Динамическое управление полосой пропускания

Объединение трафика речевых, видео- и компьютерных приложений в корпоративных сетях на базе арендуемых линий в основном осуществляется методом временного мультиплексирования*. В этом случае каждому типу трафика выделяется фиксированная часть полосы пропускания в зависимости от максимальных нагрузок.

Коммутатор АТМ использует полосу пропускания в качестве единого ресурса, выделяя часть полосы тому приложению, которое в данный момент нуждается в ней больше остальных. Когда же потребности приложения снижаются, избыток полосы пропускания опять становится свободным ресурсом и передается в распоряжение других приложений.

Учет статистических закономерностей колебаний уровня нагрузки, создаваемой в сети различными приложениями, обеспечивает значительно более экономное расходование полосы пропускания.

113.Уровень адаптации АТМ, его функции.

Уровень адаптации АТМ отвечает за взаимодействие между уровнем АТМ и более высокими уровнями. При перемещении информации вниз в модели АТМ уровень адаптации разбивает пользовательскую информацию на единицы данных длиной до 48 байт, которые затем используются для формирования поля полезной нагрузки ячейки АТМ. На пути вверх в модели АТМ происходит сборка поступающих ячеек, при которой происходит восстановление пользовательской информации.

На уровне адаптации могут происходить различные процессы, которые напрямую зависят от типа трафика в сети. Введение этого уровня позволяет сделать сеть не зависящей от вида трафика. Иными словами, уровень ограждает верхние и нижние уровни от несвойственных им функций. Так, например, он позволяет снять с коммутаторов функции фрагментации и сборки, передав их на конечные станции.

Уровень адаптации состоит из двух подуровней: подуровня схождения (Convergence Sublayer, CS) и подуровня сегментации и сборки (Segmentation and Reassemble, SAR)

114. Уровень АТМ и физический уровень в сетях АТМ. Функции.

Уровень АТМ

Функции уровня АТМ полностью не зависят от процессов, происходящих на физическом уровне. Основная задача этого уровня состоит в подготовке данных, получаемых с уровня адаптации АТМ, для передачи в сеть. По сути дела, уровень АТМ организует транспортный механизм. Информационными единицами на данном уровне являются ячейки. К ячейкам данных по 48 байт, получаемых с уровня адаптации АТМ, на этом уровне добавляется заголовок с идентификатором виртуального соединения.

В модели АТМ на канальном этом уровне определяются методы передачи сигналов, способы управления трафиком и механизм установления виртуальных соединений. На этом уровне процесс установления виртуальных соединений похож на маршрутизацию, работающую на сетевом уровне модели OSI.

Физический уровень

Физический уровень является самым нижним в модели АТМ и определяет физический интерфейс, через который работает уровень АТМ. Иными словами, это интерфейс между потоком ячеек и физической средой передачи. Данный уровень берет на себя заботу о контроле за ошибками, согласовании скоростей передачи, упаковку ячеек в соответствующие транспортные кадры и т. д. Как следствие, следующий уровень — уровень АТМ — полностью не зависит от используемого механизма передачи.

115. Основные виды интерфейсов в сетях АТМ.

Стандарт АТМ определяет несколько интерфейсов взаимодействия между соседними объектами. Объектом в данном случае может быть подключаемая напрямую к сети АТМ конечная станция, граничное устройство (например, коммутатор АТМ/LAN), коммутатор сети АТМ или отдельная сеть АТМ. На рис. 10.16 показана общая структура сети АТМ с указанием соответствующих интерфейсов и компонентов.

Интерфейс UNI (User-to-Network Interface), разработанный Форумом АТМ, определяет взаимодействие устройства с коммутатором. Логически этот интерфейс означает границу между конечным устройством АТМ (например, станцией) и сетью АТМ; при этом ближайший соединенный с устройством коммутатор является точкой входа в сеть.

Этот интерфейс:

● Определяет все параметры соединения между конечным устройством и коммутатором АТМ;

● Определяет процедуры мультиплексирования и демультиплексирования ячеек;

● Поддерживает сигнализацию между конечной станцией и коммутатором АТМ для установления коммутируемого виртуального соединения;

● Осуществляет управление трафиком между конечной станцией и коммутатором АТМ;

● Определяет адресацию конечных устройств.

Интерфейс частный NNI (Private Network-to-Network Interface, PNNI) определяет интерфейс между соседними коммутаторами в частной сети АТМ.

Общий NNI (Public NNI) — это интерфейс между двумя коммутаторами в сети АТМ общего пользования. Первая спецификация уже стандартизована и широко используется.

Интерфейс обмена данными (Data Exchange Interface, DXI) определяет взаимодействие, например, между маршрутизатором и устройством ввода данных (Digital Service Unit, DSU), поддерживающим технологию АТМ. Кадры DXI и кадры, посылаемые маршрутизатором, преобразуются устройством ввода данных в ячейки для дальнейшей передачи через сеть АТМ.

Интерфейс В-ICI (Broadband Inter-Carrier Interface) позволяет гарантировать, что любой пользователь в сети АТМ может вызвать любого другого пользователя, даже если тот работает в сети, принадлежащей другой организации. Иными словами, этот интерфейс позволяет двум соседним сетям АТМ общего пользования взаимодействовать друг с другом и предоставлять набор услуг своим пользователям.

116. Виртуальные пути и виртуальные каналы в АТМ. Организация их установления.

Виртуальное соединение — это логический канал между двумя конечными устройствами в сети АТМ, который используется для доставки ячеек. В стандартах, определенных Форумом АТМ, логическое соединение, устанавливаемое между двумя конечными станциями АТМ, называется соединением по виртуальному каналу (Virtual Channel Connection, VСС). VCC — это соединение, содержащее один или более виртуальных каналов VC (Virtual Channel).

Виртуальный канал — это однонаправленное соединение для передачи ячеек, имеющих единый идентификатор. При своем создании виртуальный канал получает идентификатор виртуального канала (Virtual Channel Identifier, VCI). Этот идентификатор используется устройством, участвующим в процессе передачи данных, для определения направления коммутации ячеек, принадлежащих этому виртуальному каналу. Иными словами, идентификатор используется коммутаторами АТМ для перенаправления полученных ячеек на определенный порт. Необходимо пояснить, что в сети АТМ может одновременно работать множество виртуальных соединений. Соединение не определяется единственным виртуальным каналом с одним идентификатором. Соединение проходит как бы через цепочку виртуальных каналов (или, как будет сказано ниже, через цепочку звеньев виртуального канала), имеющих разные идентификаторы. Идентификатор изменяется при передаче ячеек от коммутатора к коммутатору. То, как именно он изменяется, определяется по таблицам коммутации, создаваемым на коммутаторах. Данная схема позволяет коммутатору определить, куда слать ячейку после ее получения.

Виртуальный путь (Virtual Path, VP) — это путь, объединяющий группу однонаправленных виртуальных каналов, которые имеют общий идентификатор виртуального пути. Эти виртуальные каналы, объединенные виртуальным путем, имеют схожие требования к сети, но могут работать с разными абонентами. Как и виртуальные каналы, виртуальные пути имеют свой идентификатор, называемый идентификатором виртуального пути (Virtual Path Identifiers, VPI).

117. Формат ячейки АТМ.

118. Сети пакетной коммутации X.25.

Интерфейс этого типа называют интерфейсом между поль­зователем и сетью(User-to-Network Interface, UNI). Внутреннее же устройство сети может быть произвольным, эта часть оставлена на усмотрение оператора сети.

Признаки:

□ Х.25 наилучшим образом подходит для передачи трафика низкой интенсив­ности, и в меньшей степени соответствует более высоким требованиям трафика локаль­ных сетей.

□ В структуре сети имеется специальное устройство PAD (Packet Assembler Disassembler), предназначенное для сборки нескольких низкоскоростных старт-стопных потоков байтов от алфавитно-цифровых терминалов в пакеты, пе­редаваемые по сети и направляемые компьютерам для обработки.

□ Протоколы трехуровневого стека протоколов Х.25 на канальном и сетевом уров­нях работают с установлением соединения, управляют потоками данных и ис­правляют ошибки.

□ Сетевой уровень рассчитан на работу только с одним протоколом канального уровня и не может подобно протоколу IP объединять разнородные сети.

Сеть Х.25 состоит из коммутаторов, расположенных в различных географиче­ских точках и соединенных высокоскоростными выделенными линиями. Выделенные линии могут быть как цифровыми, так и аналоговыми.

119. Сети Frame Relay.

Сети Frame Relayгораздо лучше подходят для передачи пульсирующего трафи­ка компьютерных сетей по сравнению с сетями Х.25. Правда, это преимущество проявляется только тогда, когда линии связи приближаются по качеству к лини­ям связи локальных сетей, а для глобальных линий такое качество обычно дос­тижимо только при использовании волоконно-оптических кабелей.

Технология Frame Relay была сначала стандартизована комитетом CCITT (ITU-T) как одна из служб сетей ISDN. Технология ISDNявляется первым широкомас­штабным проектом по созданию всемирной универсальной сети, предоставляю­щей все основные виды услуг телефонных сетей и сетей передачи данных, но проект не достиг поставленной цели, и сегодня сети нового поколения строятся уже на основе других технологий, в частности IP. В то же время в ходе реализации проекта было достигнуто несколько хотя и не таких глобальных, но тем не менее очень важных целей. К ним можно причис­лить и создание технологии Frame Relay.

В 1992-93 гг. появились стандарты на две новые услуги: Frame Relayи Frame Switching.Разница между ними состоит в том, что Frame Switching обеспечивает гарантированную доставку кадров, a Frame Relay — дос­тавку по возможности.

Стандарты Frame Relay, подготовленные и ITU-Т/ANSI, и FRF, определяют два типа виртуальных каналов — постоянные (PVC) и коммутируемые (SVC). Это соответствует потребностям пользователей, так как для соединений, по которым

трафик передается почти всегда, больше подходят постоянные каналы, а для со­единений, требующихся только несколько часов в месяц, — коммутируемые.

120. Сети ISDN

Целью создания технологии ISDN (Integrated Services Digital Network — цифро­вая сеть с интегрированным обслуживанием)было построение всемирной сети, которая должна была прийти на смену телефонной сети и, будучи такой же до­ступной и распространенной, предоставлять миллионам своих пользователей разнообразные услуги, как телефонные, так и передачи данных. Передача теле­визионных программ по ISDN не предполагалась, поэтому было решено ограни­читься пропускной способностью абонентского окончания для массовых пользо­вателей в 128 Кбит/с.

Скорость доступа 128 Кбит/с сегодня уже не является достаточной для всех пользователей.

Услуги сети:

Стандарты ISDN описывают также ряд услуг прикладного уровня: факсимильную связь на скорости 64 Кбит/с, телексную связь на скорости 9600 бит/с, видеотекст на скорости 9600 бит/с и некоторые другие

Все услуги основаны на передаче информации в цифровой форме. Интерфейс пользователя также является цифровым, то есть все его абонентские устройства (телефон, компьютер, факс) должны передавать в сеть цифровые данные. Орга­низация цифрового абонентского окончания(Digital Subscriber Line, DSL) ста­ла одним из серьезных препятствий на пути распространения ISDN, так как тре­бовала модернизации миллионов абонентских окончаний.

121. Технологии xDSL: классификация

xDSLвключает технологии:

□ асимметричного цифрового абонентского окончания(Asymmetric Digital Subscriber Line, ADSL), которую в коммерческих предложениях операторов связи часто называют широкополосным доступом;

□ симметричного цифрового абонентского окончания(Symmetric Digital Sub­scriber Line, SDSL);

□ цифрового абонентского окончания с адаптируемой скоростью передачи

(Rate Adaptive Digital Subscriber Line, RADSL);

□ сверхбыстрого цифрового абонентского окончания(Very high-speed Digital Subscriber Line, VDSL).

122. Преимущества использования технологий DSL

· Многоканальная телефонная и факсимильная связь. Одна линия DSL поддерживает до 24 каналов телефонной или факсимильной связи.

· Электронная почта и передача данных. Высокоскоростной постоянный выделенный доступ обеспечивает быструю и эффективную передачу файлов при разумных затратах.

· Доступ в Интернет и обеспечение работы сервера. Высокоскоростная линия DSL обеспечивает быструю работу Интернету; симметричная технология обеспечивает работу соединения в том случае, когда пользователю приходится передавать в Сеть значительный поток данных.

· Соединение по VPN (виртуальная частная сеть). Высокоскоростное и защищенное соединение с корпоративной ЛВС.

· Максимальное расширение полосы пропускания линии, снижение затрат. Одна линия DSL поддерживает до 24 каналов телефонной связи плюс одновременную передачу данных, что способно удовлетворить потребности в связи практически любого пользователя не только в техническом плане, но и с точки зрения расходов.

· Высокоскоростное и всегда установленное соединение. DSL обеспечивает всегда установленное высокоскоростное соединение, что исключает необходимость набора телефонного номера каждый раз, когда нужно проверить электронную почту или отправить письмо.

· Широкая доступность. Многие потенциальные пользователи находятся на достаточно большом расстоянии от станций, но современные технологии DSL позволяют увеличить предельную длину абонентской линии до 10-11 км.

· Простота в установке. Частные пользователи и небольшие компании могут не иметь технического опыта для установки сложного телекоммуникационного оборудования. Применяя созданное на основе plug-and-play оборудование, пользователи больше не должны заботиться о его установке и сложной настройке.

123. Развитие DSL-доступа в Беларуси

Импровизируйте!

124. СемействоxDSL

Семейство технологий xDSL

Семейство технологий xDSL (также называемое DSL) появилось как компромиссное решение проблем "последней мили" - организация высокоскоростного доступа на основе существующей разветвленной инфраструктуры телефонных линий. Эта технология позволяет расширить функциональные возможности традиционной телефонной сети для передачи данных со скоростями до 8 Мбит/с и выше, при этом, что немаловажно, телефонная сеть может по-прежнему использоваться по своему прямому назначению. В основе концепции xDSL лежит передача данных по медному кабелю в диапазоне частот, который не используется в телефонной связи. Это позволяет создавать соединения по обычной телефонной линии, причем трафик может быть направлен в обход АТС и снизить ее нагрузку, неизбежную при использовании коммутируемого доступа. Основные технологии, входящие в семейство xDSL, перечислены ниже.

Асимметричные технологии.

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line -- асимметричная цифровая абонентская линия) предполагает доступ в Интернет с сохранением у пользователя телефонного номера и обеспечивает скорость "нисходящего" потока данных в пределах от 1,5 до 8 Мбит/с и скорость "восходящего" потока -- от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с (в зависимости от реализации) на расстояние до 5,5 км по одной витой паре проводов диаметром 0,5 мм.

VDSL (Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line -- сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) - еще одна асимметричная технология, которая, впрочем, может работать и в симметричном режиме. В асимметричном режиме скорость "нисходящего" потока находится в пределах от 13 до 52 Мбит/с и "восходящего" -- от 1,5 до 2,3 Мбит/с по одной медной паре телефонных проводов; в симметричном режиме -- до 26 Мбит/с. Однако максимальное расстояние передачи данных для этой технологии -- 1300 м

Симметричные технологии.

HDSL (High Bit-Rate Digital Subscriber Line -- высокоскоростная цифровая абонентская линия) со скоростями передачи данных до 2,048 Мбит/с по 4-проводной линии на расстояние порядка 3,5-4,5 км;

HDSL2 - результат развития технологии HDSL, обеспечивает аналогичные HDSL характеристики, но по двум проводам.

SDSL - передает поток данных по двум проводам со скоростью до 2,048 Мбит/с на расстояние до 3 км.

SHDSL - симметричная технология, обеспечивающая скорость передачи данных до 2,312 Мбит/с по двум проводам и вдвое большую скорость по четырем. Причем дальность передачи данных может быть достаточно большой (до 10 км).

125. Асимметричные технологии

См. вопрос 124

126. Технология ADSL: основные характеристики

Технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - асимметричная цифровая абонентская линия) обеспечивает скорость нисходящего (к абоненту) потока данных в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с и скорость восходящего потока данных от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с.

ADSL технология обладает следующими возможностями:

сохранение традиционного телефонного сервиса,

высокоскоростная передача данных со скоростью до 8 Мбит/ к пользователю услуги и до 1,5 Мбит/с - от него,

работа с приложениями, требующими больших потоков входящей информации - высокоскоростной доступ в Интернет, передача одного телевизионного канала с высоким качеством, "видео по запросу".

127. Технология ADSL: составные части

ADSL состоит из нескольких частей :

· ADSL-модем (ANT) и Сетевая Карта (NIC)

· Вариант с делителем и без него

· DSLAM и линия телефонной компании

· ISP-соединение

128. Виртуальные сети

Виртуальные сети (VLAN)

Виртуальные ЛВС (VLAN) обеспечивают возможность создания логических групп пользователей в масштабе корпоративной сети. за счет использования VLAN администратор сети может организовать пользователей в логические группы независимо от физического расположения рабочих станций этих пользователей. Это одно из основных достижений в сетевых технологиях - возможность создавать рабочие группы на основе служебных функций пользователей, не привязываясь к сетевой топологии. Виртуальные сети позволяют организовать работу в сети более эффективно.

Виртуальные сети обеспечивают целый ряд преимуществ:

простота внесения изменений в сеть, добавления или удаления устройств;

более эффективное использование ограниченных сетевых ресурсов;

высокий уровень обеспечения безопасности.

129. Методика расчета конфигурации сети Ethernet.

Для того, чтобы сеть Ethernet, состоящая из сегментов различной физической природы, работала корректно, необходимо, чтобы выполнялись три основных условия:

• Количество станций в сети не превышает 1024 (с учетом ограничений для коаксиальных сегментов).
• Удвоенная задержка распространения сигнала (Path Delay Value, PDV) между двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети не превышает 575 битовых интервалов.
• Сокращение межкадрового расстояния (Interpacket Gap Shrinkage) при прохождении последовательности кадров через все повторители не более, чем на 49 битовых интервалов (напомним, что при отправке кадров станция обеспечивает начальное межкадровое расстояние в 96 битовых интервалов).

Соблюдение этих требований обеспечивает корректность работы сети даже в случаях, когда нарушаются простые правила конфигурирования, определяющие максимальное количество повторителей и максимальную длину сегментов каждого типа.

Физический смысл ограничения задержки распространения сигнала по сети уже пояснялся - соблюдение этого требования обеспечивает своевременное обнаружение коллизий.

Требование на минимальное межкадровое расстояние связано с тем, что при прохождении кадра через повторитель это расстояние уменьшается. Каждый пакет, принимаемый повторителем, ресинхронизируется для исключения дрожания сигналов, накопленного при прохождении последовательности импульсов по кабелю и через интерфейсные схемы. Процесс ресинхронизации обычно увеличивает длину преамбулы, что уменьшает межкадровый интервал. При прохождении кадров через несколько повторителей межкадровый интервал может уменьшиться настолько, что сетевым адаптерам в последнем сегменте не хватит времени на обработку предыдущего кадра, в результате чего кадр будет просто потерян. Поэтому не допускается суммарное уменьшение межкадрового интервала более чем на 49 битовых интервалов. Величину уменьшения межкадрового расстояния при переходе между соседними сегментами обычно называют в англоязычной литературе Segment Variability Value, SVV, а суммарную величину уменьшения межкадрового интервала при прохождении всех повторителей - Path Variability Value, PVV. Очевидно, что величина PVV равна сумме SVV всех сегментов, кроме последнего.

130. Методика расчета конфигурации сети Fast Ethernet

131. Теорема Найквиста-Котельникова

Теорема Найквиста-Котельникова дает ответ на вопрос, какой частоты дискретизации fs достаточно для того, чтобы не произошло потери информации, т.е. чтобы по дискретизованному сигналу можно было восстановить исходный.

Теоре́ма Коте́льникова (в англоязычной литературе — теорема Найквиста) гласит, что, если аналоговый сигнал x(t) имеет ограниченный спектр, то он может быть восстановлен однозначно и без потерь по своим дискретным отсчётам, взятым с частотой не менее удвоенной максимальной частоты спектра Fmax:

fдискр >= 2*Fmax

где Fmax — верхняя частота в спектре

Tдискр <= 1/(2*Fmax)

Т.е. для дискретизации аналогового сигнала без потери информации частота отсчётов должна быть как минимум в два раза выше верхней граничной частоты спектра сигнала.

132. Модуляция при передаче аналоговых сигналов

Необходимость в модуляции аналоговой информации возникает, когда нужно передать низкочастотный аналоговый сигнал через канал, находящийся в высокочастотной области спектра.

Устройство, которое выполняет функции модуляции несущей синусоиды на передающей стороне и демодуляции на приемной стороне, носит название модем (модулятор - демодулятор).

Аналоговая модуляция является таким способом физического кодирования, при котором информация кодируется изменением амплитуды, частоты или фазы синусоидального сигнала несущей частоты.

Виды модуляции:

133. Модуляция при передаче дискретных сигналов

Дискретные способы модуляции основаны на дискретизации непрерывных процессов как по амплитуде, так и по времени.

Амплитуда исходной непрерывной функции измеряется с заданным периодом - за счет этого происходит дискретизация по времени. Затем каждый замер представляется в виде двоичного числа определенной разрядности, что означает дискретизацию по значениям функции - непрерывное множество возможных значений амплитуды заменяется дискретным множеством ее значений. Устройство, которое выполняет подобную функцию, называется аналого-цифровым преобразователем (АЦП). После этого замеры передаются по каналам связи в виде последовательности единиц и нулей. При этом применяются те же методы кодирования, что и в случае передачи изначально дискретной информации.

На приемной стороне линии коды преобразуются в исходную последовательность бит, а специальная аппаратура, называемая цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП), производит демодуляцию оцифрованных амплитуд непрерывного сигнала, восстанавливая исходную непрерывную функцию времени.

Дискретная модуляции основана на теории отображения Найквиста - Котельникова. В соответствии с этой теорией, аналоговая непрерывная функция, переданная в виде последовательности ее дискретных по времени значений, может быть точно восстановлена, если частота дискретизации была в два или более раз выше, чем частота самой высокой гармоники спектра исходной функции.

Если это условие не соблюдается, то восстановленная функция будет существенно отличаться от исходной.

134. Дискретизация аналоговых сигналов

Дискретизация или формирование выборки сигнала - это измерение уровня аналогового сигнала в определённые временные интервалы.

Точность описания аналогового сигнала в терминах "цифра", находится в зависимости от того, как часто происходит выборка сигнала. Последнее детерменируется частотой формирования выборки сигнала. Теорема Котельникова гласит, что для передачи сигнала с ограниченным спектром без искажений необходимо производить определение уровня сигнала с частотой, равной двум частотам наивысшей гармоники аналогового сигнала.

135. Импульсно-кодовая модуляция

При использовании импульсно-кодовой модуляции сигналы речи или изображения можно разделять на множество малых временных интервалов; на каждом интервале ряд импульсов постоянной амплитуды представляет сигнал. Эти импульсы посылаются на принимающую станцию вместо оригинальных сигналов. Одно из преимуществ ИКМ связано с тем, что дискретные электронные импульсы постоянной амплитуды нетрудно отличить от случайных помех произвольной амплитуды (электростатического происхождения), которые в той или иной степени присутствуют в любой среде передачи. Такие импульсы можно передавать, по существу, без помех от стороннего шума, так как их легко отделить. Телеграфные и факсимильные сообщения, а также другие данные, которые ранее пересылались по телефонным линиям другими методами, можно гораздо более эффективно передавать в импульсной форме. Трафик таких неречевых сигналов непрерывно возрастает; существуют также системы, позволяющие передавать смешанные сигналы речи, данных и видеоинформации.

136. Квантование

Квантование сигнала - дискретизация непрерывных сигналов, преобразование электрического сигнала, непрерывного во времени и по уровню, в последовательность дискретных (отдельных) либо дискретно-непрерывных сигналов, в совокупности отображающих исходный сигнал с заранее установленной ошибкой.

При передаче непрерывных сигналов достаточно передавать не сам сигнал, а лишь последовательность его мгновенных значений, выделенных из исходного сигнала по определённому закону. К. с. производится по времени, уровню или по обоим параметрам одновременно. При К. с. по времени сигнал через равные промежутки времени М прерывается (импульсный сигнал) либо изменяется скачком (ступенчатый сигнал). При К. с. по уровню соответствующие мгновенные значения непрерывного сигнала заменяются ближайшими дискретными уровнями, которые образуют дискретную шкалу квантования. Любое значение сигнала, находящееся между уровнями, округляется до значения ближайшего уровня. При бесконечно большом числе уровней квантованный сигнал превращается в исходный непрерывный сигнал.

137. Методы кодирования

При выборе способа кодирования нужно одновременно стремиться к достиже­нию нескольких целей:

□ минимизировать ширину спектра сигнала, полученного в результате кодиро­вания;

□ обеспечивать синхронизацию между передатчиком и приемником;

□ обеспечивать устойчивость к шумам;

□ обнаруживать и по возможности исправлять битовые ошибки;

□ минимизировать мощность передатчика.

Синхронизация передатчика и приемниканужна для того, чтобы приемник точно знал, в какой момент времени необходимо считывать новую порцию информа­ции с линии связи. При передаче дискретной информации время всегда разбива­ется на такты одинаковой длительности, и приемник старается считать новый сигнал в середине каждого такта, то есть синхронизировать свои действия с пе­редатчиком.

В сетях для решения проблемы синхронизации применяются так называемые самосинхронизирующиеся коды,сигналы которых несут для приемника указа­ния о том, в какой момент времени нужно осуществлять распознавание очеред­ного бита (или нескольких битов, если код ориентирован более чем на два со­стояния сигнала). Любой резкий перепад сигнала — фронт— может служить указанием на необходимость синхронизации приемника с передатчиком.

Распознавание и коррекцию искаженных данных сложно осуществить средствами физического уровня, поэтому чаще всего эту работу берут на себя протоколы, ле­жащие выше: канальный, сетевой, транспортный или прикладной. С другой сто­роны, распознавание ошибок на физическом уровне экономит время, так как приемник не ждет полного помещения кадра в буфер, а отбраковывает его сразу при распознавании ошибочных битов внутри кадра.

Требования, предъявляемые к методам кодирования, являются взаимно противо­речивыми, поэтому каждый из рассматриваемых ниже популярных методов коди­рования обладает своими достоинствами и недостатками в сравнении с другими.

Подробнее о методах кодирования в след. вопросах.

138. Потенциальный код NRZ

Метод потенциального кодирования (кодирование без возвращения к нулю Not Return to Zero(NRZ)). NRZ отражает то обстоятельство, что при передаче последовательности единиц сигнал не возвращается к нулю в течение такта.

Достоинства

+ Простота реализации

+ Хорошая распознаваемость ошибок(благодаря наличию 2 резко отличающихся потенциалов)

+ Узкий спектр благодаря низкой частоте основной гармоники f₀

Недостатки

- Не обладает свойством синхронизации (приёмник может ошибиться с выбором момента съёма данных, т.к. частоты 2 генераторов не бывают идентичными. При высоких скоростях обмена данными рассогласование частот может привести к ошибке в такт -> считывание некорректного значения бита)

- наличие низкочастотной составляющей, которая приближается к постоянному сигналу при передаче длинных последовательностей из 0 или 1. Многие линии связи не поддерживают этот вид кодирования. Поэтому в сетях используется код NRZ в виде различных модификаций.

138. Биполярное кодирование AMI

Одна из модификаций метода NRZ. Метод биполярного кодирования м альтернативной инверсией (Alternate Mark Inversion). В методе применяются 3 уровня потенциала – отрицат., нулевой и положит. 0 кодируется нулевым,а 1 либо отриц. либо положит.,при этом потенциал каждой новой единицы противоположен потенц. предыдущ.

Код AMI частично решает проблемы постоянной составляющей и отсутствия самосинхронизации при передаче длинных последовательностей 1. Длинные последовательности 0 также опасны, сигнал вырождается в постоянный потенциал нулевой амплитуды. Основная гармоника N/2 (N – битовая скорость передачи данных).

Код AMI предоставляет некоторые возможности по распознаванию ошибочных сигналов. Нарушение строгой очерёдности в полярности сигналов говорит о ложном импульсе или исчезновения с линии корректного импульса.

Недостатком явл-ся то, что в коде используется 3 уровня сигнала на линии, дополнительный уровень требует увеличение мощности передатчика (примерно на 3 дБ).

Пример приведён на рисунке в предыдущ. вопросе.

139. Манчестерский код

Применяется в технологиях Ethernet и Token Ring.

В нём для кодирования 0 и 1 используется перепад потенциала (фронт импульса). Каждый такт делится на 2 части. Информация кодируется перепадами потенциала, происходящими в середине каждого такта. 1 кодируется перепадом от низкого уровня сигнала к высокому, 0 – обратным перепадом. В начале каждого такта может происходить служебный перепад сигнала, если надо представить несколько 1 или 0 подряд.

Код обладает хорошими свойствами самосинхронизации, т.к. сигнал изменяется по крайней мере 1 раз за такт. Полоса пропускания ниже, чем у биполярного импульсного. Ширина полосы 3N/4. Для передачи данных используются 2 уровня сигнала.

140. Потенциальный код 2B1Q

Использует 4 уровня сигнала для кодирования данных. Каждые 2 бита (2B) передаются за 1 такт (1) сигналом, имеющим 4 состояния (Q – Quadra). Паре битов 00 соотв. Потенциал -2,5 В, паре 01 -0,833 В, паре 11 +0,833 В, паре 10 +2,5 В.

При этом способе кодирования требуются доп. меры по борьбе с длинными последов. одинаковых пар битов, т.к. при этом сигнал превращается в постоянную составляющую. Спектр сигнала в 2 раза уже, чем и NRZ. Таким образом, по одной и той же линии можно передавать данные в 2 раза быстрее, по сравнению с предыдущими методами. Мощность передатчика должна быть выше, чтобы все 4 уровня различались приёмником на фоне помех.

141. Избыточный код 4B/5B.

Избыточные коды основаны на разбиении исходной последовательности битов на порции, которые часто называют символами. Затем каждый исходный символ заменяется новым с большим количество битов, чем исходный.

В логическом коде 4В/5В, используемом в технологиях FDDI и Fast Ethernet, исходные символы длиной 4 бит заменяются символами длиной 5 бит. Так как результирующие символы содержат избыточные биты, то общее количе­ство битовых комбинаций в них больше, чем в исходных. Так, в коде 4В/5В ре­зультирующие символы могут содержать 32 битовых комбинации, в то время как исходные символы — только 16 (табл. 9.1). Поэтому в результирующем коде можно отобрать 16 таких комбинаций, которые не содержат большого количест­ва нулей, а остальные считать запрещенными кодами (code violations). Помимо устранения постоянной составляющей и придания коду свойства самосинхрони­зации, избыточные коды позволяют приемнику распознавать искаженные биты. Если приемник принимает запрещенный код, значит, на линии произошло иска­жение сигнала.

Таблица 9.1. Соответствие исходных и результирующих кодов 4В/5В

После разбиения получившийся код 4В/5В передается по линии путем преобра­зования с помощью какого-либо из методов потенциального кодирования, чувст­вительного только к длинным последовательностям нулей.

Буква В в названии кода 4В/5В означает, что элементарный сигнал имеет два состояния (от английского binary — двоичный).

142. Особенности передачи сигналов данных

Основные особенности передачи данных по сети связи состоят в следующем:

· требуется высокая достоверность передачи, не допускаются вставки и выпадения отдельных порций информации. Необходимо применение надежных способов обнаружения ошибок и повторной передачи соответствующих блоков данных;

· отсутствуют жесткие требования к величине постоянной задержки информации в сети и к ее дисперсии, хотя для некоторых интерактивных приложений могут существовать ограничения на транзитную задержку, определяемые требованиями времени отклика;

· допускается произвольный и независимый темпы передачи и приема данных в сети;

· требуется организация многорежимного обмена данными (диалоговая передача, передача файлов и др.) и разветвленная система приоритетов;

· каналы связи используются, как правило, высокого качества с вероятностью ошибки не ниже 10^-4;

· требования к ширине полосы пропускания лежат в широких диапазонах: от десятков кбит/с для низкоскоростных интерактивных приложений до тысяч Мбит/с для приложений, ориентированных на работу с графическими данными.

144 Преимущества цифрового сигнала перед аналоговым

В аналоговых системах исходная информация практически без изменений передается в эфир (естественно в виде высокочастотной электромагнитной энергии), а в цифровых системах по эфиру передается только двоичный код.

Наиболее важными преимуществами цифровых систем связи перед аналоговыми являются:

· более высокое качество передачи речи (хотя появляется некоторая «металлизация» речи);

· отсутствие «эфирных» помех;

· большая защищенность от посторонних сигналов;

· стабильное качество связи во всей зоне покрытия (и резкое снижение на границах зоны);

· интегрированные возможности по передачи данных и более высокие скорости обмена данными;

· расширенные возможности шифрования без потерь качества и уменьшения зоны покрытия.

145. Методы мультиплексирования

Методы кодирования и коррекции ошибок позволяют создать в некоторой среде, например в медных проводах кабеля, линию связи. Однако для эффективного соединения пользователей сети этого недостаточно. Нужно образовать в этой линии отдельные каналы передачи данных, которые можно использовать для коммутации информационных потоков пользователей. Для создания пользова­тельского канала коммутаторы первичных сетей должны поддерживать какую-либо технику мультиплексирования и коммутации. Методы коммутации тесно связаны с используемым методом мультиплексирования, поэтому они изу­чаются совместно.

В настоящее время для мультиплексирования абонентских каналов использу­ются:

* частотное мультиплексирование (Frequency Division Multiplexing, FDM);

* волновое мультиплексирование (Wave Division Multiplexing, WDM).

* временное мультиплексирование (Time Division Multiplexing, TDM);

* множественный доступ с кодовым разделением (Code Division Multiple Access, CDMA).

Метод TDM используется при коммутации как каналов, так и пакетов. Методы FDM, WDM и CDMA пригодны исключительно для коммутации каналов. Ме­тод CDMA применяется только в технике расширенного спектра.

146. Коммутация каналов на основе метода FDM

Техника частотного мультиплексирования (FDM) была разработана для теле­фонных сетей, но применяется она и для других видов сетей, например первич­ных сетей (микроволновые каналы) или сетей кабельного телевидения.

Основная идея этого метода состоит в выделении каждому соединению своего собственного диапазона частот в общей полосе пропускания линии связи.

На основе этого диапазона и создается канал. Данные, передаваемые в канале, модулируются с помощью одного из методов с использованием несущей частоты, принадлежащей диапазону канала. Мультиплексирование вы­полняется с помощью смесителя частот, а демультплексирование — с помощью узкополосного фильтра, ширина которого равна ширине диапазона канала.

FDM-коммутаторы могут выполнять как динамическую, так и постоянную ком­мутацию. При динамической коммутации один абонент инициирует соединение с другим абонентом, посылая в сеть номер вызываемого абонента. Коммутатор динамически выделяет данному абоненту одну из свободных полос своего уплотненного канала. При постоянной коммутации за абонентом полоса в 4 кГц за­крепляется на длительный срок путем настройки коммутатора по отдельному входу, недоступному пользователям.

147. Коммутация каналов на основе метода WDM

В методе волнового мультиплексирования (WDM) используется тот же прин­цип частотного разделения каналов, но только в другой области электромагнит­ного спектра. Информационным сигналом является не электрический ток и не радиоволны, а свет. Для организации WDM-каналов в волоконно-оптическом кабеле используются волны инфракрасного диапазона длиной от 850 до 1565 нм, что соответствует частотам от 196 до 350 ТГц.

В магистральном канале обычно мультиплексируется несколько спектральных каналов — до 16, 32, 40, 80 или 160, причем, начиная с 16 каналов, такая техника мультиплексирования называется уплотненным волновым мультиплексирова­нием (Dense Wave Division Multiplexing, DWDM). Внутри такого спектрального канала данные могут кодироваться как дискретным способом, так и аналоговым. По сути WDM и DWDM — это реализации идеи частотного аналогового муль­типлексирования, но в другой форме. Отличие сетей WDM/DWDM от сетей FDM — в предельных скоростях передачи информации. Если сети FDM обычно обеспечивают на магистральных каналах одновременную передачу до 600 раз­говоров, что соответствует суммарной скорости в 36 Мбит/с (для сравнения с цифровыми каналами скорость пересчитана из расчета 64 Кбит/с на один разго­вор), то сети DWDM обеспечивают общую пропускную способность до сотен гигабитов и даже нескольких терабитов в секунду.

148.Коммутация каналов на основе метода TDM

FDM-коммутация разрабатывалась в расчете на передачу голосовых аналоговых сигналов. Переход к цифровой форме представления голоса стимулировал раз­работку новой техники мультиплексирования, ориентированной на дискретный характер передаваемых данных и носящей название временного мультиплекси­рования (TDM). Принцип временного мультиплексирования заключается в вы­делении канала каждому соединению на определенный период времени. Применя­ются два типа временного мультиплексирования — асинхронный и синхронный. Асинхронный режим TDM используется в сетях с коммутацией пакетов. Каждый пакет занимает канал определенное время, необ­ходимое для его передачи между конечными точками канала. Между различ­ными информационными потоками нет синхронизации, каждый пользователь пытается занять канал тогда, когда у него возникает потребность в передаче ин­формации.

Синхронный режим TDM¹. В этом случае доступ всех ин­формационных потоков к каналу синхронизируется таким образом, чтобы каж­дый информационный поток периодически получал канал в свое распоряжение на фиксированный промежуток времени.

149. Режимы использования среды передачи: дуплекс, симплекс, полудуплекс.

Существуют три режима передачи: симплексный, полудуплексный и дуплексный.

Симплексный режим - передача данных только в одном направлении.

Примером симплексного режима передачи является система, в которой информация, собираемая с помощью датчиков, передается для обработки на ЭВМ. В вычислительных сетях симплексная передача практически не используется.

Полудуплексный режим - попеременная передача информации, когда источник и приемник последовательно меняются местами.

Пример для дебилоидов: Яркий пример работы в полудуплексном режиме - разведчик, передающий в Центр информацию, а затем принимающий инструкции из Центра.

Дуплексный режим - одновременные передача и прием сообщений.

Дуплексный режим является наиболее скоростным режимом работы и позволяет эффективно использовать вычислительные возможности быстродействующих ЭВМ в сочетании с высокой скоростью передачи данных по каналам связи. Пример дуплексного режима - телефонный разговор.

150.Понятие ИКТ

Импровизэйшн

151.Обобщенная структура телекоммуникационной сети

Несмотря на сохраняющиеся различия между компьютерными, телефонными, телевизионными, радио и первичными сетями, в их структуре можно найти мно­го общего. В общем случае телекоммуникационная сеть состоит из следующих компонентов (рис. 5.1):

□ терминального оборудования пользователей (возможно, объединенного в сеть);

□ сетей доступа;

□ магистральной сети;

□ информационных центров, или центров управления сервисами (Services Cont­rol Point (SCP)).

Как сеть доступа, так и магистральная сеть строятся на основе коммутаторов. Каждый коммутатор оснащен некоторым количеством портов, которые соединя­ются с портами других коммутаторов каналами связи.

152. Сеть доступа

Сеть доступа составляет нижний уровень иерархии телекоммуникационной сети. Основное назначение — концентрация информационных потоков, поступающих по многочисленным каналам связи от оборудования клиентов, в сравнительно небольшом количестве узлов магистральной сети.

В случае компьютерной сети терминальным оборудованием являются компью­теры, телефонной — телефонные аппараты, телевизионной или радиосети — соответствующие теле- или радиоприемники. Терминальное оборудование поль­зователей может быть объединено в сети, которые не включаются в состав теле­коммуникационной сети, так как принадлежат пользователям и размещаются на их территории. Компьютеры пользователей объединяются в LAN, а телефоны могут быть подключены к офисному телефонному коммутатору РВХ (Private Branch Exchange).

Сеть доступа — это региональная сеть, отличающаяся большой разветвленностью. Как и телекоммуникационная сеть в целом, сеть доступа может состоять из нескольких уровней. Коммутаторы, установлен­ные в узлах нижнего уровня, мультиплексируют информацию, поступающую по многочисленным абонентским каналам, часто называемым абонентскими окон­чаниями, и передают ее коммутаторам верхнего уровня, чтобы те в свою очередь передали ее коммутаторам магистрали.

153. Транспортная сеть

Магистральная сеть объединяет отдельные сети доступа, обеспечивая транзит трафика между ними по высокоскоростным каналам.Коммутаторы магистрали могут оперировать не только информационными соединениями между отдельными пользователями, но и агрегированными ин­формационными потоками, переносящими данные большого количества поль­зовательских соединений. В результате информация с помощью магистрали по­падает в сеть доступа получателей, где она демультиплексируется и ком­мутируется таким образом, чтобы на входной порт оборудования пользователя поступала только адресованная ему информация.

Пример для особо одарённых

Любая национальная сеть автомобильных дорог имеет ту же иерархическую структуру, что и крупная телекоммуникационная сеть. Обычно существует разветвленная инфраструктура небольших дорог, связывающих деревни и поселки. Эти дороги довольно узкие, так как интенсивность трафика между этими населенными пунктами невысокая, и нет смысла делать подобные дороги многорядными. Такие дороги вливаются в более скоростные и соответственно более широкие доро­ги, которые, в свою очередь, имеют соединения с национальными супермагистралями. Иерархия автомобильных дорог, как и иерархия телекоммуникационных сетей, отра­жает интенсивность трафика между отдельными населенными пунктами и регионами страны и делает автомобильное движение более эффективным.

154 Классификация коммутации

Существуют три принципиально различные схемы коммутации абонентов в сетях:

коммутация каналов (circuit switching);

коммутация IP-пакетов (packet switching);

коммутация сообщений (message switching).

156. Уровни управления сети

Нижний уровень - уровень элементов сети (Network Element layer, NE) - состоит из отдельных устройств сети: каналов, усилителей, оконечной аппаратуры, мультиплексоров, коммутаторов и т. п. Современные технологии обычно имеют встроенные функции управления, которые позволяют выполнять хотя бы минимальные операции по контролю за состоянием устройства и за передаваемым устройством трафиком.

уровень управления элементами сети (network element management layer) - представляет собой элементарные системы управления. Элементарные системы управления автономно управляют отдельными элементами сети - контролируют канал связи SDH, управляют коммутатором или мультиплексором. Уровень изолирует верхние слои системы управления от деталей и особенностей управления конкретным оборудованием.

уровень управления сетью (Network management layer). Этот уровень координирует работу элементарных систем управления, позволяя контролировать конфигурацию составных каналов, согласовывать работу транспортных подсетей разных технологий и т. п. С помощью этого уровня сеть начинает работать как единое целое, передавая данные между своими абонентами.

Следующий уровень - уровень управления услугами (Service management layer) - занимается контролем и управлением за транспортными и информационными услугами, которые предоставляются конечным пользователям сети. В задачу этого уровня входит подготовка сети к предоставлению определенной услуги, ее активизация, обработка вызовов клиентов. Формирование услуги (service provisioning) заключается в фиксации в базе данных значений параметров услуги, например, требуемой средней пропускной способности, максимальных величин задержек пакетов, коэффициента готовности и т. п. В функции этого уровня входит также выдача уровню управления сетью задания на конфигурирование виртуального или физического канала связи для поддержания услуги. Уровень бизнес-управления (Business management layer) занимается вопросами долговременного планирования сети с учетом финансовых аспектов деятельности организации, владеющей сетью – подсчёт доходов от эксплуатации сети и ее отдельных составляющих, учёт расходов на эксплуатацию и модернизацию сети, принимаются решения о развитии сети с учетом финансовых возможностей.

157.Иерархия скоростей

Для соединения крупных телефонных станций каналы Т-1 представляли собой слишком слабые и негибкие средства мультиплексирования, поэтому была реа­лизована идея образования каналов с иерархией скоростей. Четыре канала типа Т-1 объединили в канал следующего уровня цифровой иерархии — Т-2, пере­дающий данные со скоростью 6,312 Мбит/с. Канал Т-3, образованный путем объединения семи каналов Т-2, имеет скорость 44,736 Мбит/с. Канал Т-4 объ­единяет 6 каналов Т-3, в результате его скорость равна 274 Мбит/с. Эта техноло­гия получила название системы Т-каналов.

Системы Т-кана­лов позволяют передавать не только голос, но и любые данные, представленные в цифровой форме, — компьютерные данные, телевизионное изображение, фак­сы и т. п.

Технология систем Т-каналов была стандартизована Американским националь­ным институтом стандартов (ANSI), а позже — международным комитетом CCITT. Аналогом систем Т-каналов в международном стандарте являются каналы типа Е-1, Е-2 и Е-3 с отличающимися скоростями — соответственно 2,048 Мбит/с, 8,488 Мбит/с и 34,368 Мбит/с. Несмотря на различия, в американской и международной версиях технологии цифровой иерархии принято использовать одни и те же обозначения для иерар­хии скоростей — DSn (Digital Signal п). В табл. 11.1 приводятся значения для всех введенных стандартами уровней скоростей обеих технологий.

Таблица 11.1. Иерархия цифровых скоростей

На практике в основном используются каналы Т-1/Е-1 и Т-З/Е-3.

158. Сети PDH

Технология PDH была разработана в конце 60-х годов компанией AT&T для ре­шения проблемы связи крупных коммутаторов телефонных сетей между собой. Линии связи FDM, применяемые ранее для решения этой задачи, исчерпали свои возможности по организации высокоскоростной многоканальной связи по одному кабелю. В технологии FDM для одновременной передачи данных 12 або­нентских каналов использовалась витая пара, а для повышения скорости связи приходилось прокладывать кабели с большим количеством пар проводов или бо­лее дорогие коаксиальные кабели.

Сети PDH, построенные для передачи главным образом голосового трафика, продолжают активно использоваться, и их ресурс еще далеко не исчерпан. Их основные преимущества — это надежность, высокое качество передачи приложений реального времени, широкое распространение.

Современное мультиплексорное оборудование позволяет оператору использовать имеющуюся сетевую инфраструктуру максимально эффективно и развивать новые услуги на основе существующей сети. Наполнение транспортных сетей повышает их окупаемость, а новые услуги приносят новые доходы.

Кроме традиционных приложений, таких как линии межстанционной связи и подключение удаленных станций по каналам Е1, мультиплексоры PDH обеспечивают легкую интеграцию локальных сетей офисов любого масштаба в сети общего пользования. Мультисервисные мультиплексоры позволяют использовать сети PDH для транспорта не только голосового, но и информационного трафика. В зависимости от задачи, количество линейных интерфейсов Е1 может составлять от одного до шестнадцати. Благодаря применению оптоволоконных линейных интерфейсов повышаются пропускная способность линий и расстояние между мультиплексорами.

159.Ограничения технологии PDH

Как американский, так и международный варианты технологии PDH обладают недостатками, основным из которых является сложность и неэффективность опе­раций мультиплексирования и демультиплексирования пользовательских дан­ных. Сам термин «плезиохронный», то есть «почти синхронный», используемый для этой технологии, говорит о причине такого явления — отсутствии полной синхронности потоков данных при объединении низкоскоростных каналов в вы­сокоскоростные. Изначально асинхронный подход к передаче кадров сделал не­обходимой вставку бита или нескольких битов синхронизации между кадрами.

В результате для извлечения пользовательских данных из объединенного канала необходимо полностью демультиплексировать кадры объединенного канала. Например, чтобы получить данные одного абонентского канала 64 Кбит/с из кадров канала Т-3, необходимо произвести демультиплексирование этих кадров до уровня кадров Т-2, затем — до уровня кадров Т-1, а в конце демульти­плексировать и сами кадры Т-1.

Кроме этого, в технологии PDH не предусмотрены встроенные средства обеспе­чения отказоустойчивости и администрирования сети.

Наконец, недостатком PDH являются слишком низкие по современным поняти­ям скорости передачи данных. Волоконно-оптические кабели позволяют переда­вать данные со скоростями в несколько гигабит в секунду по одному волокну, что обеспечивает консолидацию в одном кабеле десятков тысяч пользователь­ских каналов, но эту возможность технология PDH не реализует — ее иерархия скоростей заканчивается уровнем 139 Мбит/с.

160.Сети SDH/Sonet

Указанные выше недостатки были учтены и преодолены разработчиками техно­логии синхронных оптических сетей (Synchronous Optical NET, SONET), первый вариант стандарта которой появился в 1984 году. Затем она была стандартизована комитетом Т-1 института ANSI. Основной целью разработчиков междуна­родного стандарта было создание технологии, способной передавать трафик всех существующих цифровых каналов уровня PDH (как американских Т1-ТЗ, так и европейских Е1-Е4) по высокоскоростной магистральной сети на базе волокон­но-оптических кабелей и обеспечить иерархию скоростей, продолжающую иерар­хию технологии PDH до скорости в несколько гигабит в секунду.

В результате удалось разработать междуна­родный стандарт SDH (Synchronous Digital Hierarchy — синхронная цифровая иерархия). Кроме того, стандарт SONET был доработан так, чтобы аппаратура и сети SDH и SONET являлись совместимыми и могли мультиплексировать вход­ные потоки практически любого стандарта PDH — и американского, и европей­ского.

161. Скорости передач иерархии SDH

Скорости передач иерархии SDH представлены в таблице

Таблица 1.2.Скорости передач иерархии SDH.

162. Состав сети SDH

Основным элементом сети SDH является мультиплексор (рис. 11.3). Обычно он оснащен некоторым количеством портов PDH и SDH.Порты мультиплексора SDH делятся на агрегатные и трибутарные.

Трибутарные порты часто называют также портами ввода-вывода, а агрегатные — линейными портами.

□ Терминальный мультиплексор (Terminal Multiplexer, ТМ) завершает агре­гатные каналы, мультиплексируя в них большое количество трибутарных ка­налов (рис. 11.4), поэтому он оснащен одним агрегатным портом и большим числом трибутарных портов.

□ Мультиплексор ввода-вывода (Add-Drop Multiplexer, ADM) занимает про­межуточное положение на магистрали (в кольце, цепи или смешанной топо­логии). Он имеет два агрегатных порта, транзитом передавая агрегатный поток данных. С помощью небольшого количества трибутарных портов такой мультиплексор вводит в агрегатный поток или выводит из агрегатного потока данные трибутарных каналов.

Иногда различают так называемые цифровые кросс-коннекторы (Digital Cross­Connect, DXC) — мультиплексоры, которые выполняют операции коммутации над произвольными виртуальными контейнерами. В таких мультиплексорах не делается различий между агрегатными и трибутарными портами, так как они предназначены для работы в ячеистой топологии, где невозможно выделить агрегатные потоки.

В состав сети SDH могут входить регенераторы сиг­налов, необходимые для преодоления ограничений по расстоянию между муль­типлексорами. Реге­нератор преобразует оптический сигнал в электрический и обратно, при этом восстанавливается форма сигнала и его временные характеристики.

1. Структура кадра STM-1

Основные элементы кадра STM-1 показаны на рис. 11.6, а в табл.11.3 приведена структура заголовков регенераторной и мультиплексной секций.

Кадр обычно представляют в виде матрицы, состоящей из 270 столбцов и 9 строк. Первые 9 байт каждой строки отводятся под служебные данные заголовков, из последующих 261 байт 260 отводятся под полезную нагрузку (данные таких структур, как AUG, AU, TUG, TU и VC), а один байт каждой строки отводится под заголовок тракта, что позволяет контролировать соединение «из конца в ко­нец».