Каналы t1/e1

Выделенные каналы T1/E1 стали в последние годы очень популярны в качестве средства для подключения корпоративных сетей и серверов к сети Internet. Это объясняется высокими скоростями данных каналов: 1,544 Мбит/с в канале Т1 и 2,048 Мбит/с – для Е1.

Линии Т1 — это дуплексные цифровые каналы, которые были первоначально разработаны для передачи вызовов между телефонными станциями. Физически связь осуществляется по двум парам телефонного витого провода (одна пара – в одну сторону, вторая – в обратную).

Метод биполярного кодирования

В канале применяется биполярное кодирование(bipolar encoding). Этот метод имеет и другое название –альтернативное инвертирование логических единиц— Alternate Mark Inversion (AMI). Отсутствие напряжения в линии соответствует нулю, а для представления единиц используются по очереди положительные и отрицательные импульсы.

Пример такого кодирования в сравнении со стандартным представлением (в виде кода NRZ) приведен на рисунке.

Синхронизация

Длинная последовательность логических нулей может привести к потере синхронизации у приемника. Для борьбы с этим применяется метод биполярной замены 8 нулей– Bipolar 8 Zero Substitution (B8ZS).

Каждая обнаруженная передатчиком группа из 8 нулей заменяется им на некоторое «бессмысленное слово». При приеме из канала выполняется обратное преобразование. Для выделения этой заменяющей комбинации (как признак для начала ее распознавания) используется последовательная передача без инвертирования двух положительных единиц (что недопустимо в обычной последовательности кода AMI).

На рисунке представлен пример такой заменяющей комбинации.

Кадровая синхронизация

Канал Е1 состоит из 24 отдельных каналов по 64 Кбит/с в каждом. Применяется разбиение передаваемой информации на кадры.

Наибольшее распространение получили методы D4 и ESF (кроме того в линиях Е3 часто используется алгоритм M13).

Алгоритм D4

Кадр содержит 1 бит синхронизации и 24 байта данных (см. рис.). Таким образом общая длина кадра составляет 193 бита.

Группа из 12 кадров снабжается специальной 12-битовой маской (см. рис), которую называют сигналом выравнивания кадра(frame alignment signal).

Группа из 12 кадров называетсясуперкадром (см. рис.) .

Алгоритм ESF

Алгоритм формирования суперкадров ESF (Extended SuperFrame) отличается тем, что размер суперкадра был увеличен с 12 до 24 кадров. В таком суперкадре из 24 служебных бит только 6 используются для целей синхронизации. Из оставшихся 18 бит — 6 служат для коррекции ошибок и 12 – для текущего контроля за состоянием линии.

Алгоритм М13

Предназначен для каналов T3 (44,476 Мбит/с). Кадр содержит 4760 бит. Из них 56 бит используются для выравнивания кадра (кадровой синхронизации), коррекции ошибок и отслеживания состояния линии.

Импульсно-кодовая модуляция

Каналы Т1 первоначально предназначались для передачи телефонных разговоров, но по цифровой линии.

По обычному телефону сигнал передается как аналоговый в диапазоне частот от 300 до 3400 гц. Для перевода аналогового сигнала в цифровую форму применяется импульсно-кодовая модуляция (ИКМ) — Pulse Code Modulation (PCM). Для этой цели вводится блок АЦП, который переводит амплитуду аналогового сигнала в цифровой отсчет из 8 бит. Частота снятия таких отсчетов была выбрана с учетом теоремы Найквиста(Nyquist). В соответствии с этой теоремой для адекватного преобразования сигнала из аналоговой формы в цифровую частота дискретизации должна в 2 раза превышать частоту дискретизируемого сигнала. Применительно к телефонным каналам была выбрана частота 8000 опросов в секунду. Таким образом цифровая линия должна обладать пропускной способностью 8 х 8000 = 64 Кбит/с.