Главная › Услуги › Сети и системы связи online. Что такое G.703? Методы линейного кодирования

Сети и системы связи online. Что такое G.703? Методы линейного кодирования

FXS

Интерфейс, используемый для подключения телефонного аппарата. Подает на телефонный аппарат необходимое напряжение (-48V), генерирует звонки и тональные сигналы, воспринимает положение трубки (снята/положена) и набор номера от телефонного аппарата.

FXO

Интерфейс, используемый для эмуляции телефонного аппарата, подключенного к АТС. Использует подаваемое АТС напряжение (-48V), воспринимает звонки и тональные сигналы. Эмулирует положение телефонной трубки (снята/положена) и генерирует набор номера для АТС.

E&M

Интерфейс взаимодействия между АТС. Имеет одну или две дифференциальных пары для передачи голоса и две дополнительных линии для передачи сигналов («занят», «свободен», «жду», «вызываю»). В зависимости от количества пар для голоса и методов передачи сигнализации различают E&M типов I, II, III, V.

E1

Цифровой интерфейс, подразумевающий передачу до 30 голосовых каналов. В отечественной терминологии называется также ИКМ-30 . Каждый голосовой канал занимает полосу 64 кбит/с, кроме того используется отдельный канал для синхронизации и отдельный канал для передачи управляющих сигналов. Т.е. всего поток E1 включает 32 канала по 64 кбит/с и имеет скорость 2 Мбит/с. При передаче голоса по E1 может использоваться сигнализация CAS, эмулирующая FXO, E&M или FXS, или сигнализация ISDN PRI. Некоторые типы оборудования позволяют использовать E1 и для передачи данных. В этом случае обычно можно объединить несколько каналов по 64 кбит/с в один виртуальный порт с пропускной способностью Nx64 кбит/с.

Интерфейсы для передачи данных

V.24 (RS-232)

Наиболее распространенный интерфейс для взаимодействия устройств передачи данных на низких скоростях. Согласно стандарту, RS-232 обеспечивает скорость до 19200 бит/с при длине соединительного кабеля до 15 метров. В современном оборудовании используется и на более высоких скоростях (при коротких кабелях - до 115.2 кбит/с и даже выше). Стандартный разъем – DB25M для DTE и DB25F для DCE. Часто встречаются другие типы разъемов (например, DB9 в IBM PC).

V.35

Используется для обозначения одного из интерфейсов взаймодействия устройств передачи данных на высоких скоростях (до 2 Мбит/с). Использует дифференциальные пары для сигнальных линий и линий тактирования и недифференциальные – для линий управления (DTR/DSR, RTS/CTS, DCD и т.п.). Стандартного разъема для V.35 не существует, в большинстве случаев используется четырехрядный разъем M34.

V.36 (RS-449)

Как и V.35, используется для обозначения интерфейса взаймодействия устройств передачи данных на высоких скоростях (до 2 Мбит/с). Отличается от V.35 тем, что все линии, включая управляющие – дифференциальные. Наиболее распространенная реализация RS-449 использует двухрядный разъем DB37.

X.21

Еще один интерфейс, предназначенный для работы на высоких скоростях (до 2 Мбит/с). Встречается достаточно редко. Отличается от V.35 и V.36 сокращенным набором сигнальных линий. Все линии – информационные, тактирующие, сигнальные – выполнены как дифференциальные пары. Стандартный разъем – DB15.

V.11

Стандарт, описывающий передачу информации, тактирования и управляющих сигналов через дифференциальные пары (как в V.36 и X.21). Часто используется для обозначения интерфейсов передачи данных с сокращенным набором сигнальных линий или вообще их не использующих. Разъем не специфицирован и зависит от оборудования.

G.703

Описывает передачу потока 2 Мбит/с по двум витым парам с волновым сопротивлением 120 Ом (балансный режим) или двум коаксиальным кабелям с волновым сопротивлением 75 Ом (небалансный режим). G.703 включает способ модуляции сигнала (HDB3) и методы тактирования. Применяется для передачи потока E1 (он же ИКМ-30), используемого для цифровой передачи до 30-ти голосовых каналов или для передачи данных.

Что такое G.703?

G - группа стандартов CCITT относящаяся к телефонным сетям. Наиболее известны:

G.703
стандарт, описывающий электрические характеристики для передачи цифрового потока со скоростью 2Мбит/с в секунду через медную витую пару. Для подключения обычно использует две витых пары с волновым сопротивлением 120 ом (balanced) или два коаксиальных кабеля 75 ом (unbalanced). Дальность - порядка 1.5 км без регенераторов. Модификация G.703.1 описывает то же, но для скорости 64 кбит/с

G.704
описывает фрейминг, т.е. "упаковку" в 2-х мегабитный сигнал G.703 30-ти каналов по 64 кбит/с. В 2048 кбит/с вмещается 32 канала по 64 кбит/с, но два используются как служебные.

G.703 и G.704 вместе дают то, что называется E1 или ИКМ-30 - цифровой тракт для передачи между АТС 30-ти телефонных разговоров по одному проводу. Сейчас активно используется и для передачи данных.

G.711
Импульсно-кодовая модуляция (Pulse Code Modulation) - способ превращения аналогового сигнала в цифровой поток со скоростью 64 кбит/с (оцифровка по определенному алгоритму со скоростью 8 тыс. раз в секунду и разрядностью 8 бит). Обеспечивает неискаженную передачу сигнала в полосе человеческого голоса (до 4 кГц) с отношением сигнал/шум 40 дб

G.722
Адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция (ADPCM). Передает не абсолютные значения при каждом отсчете, а их приращение относительно предыдущего. Позволяет снизить требуемую для передачи голоса скорость с 64 кбит/с до 24-48 кбит/с (в зависимости от того, насколько точно передается приращение). Приводит к снижению отношения сигнал/шум и менее точному воспрозведению оригинального сигнала. На слух это может быть незаметно, а вот модемы и факсы могут не работать.

G.729
Алгоритм "сжатия голоса" (уменьшения нужной для передачи голоса скорости), работающий на принципе кодирования. Т.е. вместо оцифрованного голоса передаются номера выборок из хранящейся в памяти "кодовой книги", где описаны типичные элементы человеческого голоса. Называется ACELP - Algebraic Code Excided Linear Prediction. Позволяет передавать голос через канал со скоростью 8 или 16 кбит/с. Работа факса или модема через такой канал, естественно, невозможна, поскольку их "жужжание" и "шипение" ничего общего с голосом не имеет.

Основным стыком, используемым для взаимного подключения блоков и систем ЦСП, является интерфейс по рекомендации G.703 МСЭ-Т.

Формально данный стандарт основан на следующих рекомендациях МСЭ-Т: G.702 "Скорости передачи цифровой иерархии" (ПЦИ); G.704 "Структура синхронных кадров, основанных на первичном (1544 кбит/с) и вторичном (2048 кбит/с) уровнях"; I.430 "Основной интерфейс ISDN сети пользователя - первый уровень спецификации (протокол сигнализации D-канала)".

Интерфейс G.703 предназначен для обслуживания сетей с обеими цифровыми иерархиями - ПЦИ и СЦИ. Рассмотрим основные физические и электрические характеристики интерфейса, регламентируемые рекомендацией G.703:

1.Схема взаимодействия аппаратуры . Предусмотрены три схемы взаимодействия аппаратуры:

 Сонаправленный интерфейс (СНИ) (codirectional interface). Информационный и синхросигнал передаются от одного терминала к другому, причем терминалы равноправны и симметричны (Рис. 6.54);

 Разнонаправленный интерфейс (РНИ) (contradirectional interface). Терминалы неравноправны. Синхросигнал предается от управляющего к управляемому. Информационные сигналы симметричны (Рис. 6.55).

Рис. 6.55. Разнонаправленный интерфейс

 Интерфейс с центральным тактовым генератором (ЦГИ) (centralized clock interface). Синхросигналы поступают от центрального тактового генератора, информационные сигналы симметричны (Рис. 6.56).

Рис. 6.56. Интерфейс с центральным тактовым генератором

2.Скорость передачи и частота синхронизирующего сигнала . Данные параметры в основном соответствуют ПЦИ. Синхросигнал может поступать от отдельного источника или формируется из информационного сигнала. Частота синхросигнала может совпадать со скоростью передачи или может быть в два, четыре или восемь раз меньше. Например, для скорости 64 кбит/с номинальной является тактовая частота 64 кГц, но может применяться и частота 8 кГц.

3.Тип кода и алгоритм его формирования . Зависит от скорости передачи и схемы взаимодействия. Виды используемых кодов:

 AMI (Alternate Mark Inversion code) - двоичный код с изменением полярности сигнала на каждой единице, нуль соответствует отсутствию сигнала.

 B3ZS (Bipolar with 3 Zero Substitution code) - биполярный код с подстановкой альтернативных блоков вместо блоков из трех нулей. Аналог кода HDB2.

 B8ZS (Bipolar with 8 Zero Substitution code) - биполярный код с подстановкой альтернативных блоков вместо блоков из восьми нулей.

 CMI (Coded Mark Inversion code) - двухуровневый двоичный код без возвращению к нулю с изменением полярности на полный интервал на каждой единице и в середине каждого интервала "0".

 HDB2 / HDB3 (High-Density Bipolar code of order 2/3) - двухполярный код высокой плотности единиц порядка 2 или 3.

Следует отметить, что указанные типы кодов относятся только к интерфейсу , а не к линии в целом. Если применяются кабели с металлическими проводниками, то коды могут совпадать. Для ВОЛС тип кода заменяют двухуровневым.

4. Форма (маска) импульса и соответствующие поля допуска. Специфицируются для каждой скорости передачи и схемы взаимодействия.

5. Тип используемой кабельной пары для каждого направления передачи. Обычно применяются КК, СК или их сочетание.

6. Волновое сопротивление .

7. Максимальное напряжение импульса, уровень сигнала в паузе, длительность импульса .

В Табл. 6.8 приведены основные параметры интерфейса для различных скоростей передачи.

Скорость, кбит/с
Тип кода	спец. код
Волн.сопр.Ом КК

Амплитуда сигнала, В		(3,4 при шуме)
Амплитуда в паузе, В		(0,5 при шуме)
Длительность импульса, нс		15600 -данные	15600 -данные

Обычно производители цифровых систем передачи ограничиваются частичной реализацией интерфейса G.703, например, только скорости 2048 кбит/с в случае канала СЦИ со скоростью 2 Мбит/с. Для скорости 64 кбит/с часто указывается схема взаимодействия аппаратуры. Для сигналов со скоростями ряда n64 кбит/с, характерного для ISDN, передаваемых через оборудование европейской ПЦИ при n=2..31, интерфейс G.703 должен иметь те же физические и электрические характеристики, что и интерфейс для скорости 2048 кбит/с.

Аппаратура может не иметь интерфейса G.703. Для этих случаев используются конверторы с наиболее популярных типов интерфейсов V.24/RS232, V.35, V.36/V.11, X.21/V.11, RS-530.

1.Схема взаимодействия аппаратуры . Предусмотрены три схемы взаимодействия аппаратуры:

· Сонаправленный интерфейс (СНИ) (codirectional interface). Информационный и синхросигнал передаются от одного терминала к другому, причем терминалы равноправны и симметричны (Рис. 6.54);

· Разнонаправленный интерфейс (РНИ) (contradirectional interface). Терминалы неравноправны. Синхросигнал предается от управляющего к управляемому. Информационные сигналы симметричны (Рис. 6.55).

Рис. 6.55. Разнонаправленный интерфейс

· Интерфейс с центральным тактовым генератором (ЦГИ) (centralized clock interface). Синхросигналы поступают от центрального тактового генератора, информационные сигналы симметричны (Рис. 6.56).

Рис. 6.56. Интерфейс с центральным тактовым генератором

· AMI (Alternate Mark Inversion code) - двоичный код с изменением полярности сигнала на каждой единице, нуль соответствует отсутствию сигнала.

· B3ZS (Bipolar with 3 Zero Substitution code) - биполярный код с подстановкой альтернативных блоков вместо блоков из трех нулей. Аналог кода HDB2.

· B8ZS (Bipolar with 8 Zero Substitution code) - биполярный код с подстановкой альтернативных блоков вместо блоков из восьми нулей.

 HDB2 / HDB3 (High-Density Bipolar code of order 2/3) - двухполярный код высокой плотности единиц порядка 2 или 3.

6. Волновое сопротивление .

7. Максимальное напряжение импульса, уровень сигнала в паузе, длительность импульса .

В Табл. 6.8 приведены основные параметры интерфейса для различных скоростей передачи.

В этой статье мы продолжаем наше знакомство со структурой и основными функциональными элементами пакетной сети оператора мобильной связи, которые мы начали в предыдущих двух статьях - GPRS изнутри. Часть 1 и GPRS изнутри. Часть 2 . В нашей сегодняшней заметке речь пойдет об основных интерфейсах сетевых элементов PS Core Network, а также стеках проколов, используемых на этих интерфейсах.

Intro

Стандартная схема подключения ключевых GSN элементов пакетной сети, которая обычно изображена во многих учебниках и курсах по PS Core Network выглядит примерно так:

Стек протоколов Iu-PS интерфейса изображен на схеме ниже:

Gr interface

Интерфейс между SGSN"ом и HLR "ом, который является очень нужным для пакетной сети оператора, т.к. именно через него проходят процедуры аутентификации и авторизации абонента при проведении процедур GPRS Attach, либо Combined IMSI&GPRS Attach, а т.к. этот интерфейс является «чисто» сигнальным, т.е. предназначен лишь для передачи служебной информации, то он базируется на модели SS7, в качестве основного протокола верхнего уровня используется MAP (см. схему справа), а если быть точным то специальная версия - MAP-H.

Gd interface

Это интерфейс между SGSN"ом и SMS-GMSC, т.е. центром отправки коротких сообщений, он является опциональным и не обязательным, но вносит в пакетную сеть дополнительную функциональность по отправке коротких сообщений через пакетные каналы. Стек протоколов для этого интерфейса ничем не отличается от стека на интерфейсе Gr (между SGSN"ом и HLR"ом), т.к. используются все те же процедуры SS7 MAP протокола (см. схему стека протоколов к Gr интерфейсу).

Более подробно услуга по отправке SMS через пакетную сеть (SMS over GPRS) рассмотрена в статье - Запасной путь для SMS . От себя могу добавить, что операторы очень не охотно идут на реализацию этого интерфейса и самой услуги по отправке сообщений через пакетную сеть.

Gf interface

Еще один опциональный интерфейс, между SGSN"ом и EIR "ом, позволяющий совершать проверку легитимности использования мобильного терминала абонента по его IMEI коду, выполняя запросы к базам данных IMEI кодов (Grey, Black, White Lists) оператора, находящиеся в базах данных сетевого элемента EIR. Стек протоколов аналогичен Gr, Gd интерфейсов - используется MAP (см. схему к Gr интерфейсу) протокол, а если быть точным - версия MAP-E.

Эффективность использования проверки IMEI кодов существенно повышается в случае использования центральной международной базы данных, либо же в стране должна существовать своя внутренняя база IMEI кодов, к которой будут подключены все мобильные операторы, что не всегда реализуется на практике. Поэтому многие операторы используют платформы EIR (к которым осуществляются запросы на проверку IMEI кодов) элементов в качестве платформ сопоставления пары значений IMSI /MSISDN и IMEI, т.е. в случае когда абонент меняет SIM карту или вставляет ее в другой аппарат - ему автоматически приходят «заботливые» и не разу не надоедливые настройки MMS/Internet/WAP/etc.

Gs interface

Еще один опциональный интерфейс между SGSN"ом и коммутатором MSC, который вносит функциональность по приему и возможности совершения CS (Circuit Services) сервисов во время активной GPRS/EDGE сессии. Это довольно нужный интерфейс, т.к. позволяет абоненту чувствовать себя более комфортно, не заморачиваясь по поводу своей доступности во время активной GPRS/EDGE сессии. По своему опыту могу сказать, что к сожалению, если сеть оператора построена на оборудовании разных вендоров, то порой не всегда удается совместить интерфейс с обоих сторон коммутатора (MSC) и SGSN"а, поэтому даже в одной сети оператора, возможно существование зон, где можно реализовать Gs интерфейс, а также тех зон где это невозможно.

За дополнительной информацией по возможности совершать и принимать звонки во время активной GPRS/EDGE сессии, я отправляю читателей к статье GPRS не помеха для звонков .

Ge interface

Интерфейс с помощью которого осуществляется передача биллинговых данных для проведения расчетных операций с абонентами, он реализуется между SGSN"ом и биллинг платформой - SCP. В качестве основного протокола используется приложение CAP модели SS7 (см. схему к Gr интерфейсу).

Здесь я бы хотел сделать небольшое отступление и рассказать как происходит процесс взаиморасчетов абонента с оператором по использованию пакетных услуг. Для начала вспомним, что существуют два типа абонентов:

Pre-paid - абоненты предоплаченного сервиса
Post-paid - контрактные абоненты

Для pre-paid абонентов биллинг осуществляется в режиме реального времени, т.е. при поднятии (а также перед активацией) PDP Context’ов от SGSN’a через Ge интерфейс происходит запрос по CAP протоколу на IN платформы (SCP) – платформы биллинга, о текущем остатке на балансе абонента, а затем (в случае наличия необходимого остатка на счету) через определенные интервалы времени (таймеры, которые устанавливает оператор) производятся повторные запросы на возможное продолжение активной PDP сессии абонента предоплаченного сервиса.

Для post-paid абонентов, т.е. контрактных абонентов, сбор биллинг данных в основном осуществляется на самом SGSN’е (хотя есть системы биллинга, осуществляющие сбор данных и на GGSN’е), т.е. на SGSN по каждому абоненту генерируются т.н. CDR файлы, которые затем по tftp/ftp протоколу передаются на системы биллинга и по которым происходит расчет счетов абонентов, хотя для post-paid абонентов также существуют системы online биллинга, но они не получили особого распространения у операторов, по крайней мере такова информация для большинства операторов на Украине.

Таким образом, главное отличие этих двух типов абонентов в том, что для pre-paid производится т.н. online биллинг, а для post-paid – offline биллинг.

Ga interface

Фактически интерфейс в его полной реализации сейчас является опциональным, т.к. многие операторы используют Ge интерфейс для pre-paid абонентов, а CDR файлы для контрактных абонентов генерируются на самом SGSN"е, но тем не менее с помощью Ga интерфейса возможно реализовать биллинговые расчеты на GGSN"е. В его истинной реализации, этот интерфейс связывает SGSN, либо GGSN с СG и в большинстве реализаций является пакетным интерфейсом (TCP/IP), использующим в качестве верхнего уровня GTP` протокол (см. схему ниже).

К слову, если сеть строиться на оборудовании одного вендора, т.е. SGSN/GGSN и CG поставляются одним вендором, то Ga интерфейс может быть использовать «на полную», при этом он будет основываться на собственных проприетарных разработках вендора, т.е. будет закрытым для самого оператора.

Gn, Gp interfaces

Два довольно похожих интерфейса, которые необходимы для реализации связности SGSN"а и GGSN"а. При чем Gn используется, если эти два сетевых элемента находятся в одной и той же PLMN (en), а Gp - если элементы находятся в различных PLMN, т.е. абонент пользуется услугами GPRS/EDGE в роуминге.

На интерфейсах используются две разновидности GTP протокола:

GTP-U - для передачи пользовательских данных
GTP-C - для передачи служебной информации*

* - например, при активировании PDP Context"а, SGSN передает запрос PDP Context Activation к GGSN"у с помощью как раз GTP-C протокола.

Gi interface

Один из самых простых, но в тоже время и самых важных интерфейсов для пакетной сети, т.к. именно через него у оператора есть выход на внешние сети Internet/Intranet. В основном интерфейс является полностью пакетным (IP) и часто представляет из себя гигабитные линки на роутеры мобильного оператора.

Вот такой вот список основных интерфейсов GSN элементов PS Core Network мобильного оператора.

Небольшой помощник:

ATM - Asynchronous Transfer Mode
BSC - Base Station Controller
BSS - Base Station Subsystem
EIR - Equipment Identity Register
GGSN - Gateway GPRS Support Node
GPRS - General Packet Radio Service
GTP - GPRS Tunnelling Protocol
HLR - Home Location Register
IMEI - International Mobile Equipment Identity
IMSI - International Mobile Subscriber Identity
MS - Mobile Station
MSC - Mobile Switching Center
MSISDN - Mobile Subscriber Integrated Services Digital Network Number
MT - Mobile Terminal
PCM - Pulse-Code modulation
PDN - Packet Data Network
PDP - Packet Data Protocol
PDU - Packet Data Unit
PLMN - Public Land Mobile Network
PS - Packet Switched
RNC - Radio Network Controller
SGSN - Serving GPRS Support Node
UMTS - Universal Mobile Telecommunications System
VLR - Visitor Location Register

Первые цифровые сети были разработаны для того, чтобы обеспечить передачу телефонного трафика по высокоскоростным магистральным каналам. Преимущества передачи голосового трафика в цифровом виде оцифрованный сигнал одинаково хорошо распространяется на любые, сколь угодно большие расстояния. Для передачи по цифровым сетям аналоговый сигнал последовательно преобразуется сначала в информационный код, а затем, в линейный код.

Информационное кодирование

Мгновенному значению амплитуды аналогового входного сигнала ставится в соответствие одна из 256 возможных кодировок. Таким образом, оцифрованный голосовой сигнал передается в виде 8-ми разрядного кода с частотой повторения 8 кГц. Шум квантования представляет собой изменяющуюся в времени разницу между исходным и оцифрованным сигналом.

N кв (t) = S (t) - S кв (t)

Для того, чтобы ослабить влияние этого шума на слабые аналоговые сигналы преобразование сигнала в код выполняют по нелинейному закону: меньшим значениям входного сигнала ставится в соответствие большее изменение выходного кода, и наоборот. Компрессор устанавливается на стороне передатчика и экспандер на стороне приемника.

Методы линейного кодирования

Тип линейного кода обеспечивает формирование требуемого спектра передаваемого сигнала, а также условий по обеспечению синхронизации внутренних генераторов тактовой частоты приемника и передатчика.

Кодирование AMI

Двоичный нуль передается нулевым напряжением двоичная единица - чередованием положительного и отрицательного напряжения. У сигнала практически отсутствует постоянная составляющая. Однако, при передаче последовательности двоичных нулей кодированный AMI сигнал не изменяется во времени. Использование алгоритма AMI не позволяет решить проблему синхронизации.

Кодирование B8ZS

Подавление 8-ми последовательных двоичных нулей Binary 8 Zeros Suppression Специально сформированная последовательность полжительных и отрицательных импульсов образ нарушает правило чередования полярности bipolar violation (BPV) , и следовательно, может быть распознан на приемном конце и заменен на 8 нулей.

Кодирование HDB3

Для линейного кодирования в европейских цифровых каналах используется метод HDB3 (High Density Bipolar 3, биполярное кодирование с высокой плотностью), комбинация из четырёх последовательных нулей во входном сигнале заменяется группой B00V, где B компенсирующий бит, а V бит, который нарушает правило чередования фазы. вставляемые биты поддерживают баланс импульсов положительной и отрицательной полярности.

«Физические и электрические характеристики иерархических цифровых интерфейсов»

Цифровой интерфейс G.703.1

Codirectional interface сонаправленый вариант построения 64 Кбит/сек интерфейса потоки данных и синхронизирующие последовательности, которые формируются объектами информационного взаимодействия, направлены в одну сторону. Centralized clock interface - интерфейс 64 Кбит/сек с внешней синхронизацией, синхронизирующие последовательности для них формируются специальным внешним устройством тактовым генератором. Contra directional противонаправленный вариант построения интерфейса 64 Кбит/сек. Cинхронизирующие последовательности формируются только одним из объектов информационного взаимодействия.

Плезиохронная цифровая иерархия

«Плезио» означает «почти» передачу данных в данном случае нельзя назвать ни синхронной, ни асинхронной, поскольку синхронизация приемника и передатчика производится только в отдельные моменты времени.

Скорости и типы линейного кодирования уровней 1, 2, 3

В скобках номер соответствующего пункта рекомендации G.703

F = n * 64 Кбит/сек, где n = 231 для Е1 и n = 223 для Т1.

Среда передачи

Для некоторых из иерархии скоростей передачи данных (в частности, для скоростей Е1 и Т1) могут использоваться два типа физической среды витая пара или коаксиальный кабель. Интерфейсы G.703, которые используют коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом в качестве физической среды передачи, называются небалансированными (unbalanced) . Интерфейсы G.703, которые используют витую пару проводов с волновым сопротивлением 120(100) Ом в качестве физической среды передачи, называются сбалансированными (balanced) .

Структура синхронных кадров, которые используются на первом и втором уровне скоростей передачи данных

Информационный поток образуют кадры (frames) и мультикадры (multi frames). Кадр образуют 8-ми битовые канальные интервалы и управляющие символы. Каждый канальный интервал обеспечивает передачу оцифрованного голоса или данных со скоростью 8 бит * 8 кГц = 64 Кбит/сек.

Кадр битовая последовательность фиксированной длины, которая состоит из нескольких канальных интервалов (тайм слотов ) и управляющих символов и передается с частотой 8 КГц.

Мультикадр битовая последовательность фиксированной длины, состоящая из нескольких кадров которые передаются с частотой 8 КГц.

Кадр потока Т1 состоит из 24 канальных интервалов и одного управляющего символа, что составляет 24*8+1 = 193 бита * 8000 Гц = 1544 Кбит/сек. Кадр потока Е1 может состоять из 30 информационных и двух управляющих канальных интервалов, что составляет 32 * 8 = 256 бит * 8000 Гц = 2048 Кбит/сек.

Структура кадров Т1

Номер 1 соответствует управляющему биту кадра, который имеет название «F-бит», и используется для разделения кадров, динамического определения производительности и обслуживания канала передачи данных. Существует два варианта организации мультикадров в потоке Т1 12-ти кадровый и 24-х кадровый. Поле управляющего символа используется для организации служебного информационного канала передачи данных со скоростью 8 Кбит/сек.

Структура 24-х кадрового мультикадра

Канал с пропускной способностью 4 Кбит/сек используется для передачи диагностической последовательности DL (diagnostic link), два канала по 2 Кбит/сек используются для передачи сигнала обрамления мультикадра FAS (frame alignment signal) (001011) и 6-ти разрядной контрольной суммы CRC . Сигнал FAS используется для обеспечения мультикадровой синхронизации приемника и передатчика. Для передачи сигнальной информации используются биты №8 всех тайм слотов каждого шестого кадра мультикадра (6,12,18,24).

Структура 12-ти кадрового мультикадра

Технологический канал используется для передачи двух последовательностей FAS (010101) и S-бит. Последовательность S имеет две функции: она может использоваться для разделения мультикадров или для передачи информации об аварии на удаленном абоненте.

Структура кадров Т2

Биты кадра Т2 нумеруются от 1 до 789. Частота повторения кадров Т2 составляет 8000 Гц. В состав кадр потока Т2 входят четыре потока Т1 + 5 управляющих битов и два управляющих канала 8 Кбит/сек для передачи сигнальной информации 789 = (24 * 4 = 96) * 8 + 16 + 5.

Структура кадров Е1

Биты TS0 используются для передачи управляющих последовательностей. Биты TS16 используются для передачи битов канальной сигнализации(ABCD). В четных кадрах значение первого бита TS0 используется для передачи CRC-4 субмультикадра. Остальные 7 бит этого тайм слота используются для передачи последовательности обрамления кадра (0011011).Первый бит TS0 нечетных кадров используется для передачи сигнала обрамления мультикадра (001011) и сигналов Е нарушения контрольной суммы. Третий используется для передачи сигнала «удаленная тревога».

В тайм слотах TS16 передаются биты сигнализации ABCD для каналов с 1 по 15 и с 17 по 31.

Номер кадра	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Бит 0-3 ABCD	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Бит 4-7 ABCD	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31

Структура кадров Е2

Размер кадра Е2 составляет 1056 бит, 132 байта, которые пронумерованы от 0 до 131. В тайм слотах 5-32, 34-65, 71-98, 100-131 передаются данные 120 телефонных каналов с 1 по 120. Для обеспечения передачи битов сигнализации и управляющих последовательностей 16 кадров Е2 объединяются в мультикадр. Схема формирования последовательностей сигнализации в мультикадре Е2 такая же, как и в мультикадре Е1. Различие заключается лишь в том, что для передачи сигнализации используется не один тайм слот, а четыре.

Для передачи бит сигнализации используются четыре тайм слота TS67S70

Номер кадра	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
TS67 Бит 0-3	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
TS67 Бит 4-7	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
TS68 Бит 0-3	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40	41	42	43	44	45
TS68 Бит 4-7	46	47	48	49	50	51	52	53	54	55	56	57	58	59	60
TS69 Бит 0-3	61	62	63	64	65	66	67	68	69	70	71	72	73	74	75
TS69 Бит 4-7	76	77	78	79	80	81	82	83	84	85	86	87	88	89	90
TS70 Бит 0-3	91	92	93	94	95	96	97	98	99	100	101	102	103	104	105
TS70 Бит 4-7	106	107	108	109	110	111	112	113	114	115	116	117	118	119	120

Использование цифровых потоков плезиохронной иерархии для передачи данных

Цифровые структуры PDH были разработаны для обеспечения передачи оцифрованного телефонного сигнала При передаче данных передача бит канальной сигнализации ABCD не требуется, однако, когда в одном потоке передаются данные и оцифрованные телефонные каналы, необходимость передачи бит сигнализации может привести к уменьшению пропускной способности каналов передачт данных.

Дробные (fractional) скорости передачи данных

Рекомендации G.703 и G.704 предусматривают возможность использования дробных (fractional) скоростей V = n * 64 Кбит/сек, где n=1,24 (T1) или 1,32 (Е1) которые обозначаются FT1 или FE1. В том случае, когда поле тайм слотов дробного потока Е1 перекрывает TS16, слот данных совпадающий по времени с TS16 и все последующие тайм слоты перемещаются на одну позицию вправо.

Интеграция дробных потоков, мультиплексоры доступа

Интеграция дробных потоков FT или FE производится по принципу временного мультиплексирования (time division multiplexing TDM). Устройства, которые выполняют функцию объединения дробных потоков, называются мультиплексорами доступа. Процедура, которую выполняет мультиплексор доступа называется «Вырвать и Вставить» (Drop and Insert). Использование мультиплексоров доступа является на сегодняшний день одним из самых дешевых способов интегрирования голоса и данных.Главный недостаток этого метода заключается в невысокой эффективности использования пропускной способности канала.

Коммутация плезиохронных потоков, кросс-коннект мультиплексоры

Важной особенностью кросс-коннект мультиплексоров является то, что одновременно с мультиплексированием информационных тайм слотов они также осуществляют коммутацию соответствующих им сигнальных последовательностей.

Физические характеристики и типы цифровых интерфейсов T1, E1

Передача данных производится по двум парам медных проводов (120 Ом) или по двум коаксиальным кабелям (75 Ом) с довольно высокой скоростью на достаточно большие (свыше 1 км) расстояния.

Полные интерфейсы предназначены для передачи данных с одной фиксированной скоростью (Т1 или Е1).

Дробные интерфейсы предназначены для передачи данных со скоростью, величина которой определяется и переопределяется при программной настойке интерфейса (FТ1 или FЕ1).

Cтруктурированные интерфейсы способны выполнять функцию мультиплексора доступа для входного потока и организовывать виртуальные логические интерфейсы, путем закрепления за ними групп тайм слотов входного потока (CE1 или CT1).

Элементарные интерфейсы предназначены для передачи данных со скоростью 64 Кбит/сек (G.703.1).

Преимущества и недостатки использования плезиохронных технологий передачи данных

Преимущества

Недостатки

Недостаточно удобная процедура интеграции/дезинтеграции потоков иерархии. Для выравнивания скоростей входящих потоков синтезирующие мультиплексоры последующих уровней используют процедуру вставки битов (bit-stuffing), биты потока Е1 не могут быть извлечены непосредственно из потока Е3. Сначала поток Е3 должен быть раскрыт на 4 потока Е2, и только после этого возможно извлечение из одного из этих потоков потока Е1.