Мультиплексирование данных

Теоретическая часть 2

Временное мультиплексирование 2

Мультиплексирование с временным разделением каналов 2

Первичный цифровой канал – Е1 3

Структура канала Е1 3

Синхронизация: основные положения 4

Использование мостов для объединения удаленных локальных сетей 5

Описание и схема лабораторной работы 8

Настройка мультиплексирования и режима моста 9

Настройка и мониторинг состояния контроллеров E1 9

Настройка и мониторинг состояния соединений 12

Настройка и мониторинг состояния источников синхронизации 17

Настройка режима моста 18

Настройка удалённого управления в режиме моста 19

Тестирование каналов связи 20

Практическая часть 23

Условия 23

Задания 23

Контрольные вопросы 24

1. Теоретическая часть

   1. Временное мультиплексирование

      1. Мультиплексирование с временным разделением каналов

В цифровых системах связи для передачи нескольких цифровых сигналов по одной линии связи применяется мультиплексирование с временным разделением каналов. В англоязычной литературе эквивалентный термин – Time Division Multiplexing (TDM).

Схематично эта процедура выглядит так: на вход мультиплексора подается N каналов данных, мультиплексор поочередно отбирает из этих входных каналов последовательность бит определённой длины, составляя из них выходную последовательность. Непрерывную последовательность бит в выходном потоке, принадлежащую определенному входному каналу, называют канальным интервалом или таймслотом. Для того, чтобы демультиплексировать полученную последовательность, на принимающем конце линии связи тактовой синхронизации недостаточно, так как в получаемом потоке бит необходимо еще привязаться к началу первого канального интервала. С этой целью при формировании уплотненного потока в него с определенной периодичностью вставляют фиксированную битовую последовательность, которая вместе с группой канальных интервалов, следующих за ней и содержащих равное количество интервалов из каждого входного потока, образует кадр или фрейм (в терминологии связистов "цикл").

Рис. 1. Схема мультиплексирования с временным разделением каналов

Выделяя эту битовую последовательность, принимающая аппаратура может привязаться к началу каждого кадра в последовательности бит. Такой вид синхронизации называют кадровой или цикловой синхронизацией. Часто в цифровых системах несколько кадров объединяют в структуру, называемую сверхкадром (или сверхциклом). Для правильного приема таких структур, кроме тактовой и кадровой синхронизаций, необходима еще и сверхкадровая синхронизация.

Первая система передачи голоса, использующая мультиплексирование с временным разделением каналов, была установлена в 1957 году компанией Bell System. В одном канале было объединено 24 канальных интервала по 64 кбит/сек, что с учетом бита для кадровой синхронизации и частоте следования кадров 8 кГц дало цифровой поток со скоростью 24 х 64 + 8 = 1544 кбит/сек, который в дальнейшем был стандартизирован и теперь известен как канал Т1.

В Европе, в том числе и в России, в качестве стандартной была принята иная схема объединения каналов в первичный цифровой канал, известный, как канал Е1 (поток Е1). Так как этот канал получил в последнее время большое распространение для подключения корпоративных телефонных систем и систем передачи данных к сетям операторов связи, то рассмотрим его подробней.

2. Первичный цифровой канал – е1

Канал Е1 объединяет 32 канальных интервала (кадра, фрейма), один из которых используется для кадровой синхронизации, другой для передачи сигнализации, а остальные – для передачи информации. Каждый кадр состоит из 8 бит, частота следования кадров 8 кГц, таких образом, скорость потока равна 32 х 8 х 8 = 2048 кбит/с. Кадры потока Е1 объединяются в сверхкадр. Количество кадров в сверхкадре зависит от типа используемой в канале Е1 сигнализации. Если поток Е1 используется только для передачи данных, где сигнальная информация передается в заголовках пакетов данных и отдельный таймслот для этого не нужен, то 16 таймслот можно задействовать для передачи данных.