Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (PDF) (1130118), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Если сигнал изменяется быстрее, чем позволяет метод, информация теряется.NataHaus.RUКогда CCITT наконец достигло соглашения, было решено, что отводить8000 бит/с на сигнальную информацию — это слишком много. В результате появился еще один стандарт канала со скоростью 1,544 Мбит/с, в котором аналоговый сигнал представлялся не семью, а восемью битами, то есть 256 дискретнымиуровнями вместо 128. Таким образом, существуют два несовместимых между собой варианта. В первом из них, CCS (common channel signaling — сигнализацияпо общему каналу), дополнительный бит, добавляемый не в начало 193-битовогокадра, а в его конец, принимает последовательность значений 10101010...
в нечетных кадрах, тогда как в четных используется для сигнальной информации,относящейся ко всем каналам.Во втором варианте, CAS (Channel Associated Signaling — сигнализация, ассоциированная с каналом), у каждого канала имеется свой сигнальный подканал,на который выделяется один бит из 8 в каждом шестом кадре. Таким образом,пять из шести отсчетов являются 8-битовыми, а каждый шестой отсчет содержит7 бит данных. Комитет CCITT также принял рекомендацию на применение носителя Е1 с кодово-импульсной модуляцией со скоростью 2,048 Мбит/с.
Этот носитель содержит 32 8-битовых отсчета, упаковываемых в основной кадр — 125 мкс.30 каналов используются для передачи данных, два являются сигнальными. Каждая группа из четырех кадров содержит 64 сигнальных бита, половина которыхиспользуется для сигнализации, ассоциированной с каналом, а другая половинаиспользуется для синхронизации кадров или резервируется для различных нуждв разных странах. Стандарт 2,048 Мбит/с используется за пределами СевернойАмерики и Японии вместо Т1.177\Последовательные отсчетывсегда различаются на ±1Сигнал изменилсяслишком быстро,и кодирующаясистема не успевает/за ним15SX|юI610 11111Интервалдискретизации1100 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 4Время•Посылаемыйпоток битРис.
2.30. Дельта-модуляция178Глава 2. Физический уровеньКоммутируемая телефонная сеть общего пользованияБолее сложным вариантом дифференциальной кодово-импульсной модуляции является предсказание следующего значения сигнала по нескольким предыдущим отсчетам.
При этом кодируется только разница между реальным и предсказанным сигналом. Приемник и передатчик должны использовать, конечно же, одини тот же алгоритм предсказания. Серия подобных методов называется кодированием с предсказанием. Они полезны тем, что позволяют уменьшить размер чисел, которые нужно кодировать, а следовательно, количество передаваемых бит.Носители Т1 могут объединяться для передачи по каналам более высокогоуровня при помощи мультиплексирования с разделением времени. На рис. 2.31показано, как это может быть сделано. Слева мы видим четыре канала Т1, объединяемых в один канал Т2. Мультиплексирование в канале Т2 и каналах болеевысоких порядков выполняется побитно, а не побайтно, причем 24 голосовыхканала составляют один кадр Т1.
Четыре потока Т1 по 1,544 Мбит/с образуют6,176 Мбит/с, однако реально в канале Т2 используется скорость передачи, равная 6,312 Мбит/с. Дополнительные биты используются для синхронизации кадров и восстановления в случае сбоя носителя. Т1 и ТЗ активно используютсярядовыми пользователями, тогда как Т2 и Т4 можно найти только внутри телефонной системы, поэтому они не столь известны.4 Т1 на входе6 Т2 на входеПосле раздела в 1984 года корпорации AT&T местным телефонным компаниямпришлось подключаться к разным междугородным линиям с различными оптическими системами TDM. Появилась очевидная потребность в стандартизации.В 1985 году исследовательское подразделение региональных телефонных компаний Bellcore начало разработку стандарта SONET (Synchronous Optical Network — синхронная оптическая сеть).
Позднее к этой работе подключился комитет CCITT, что привело к созданию в 1989 году стандарта SONET, а также наборапараллельных рекомендаций CCITT (G.707, G708 и G709). РекомендацииCCITT, получившие название SDH (Synchronous Digital Hierarchy - синхроннаяцифровая иерархия), отличаются от стандарта SONET небольшими деталями.Практически все телефонные линии дальней связи в США и во многих другихстранах 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 различных носителях. Для достижения этой цели потребовалось определить общийстандарт, описывающий длины волн, синхронизацию, структуру кадра и другиевопросы.Во-вторых, требовалось средство объединения цифровых систем США, Европы и Японии, построенных на 64-килобитных каналах с кодово-импульсной модуляцией, но использующих эти каналы различными (и не совместимыми друг сдругом) способами.В-третьих, SONET должен был предоставить способ объединения несколькихцифровых каналов. Во время разработки системы SONET наиболее быстрымшироко используемым в США носителем был ТЗ со скоростью 44,736 Мбит/с.Стандарт Т4 уже был описан, но мало использовался, а стандарта выше Т4 определено не было. Одной из задач SONET было продолжить иерархию до скоростей, измеряющихся в гигабитах в секунду.
Также нужен был стандартный способ объединения нескольких медленных каналов в один канал SONET.В-четвертых, SONET должен был обеспечить поддержку операций, администрирования и обслуживания (ОАМ, Operation, Administration, Maintenance). Предыдущие системы справлялись с этой задачей не слишком хорошо.Вначале было решено реализовать SONET на основе традиционной системымультиплексирования с разделением времени, при этом вся пропускная способность оптоволоконного кабеля выделялась одному каналу, который разбивалсяна интервалы времени, выделяемые подканалам. SONET как таковая являетсясинхронной системой. Интервалы между посылаемыми битами управляются таймером с точностью 10~9.
Биты отсылаются в линию также в строго определенныемоменты времени, контролируемые главным таймером. Когда впоследствии была предложена коммутация ячеек в качестве основы ATM, тот факт, что такаясистема допускала произвольные интервалы между ячейками, сказался на названии асинхронного режима передачи (ATM, Asynchronous Transfer Mode), как быв противоположность синхронному принципу функционирования сети SONET.В последней отправитель и получатель привязаны к общему таймеру, в ATM такого нет.NataHaus.RU7 ТЗ на входе6:11,544 Мбит/с6,312 Мбит/с44,736 Мбит/с274,176 Мбит/сТ1Т2ТЗТ4Рис. 2 .
3 1 . Мультиплексирование потоков Т1 на носителях высших порядковНа следующем уровне семь каналов Т2 объединяются побитно в канал ТЗ.Затем шесть потоков ТЗ формируют поток Т4. На каждом этапе добавляется небольшое количество избыточной информации для синхронизации кадров.Между США и остальным миром нет почти никаких договоренностей по поводу основного носителя, а также о том, каким образом они должны мультиплексироваться в каналы более высоких уровней. Используемый в США способ объединения по 4, 7 и 6 каналов не побудил другие страны сделать то же самое,поэтому стандарт CCITT предписывает объединять каналы по четыре на каждомуровне.
Кроме того, различается и служебная информация. Стандарты CCITTописывают иерархию для 32, 128, 512, 2048 и 8192 каналов, передаваемых наскоростях 2,048, 8,848, 34,304, 139,264 и 565,148 Мбит/с.SONET/SDHКогда оптоволоконная связь только появилась, у каждой телефонной компаниибыла своя собственная система мультиплексирования с разделением времени.179180Коммутируемая телефонная сеть общего пользованияГлава 2.
Физический уровеньОбычный кадр SONET представляет собой блок из 810 байт, выдаваемых каждые 125 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 частотедискретизации каналов РСМ, используемых в телефонии.Проще всего описать кадр SONET из 810 байт в виде прямоугольника из 9 рядов по 90 колонок. Тогда очевидно, что 8 • 810 = 6480 бит передаются 8000 раз всекунду, что дает скорость передачи 51,84 Мбит/с. Это основной канал SONET,называющийся STS-1 (Synchronous Transport Signal — синхронный транспортный сигнал).
Все магистрали SONET кратны STS-1.Первые три колонки каждого кадра зарезервированы под системную управляющую информацию, как показано на рис. 2.32. Первые три ряда содержат заголовок раздела, следующие шесть рядов — заголовок линии. Заголовок секциигенерируется и проверяется в начале и конце каждого раздела, тогда как заголовок линии генерируется и проверяется в начале и конце каждой линии.3 колонкина заголовок37 колонок—и иf~i?l::::::::::::::::::::s•эядов •{••- 1 i | "" ~- -~iL'~r" . ~~НШРД'ИШ•ЗаголовоксекцииЗаголовоклинии•В оставшихся 87 столбцах содержатся данные пользователя. Они передаютсясо скоростью 87 • 9 • 8 • 8000 = 50,112 Мбит/с. Однако на самом деле данныепользователя, называемые синхронным полезным пакетом, SPE (Synchronous Payload Envelope), не всегда начинаются с первой строки и четвертой колонки.
SPEможет начинаться где угодно в пределах кадра. А указатель на его первый байтхранится в первой строке заголовка линии. Первой колонкой SPE является заголовок пути (то есть заголовок для сквозного протокола подуровня).Возможность начинать SPE в любом месте кадра SONET и даже занимать соседние два кадра, как показано на рис. 2.32, придает системе дополнительнуюгибкость. Например, если данные пользователя прибывают на источник, в то время как пустой кадр SONET уже передается, то они могут быть вставлены в текущий кадр, а не ждать начала следующего кадра.Иерархическая система мультиплексирования SONET показана в табл.
2.4.Определены скорости для синхронных транспортных сигналов от STS-1 доSTS-192. Оптический носитель (ОС, Optical Carrier), соответствующий га-мусинхронному транспортному сигналу (STS-и), называется ОС-га и совпадает сSTS-n с точностью до бита, с той разницей, что для синхронизации требуется некоторая перестановка битов. Названия SDH отличаются — они начинаются с ОС-3,так как системы на основе рекомендаций CCITT не имеют стандартизованнойскорости 51,84 Мбит/с. Носитель ОС-9 присутствует в таблице, поскольку ондовольно близко соответствует стандарту высокоскоростных магистралей передачи данных, принятому в Японии.
ОС-18 и ОС-36 также применяются в Японии. В общую скорость потоков данных включены все управляющие сигналы.В скорость передачи полезной нагрузки SPE не входят заголовки линий и разделов. В скорость передачи данных пользователя включаются только 86 полезныхколонок кадра.NataHaus.RUКадрi> SONET(125 мкс)k„... „ „ -f.181а . „ X . 4 - ••*•:•;•: ••»: >•ЗаголовокпутиКадрSONET(125 мкс)ДанныепользователяРис. 2.32.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
