ПР6 / Тема 06_Технологии мультиплексирования линий связи_

ЧАСТОТНОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ СИГНАЛОВ АБОНЕНТСКОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Импульсная система набора использует прерывания тока линии для сообщения на АТС цифр наби-раемого телефонного номера. Число прерываний тока линии соответствует набранной цифре. Для разделения цифр используется межцифровая пауза. Среднее время передачи номера из 7 цифр ~ 10 с.

В 1970 году была изобретена новая система набора номера. Цель ее создания - сделать процесс набора более надежным и быстрым. Для сигнального взаимодействия абонента с АТС и другими сетевыми службами при предоставлении дополнительных услуг стал использоваться тональный набор в форме двухтонального многочастотного аналогового сигнала DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency), отправляемого с клавиатуры телефона.

Сигналы формируются сложением двух тональных частот, по одной из высокочастотной и низкочастотной групп. Частоты выбраны таким образом, чтобы избежать гармонических помех от речевых сигналов. Для кодирования одного сигнала одна частота берется из строки и одна – из столбца таблицы. Имеется возможность закодировать 16 разных символов. Максимальная скорость набора номера в тональном режиме составляет 7 цифр в секунду.

Ответные сигналы, передаваемые абоненту со стороны сети, также кодируются двумя частотами. Пара (480 Гц + 620 Гц) сигнализирует о поступлении сигнала «занято», а пара (350 Гц + 440 Гц) – сигнале готовности. Другие сигналы в России не используются.

Реализация тонально набора основана на частотном разделении сигналов и помимо генераторов тональной частоты содержит фильтры, позволяющие обнаружить в абонентской линии две поступившие частотные посылки и преобразовать их в команды на выполнение тех или иных действий.

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ

С точки зрения физики, кабели этой категории представляют собой оптические волноводы, реализующие явление полного внутреннего отражения. Каждое из светопередающих волокон состоит из сердечника и оболочки. Показатель преломления сердечника (n3) выше, чем оболочки (n2) и воздуха (n1). Таким образом, создается граница раздела сред, и световой пучок не покидает область сердцевины, распространяясь дальше по волокну.

Тип траектории, по которой распространяется свет в сердцевине волокна, называется мода.

Оптическое волокно, которое позволяет распространяться в сердцевине единственному пучку света, называется одномодовым. несколько пучков света - многомодовым. Диаметр ядра у одномодовых оптических волокон равняется 9 мкм, для многомодовых характерны значения 50 или 62,5 мкм. Диаметр оболочки всех волокон равен 125 мкм.

Цена оптического кабеля зависит от диаметра сердечника, поэтому одномодовый кабель ощутимо дешевле многомодового. Однако для его использования нужны мощные источники лазерного излучения, а многомодовым – недорогие лазеры или светодиоды.

Одномодовые поддерживают высокую скорость передачи и используются в трансокеанских и морских линиях связи, магистральных наземных линиях связи, для широкополосных систем кабельного телевидения. Многомодовые – для линий внутри зданий, ЦОДов и др.

Колбанёв М.О. Технологии мультиплексирования линий связи.

МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЕ ПО ДЛИНЕ ВОЛНЫ

МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЕ С РАЗДЕЛЕНИЕМ ПО ДЛИНЕ ВОЛНЫ WDM (Wavelength-division multiplexing) – это

технология, позволяющая одновременно передавать несколько информационных каналов по од-ному оптическому волокну на разных длинах волн. Ее можно рассматривать как особый вид частотного мультиплексирования на частотах выше 100 - 200 ТГц. В порядке уменьшения частотного разноса каналов различают грубые (CWDM), плотные (DWDM) и высокоплотные (HDWDM) сиcтемы.

Длина волны для передачи сигнала выбирается исходя из ОКОН ПРОЗРАЧНОСТИ – диапазонов длин волн оптического излучения, в котором имеет место меньшее, по сравнению с другими диапазонами, затухание излучения в оптическом волокне. Длину волны 850 нм используют для многомодового, 1310 нм

– и для многомодового, и для одномодового, а 1550 нм – только для одномодового оптоволокна.

Возможность существования устройств WDM основан на свойстве световодов одновременно пропускать множество

сигналов, которые, распространяясь, не взаимодействуют друг с другом. Это дает возможность ввести в волоконный световод одновременно излучение от нескольких источников, работающих на разных длинах волн λ1,…, λn , а на приемном конце с помощью оптических фильтров разделить эти сигналы.

ВОЛС – это система, которая содержит активные (модуляторы, мультиплексор/демультиплексор, регенераторы (для восстановления формы оптических импульсов), усилители мощности сигнала и др.) и пассивные устройства (кабель, оптические муфты и кросс и др.).

ПЕРСПЕКТИВЫ МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЯ ВОЛС

Компания «Т8» разрабатывает DWDM-системы с пропускной способностью 25Тбит/с. Техническое решение основано на использовании 250 информационных каналов со скоростью 100 Гбит/с

каждый в формате DP-QPSK. Для облегчения управляемости используется 25 суперканалов, каждый из которых объединяет десять каналов и имеет скорость передачи 1 Тбит/с.

системе разнос несущих

уменьшен до 33 ГГц

(в CWDM-системах он более

2500 ГГц, а в DWDM – около

100 ГГц),

что при ширине спектра источников менее 1 ГГц позволяет разместить в полосе высокой

прозрачности кварцевого волокна десятки-сотни спектральных каналов.

Приемник DP-QPSK

Передатчик DP-QPSK

15

Колбанёв М.О. Технологии мультиплексирования линий связи.

РЕКОРДНАЯ ПЕРЕДАЧА БЕЗ РЕГЕНЕРАЦИИ НА 4250 КМ

Компания «Т8» в июле 2015 г. провела тестирование 100G оборудования «Волга» на реальной линии Москва–Новосибирск протяженностью 4250 км, которая была пройдена без регенерации сигнала. Каналы 100G переданы двумя путями – через Самару и через Екатеринбург – с резервированием 1+1. Длина двух плеч составляет 4250 и 3400 км соответственно.

Рекордные показатели были достигнуты благодаря использованию нового поколения российского 100G DWDMоборудования «Волга», разработанного и произведенного компанией «Т8».

Стоимость оборудования «Волга» заметно ниже зарубежных аналогов и решает задачу импортозамещения в области телекоммуникаций.

Приказ минпрома еще раз подтверждает российское происхождение системы «Волга» от «Т8»

ВРЕМЕННОЕ МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЕ

Временное мультиплексирование TDM (Time Division Multiplexing) предполагает, что

все время использования линии делится на циклы передачи и временные слоты, которые и образу-

ют каналы. В распоряжение источникам периодически один раз за цикл предоставляется весь ресурс линии связи на время продолжительности слота. В этом случае для выделения нужного сигнала при приеме необходимо синхронизировать работу передающей и приемной систем.

Временное мультиплексирование реализуется при условии, что по дискретным значениям энергии сигнала в выделяемых слотах можно полностью восстановить сигнал на приемной стороне.

Условие, которое следует соблюдать при временном мультиплексировании, устанавливает теорема В.А. Котельникова.

TDM занимает значительное место среди технологий мультиплексирования по следующим причинам: 1) низкая цена оборудования; 2) простота установки и обслуживания оборудования; 3) наличие ква-

лифицированного персонала; 4) детерминированное время задержки данных и гарантированное качество передачи голоса; 5) установившаяся стандартизация и совместимость аппаратуры различных производителей и др.

Часто используется в сочетании с другими методами мультиплексирования.

Качество передачи голоса при помощи технологии TDM заставляет возвращаться к ней и в NGN.

Например, используется транспортная технология для передачи голосового потока TDM по IP-сети (TDMoIP). Она позволяет провайдерам предоставлять традиционные услуги, но уже по сетям NGN.

СТРУКТУРА КАДРА ПЕРВИЧНОГО ПОТОКА ИКМ (ПОТОКА E1)

1 сверхцикл (мультикадр): 16 кадров * 256 бит = 2048 бит (125 мкс*16=2 мс).

1 цикл (кадр): 32 канала (слота) * 8 бит = 256 бит (1/8 кГц = 125 мкс)

3,91 мкс

488 нс

18

Колбанёв М.О. Основы технологий передачи сигналов.

1) частотная синхронизация означа-

ет, что все происходящие в системе периодические процессы (события) соответствуют 2-й процесс

одной и той же средней частоте (скорости).

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ СИСТЕМ СИНХРОНИЗАЦИИ СЕТЕЙ

Синхронная сеть – сеть, в которой значащие моменты сигналов подстраиваются таким образом, чтобы установился синхронизм и значащие моменты точно повторялись с некоторой СРЕДНЕЙ

СКОРОСТЬЮ.

Проскальзывание (slip) – исключение или повторение в цифровом сигнале одного или нескольких бит, происходящее вследствие различия в скоростях записи и считывания буферных устройств.

Фазовые дрожания – отклонения значащих моментов цифрового сигнала от их идеальных положений во времени. Кратковременные отклонения с частотой более 10 Гц называются джиттер, а долговременные отклонения с частотой менее 10 Гц – блуждания (вандер).

Первичный эталонный источник ПЭИ предназначен для формирования эталонных сигналов синхронизации и строится либо на основе цезиевого или водородного стандарта частоты, либо на основе спутниковых систем ГЛОНАСС или GPS (GPS используется в качестве резерва).

Первичный эталонный генератор ПЭГ – высокостабильный генератор, долговременное относительное отклонение частоты которого от номинального значения поддерживается не превышающим

1x10-11 при контроле по универсальному координированному времени. Этот генератор обладает на сети синхронизации наивысшим качеством и занимает высшую (первую) ступень в иерархии.