Р.Л. Смелянский - Компьютерные сети. Том 1. Системы передачи данных (1130069), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Рассмотрим, как это происходит. В подразд. 3.2.4 подробно рассматривались методы оцифровки аналоговых сигналов, т.е. преобразования аналоговых сигналов в цифровую'форму. Напомним только, что преобразование аналогового сигнала в цифровые и цифровых в'аналоговые осуществляет специальное устройство, называемое кодек (содег-г(есодег).
Имеется два оаювных метода преобразования аналогового сигнала в цифровую Форму и обратно. Это метод импульсно-кодовой модуляции (ИКММетод) и разностный метод дельта-модуляции. Напомним, что при ИКМ аналоговая линия сканируется в соответствии с теоремой Котельникова с удвоенной частотой старшей 203 гармоники, например в телефонных системах с частотой 8 000 Гц,,'::! Амплитуда аналогового сигнала в этом случае разбивается на опреде;:!!. ленное число уровней, и при каждом замере определяется не абсо...:,:! лютное значение сигнала, а его уровень. Номер этого уровня и пере-;, дается в виде двоичного кода.
Когда ИКМ начала развиваться, МСЭ не смогло сразу ввести;,», единый стандарт на применение этого метода в телефонии. В резуль тате появились два варианта стандарта: Е! — европейский и Т1, по'-':,",:,1 в лучивший распространение в США и Японии. Стандарт Е1 предполагает мультиплексирование 30 каналов. Каж,",!~ дая из 30 линий сканируется с частотой 8 000 Гц. Результаты каждого:!,. измерения представляют 8-битовое число. Это означает, что в мего;:,:;1 де ИКМ используются 256 уровней.
В стандарте Т! используют 7 бит,„л т.е. 128 уровней. Полученные 240 бит упаковывают в кадр. Кадр в стандарте Е1.:!~. содержит 32 канала по восемь разрядов и занимает 125 мкс. При этць1::;: 30 каналов используется для передачи данных, а два — для целеф,::::-" управления. Таким образом, стандарт Е1 обеспечивает скорость пере-:;-,з дачи 2,048 Мбит»»с и мультиплексирует 30 линий одновременно Стандарт Т1, структура которого показана на рис. 5.6, позволяет':-' мультиплексировать 24 линии, но в каждом канале под данные ис'-':,::,'; пользуется лишь семь разрядов и один разряд для целей управления„'; Кадр в стандарте Т1 содержит 193 бит и занимает те же 125 мкс, что', и в стандарте Е1, обеспечивая скорость передачи 1,544 Мбит(с. От!."::1 метим также, что в Е1 из 256 бит кадра 16 бит используются для' служебных целей, а в Т1 из 193 бит для служебных целей использу.'.:,, ются 24 бит, т.
е. Е1 экономичней. Так как аналоговый сигнал оцифрован, возникает искушений,. сжать передаваемые данные. Примером такого сжатия может служить) метод диффереициольиой импульсно-кодовой' модуляции, основан-,,, ного на том, что если разность между последовательными замерами;;;:;; сигнала не превосходит, например 8 уровней, в то время как соб-;::~. 193-битовый кадр (125 мкс) ственно значения этого сигнала колеблются в лиапазоне +64 единицы, то вместо 6 разрядов цифрового кода требуется всего 3 уровня.
ь(астпым случаем такого подхода является дельта-модуляция (см. подразд. 3.2.4), при котором предполагается, что соседние значения сигнала отличаются не более чем на +1 При передаче голоса этот метод работает неплохо. Другой метод сжатия данных основан на экстраполяции очередного значения сигнала на основе предыдущих значений. Это так называемый метод статистической импульсно-кодовой модуляции, в котором передается разница между предсказанием и фактическим значением сигнала.
Очевидно, что при этом на обоих концах канала должен использоваться один и тот же алгоритм предсказания. ТгзМ-мультиплексирование позволяет мультиплексировать уже мультиплексированные каналы. Так, согласно стандарту Т1 четыре канала уровня Т! можно объединить в один канал уровня Т2, затем шесть каналов уровня Т2 объединить в один канал уровня ТЗ и семь каналов уровня ТЗ вЂ” в один канал уровня Т4.
В результате на уровне Т4 максимальная скорость передачи будет равна 274,176 Мбит/с. Согласно стандарту Е1 группировать можно только четыре канала, однако в этом случае будет четыре уровня вложенности, а не три, как в стандарте Т1, поэтому скорость передачи составит на уровне Е1 2,048, на Е2 — 8,848, на ЕЗ вЂ” 34,304, на Е4 — 139,264„а на Е5— 565,148 Мбитус.
Технология мультиплексирования ЗОМЕТ Технология 80!х(ЕТ (Вупсйгопоцв Орйса( !х(ЕТ пот!г) была разрабогана американской компанией Вей Соге и стандартизована АМБ! для построения сетей передачи данных по оптическим линиям связи. Позднее МСЭ выпустил стандарт, совместимый с ВО)х!ЕТ и названный ЯЭН (Бупс)згопопз О18(га! Н!егагс)ту), который был опубликован в рекомендациях О.707, О.708, О,709. Этот стандарт был разработан в целях устранения разнобоя в передаче сигналов по оптоволоконным линиям в телефонии.
Такие линии применяются для создания высокоскоростных каналов между телефонными станциями уровней района и выше. На первых порах каждая телефонная компания устанавливала свои стандарты ТОМ-мультиплексирования по оптическим линиям связи. В настоящее время многие телефонные компании, в том числе и в России, на своих магистральных линиях используют стандарт ВОР!. Создание стандарта 5О!чЕТ преследовало четыре основные п.ели: ° обеспечить возможность использования разных физических сред в телефонной сети, что требовало проработки стандартов кодировки па физическом уровне, выбора длины волньп частоты, временных характеристик сигналов, структуры кадра; 205 * унифицировать американские, европейские и японские цифрое=;:~ вые системы, в которых используютсл каналы с пропускной способ -,":::::, ностью 64 Кбит/с с импульсно-кодовой модуляцией; ° обеспечить иерархическое мультиплексирование нескольких" !!! цифровых каналов (на сегодня его используют до уровня ТЗ, хотя,',,!-'.
стандарт определяет и уровень Т4): ~ определить правила функционирования, администрирования И'::,',, поддержки оптических каналов связи. С самого начала было принято решение использовать в стандар», '-':.~' те 80!ч'ЕТ ~радиционное ТРМ-мультиплексирование, где вся ши-' „.,:,' рина оптоволоконной линии используется под один канал, содер-'::~ жащий временные слоты подканалов.
Следовательно, КОМЕТ соз- -:,'!' давали как синхронную систему, в которой имеются главные часы,';.'! тактирующие ее работу с частотой !О ~ с с высокой степенью точ-:',,' ности. Биты на линии 80)»(ЕТ имеют строго выверенную длительность;,.'!.". контролируемую главными часами. Когда позднее для высокоско.:.,,'". ростного! ЯР)»( бьш предложен метод передачи, где кадры могли по-':::;" ступать через нерегулярные интервалы времени, то этот метод в"; противоположность БО)»(ЕТ был назван асинхронным, а сейчас оц:,::: известен как АТМ (см.
подразд. 5.4.9). Система передачи данных 8ОХ ЕТ состоит из коммутаторов, муль.-. ! типлексоров и повторителей, соединенных оптическими линиями::-: В терминологии 80)»)ЕТ сплошной фрагмент оптоволоконного ка-, беля между двумя устройствами называется секцией. Канал между::; двумя мультиплексорами (возможно с несколькими повторителямк',::; между ними) называется линией. Канал между двумя оконечными::; абонентами называется путем.
Кадр БО)»(ЕТ содержит 8!О байт и занимает 125 мкс. Стандарт'":"', 8ОЫЕТ допускает разные топологии каналов свлзи, но чаше это"., двунаправленное кольцо (поясним это при рассмотрении системы;";! ЕРР!). Так как система 80)ч'ЕТ синхронная, то кадры генерируютел;."( строго один за другим без перерывов вне зависимости от того, име-.': ются данные для передачи или пег. Скорость передачи 8 000 кадров!!о;-" как раз соответствует каналам с ИКМ-модуляцией, используемыы;:,: в цифровой телефонии.
Исходя из этого, нетрудно подсчитать, что;;: пропускная способность канала БАЕТ составляет 51,84 Мбит»»с. Для описания кадра 8О)»(ЕТ представим его 810 байт в виде ма»':!» трицы из 9 строк и 90 столбцов, как показано на рис. 5.7 [40). Каждый"'г элемент такой матрицы — один байт. Первые три элемента в каждой '. строке — это служебная информация, используемая для администри-::,~ рованил и управления передачей.
Первые три элемента первых трек--; строк образуют заголовок секции, а каждыс три первых элемента в:-,, следуюших шести строках — заголовок линии, Заголовки секций', генерируютсл и проверяются в на ~зле и в конце каждой секциИ-;- Аналогично»енерируются и проверяются заголовки на каждой линии;:;:; 206 Служебная информация ж о гз амт Заголовок секции у Заголовок щ Зрв нуги Заголовок Я линии Рис. 5.7. Устройство кадра КОМЕТ т! т! г! тз !'ис.
5.8. Мультиплексирование множественных потоков данных в системе КОМЕТ 207 Скорость передачи 8 000 кадров/с соответствует основному каналу, называемому Яупс!ггопоцз ТгапзрогГ %8па1-! (БТЯ-!). Оставшиеся в 87 столбцах и 9 строках 783 байт приходятся на данные пользователей, которые образуют так называемый ЯРЕ-конверт (пупс)ггопоцв Рау!оас1 Епуе!оре), содержащий как данные пользователя, так н служебную информацию, которая занимает 13 байт. ЯРЕ-конверт может начинаться с любого байта в оставшихся 9 х 87 байтах. Начало ЯРЕ-конверта указано в первых двух байтах третьей строки.
Учитывая, что в ЯО)9 ЕТ генерируется 8 000 кадров в секунду, получаем, что полезная пропускная способность составит Табл и ц а 5. 3.,:-Ь Основные данные об иерархии мультиплексирования в стандартах ВОЙДЕТ н 813Н Скорость, мбит/с БОнпт Оитиче- Электри- ческое Брутто Оптическое Пользователь скос ОС-1 51,84 БТБ-1 50,112 49,536 ОС-3 БТМ-1 155,52 150,336 148,608 БТБ-3 БТМ-3 466,56 ОС-9 445,824 451,008 ОС-12 5ТМ-4 622,08 601,344 БТБ-12 594,432 БТМ-6 БТ5-18 5Т8-24 ОС-18 933,12 902,016 891,648 1188,864 ОС-24 БТМ-8 ! 244,16 1 202,688 БТБ-36 ОС-36 БТМ-12 1 866,24 1 804,032 1783,296 БТ5-48 ОС-48 БТМ- 16 2 488,32 2 405,376 2 377,728 5. 1.7. Коммутация Третьим валеным компонентом телефонной сети являются теле-.-'.;,' фонные стаьгции, или, как их егце называют, узлы коммутациИ,'"; основу которых составляют коммутаторы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
