Цифровой сигнал 1

Цифровой сигнал 1 ( DS1 , иногда DS-1 ) — это схема сигнализации T-carrier, разработанная Bell Labs . ^[1] DS1 является основным стандартом цифровой телефонной связи, используемым в США , Канаде и Японии и способным передавать до 24 мультиплексированных голосовых вызовов и вызовов данных по телефонным линиям. E-перевозчик используется вместо T-перевозчика за пределами США, Канады, Японии и Южной Кореи. DS1 — это комбинация логических битов, используемая в физической линии T1 ; на практике термины DS1 и T1 часто используются как взаимозаменяемые. ^[а]

Обзор

T1 относится к основной системе цифрового телефонного оператора, используемой в Северной Америке. T1 представляет собой один тип линии иерархии PCM T-несущих. T1 описывает кабели, тип сигнала и требования к регенерации сигнала несущей системы.

Иерархия PCM T-Carrier ^[2]^[3]^[4]
Обозначение цифрового сигнала	Скорость линии	Каналы (DS0)	Линия
ДС0	64 кбит/с	1
ДС1	1,544 Мбит/с	24	Т1
ДС1С	3,152 Мбит/с	48	Т1С
ДС2	6,312 Мбит/с	96	Т2
ДС3	44,736 Мбит/с	672	Т3
ДС4	274,176 Мбит/с	4032	Т4
ДС5	400,352 Мбит/с	5760	Т5

Сигнал, передаваемый по линии T1, называемый сигналом DS1, состоит из последовательных битов, передаваемых со скоростью 1,544 Мбит/с. Тип используемого линейного кода называется альтернативной инверсией меток (AMI). Обозначение цифрового сигнала — это классификация цифровых скоростей передачи данных в иерархии цифрового мультиплексирования, используемая при транспортировке телефонных сигналов из одного места в другое. DS-1 — это протокол связи для мультиплексирования битовых потоков до 24 телефонных вызовов вместе с двумя специальными битами : битом кадрирования (для кадровой синхронизации ) и битом сигнализации обслуживания, передаваемыми по цифровому каналу под названием T1 . данных Т1 Максимальная скорость передачи составляет 1,544 мегабита в секунду.

Пропускная способность

DS1 Телекоммуникационная цепь мультиплексирует 24 DS0 . ^[1] Двадцать четыре DS0, отбираемые 8000 раз в секунду (одна 8-битная выборка PCM от каждого DSO на кадр DS1), потребляют полосу пропускания 1,536 Мбит/с . Один бит кадрирования добавляет 8 кбит/с служебных данных, что в сумме составляет 1,544 Мбит/с, рассчитывается следующим образом:

{\begin{aligned}&\left(24\,{\frac {\mathrm {channels} }{\mathrm {frame} }}\times 8\,{\frac {\mathrm {bits} }{\mathrm {channel} }}\times 8,000\,{\frac {\mathrm {frames} }{\mathrm {second} }}\right)+\left(1\,{\frac {\mathrm {framing\ bit} }{\mathrm {frame} }}\times 8,000\,{\frac {\mathrm {frames} }{\mathrm {second} }}\right)\\={}&1,536,000\,{\frac {\mathrm {bits} }{\mathrm {second} }}+8,000{\frac {\mathrm {bits} }{\mathrm {second} }}\\={}&1,544,000\,{\frac {\mathrm {bits} }{\mathrm {second} }}\\\equiv {}&1.544\,{\frac {\mathrm {Mbit} }{\mathrm {second} }}\end{aligned}}

DS1 представляет собой полнодуплексный канал, одновременно передающий и принимающий данные со скоростью 1,544 Мбит/с .

Синхронизация кадров DS1

Синхронизация кадров необходима для идентификации временных интервалов в каждом 24-канальном кадре. Синхронизация происходит путем выделения кадра, или 193-го бита. В результате получается 8 кбит/с данных кадрирования для каждого DS1. Поскольку этот канал со скоростью 8 кбит/с используется передающим оборудованием в качестве служебной информации , пользователю фактически передается только 1,536 Мбит/с. Двумя типами схем формирования кадров являются суперкадр (SF) и расширенный суперкадр (ESF). Суперкадр состоит из двенадцати последовательных 193-битных кадров, тогда как расширенный суперкадр состоит из двадцати четырех последовательных 193-битных кадров данных. Из-за обмена уникальными битовыми последовательностями схемы формирования кадров несовместимы друг с другом. Эти два типа формирования кадров (SF и ESF) используют свой канал формирования кадров со скоростью 8 кбит/с по-разному.

Связь и сигнализация

Под связностью понимается способность цифрового носителя передавать данные о клиентах с одного конца на другой. В некоторых случаях соединение может быть потеряно в одном направлении и сохраниться в другом. Во всех случаях терминальное оборудование, т. е. оборудование, маркирующее конечные точки DS1, определяет соединение по качеству принятого шаблона кадрирования.

Сигнализация

Сигналы тревоги обычно подаются принимающим оконечным оборудованием, когда кадрирование нарушено. Существует три определенных состояния сигнала индикации тревоги , обозначаемые устаревшей цветовой схемой: красный, желтый и синий.

Красный сигнал тревоги указывает на то, что вызывающее тревогу оборудование не может надежно восстановить кадрирование. Повреждение или потеря сигнала вызовет «красную тревогу». Потеряна связь с вызывающим тревогу оборудованием. Нет никакой информации о возможности подключения к дальнему концу.

Желтый сигнал тревоги , также известный как индикация удаленной тревоги (RAI), указывает на прием данных или шаблона кадра, который сообщает, что на дальнем конце находится «красный сигнал тревоги». Сигнал тревоги передается по-разному в кадрах SF (D4) и ESF (D5). Для сигналов в кадре SF манипулируется полоса пропускания пользователя, и «второй бит в каждом канале DS0 должен быть нулевым». ^[5] Возникающая в результате потеря данных полезной нагрузки при передаче желтого сигнала тревоги является нежелательной и устраняется в сигналах с кадрами ESF с использованием канального уровня . «Повторяющийся 16-битный шаблон, состоящий из восьми единиц, за которыми следуют восемь нулей, должен передаваться непрерывно по каналу передачи данных ESF, но может прерываться на период, не превышающий 100 мс на одно прерывание». ^[5] Оба типа сигналов тревоги передаются на протяжении всего состояния тревоги, но не менее одной секунды.

Синий сигнал тревоги , также известный как сигнал индикации тревоги (AIS), указывает на нарушение канала связи между оконечным оборудованием и повторителями линии или РСУ . Если промежуточное оборудование не принимает сигнал, оно генерирует неструктурированный сигнал, состоящий из одних единиц. Приемное оборудование отображает «красную тревогу» и отправляет сигнал «желтой тревоги» на дальний конец, поскольку у него нет кадрирования, но на промежуточных интерфейсах оборудование сообщит «AIS» или сигнал индикации тревоги . AIS также называют «всеми» из-за данных и шаблона кадрирования.

Эти состояния тревоги также объединяются под термином «Тревога группы операторов связи» (CGA). Смысл CGA в том, что соединение на цифровом носителе не удалось. Результат условия CGA варьируется в зависимости от функции оборудования. Голосовое оборудование обычно переводит украденные биты для сигнализации в состояние, которое приведет к тому, что дальний конец правильно обработает это состояние, одновременно применяя часто другое состояние к оборудованию клиента, подключенному к тревожному оборудованию. В то же время данные клиента часто приводятся к шаблону 0x7F, что означает состояние нулевого напряжения на голосовом оборудовании. Оборудование обработки данных обычно передает любые имеющиеся данные, если таковые имеются, оставляя возможность обработки данных на клиентском оборудовании.

Внутриполосный T1 по сравнению с T1 PRI

Кроме того, для голосовых T1 существует два основных типа: так называемые «простые» или внутриполосные T1 и PRI ( интерфейс первичной скорости ). В то время как оба передают голосовые телефонные вызовы одинаковым образом, PRI обычно используются в центрах обработки вызовов и обеспечивают не только 23 фактически используемых телефонных линии (известные как B -каналы для носителя ), но и 24-ю линию (известную как D -канал для передачи данных ). ^[6]), который несет информацию о линейной сигнализации . Этот специальный канал D передает: данные идентификатора вызывающего абонента (CID) и автоматического определения номера (ANI), требуемый тип канала (обычно канал B или канал-носитель), дескриптор вызова, службы идентификации набранного номера информацию (DNIS), запрошенный номер канала и запрос на ответ. ^[7]

Внутриполосные T1 также способны передавать информацию CID и ANI, если они настроены оператором связи путем отправки DTMF *ANI*DNIS*. Однако PRI справляются с этим более эффективно. Хотя внутриполосный T1, по-видимому, имеет небольшое преимущество, поскольку для совершения вызовов доступны 24 линии (в отличие от PRI, у которого их 23), каждый канал внутриполосного T1 должен выполнять свою собственную настройку и отключение каждого вызова. PRI использует 24-й канал в качестве канала данных для выполнения всех служебных операций остальных 23 каналов (включая CID и ANI). Хотя внутриполосный T1 имеет 24 канала, 23-канальный PRI может быстрее устанавливать больше вызовов благодаря выделенному 24-му каналу сигнализации (D-каналу).

До появления T1 PRI существовал T1 CAS. T1 CAS сегодня не распространен, но все еще существует. CAS — это сигнализация по ассоциированному каналу. Это также называется сигнализацией захваченных битов. CAS — это технология, уходящая корнями в 60-е годы и ранее.

Происхождение имени

Название T1 произошло от буквы оператора связи, присвоенной AT&T этой технологии в 1957 году, когда впервые были предложены и разработаны цифровые системы, AT&T решила пропустить Q, R и S и использовать T для разделения времени . Система именования заканчивалась буквой Т, которая обозначала оптоволоконные сети. Предполагаемые преемники системы сетей T1, названные T1C , T2 , T3 и T4 , не имели коммерческого успеха и быстро исчезли. Сигналы, которые раньше передавались в этих системах, называемые DS1 , DS2 , DS3 и DS4 , теперь передаются по инфраструктуре T1. ^[8]

DS-1 означает цифровую услугу – уровень 1 и имеет отношение к передаваемому сигналу, а не к сети, которая его доставляет (первоначально 24 цифровых голосовых канала через T1). Поскольку практика именования сетей заканчивалась буквой Т , ^[8] термины T1 и DS1 стали синонимами и охватывают множество услуг, включая голос, данные и каналы свободного канала . Скорость линии всегда равна 1,544 Мбит/с, но полезная нагрузка может сильно различаться. ^[9]

Альтернативные технологии

Темное волокно : Темное волокно относится к неиспользованным волокнам, доступным для использования. Темное волокно было и до сих пор доступно для продажи на оптовом рынке как для городских, так и для глобальных линий связи, но оно может быть доступно не на всех рынках или в городских парах.

Емкость темного волокна обычно используется сетевыми операторами для построения сетей SONET и плотного мультиплексирования с разделением по длине волны (DWDM), обычно включающих сети самовосстанавливающихся колец . Теперь он также используется конечными пользователями для расширения Ethernet локальных сетей , особенно после принятия стандартов IEEE для гигабитного Ethernet и 10-гигабитного Ethernet по одномодовому оптоволоконному кабелю. Прокладка сетей Ethernet между географически разделенными зданиями — это практика, известная как « ликвидация глобальной сети ».

DS1C — это цифровой сигнал, эквивалентный двум цепям цифрового сигнала 1 с дополнительными битами для соответствия стандарту передачи сигналов 3,152 Мбит/с. Лишь немногие из этих схем (если таковые имеются) до сих пор используются. На заре цифровой передачи данных для связи мэйнфреймов использовалась скорость передачи данных три мегабита в секунду . Физическая сторона этой схемы называется T1C. ^[10]

Полупроводник

Протокол T1/E1 реализован как «блок линейного интерфейса» в кремнии. Полупроводниковый чип содержит декодер/кодер, обратные петли, аттенюаторы джиттера, приемники и драйверы. Кроме того, обычно существует несколько интерфейсов, и в зависимости от количества они обозначаются как двойные, четырехъядерные, восьмеричные и т. д.

Основная цель чипа приемопередатчика — получить информацию из «линии», то есть проводящей линии, которая пересекает расстояние, путем приема импульсов и преобразования сигнала, который подвергся шуму, джиттеру и другим помехам, в чистый цифровой импульс. на другом интерфейсе чипа.

См. также

Мультиплексирование центрального офиса
Цифровой сигнал 0
Цифровой сигнал 3
DS1 кодирования Схемы : B8ZS , HDB3 , AMI
Код линии

Примечания

^ «DS» относится к скорости и формату сигнала , а обозначение «T» относится к оборудованию, обеспечивающему сигналы. На практике «DS» и «T» используются как синонимы; следовательно, DS1 — это T1 , и наоборот.

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Бретт Гласс (сентябрь 1996 г.). «Как Белл продвигался в сфере цифровых коммуникаций» . Байт . Архивировано из оригинала 5 сентября 2008 года. {{cite magazine}}: Для журнала Cite требуется |magazine= ( помощь )
^ Стандартный словарь оптоволокна; Обзор T1 (Motorola, 1996 г.)
^ Вейк, Мартин (2012). Стандартный словарь волоконной оптики . Springer Science & Business Media. ISBN 9781461560234 . Проверено 6 августа 2015 г.
^ «Руководство пользователя FT100 M» (PDF) . Motorola Inc., 1996. Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 года . Проверено 25 июня 2016 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Американский национальный институт стандартов, T1.403-1999 , Сетевые и пользовательские интерфейсы установки – Электрический интерфейс DS1 , стр. 12
^ Versadial, Условия/определения записи разговоров , последний доступ 8 июня 2015 г.
^ Ньютон, Х: «Телекоммуникационный словарь Ньютона», страница 225. Книги CMP, 2004 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «T1, откуда взялась буква «T»? Немного истории Bell Labs от доктора Джона Пэна» . Data Comm for Business, Inc.
^ «Определение ДС» . Энциклопедия настольных компьютеров (CDE) . Компания компьютерного языка.
^ Таллох, Митч; Таллох, Ингрид (24 апреля 2002 г.). Энциклопедия сетевых технологий Microsoft, второе издание .

Дальнейшее чтение

Все, что вы хотели знать о Т1, но боялись спросить
Стоун, Алан, «Как Америка вышла в интернет: политика, рынки и революция в сфере телекоммуникаций» (Тейлор и Фрэнсис, 1997), ISBN 978-1-5632-4576-3
Аббате, Джанет , «Изобретение Интернета» (MIT Press, 1999), ISBN 978-0-2620-1172-3
Журнал PC Magazine , 6 февраля 1996 г.

[2] «DS» относится к скорости и формату сигнала , а обозначение «T» относится к оборудованию, обеспечивающему сигналы. На практике «DS» и «T» используются как синонимы; следовательно, DS1 — это T1 , и наоборот.

[brettglass-1] Перейти обратно: ^а ^б Бретт Гласс (сентябрь 1996 г.). «Как Белл продвигался в сфере цифровых коммуникаций» . Байт . Архивировано из оригинала 5 сентября 2008 года. {{cite magazine}}: Для журнала Cite требуется |magazine= ( помощь )

[3] Стандартный словарь оптоволокна; Обзор T1 (Motorola, 1996 г.)

[4] Вейк, Мартин (2012). Стандартный словарь волоконной оптики . Springer Science & Business Media. ISBN 9781461560234 . Проверено 6 августа 2015 г.

[5] «Руководство пользователя FT100 M» (PDF) . Motorola Inc., 1996. Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 года . Проверено 25 июня 2016 г.

[yel-6] Перейти обратно: ^а ^б Американский национальный институт стандартов, T1.403-1999 , Сетевые и пользовательские интерфейсы установки – Электрический интерфейс DS1 , стр. 12

[7] Versadial, Условия/определения записи разговоров , последний доступ 8 июня 2015 г.

[8] Ньютон, Х: «Телекоммуникационный словарь Ньютона», страница 225. Книги CMP, 2004 г.

[DCB-9] Перейти обратно: ^а ^б «T1, откуда взялась буква «T»? Немного истории Bell Labs от доктора Джона Пэна» . Data Comm for Business, Inc.

[CDE-10] «Определение ДС» . Энциклопедия настольных компьютеров (CDE) . Компания компьютерного языка.

[11] Таллох, Митч; Таллох, Ингрид (24 апреля 2002 г.). Энциклопедия сетевых технологий Microsoft, второе издание .

[1]

[а]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]