При часовому групоутвореннi в передавальній частині ЦСП здійснюється об'єднання компонентних цифрових потоків, що сформовані системами передачі більш низького порядку, у груповий (агрегатний) потік, а в приймальнiй частині здійснюється роз'єднання агрегатного потоку на компонентні.

Об'єднання (мультиплексування) цифрових потоків може  бути  синх-ронним або асинхронним. Якщо генератори ЦСП, що формують компонентні потоки, синхронізовані з генератором ЦСП, що формує агрегатний потік, то виконується синхронне об'єднання компонентних цифрових потоків. Якщо ж зазначена взаємна синхронізація відсутня, то здійснюється асинхронне об'єднання цифрових потоків. Мультиплексування компонентних потоків в агрегатний у принципі може бути побітовим (порозрядним), побайтовим (поканальним) і поцикловим (посистемним). На практиці використовується побітове об'єднання, що вимагає найменший обсяг пристрою  пам’яті (ПП).

У ЦСП синхронній цифровій ієрархії (SDH) потоки, якi поєднуються, синхронні, а в ЦСП ієрархії PDH – майже синхронні (тактові частоти компо-нентних систем за рахунок нестабільності генераторів незначно, але все-таки відрізняються один від одного).

Процес об'єднання як синхронних, так і асинхронних цифрових потоків передбачає запис компонентних потоків у пристрій пам’яті (ПП) блока спряження (БС), відведеного для кожного з потоків. Запис здійснюється з тактовою частотою компонентного потоку, а зчитування – з частотою, кратною тактовій частоті агрегатного потоку.

. Спрощена структурна схема устаткування об'єднання цифрових потоків наведена на рис. 2.1.

Рисунок 2.1

На рис. 2.2 зображено послiдовностi iмпульсiв запису (ЗП) і зчитування (СЧ). В принципі співвідношення між частотами запису () і зчитування ()   може бути як незмінною, так і змінною величиною. Якщо  (), то інтервал між імпульсами запису і зчитування  буде постійним, незмінним за часом.

 

Рисунок 2.2

 

Якщо ж частоти  і  розрізнюються між собою на постiйну величину (), то після кожного зчитування часовий інтервал  між моментами запису і зчитування змінюватиметься.

У випадку величина  зменшується від деякого максимального значення до нуля, а при черговому зчитуванні величина  знову виявляється максимальною. На рис. 2.3 наведено послідовності сигналів запису і зчитування (для конкретності прийнято , вiдповiдно ).

 

 

Рисунок 2.3

 

Оскільки частота імпульсів зчитування  перевищує частоту імпульсів запису, то ПП «спустошується» до моменту =0, тобто деякі імпульси зчитування виявляються зайвими і їх необхідно вилучити, інакше будуть зчитанi «нулі» і передані як інформаційні, що реально відсутні у загальному інформаційному потоці. Часові позиції, що звільнилися (позитивнi часовi зміщення), можна використовувати для передачі службової інформації. На приймальній стороні службові сигнали виділяються за ознакою сталості їхньої частоти проходження.

У випадку  часовий інтервал між моментами запису і зчитування збільшується до деякого максимального значення, а при черговому зчитуванні він виявляється мінімальним. На рис. 2.4 наведено послідовності сигналів запису і зчитування для випадку , вiдповiдно .

 

 

Рисунок 2.4

 

Оскільки при  ПП переповнюється, то виникають моменти, якi характеризуються двома інформаційними імпульсами, що приходяться на один імпульс зчитування. Для забезпечення нормального процесу об'єднання потоків необхідно в потік імпульсів зчитування вводити додаткові імпульси (негативнi часовi зміщення). Сталість частоти проходження часових зміщень дозволяє правильно відновлювати інформаційні сигнали, передані в моменти виникнення негативних часових зміщень.

Частота часових зміщень у зчитаної послідовності імпульсів залежить від співвідношення частот запису і зчитування. Чим більшою мірою вони вiдрізняються, тим частіше формуються часові зміщення. Кількість інформаційних символів (R) між сусідніми часовими зміщеннями визначається співвідношенням

 

,

 

де  – ціла частина а з надлишком.

 

Перiод появлення часових зміщень () визначається співвідношенням

 

,

 

а частота їх виникнення () – співвідношенням

 

.

 

Так, для наведених на рис. 2.3 і рис. 2.4 послiдовностей з позитивними i негативними часовими зміщеннями, значення R,  і  відповідно дорівнюють

 

 

 

для позитивних часових зміщень (рис. 2.3) i

 

 

для негативних часових зміщень (рис. 2.4).

Таким чином, при об’єднаннi синхронних цифрових потокiв співвідношення мiж частотами запису i зчитування незмiннi. Завдяки цьому при об’єднаннi розглядуваних потоків часовi зміщення формуются через визначену i суворо постiйну кількість інформацiйних імпульсiв (R = const). Частота i перiодичнiсть появлення часових зміщень також незмiнні (= const; = const).

Потоки, у яких часові зміщення (стафінги) формуються чітко через визначену і незмінну кількість інформаційних імпульсів, є однорідними.

 

2.3 Об'єднання асинхронних цифрових потоків

 

Цифрові потоки плезіосинхронної ієрархії не синхронні. Тому у реальних умовах відношення  змінюється за рахунок нестабільності частот запису i зчитування. У результаті чітко періодичність появи часових зміщень порушується – виникають неоднорідності, що призводять до того, що кількість інформаційних імпульсів між сусідніми часовими зміщеннями не постійна. Тому  значенням  визначається дробове число. Ці неоднорідності з'являються з періодичністю, що визначається співвідношенням

,

де L – кількість часових зміщень, що складають цикл неоднорідностей;

n – кількість неоднорідностей у цьому циклі.

Знак вказує напрямок зміни часового інтервалу між часовими зміщеннями. Пози-тивний знак вказує на збільшення, а негативний – на зменшення цього інтервалу. Такі потоки є неоднорідними. На рис. 2.5 наведено послідовності імпульсів запису і зчитування для двох варіантів співвідношення мiж частотами запису і зчитування :  і вiдповiдно.

Рисунок 2.5

 

З рис. 2.5,а видно ,  що  за    величина  імпульсу, а . Отже, між сусідніми часовими зміщеннями R=3 імпульси, цикл неоднорідностей L=4, включаючи одну неоднорідність у циклі (n=1). Негативний знак вказує на зменшення інтервалу між сусідніми часовими зміщеннями під час виникнення неоднорідністі. У розглянутому прикладі значення R змінюється вiд 3-х до 2-х.

За  значення , а .

Цьому відповідає потік, зображений на рис. 2.5,б, у якому між сусідніми часовими зміщеннями кількість інформаційних імпульсів R=7, цикл виникнення неоднорідностей L=2, включаючи одну неоднорідність у циклі. Значення R змінюється від 7-ми до 6-ти.

Отже, положення часових зміщень і кількість неоднорідностей змінюється під час зміни співвідношень між частотами запису і зчитування. Якщо  на  рис. 2.5,  а  при заданому  співвідношенні  мiж  частотами запису     і  зчитування  виникає  одна неоднорідність, то за інших співвідношеннях цих  частот  з'являється  інша  кількість  неоднорідностей.  Наприклад,    за         величина    ,   а .

Отримані результати вказують на те, що в циклі неоднорiдностей L=5 міститься  n=2 неоднорідності, значення R змінюється від 3-х до 2-х.

Слід зазначити, що в реальних умовах співвідношення між частотами запису і зчитування змінюється у невеликих межах. Разом з тим очевидно, що змiщення положення часових зсувiв у послідовності імпульсів необхідно компенсувати, щоб забезпечити передачу службової інформації на визначених і незмінних часових позиціях. Зазначена компенсація можлива або виключенням на передавальній стороні «зайвих» імпульсів зчитування інформаційних символів із ЗП (за ), або їхнім додаванням (за ). У результаті відбувається узгодження швидкості компонентного потоку зі швидкістю агрегатного в перерахунку на один компонентний потік. Iнформування приймальної сторони про всі операції (виключення – додавання імпульсів зчитування) здійснюється передачею команд узгодження швидкостей (КУШ). Крім того, в асинхронних системах для циклової синхронізації приймального устаткування агрегатної системи в складі службових сигналів передаються синхросигнали. Прийнятий агрегатний потік розділяється на компонентні, кожен з яких записується у «свiй» ЗП тактами агрегатної системи з перерахунком на компонентну, а зчитування здійснюється тактами компонентної системи.

У європейському варіанті плезіосинхронної цифрової ієрархії (PDH) значення кратності частоти зчитування дорівнює чотирьом, тобто , де  − тактова частота групового (агрегатного) потоку. Так, наприклад, при об'єднанні 4-х первинних потоків (Е1) у вторинний (Е2) частота запису кожного з потоків Е1 складає значення кГц, а частота зчитування кожного з цих потоків  кГц. Перевищення частоти зчитування над частотою запису дає можливість передавати в агрегатному потоці службову інформацію, що необхідна для забезпечення нормальної роботи агрегатної системи. Таким чином, , де , а  − частота (швидкість) передачі службових сигналів у розрахунку на один компонентний потiк. Наприклад, у ЦСП ІКМ-120 для кожної компонентної системи (ІКМ-30) частота запису кГц, а частота зчитування кГц. Тому частота передачі службових сигналів кГц у розрахунку на один компонентний потік. В агрегатному потоці частота передачi службових сигналів у чотири рази вище: кГц, а швидкiсть передачi агрегатного потоку складає В=4·2048+256=8448 кбіт/c.

Слід підкреслити, що номінальна частота зчитування при об'єднанні асинхронних цифрових потоків завжди вибирається вище частоти запису. Часові зміщення, що з'являються за рахунок різниці номінальної частоти зчитування і частоти запису, є нормованими, тому вони не потребують передачі інформації про їхню наявність. Часовi зміщення, якi порушують нормоване спiввiдношення частоти запису і номінальної частоти зчитування, сприймаються як неоднорiдностi i усуваються, про що інформує приймальна сторона.