Э. Таненбаум, Д. Уэзеролл - Компьютерные сети (1114668), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Эта схема — одна из форм сигнализации, ассоциированной с каналом, потому что у каждого канала есть свой собственный сигнальныйподканал. В одном из способов младший значащий бит из 8-битового образца на каждом канале используется в каждом шестом кадре. Этот вариант красочно называетсясигнализация с ограблением бита. Идея состоит в том, что несколько украденныхбитов не будут иметь значения для голосовых вызовов. Никто не услышит различия.Для данных, однако, ситуация другая. Отправка неправильных битов, по меньшеймере, бесполезна. Если используются более старые версии T1, только 7 из 8 битов,или 56 Кбит/с, могут использоваться в каждом из этих 24 каналов.
Вместо этогоболее новые версии T1 обеспечивают чистые каналы, в которых все биты могут использоваться, чтобы послать данные. Чистые каналы — то, что хотят фирмы, которыеарендуют линию T1, когда они посылают данные через телефонную сеть вместо голосовых отсчетов. Сигнализация для любых голосовых вызовов тогда обработана внеполосы, то есть в отдельном от данных канале. Часто сигнализация сделана с общимсигнализирующим каналом, в котором есть совместно используемый сигнальныйканал.
Один из 24 каналов может использоваться с этой целью.Вне Северной Америки и Японии вместо T1 используется 2048 Мбит/с канал E1.У этого канала есть 32 8-битовых образца данных, упакованные в основные 125 мкскадры. Тридцать из каналов используются для информации и до двух используютсядля сигнализации. Каждая группа из четырех кадров обеспечивает 64 сигнальныхбита, половина которых используются для того, чтобы сигнализировать (или связаныс каналом, или общий канал), и половина используются для синхронизации кадра илизарезервированы для каждой страны для использования по желанию.Мультиплексирование с разделением времени позволяет нескольким каналам T1быть мультиплексированными в каналы высшего порядка.
Рисунок 2.34 показывает,как это может быть сделано. Слева мы видим четыре канала T1, объединяемых в одинканал Т2. Мультиплексирование в канале Т2 и каналах более высоких порядков выполняется побитно, а не побайтно, причем 24 голосовых канала составляют одинкадр T1. Четыре потока T1 по 1,544 Мбит/с образуют 6,176 Мбит/с, однако реально2.6. Коммутируемая телефонная сеть общего пользования 177в канале Т2 используется скорость передачи, равная 6,312 Мбит/с. Дополнительныебиты используются для синхронизации кадров и восстановления в случае сбоя канала.T1 и T3 активно используются рядовыми пользователями, тогда как T2 и T4 можнонайти только внутри телефонной системы, поэтому они не столь известны.Рис. 2.34.
Мультиплексирование потоков T1 на каналах высших порядковНа следующем уровне семь каналов Т2 объединяются побитно в канал Т3. Затемшесть потоков Т3 формируют поток Т4. На каждом этапе добавляется небольшоеколичество избыточной информации для синхронизации кадров.Между США и остальным миром нет почти никаких договоренностей по поводуосновного канала, а также о том, каким образом они должны мультиплексироватьсяв каналы более высоких уровней. Американская схема объединения по 4, 7 и 6 не затрагивает остальных, и, например, стандарты ITU предполагают мультиплексирование почетыре потока в один поток на каждом уровне. Кроме того, данные о структурированиии восстановлении отличаются в США и в стандартах ITU.
Иерархия ITU объединяетпо 32, 128, 512, 2048 и 8192 канала, соответственно работающих на скоростях 2,048,8,848, 34,304, 139,264 и 565,148 Мбит/с.SONET/SDHКогда оптоволоконная связь только появилась, у каждой телефонной компании быласвоя собственная система мультиплексирования с разделением времени. После разделав 1984 году корпорации AT��������������������������������������������������������������������������������������������������&�����������������������������������������������T����������������������������������������������местным телефонным компаниям пришлось подключаться к различным междугородным линиям с различными оптическими системамиTDM������������������������������������������������������������������������������.
Появилась очевидная потребность в стандартизации. В 1985 году исследовательское подразделение региональных телефонных компаний Bellcore начало разработкустандарта SONET (Synchronous Optical Network — синхронная оптическая сеть).Позднее к этой работе подключился ITU���������������������������������������������������������������������������������������, что привело в 1989 году к созданию стандарта SONET, а также набора параллельных рекомендаций ITU (G.707, G708 и G709).Рекомендации ITU, получившие название SDH (Synchronous Digital Hierarchy —синхронная цифровая иерархия), отличаются от стандарта SONET небольшимидеталями.
Практически все телефонные линии дальней связи в США и во многихдругих странах сегодня используют SONET на физическом уровне. Дополнительнуюинформацию см. в книгах (Bellamy, 2000; Goralsky, 2000; Shepard, 2001).При разработке системы SONET ставились четыре главные цели. Во-первых,SONET должен был обеспечивать объединение сетей, построенных на различных178 Глава 2. Физический уровеньносителях. Для достижения этой цели потребовалось определить общий стандарт,описывающий длины волн, синхронизацию, структуру кадра и другие вопросы.Во-вторых, требовалось средство объединения цифровых систем США, Европы и Японии, построенных на 64 Кбит/с каналах с импульсно-кодовой модуляцией,но использующих эти каналы различными (и не совместимыми друг с другом) способами.В-третьих, SONET должен был предоставить способ объединения несколькихцифровых каналов.
Во время разработки системы SONET наиболее быстрым широкоиспользуемым в США каналом был T3 со скоростью 44,736 Мбит/с. Стандарт Т4 ужебыл описан, но мало использовался, а стандарта выше Т4 определено не было. Однойиз задач SONET было продолжить иерархию до скоростей, измеряющихся в гигабитахв секунду.
Также нужен был стандартный способ объединения нескольких медленныхканалов в один канал SONET.В-четвертых, SONET должен был обеспечить поддержку операций, администрирования и обслуживания (OAM, Operation, Administration, Maintenance). Предыдущиесистемы справлялись с этой задачей не слишком хорошо.Вначале было решено реализовать SONET на основе традиционной системымультиплексирования с разделением времени, при этом вся пропускная способностьоптоволоконного кабеля выделялась одному каналу, который разбивался на интервалывремени, выделяемые подканалам.
SONET как таковая является синхронной системой.Интервалы между посылаемыми битами управляются таймером с точностью 10–9.Биты отсылаются в линию также в строго определенные моменты времени, контролируемые главным таймером.Обычный кадр SONET представляет собой блок из 810 байт, выдаваемых каждые125 мкс. Поскольку SONET является синхронной системой, кадры выдаются независимо от наличия какой-либо полезной информации, которую необходимо переслать.Скорость 8000 кадров в секунду очень точно соответствует частоте дискретизацииканалов PCM, используемых в телефонии.Проще всего описать кадр SONET из 810 байт в виде прямоугольника из 9 рядовпо 90 колонок. Тогда очевидно, что 8 × 810 = 6480 бит передаются 8000 раз в секунду,что дает скорость передачи 51,84 Мбит/с. Это основной канал SONET, называющийся STS-1 (Synchronous Transport Signal — синхронный транспортный сигнал).
Всемагистрали SONET кратны STS-1.Первые три колонки каждого кадра зарезервированы под системную управляющуюинформацию, как показано на рис. 2.35. Первые три ряда содержат заголовок раздела,следующие шесть рядов — заголовок линии. Заголовок секции генерируется и проверяется в начале и конце каждого раздела, тогда как заголовок линии генерируетсяи проверяется в начале и конце каждой линии.Передатчик SONET посылает соседние кадры по 810 байт без межкадровых промежутков, даже если данных для передачи нет (в этом случае посылаются фиктивныебайты). С точки зрения приемника это выглядит как бесконечный битовый поток.Как же он узнает, где находится граница каждого кадра? Дело в том, что первыедва байта кадра содержат фиксированную последовательность, которую приемники старается найти.
Если в большом количестве последовательно принятых кадровобнаруживается одна и та же комбинация нулей и единиц, то логично предположить,2.6. Коммутируемая телефонная сеть общего пользования 179что это граница кадра и приемник считает себя синхронизированным с передатчиком.Теоретически пользователь может регулярно вставлять служебную последовательность в поток, но на практике это не может сбить с толку приемник, так как данные,отправляемые несколькими пользователями, подвергаются уплотнению и по другимпричинам.Рис. 2.35.
Два соседних кадра системы SONETВ оставшихся 87 столбцах содержатся данные пользователя. Они передаются соскоростью 87 × 9 × 8 × 8000 = 50,112 Мбит/с. Эти данные могут быть и голосовыми отсчетами, которые T1 и другие каналы берут целиком, и пакетами. SONET — это простоудобный контейнер для транспортировки битов. На самом деле данные пользователя,называемые синхронным полезным пакетом, SPE (Synchronous Payload Envelope),не всегда начинаются с первой строки и четвертой колонки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
