Лекция № 2

Тема: Цифровые абонентские линии

Терминалы и устройства для служб ISDN

Применение циф­рового преобразования позволяет интегрировать в одном тракте информацию от различных служб, таких как:

передача речи с полосой пропускания 3,4 кГц (обычная телефонная служба);

передача речи с расширенной полосой пропускания 7,2 кГц;

факс 2 (обслуживание аналоговых факсимильных аппаратов);

факс 3,4 (цифровые факсимильные аппараты);

телекс (передача текстовых документов);

видео (неподвижное изображение);

видео (подвижное изображение).

Дня этих абонентов на станции возможно предоставление новых видов услуг. Такие ви­ды служб получили название цифровых систем интегрального обслуживания — ЦСИО. В мировой литературе они имеют название ISDN — Integrated Service Digital Network.

Существует два типа систем обслуживания абонентов. Один предназначается для непо­средственного обслуживания абонентов базовым (основным) включением и в англоязычных документах обычно обозначается ВА (Basic Access). Второй тип систем обслуживания — это первичное включение PA (Primary Access).

Базовое включение используется непосредственно для подключения абонентов и пре­доставляет абонентам два канала по 64 кбит/с (каналы В) и один канал сигнализации 16 кбит/с, обозначаемый D16. Это подключение обозначается 2B + Dl6 = 64x2 + 16 = 144 кбит/с.

Первичное включение обозначается З0В + D64 = 30x64 + 64 = 31х64 кбит/с (D64 — общий канал сигнализации, использующий скорость передачи 64 кбит/с).

С учетом еще одного служебного канала для синхронизации первичное включение требует канала 2048 кбит/с. Это, как следует из предыдущих разделов, — полоса типово­го цифрового тракта. Такое включение используется для создания пучков каналов, пред­назначенных для представления интегральных услуг. Обычно такое включение предос­тавляется на соединительных линиях подстанций. Далее будет рассматриваться только базовое включение.

Эталонные точки

Для подключения аппаратуры, предоставляющей услуги ISDN, предусмотрены специ­альные эталонные точки (рис. 1), в которых определяются правила подключения.

Рис. 1 Эталонные точки в системе ISDN

Могут использоваться несколько групп оконечных устройств.

К ним относятся: телефонные аппараты, факсы, телетекст, видеоустройства, компьюте­ры. Количество таких устройств не более 8, все устройства сопрягаются с блоком «оконеч­ный терминал 1» по специальному протоколу интерфейса S, который обеспечивает мест­ную (внутри здания) доставку информации и позволяет:

обеспечить два информационных и один сигнальный канал до оконечного терминала 1;

обеспечить доступ к двум каналам 8-ми устройствам и осуществить приоритетный доступ устройств к каналам;

обеспечить линейное кодирование для обеспечения возможности разнесения уст­ройств до 150 м (в зависимости от типа кабеля).

Устройства, не имеющие внутренней реализации эталонной точки S (например, стан­дартные телефонные аппараты), должны использовать адаптеры.

Эталонная точка Т предназначена для реализации интерфейса, обеспечивающего под­ключение нескольких оконечных терминалов 1 и для их подключения к сетевому термина­лу 2. Этот терминал служит концентратором нагрузки оконечных терминалов. В случае, ко­гда используется только один оконечный терминал типа 1, терминал типа 2 не устанавлива­ется и эталонные точки S и T совпадают. Поэтому их часто обозначают как совместную эта­лонную точку S/T.

Эталонная точка U преобразует информацию интерфейса SIT в форму, необходимую для передачи по линии. Устройства на этом уровне обеспечивают также преобразования, снижающие требования к скорости передачи (например, преобразования 4B/3T).

Эталонная точка V преобразует информацию в частотную форму. Устройства на этом уровне обеспечивают также переход к двухпроводной линии и исключают влияние переда­чи на прием.

Интерфейс в эталонной точке s

На рис. 2 показаны принцип и устройства подключения интерфейса в эталонной точ­ке S (между оконечным устройством и сетевым окончанием). Следует обратить внимание на то, что в оконечных устройствах должны присутствовать функциональная часть и уст­ройство приема и передачи управляющей информации. В частности, передача информации происходит после полного накопления номера, это же устройство осуществляет анализ дос­тупа к каналам В\ и В2, который будет подробнее рассмотрен далее.

Рис. 2 Принцип подключения к эталонной точке S

Интерфейс в точке S использует 4 провода. Передача осуществляется по двум проводам и столько же проводов используется на приемном конце. Следовательно, интерфейс в эта­лонной точке S требует четырехпроводной линии от абонентской розетки до сетевого тер­минала, который находится на расстоянии нескольких километров. Расстояние зависит от параметров линии (диаметра жил кабеля и других параметров, рассмотренных в главе 1). Скорость передачи равна 196 кбит/с. Для обмена информацией применяется рассмотренный линейный биполярный код с уплотнением нулей.

Предполагается, что оконечное устройство генерирует цифровую последовательность в формате ИКМ со скоростью 64 кбит/с (8 кбайт/с). Структура и наполнение байтов для тракта ISDN безразличны. Информационные и сигнальные потоки поступают на вход муль­типлексора. При этом каждое из оконечных устройств может передавать информацию по одному из двух каналов в зависимости от их занятости (канал может быть занят любым дру­гим устройством из множества устройств, подключенных к шине). Выбор одного из кана­лов производится на станции путем передачи сигналов управления интерфейса в точке S. После объединения с помощью мультиплексора каналов 2В + D результирующий поток пе­редается на следующий блок, где производится кодирование информации и добавляются

служебные биты. При этом скорость, необходимая для обмена, возрастает. Для передачи в интерфейсе эталонной точки S принят формат, представленный на рис. 3

Рис. 3 Формат данных и служебных сигналов, передаваемых в интерфейсе эталонной точи S

Полезная информация, — в данном случае это байты каналов В\, В2 и D — дополнена служебной информацией. Добавлены следующие биты: бит нарушения четности (L), бит эхо (Е) и 8 битов флага.

Бит нарушения четности показывает, что число последовательно передаваемых нулей превысило заданную норму. Поэтому, для того чтобы не возникала по­следовательность из большого числа нулей, необходимо выполнить алгоритм вставки едини­цы в бит L, который нарушает четность при чередовании единиц (см. табл. 1.9 и рис. 3).

Бит эхо связан со специальной процедурой, которая решает задачу конкуренции при поступлении одновременно нескольких требований на информационный канал. Когда от одного из абонентов поступает вызов, по каналу D передается последовательность единиц. Ответ на эту последовательность поступает по эхо-каналу в виде последовательности еди­ниц (ответ на каждую переданную единицу).

Каждому из 8-ми абонентов присваивается код из последовательности единиц в соот­ветствии с предоставленным приоритетом:

приоритет 1 — 11111111,

приоритет 2 — 01111111,

приоритет 3 — 00111111,

приоритет 4 — 00011111,

приоритет 5 — 00001111,

приоритет 6 — 00000111,

приоритет 7 — 00000011,

приоритет 8 — 00000001.

Сетевое устройство, получившее символ «0» на последнюю посланную единицу, пере­стает генерировать вызов. Таким образом в канале останется только то устройство, которо­му присвоено наибольшее число единиц (наивысший приоритет).

Флаг применяется в системах передачи для того, чтобы отметить начало передачи еди­ницы информации. Исходная смысловая информация разбита на блоки (единицы), содержа­щие определенное количество байтов (в данном случае 48). Флаг позволяет отделить каждую такую единицу, одновременно указывая на конец одной единицы и начало другой, и тем самым выполняя задачу синхронизации. Флаг также позволяет подстраивать генератор, поскольку представляет собой последовательность 01111110, содержащую много единиц. Наличие флага улучшает качество передачи, но требует дополнительного времени, поэтому иногда его пропускают (при гарантии низкого уровня помех в канале).

Подсчитаем необходимую скорость передачи информации. Если передавать только полез­ную информацию, то процесс передачи можно представить как передачу 4 раза за одну мс трех полей информации, которые в сумме составляют 36 битов (16 битов — два канала 51, 16 битов — два канала 52 и 4 бита — канал D), что требует скорости передачи 4x36 = 144 кбит/с. Если к каждому из трех полей добавить 4 служебных бита эхо-канала (E), то необ­ходима скорость 4x40 =160 кбит/с.

Добавление флага и другой служебной информации приводит к варианту, показанному на рис. 1.41: 48 бит за 250 мс или 192 кбит/с.