, нафто-та газопроводах, енергосистемах, в економіці, системах спеціального звязку, обороні країни тощо. Синхронізація територіально розподілених обєктів телекомунікаційних мереж та систем забезпечується виділеною мережею тактової синхронізації (МТС). Засобами МТС телекомунікацій є виокремлені пристрої синхронізації (ВПС), що формують тактовий синхросигнал, і пристрої прецизійного контролю (ППК), що аналізують характеристики синхросигналу. Дослідження і розробка систем фазового автопідстроювання (ФАП), які задовольняють деяким із перелічених вимог, відомі з наукової, технічної та нормативної літератури. Вона була спрямована на виконання задач з дослідження формувача ПВЧ з кільцем фазового автопідстроювання ВПС телекомунікаційних мереж та повязана з тематичними планами НДР: "Розробка системи контролю синхросигналів телекомунікаційних систем" № держреєстрації 0108U009071.У вступі обґрунтовано актуальність теми і необхідність виконання досліджень, визначено мету і задачі роботи, вказано обєкт, предмет та методи дослідження, показано наукову новизну та практичне значення отриманих результатів. Розглянуто та виконано узагальнення відомих способів формування тактових синхросигналів в цифрових системах передачі та телекомунікаційних мережах, виділено особливості архітектури і технічної експлуатації МТС. Запропоновано та синтезовано спосіб поліканального контролю робочих характеристик синхросигналів, на основі встановлених особливостей вимірювань вандеру, які потребують одночасних тривалих вимірювань (години, дні, неділі) декількох синхросигналів та сумісної статистичної обробки спеціалізованим сервером централізованої системи управління.Проведено аналіз математичної моделі обєкту управління - ПФ ПВЧ, що описується наступною системою рівнянь: де - різниця фаз між фазою сигналу еталонного генератора (задаюча дія) і фазою сигналу ПФ ПВЧ з кільцем ФАП (управляєма величина); - коефіцієнт передачі фільтра нижніх частот (ФНЧ) КФ=1; - початкова різниця частот між частотою сигналу еталонного генератора і частотою сигналу ПФ ПВЧ (зовнішній вплив); - крутизна характеристики управління (управляючого елемента); - періодична управляюча дія; амплітуда управляючої дії; - нормована характеристика ФД; - період характеристики ФД; t - незалежна змінна (час). Ставиться задача знайти таке оптимальне управління з класу припустимих й оптимальний заздалегідь невідомий період із класу припустимих щоб досягався мінімум критерію якості: де - початкове значення фазової помилки і її похідних включно до порядку; - вихідні величини початкової різниці частот системи і її похідних включно до порядку; і - евклідовий простір розмірності відповідно m і s. При цьому необхідно врахувати обмеження на амплітуду управляючої дії типу "насичення": та обмеження періодичності характеристики ФД в часі по управляючій дії. Періодичність по різниці фаз може привести до обмеження в часі управляючої дії величиною періоду Т, яка є обернено пропорційною величиною похідної від різниці фаз - частоти: . Порівнюючи тривалість оптимальних перехідних процесів в ПФ ПВЧ з кільцем ФАП без ФНЧ і величину Т, що може обмежувати в часі управляючу дію, отримано залежність: Звідки слідує, що при не перевищенні початкової різниці фаз величини 2?, оптимальні режими перехідних процесів будуть закінчуватись раніше того часу Т, коли починають впливати обмеження обумовлені періодичністю управляючої напруги u(t) ФД по фазовій різниці .Для верифікації отриманих аналітичних і графічних досліджень оптимального за швидкодією ПФ ПВЧ з кільцем ФАП виконано експериментальну перевірку на розробленому та атестованому нами лабораторному стенді. По осі абсцис відкладено поточний час t (в секундах), по осі ординат: зліва для кривої ADTD1 (фазова різниця в значеннях одної одиниці 125/2048 мікросекунди); справа для кривої DAC (управляюча напруга u(t) в значеннях одної одиниці 5/65536 вольт). Проведені дослідження та оптимізація показали ефективність оптимального за швидкодією ПФ ПВЧ з кільцем ФАП (перехідний процес закінчується на 630 секунді). На першому етапі виконувалась перевірка точності формування опорного сигналу ПФ ПВЧ, що знаходиться в режимі захоплення (locked mode). Потім обчислювались значення максимального відхилення і девіації часових інтервалів відповідно стандартів МТІЕ і TDEV та порівнювались з відповідними нормами стандарту ETS 300 462-5-1 для Input wander (лінії шаблону МТІЕ і TDEV) (рис.7).Дисертаційна робота є вирішенням комплексу питань, що мають наукове та прикладне значення у вирішенні насущної технічної проблеми розробки та

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ