Вы нашли то, что искали?
Главная Разделы

Добавить страницу в закладки ->

4. Передача 'пользователь-сеть'. Цифровые интегральные сети связи

Цифровые интегральные сети связи

4. Передача 'пользователь-сеть'

4.1. Краткий обзор

4.1.1. Структура пользовательской информации

4.1.2. Структура контрольной информации

4.1.3. Организация циклов битовых потоков

4.2. Кабель основного абонентского доступа

4.2.1. Конфигурация "точка – точка"

4.2.2. Конфигурация "точка – многоточка" (пассивная шина)

4.2.3. Структура цикла

4.2.4. Линейный код

4.2.5. Мониторинг D – канала

4.2.6. Обнаружение столкновений (коллизий) и спорные решения

4.2.7. Механизм приоритета

4.2.8. Подача питания

4.3. Цифровая абонентская линия основного доступа

4.3.1. Линейный код 2B1Q

4.4. Первичный доступ



4.1. Краткий обзор

Абонентские ISDN линии уплотняются и переносят более, чем один канал. Для того чтобы идентифицировать каждый канал, необходимы некоторые виды цикловых структур и цикловой синхронизации. В телефонных сетях временное уплотнение используется в ИКМ-системах. Цикл в 32-х – канальной системе состоит из 30 разговорных каналов, одного канала сигнализации и одного канала цикловой синхронизации. Эта структура также используется в ISDN для первичного доступа. Для основного доступа определена новая цикловая структура, содержащая два В – канала и один D – канал.

Информация, переносимая по В – и D – каналам, может иметь ряд различных структур. Например, когда В – канал используется для телефонии, информация является закодированной ИКМ–речью.



4.1.1. Структура пользовательской информации

Речь и оцифрованная голосовая информация передается со скоростью 8 бит каждые 125 мкс или 8000 раз/с. Оцифрованные разговорные данные обычно называются 3,1 кГц аудио. Принимающий терминал информируется о природе информации (речь или аудио 3,1 кГц) с помощью контрольной информации.

Цифровые данные могут быть переданы символ за символом (асинхронно) или же в больших блоках данных, называемых циклами (синхронно). Цифровые данные передаются в сети со скоростью 64 кбит/с.

В действительности, пользовательская информация может иметь меньшую скорость. Одна из функций оконечного адаптера заключается в адаптации битовой скорости.



4.1.2. Структура контрольной информации

Контрольная информация передается по D – каналу как цикл. Этот цикл начинается и заканчивается "флагом". Внутренним "ядром" цикла является контрольная информация вызова. Цикл содержит заголовок для идентификации и ряд информационных элементов.

Большинство из этих элементов содержит информацию, необходимую для контроля вызова, но некоторые элементы содержат пользовательскую информацию, которая посылается в терминал для хранения или на дисплей для отображения.



4.1.3. Организация циклов битовых потоков

Битовый поток обычно подразделяется на ряд циклов. Начало цикла может быть идентифицировано с помощью особого битового образца или каким-либо другим способом. Цикл организуется в ряд временных интервалов, состоящих из одного или более битов. Один или более временных интервалов образуют канал.

Основной доступ содержит два В – канала и один D – канал, повторяемый 8000 раз в секунду. В – каналы содержат 8 бит, а D – канал – 2 бита.

Первичный доступ может использовать ИКМ–звено 2048 кбит/с с цикловой структурой из 32 - х временных интервалов, по 8 бит каждый. 30 временных интервалов переносят ИКМ – кодированную речь, один временной интервал переносит информацию сигнализации и еще один временной интервал используется для цикловой синхронизации.



4.2. Кабель основного абонентского доступа

Существует две конфигурации, определенные для абонентского кабеля между пользовательскими терминалами и сетевым окончанием (NT):

  • точка – точка;
  • от точки к пассивной шине.


4.2.1. Конфигурация "точка – точка"

В данной конфигурации один терминал соединен кабелем с NT (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Конфигурация кабеля основного абонентского доступа

Рис. 4.1. Конфигурация кабеля основного абонентского доступа

Максимальная длина между NT1 и терминалом составляет примерно 1000 м. При количестве терминалов по шине более, чем один, расстояние составляет приблизительно от 200 до 300 м.



4.2.2. Конфигурация "точка – многоточка" (пассивная шина)

В данной конфигурации с NT могут быть соединены кабелем до 8 терминалов. Максимальная длина кабеля зависит от количества терминалов на шине и от расстояния между ними. Укороченная пассивная шина позволяет подключать терминалы к любым точкам вдоль всей длины кабеля. Максимальная длина кабеля – 100 – 200 м, в зависимости от того применяется кабель с низким или высоким сопротивлением.

Если оконечные точки связи сгруппированы на конце пассивной шины, длина может быть увеличена до 500 – 600 м. Максимальная длина кабеля между пассивной шиной и терминалом составляет 10 м. В пассивной шине применяется четырехпроводный кабель, что показано на рис. 2.8.



4.2.3. Структура цикла

Циклы, передаваемые в каждом направлении, имеют длину 48 бит (рис. 4.2), что занимает 250 мкс. Это соответствует 4000 циклов в секунду и битовой скорости 192 кбит/с.

Рис. 4.2. Упрощенная цикловая структура в абонентском кабеле

Рис. 4.2. Упрощенная цикловая структура в абонентском кабеле

Каждый В – канал разделен на две группы по 8 бит. В конце каждого блока В – канала находится бит D – канала. Битовая скорость для каждого В – канала – 64 кбит/с, а для D – канала – 16 кбит/с. Блоки В – канала передаются каждые 125 мкс. Это называется интегрированием 8 кГц. Оставшиеся 12 битов в цикле включают в себя один бит для цикловой синхронизации, 7 битов для балансировки постоянного тока и 4 бита для эха канала D.

Отметим, что диаграмма не показывает битов балансировки постоянного тока.



4.2.4. Линейный код

Псевдо – троичное кодирование (РТС) также называется двоичным кодом с возвращением к "0" с инверсией на каждой ''1" (АМI) и применяется для передачи в обоих направлениях (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Псевдо – троичный код

Рис. 4.3. Псевдо – троичный код

Двоичная "1" представлена с помощью нелинейного сигнала, а двоичный "0" представляется или отрицательным, или положительным импульсом (меткой). Обычно метка представляется чередованием положительного и отрицательного напряжения. Цикловое выравнивание передается нарушением данного правила (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Цикловое выравнивание нарушением кода

Рис. 4.4. Цикловое выравнивание нарушением кода

Две последовательных метки, посылаемые с одной и той же полярностью, указывают начало нового цикла.



4.2.5. Мониторинг D – канала

Для упрощения разделения пассивной шины двумя и более терминалами NT1 повторно выдает биты D – канала как биты
Е – канала (эхо-канала) по направлению к терминалам, как показано на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Отражение битов D – каналов

Рис. 4.5. Отражение битов D – каналов

Для В – канала NT2 или местная станция решают свободен ли В – канал. D – канал может быть использован многими терминалами. Прежде чем терминал начнет передачу по D – каналу он должен зарегистрировать 8 последовательных двоичных единиц (уровень напряжения "0"), указывающих, что D – канал свободен.



4.2.6. Обнаружение столкновений (коллизий) и спорные решения

Обнаружение столкновений (коллизий) основывается на том факте, что терминалы "слушают" свое собственное эхо и что ненулевое напряжение установилось на линии. Когда терминалы передают информацию (возможно два одновременно), они будут продолжать передачу, пока не отметят, что эхо-биты не идентичны тем, которые переданы. Когда это произойдет, встречается столкновение (коллизия) с последующим обнаружением. Терминал, который обнаруживает столкновение, останавливает передачу и возвращается к состоянию мониторинга D – канала. Терминал, который остался, продолжает передачу. Он не обнаруживает столкновения и время передачи не теряется.



4.2.7. Механизм приоритета

Терминалы могут передавать пакеты сигнализации и пакеты данных по D – каналу. Механизм в терминале дает приоритет пакетам сигнализации. Кроме того, терминалы сами могут давать приоритет через другие терминалы на пассивной шине. Меньший приоритет достигается посредством разрешения терминалу обнаруживать более 8-ми двоичных единиц перед поступлением в D – канал. Этот механизм также гарантирует другим терминалам с меньшим приоритетом доступ к шине.



4.2.8. Подача питания

NT обеспечивает терминалы питанием по фантомной цепи по пассивной шине (рис. 4.6). Терминал может использовать питание для внутренних функций.

Рис. 4.6. Подача питания от NT

Рис. 4.6. Подача питания от NT

Для простого ISDN-терминала может быть достаточно подачи энергии от NT. Однако, если терминал, например, является персональным компьютером, дополнительная энергия может быть передана из источников питания и/или батареи. Условия аварийного питания могут быть сигнализированы терминалам посредством изменения полярности по фантомной цепи. Изменение полярности может блокировать подачу тока в некоторых терминалах, уменьшая потребление энергии.



4.3. Цифровая абонентская линия основного доступа

Хотя абонентская линия является двухпроводной, она все еще используется для полной дуплексной цифровой передачи.

CCITT не решил вопрос по рекомендациям для опорной точки U. В настоящее время используется ряд различных решений. Один из методов – это система эхоподавления с адаптивным цифровым фильтром памяти. Структура блока для этой системы показана на рис. 4.7.

Отправитель дает увеличение эхосигнала, который будет мешать полученному сигналу. Задача эхоподавления – это погашение эффекта этой помехи. Принцип основан на создании компенсационного сигнала, который подавляет или удаляет эхосигнал.

Так как подавление эхосигнала изменяется в зависимости от типа кабеля, эхоподавление должно быть адаптивным, т.е. должно контролироваться согласно линейному соединению.

Базовый интерфейс требует передачи со скоростью 144 кбит/с в обоих направлениях.

Битовая скорость в U-интерфейсе составляет 160 кбит/с, причем дополнительные 16 кбит/с используются для синхронизации и управления.

Рис. 4.7. Подача питания от NT

Рис. 4.7. Подача питания от NT



4.3.1. Линейный код 2B1Q

Существует большое количество способов для представления цифровых данных в линии передачи. Различные линейные коды обычно используют разнообразные цикловые структуры.

Американский национальный институт стандартов (ANSI) опубликовал стандарт для цифровой абонентской линии передачи по базовому доступу. Используемым линейным кодом является код 2B1Q (рис. 4.8).

Этот линейный код представляет 2 бита как один импульс. Два цифровых бита представляются одним кватенарным импульсом. Этот импульс может иметь один из четырех сигнальных уровней, два положительных и два отрицательных. Эти уровни называются: +3, +1, –1, –3. Эти числа не показывают истинные уровни, а только характеризуют соотношение между ними. Два передаваемых бита соответствуют одному из этих четырех уровней.

Рис. 4.8. Линейный код 2B1Q

Рис. 4.8. Линейный код 2B1Q

Один цикл состоит из 12-ти групп по 2B+D битов вместе с символами эксплуатации и синхронизации, как показано на рис. 4.9. Скорость передачи составляет 80000 импульсов/с при битовой скорости информации, равной 160 кбит/с.

Рис. 4.9. Цикловая структура в абонентской линии

Рис. 4.9. Цикловая структура в абонентской линии



4.4. Первичный доступ

ISPBX использует для связи с ISDN первичный доступ. 32-х- канальный цифровой тракт переносит 30 В – каналов, один D – канал и один канал для синхронизации, как показано на рис.4.10. Все каналы имеют скорость 64 кбит/с, соответствуя общей скорости 2048 кбит/с.

Рис. 4.10. Цикловая структура первичного доступа (32 канала)

Рис. 4.10. Цикловая структура первичного доступа (32 канала)

ISPBX может иметь один или несколько первичных доступов. В – каналы в цифровом тракте разделяются на входящие, исходящие и двусторонние.

Данная цикловая структура соответствует обычному циклу, используемому в звеньях с ИКМ:

  • цикловое выравнивание (временной интервал 0);
  • В – каналы с 1 по 15 (временные интервалы с 1 по 15);
  • D – каналы (16-й временной интервал);
  • В – каналы с 16 по 30 (временные интервалы с 17 по 31).

Применяется скорость передачи 8000 циклов/с, причем используется линейный код HDB3 (биполярный код высокой плотности с максимум тремя последовательными нулями (порядка 3)).

Североамериканский стандарт передачи использует 24 временных интервала, каждый с 8-ю битами данных или речи, и один временной интервал с одним битом для синхронизации (рис. 4.11).

Битовая скорость по каждому разговорному каналу равна 64 кбит/с, а общая скорость – 1544 кбит/с.

Рис. 4.11. Цикловая структура первичного доступа (24 канала)

Рис. 4.11. Цикловая структура первичного доступа (24 канала)

Выводы

Линейные коды и биты скорости, наиболее часто используемые в ISDN, показаны на рис.4.12.

S-интерфейс является стандартом CCITT, тогда как интерфейс U не является таковым. Следует отметить, что хотя основная битовая скорость в опорных точках S и U различна, эти обе точки поддерживают два В – канала и один D – канал на скорости в 8000 циклов/с.

Рис. 4.12. Общие линейные коды и битовая скорость для ISDN-доступов

Рис. 4.12. Общие линейные коды и битовая скорость для ISDN-доступов

Цифровые интегральные сети связи





Добавить страницу в закладки ->
© Банк лекций Siblec.ru
Электронная техника, радиотехника и связь. Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные и гуманитарные науки.

Новосибирск, Екатеринбург, Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Чебоксары.

E-mail: formyneeds@yandex.ru