¿Qué es Tecnología de sincronización?

Una técnica para hacer que dos señales sean consistentes en frecuencia y fase. En comunicaciones digitales, redes informáticas y telemetría digital y control remoto, se refiere a la tecnología que extrae señales de sincronización de las señales recibidas, de modo que el extremo receptor y el extremo emisor estén sincronizados para lograr sincronización de bits, sincronización de grupo, sincronización de portadora, o sincronización de red. La unidad básica de una señal digital es un símbolo (bit).

Varios elementos de código forman una palabra de código, y la palabra de código es la unidad básica de información de carga útil. Varias palabras de código forman una oración. Varias frases forman un marco. Las oraciones y los marcos pueden expresar información más compleja.

En el extremo receptor, para comprender correctamente la información enviada por el extremo emisor, es necesario extraer la señal de sincronización de la señal recibida para determinar los tiempos de inicio y finalización de los bits, palabras, frases y tramas. Para garantizar que el extremo receptor y el extremo emisor puedan funcionar al unísono, el extremo emisor envía pulsos de sincronización al mismo tiempo cuando envía datos.

Después de recibir este pulso de sincronización, el extremo receptor lo usa como referencia de tiempo. Se puede utilizar una frecuencia portadora independiente para transmitir señales de sincronización, o se puede compartir una frecuencia portadora con la transmisión de información. La señal de sincronización puede adoptar un pulso de alto nivel, un pulso ancho, un par de pulsos o un grupo de códigos de pulsos para distinguirlo de la señal normal.

Este método de sincronización se denomina método de sincronización externa. Las personas también pueden usar la información de sincronización de bits contenida en la señal digital para extraer la información de sincronización de bits en el extremo receptor utilizando tecnología de bloqueo de fase.

Este método de sincronización se llama sincronización interna o auto-sincronización. En los sistemas de comunicación digital, la sincronización de palabras, la sincronización de frases y la sincronización de tramas se denominan colectivamente sincronización de grupo.

Según la función de sincronización, existen cuatro tipos de métodos de sincronización: sincronización de bits, sincronización de grupo, sincronización de portadora y sincronización de red. Cada tipo de método de sincronización tiene varios métodos de implementación (ver figura).

Sincronización de bits: la sincronización debits es el método de sincronización más básico en la comunicación digital. Para realizar la demodulación y la detección correctamente, el extremo receptor debe extraer la información de sincronización de bits que marca el inicio y el final del símbolo de la señal recibida y generar una secuencia de pulsos de tiempo con la misma frecuencia y fase de repetición que el símbolo de la señal recibida. Este proceso se denomina sincronización de símbolos o sincronización de bits.

Hay dos tipos de métodos para lograr la sincronización de bits: sincronización interna y sincronización externa. Método de sincronización interna: el transmisor no necesita enviar específicamente información de sincronización de bits al receptor, y el receptor extrae directamente la señal de sincronización de la señal recibida.

Los métodos de sincronización interna comúnmente utilizados incluyen el método de filtro, el método de bloqueo de fase digital y el método de bloqueo de fase analógica. Método de sincronización externa: el remitente envía específicamente información de sincronización de bits al receptor.

Los métodos de sincronización externa comúnmente utilizados incluyen el método de modulación dual y el método de frecuencia piloto de bits insertados. Hay un método de inserción en el dominio de la frecuencia y un método de inserción en el dominio del tiempo en el método de inserción de la frecuencia piloto de bits.

Sincronización de grupo:en los sistemas de comunicación digital, varios bits de símbolos a menudo se forman en una palabra de acuerdo con una determinada estructura de datos, varias palabras se forman en una oración y varias oraciones se forman en un marco.

Para identificar estas palabras, oraciones y marcos, el extremo receptor debe extraer la información que marca el comienzo y el final de las palabras, oraciones y marcos de la señal recibida.

Este tipo de sincronización se denomina sincronización de palabras, sincronización de oraciones y marco. sincronización. Debido a que las palabras, oraciones y cuadros se componen de diferentes números de grupos de símbolos, la sincronización de palabras, la sincronización de oraciones y la sincronización de cuadros se denominan colectivamente sincronización de grupo.

También hay dos tipos de métodos para lograr la sincronización de grupos: sincronización interna y sincronización externa. Método de sincronización interna: Codifique la información a transmitir, de modo que tenga la capacidad de agruparse para realizar la sincronización grupal.

Método de sincronización externa: inserte un código de sincronización de grupo especial en el flujo de datos como la marca de inicio de cada grupo de información, y el extremo receptor puede realizar la sincronización de grupo después de reconocer este código especial. El código de sincronización de grupo debe tener una función de autocorrelación nítida para facilitar la identificación y reducir las señales de sincronización faltantes y falsas.

El análisis teórico de los códigos pseudoaleatorios muestra que la secuencia de Barker, la secuencia L y la secuencia m tienen todas esta propiedad, y se utilizan comúnmente como códigos de sincronización de grupo. El mejor código de sincronización se utiliza a menudo como código de sincronización de grupo en los sistemas de telemetría.

Sincronización de portadoraCuando se utiliza la demodulación coherente en la comunicación digital, el extremo receptor debe tener una portadora coherente, que debe estar sincronizada con la portadora modulada en la señal recibida (misma frecuencia y fase).

El extremo receptor extrae información de portadora coherente de la señal recibida, lo que se denomina sincronización de portadora. Hay dos tipos de métodos para lograr la sincronización de portadora: método de extracción directa y método piloto de inserción.

Método de extracción directa: el transmisor no transmite específicamente la información de la portadora al receptor, y el receptor extrae directamente la información de la portadora de la señal modulada recibida. El método de extracción directa es adecuado para sistemas AM de banda lateral doble, sistemas AM de banda lateral vestigial y sistemas de modulación de fase multifase de dos fases que suprimen la portadora.

Método de inserción de frecuencia piloto: el extremo transmisor envía la señal portadora o piloto relacionada mientras envía la información. Hay un método de inserción de dominio de frecuencia y un método de inserción de dominio de tiempo en el método de inserción de frecuencia piloto.

Sincronización de red:para dividir y fusionar la red de comunicación digital y la red informática, cada estación debe ajustar la velocidad y la fase del código de señal enviado desde cada dirección para que sean consistentes.

Este proceso de ajuste se denomina sincronización de red. Hay cuatro formas de lograr la sincronización de la red: método de sincronización maestro-esclavo, método de sincronización mutua, método de pulso enchufable y método de reloj independiente.

Método de sincronización maestro-esclavo: se configura una estación maestra en la red, equipada con un reloj altamente estable. Genera una frecuencia estándar y la transmite a cada estación esclava, de modo que toda la red obedezca a este reloj maestro y logre el objetivo de frecuencia uniforme en toda la red.

La ventaja del método de sincronización maestro-esclavo es que el equipo de la estación esclava es relativamente simple, económico y el rendimiento es mejor.Se usa ampliamente en redes de comunicación digital. La desventaja del método de sincronización maestro-esclavo es que cuando falla la estación maestra, cada estación esclava perderá un estándar de tiempo unificado y no podrá funcionar, lo que provocará la interrupción de toda la comunicación de la red.

Método de sincronización mutua: cada estación de la red tiene su propio reloj, que se conecta entre sí y se influye entre sí, y finalmente se ajusta a la misma frecuencia de red. El método de sincronización mutua puede superar las deficiencias del método de sincronización maestro-esclavo que se basa en el reloj maestro.

Mejora la confiabilidad de la comunicación. Su desventaja es que no es fácil de ajustar y, a veces, puede provocar una autoexcitación de la red. Este método es adecuado para áreas de red donde los sitios están relativamente concentrados y redes de comunicación digital que están en desarrollo.

Método de pulso de entrada: cada estación utiliza relojes altamente estables, sus frecuencias son muy cercanas (no exactamente iguales) y la frecuencia del reloj de cada estación es ligeramente más alta que la tasa del código de señal de entrada, y se puede lograr la sincronización de la red. mediante el uso de la tecnología de pulso. Se ha aplicado este método. Método de reloj independiente: Cada estación tiene su propio reloj, y su precisión y estabilidad son muy altas.

La tasa de señal de cada estación es cercana a la misma, es decir, se puede lograr la sincronización de la red. La ventaja de este método es que cada estación tiene un reloj independiente y el aumento y la disminución de estaciones es muy flexible. La desventaja es que cada estación debe estar equipada con un reloj de alta estabilidad.