Кіріспе

Мултиплекстелген телефон қоңырауларын цифрлық беруге арналған тасымалдаушы жүйе. T-тасымалдаушы – AT&T Bell Laboratories компаниясы әзірлеген, мультиплекстелген телефон қоңырауларын цифрлық таратуға арналған тасымалдаушы жүйелер сериясының бір бөлігі. Бірінші нұсқасы, 1-тарату жүйесі (T1), 1962 жылы Bell жүйесінде енгізілді және бір мыс қабыс желісі арқылы бір уақытта 24 телефон қоңырауын таратуға мүмкіндік берді. Келесі спецификациялар негізгі T1 (1,544 Мбит/с) деректер жылдамдығының еселіктерін қамтыды, мысалы, 96 арналы T2 (6,312 Мбит/с), 672 арналы T3 (44,736 Мбит/с) және басқалары. T2, AT&T-нің T-тасымалдаушы жүйесінің бөлігі ретінде анықталғанмен, ол бес деңгейді – T1-ден T5-ке дейін – қамтыса да, тек T1 және T3 ғана кеңінен қолданылды. DS 1 – 24 телефон қоңырауының биттік ағындарын мультиплекстеуге арналған байланыс протоколы, сондай-ақ екі арнайы битпен: кадр синхрондау үшін кадрлық бит және техникалық қызмет көрсету сигналдық биті. T1-дің максималды деректер беру жылдамдығы секундына 1,544 мегабит құрайды. АҚШ, Канада, Жапония және Оңтүстік Кореядан басқа елдерде E-тасымалдаушы жүйесі қолданылады. E-тасымалдаушы – T-тасымалдаушымен тікелей үйлесімсіз, бірақ жоғары сыйымдылыққа ие ұқсас тарату жүйесі.

Мұра

Қазіргі жиілікті бөлу мультиплексімен тасымалдаушы жүйелер алыс қалалар арасындағы байланыс үшін жақсы жұмыс істеді, бірақ әр дауыстық арна үшін қымбат модуляторлар, демодуляторлар және сүзгілер қажет болды. 1950 жылдардың соңында Bell Labs метрополиттік аймақтардағы байланыс үшін арзан терминал жабдықтарын іздеді. Импульстік кодты модуляциялау бірнеше дауыс магистральдары арасында кодтаушы мен декодерді бөлісуге мүмкіндік берді, сондықтан бұл әдіс 1961 жылы жергілікті пайдалануға енгізілген T1 жүйесі үшін таңдалды. Кейінгі онжылдықтарда цифрлық электрониканың құны дауыс арнасына жеке кодекті қолдану әдеттегі нәрсеге айналғанша төмендеді, бірақ сол кезде цифрлық хабар таратудың басқа артықшылықтары нығайып кетті. T1 форматында 24 импульстік код модульделген, уақыт бөлінісімен мультиплекстелген сөйлеу сигналдары бар, олардың әрқайсысы 64 кбит/с ағындарда кодталған, ал 8 кбит/с фрейминг ақпараты қалдырылған, бұл қабылдаушыда синхрондау мен демультиплекстеуді жеңілдетеді. T2 және T3 контурлық арналар бірнеше T1 арналарын мультиплекстеді, нәтижесінде 6,312 және 44,736 Мбит/с жылдамдықтары пайда болады. T3 желісі 28 T1 желісін қамтиды, олардың әрқайсысы 1,544 Мбит/с жалпы сигнал беру жылдамдығында жұмыс істейді. Бөлшек T3 желісін алу мүмкін, яғни 28 желілердің кейбіреулері сөндірілген T3 желісі, нәтижесінде тасымалдау жылдамдығы баяу, бірақ әдетте арзан. 1,544 Мбит/с жылдамдығы таңдалды, өйткені Чикагодағы AT&T Long Lines сынақтары жер астында жүргізілді. Сынақ орны сол кездегі Bell жүйесінің сыртқы зауытына тән болды, өйткені жүктеу орамдарын орналастыру үшін кабельдік үңгірлер физикалық жағынан бөлек болды, бұл ретранслятор аралығын анықтады. Оптималды бит жылдамдығы эмпирикалық түрде таңдалды, сыйымдылық қателік деңгейі қабылдауға болмайтынға дейін арттырылды, содан кейін маржа қалдыру үшін азайтылды. Компандау осы бастапқы T1/D1 жүйесінде тек жеті биттік PCM үлгісімен аудионың қолайлы өнімділігін қамтамасыз етті. Кейінгі D3 және D4 арна банктерінде кеңейтілген кадр форматы болды, әрбір үлгіге сегіз битті рұқсат етті, әрбір алтыншы үлгі немесе кадрда бір битті арнаның күйін сигналдауға "толғанған" кезде жетіге дейін қысқартылды. Стандарт барлық нөлдік үлгіге жол бермейді, бұл екілік нөлдердің ұзақ тізбесін шығарады және қайталаушылардың бит синхрондауын жоғалтуға әкеледі. Дегенмен, деректерді тасымалдағанда (Switched 56) нөлдердің ұзақ тізбегі болуы мүмкін, сондықтан бір үлгіге бір бит "1" (жам биті 7) деп қойылады, бұл деректерге секундына 7 бит × 8,000 кадр қалдырады. 1,544 Мбит/с жылдамдығының дамуы мен оның арналарға бөлінуін егжей-тегжейлі түсіну келесідей. Телефон жүйесінің номиналды дауыс жолағының (оның ішінде күзетші жолақты) 4000 Гц болғанын ескерсек, талап етілетін цифрлық сынама алу жиілігі 8000 Гц (Никвист жылдамдығын қараңыз). Әрбір T1 фреймінде әр 24 арна үшін 1 байт дауыстық деректер бар болғандықтан, осы жүйеге сол 24 бір мезгілдегі дауыстық арнаны ұстап тұру үшін секундына 8000 фрейм қажет. T1 әр фреймінің ұзындығы 193 бит (24 арнаға 8 бит + 1 фрейм биті = 193 бит) болғандықтан, секундына 8000 фреймді 193 битке көбейтіп, 1,544 Мбит/с (8,000 × 193 = 1,544,000) беру жылдамдығын алады. Бастапқыда T1 жиілік жолағын азайту және сигналдың DC компонентін жою үшін АМИ-ді қолданды. Кейіннен B8ZS кең тараған практикаға айналды. AMI үшін әр таңба импульсі алдыңғысының қарама-қарсы полярлығына ие болды және әр кеңістік нөл деңгейінде болды, нәтижесінде тек екілік деректерді жеткізетін үш деңгейлі сигнал пайда болды. 1970 жылдардағы ұқсас британдық 23 арналы жүйелер 1,536 мегабайтқа үштік сигнал қайталаушымен жабдықталды, болашақта дауыс арналарының санын арттыру үшін 3B2T немесе 4B3T кодын пайдалануды күту. Бірақ 1980 жылдары жүйелер тек еуропалық стандартты жүйелермен ауыстырылды. Америкалық Т-авиакомпаниялар тек AMI немесе B8ZS режимінде жұмыс істей алады. AMI немесе B8ZS сигналы қателік мөлшерін қарапайым өлшеуге мүмкіндік берді. Орталық офистегі D банкі дұрыс емес полярлық немесе "биполярлық бұзылу" бар бітті байқайды және дабыл қағуы мүмкін. Кейінгі жүйелер бұзылулар мен қайта кескіндеулердің санын санап, сигнал сапасын өлшеуге мүмкіндік береді және күрделірек дабыл сигналы жүйесін пайдалануға мүмкіндік береді. 1958-жылы 193 биттік кадрды қолдану туралы шешім қабылданды. Фрейм ішіндегі ақпарат биттерін анықтау үшін екі нұсқа қарастырылды. (а) тек бір қосымша битті немесе (б) әрбір кадрға қосымша сегіз битті тағайындаңыз. 8 биттік таңдау тазарақ, нәтижесінде 200 биттік кадр, жиырма бес 8 биттік арна, олардың 24 трафик үшін және бір 8 биттік арна операциялар, басқару және техникалық қызмет көрсету (OA&M) үшін қолжетімді. AT&T бір кадрға бір битті таңдады, бұл қажетті бит жылдамдығын азайту үшін емес (1,544-ке қарсы 1,6 Мбит/с), бірақ AT&T Marketing "егер OA&M функциясы үшін 8 бит таңдалса, біреу оны дауыстық арна ретінде сатуға тырысады және сіз ештеңеге ие болмайсыз" деп алаңдады. 1962 жылы T1 коммерциялық сәттілікке жеткеннен кейін, T1 инженерлік тобы бір биттің ұлғаюға тиіс болған үй шаруашылық функцияларына деген сұранысты қамтамасыз ету қатесін түсінді. Олар AT&T басшылығына 8 биттік фреймингке өтуге өтініш білдірді. Бұл туралы қатаң бас тартты, өйткені бұл орнатылған жүйелерді ескіртер еді. Осы кері көзқарасқа ие болғаннан кейін, шамамен он жылдан кейін CEPT еуропалық E1 үшін сегіз битті фреймингке таңдады, дегенмен, қорқатылғандай, қосымша арна кейде дауысқа немесе деректерге бөлінеді.

Жоғары жолақты тасушы

1970 жылдары Bell Labs жоғары жылдамдықты жүйелерді әзірледі. Т1С моделяцияның күрделі схемасымен 3 Мбит/с жылдамдықпен, оны қолдай алатын теңгерілген жұп кабельдер арқылы тасымалдады. T 2 6,312 Мбит/с жылдамдықпен тасымалдады, бұл үшін көбіктік оқшаулауы бар арнайы төмен сыйымдылықты кабель қажет болды. Бұл Picturephone үшін стандартты болды. T 4 және T 5 AT&T Long Lines компаниясы қолданған ескі L тасымалдаушыларына ұқсас коаксиалдық кабельдерді пайдаланды. TD микротолқындық радиорелейлік жүйелері де дыбыстық байланысқа жеткіліксіз сапалы FM спектрінің бөлігінде DS1 сигналын тасымалдауға мүмкіндік беретін жоғары жылдамдықты модемдермен жабдықталды. Кейіннен олар DS3 және DS4 сигналдарын тасымалдады. 1980 жылдары RLH Industries, Inc. сияқты компаниялар T1 оптикалық талшық арқылы беруді әзірледі. Салада көптеген T1 беріліс схемалары пайда болып, дами бастады.

Цифрлық сигналды қиылыстырып қосу

DS1 сигналдары әдетте Орталық кеңселерде DSX 1 деп аталатын ортақ металл қосылыс нүктесінде өзара байланыстырылады. DS1 сигналы металл сыртқы кабель арқылы берілген кезде, ол T1 аралығы деп аталатын жақсартылған кабель жұптары арқылы жүзеге асырылады. T1 аралығына желілік немесе "Span" сигнал қайталаушыларын және T1 NIU құрылғыларын (T1 Smartjacks) қуатпен қамтамасыз ету үшін байланыстырылған төрт сымды кабель жұптарына +130 Вольтқа дейін тұрақты ток қосылуы мүмкін. T1 аралық қайталаушылар әдетте 6000 футқа дейін (1829 м) арақашықтықта орналасады, бұл кабельдің қалыңдығына байланысты, ал қайталау қажеттігі тумайынша жоғалту 36 дБ-тан аспауы тиіс. Кабельге қосымша тікелей қосылымдар немесе жүктемелік катушкалар қолданылмайды. T1 мыс аралықтары оптикалық тасымалдау жүйелерімен алмастырылуда, бірақ егер мыс (металл) аралықтары қолданылса, T1 әдетте HDSL кодталған мыс желісі арқылы тасымалданады. Төрт сымды HDSL құрылғыларына дәстүрлі T1 аралықтарына қарағанда аз қайталаушылар қажет. Жаңа екі сымды HDSL (HDSL 2) жабдықтары барлық 24 калибрлі кабельдер қолданылса, бір мыс сым жұбы арқылы шамамен он екі мың (12 000) футқа (3,5 км) дейін толық 1,544 Мбит/с T1 жылдамдығымен тасымалдай алады. HDSL 2 дәстүрлі төрт сымды HDSL немесе жаңа HDSL 4 жүйелері сияқты бірнеше қайталаушыларды қолданбайды. HDSL-дің бір артықшылығы – ол шектеулі мөлшердегі тікелей қосылымдармен жұмыс істей алады, ешбір тікелей қосылым HDSL трансиверінен 500 футтан (152 м) жақын орналаспауы тиіс. Екі немесе төрт сымды HDSL жабдықтары дәстүрлі T1 қызметінен айырмашылығы, бірдей кабель жұбы арқылы деректерді жібереді және қабылдайды, ал дәстүрлі T1 қызметі деректерді жіберу және қабылдау үшін жеке кабель жұптарын пайдаланады. DS3 сигналдары ғимараттар ішінде сирек кездеседі, олар өзара байланыстар үшін және SONET тізбегіне мультиплекстелгенге дейін аралық қадам ретінде қолданылады. Бұл T3 тізбегінің қайталаушылар арасында шамамен 600 футқа (183 м) дейін ғана жетуі мүмкін. DS3-ке тапсырыс берген клиент әдетте ғимаратқа SONET тізбегін және құралдық қорапқа орнатылған мультиплексорды алады. DS3 таныс түрінде келеді: екі коаксиалды кабель (біреуі деректерді жіберу үшін, екіншісі – қабылдау үшін) және ұштарында BNC коннекторлары бар.

Кішкене тонау

Он екі DS1 фрейм бір T1 суперфреймін (T1 SF) құрайды. Әрбір T1 суперфрейм екі сигналдық фреймнен тұрады. Жолақтық сигналдауды қолданатын барлық T1 DS0 арналарының сегізінші биті, 64 кбит/с DS0 жүктемесінен логикалық НОЛ немесе БІР битімен жазылып алынады (немесе "ұрланады"), бұл схеманың сигналдық күйін немесе жағдайын көрсетеді. Сондықтан, ұрланған бит сигналдауы T1 SF фреймдік схемасын құрайтын он екі DS1 фреймнің екеуінде DS0 арнасының жылдамдығын 56 кбит/с-қа дейін шектейді. T1 SF фреймдік схемалары екі тәуелсіз сигналдық арнаны (A және B) қамтамасыз етеді, ал T1 ESF фреймдік схемалары – төрт сигналдық фреймді, олар жиырма төрт фреймдік кеңейтілген фрейм форматында төрт тәуелсіз сигналдық арнаны (A, B, C және D) қамтамасыз етеді. 56 кбит/с DS0 арналары цифрлық деректер қызметтерімен (DDS) байланысты болғандықтан, әдетте дауыс схемаларында қолданылатын A және B жолақтық сигналдау сияқты, DS0-ның сегізінші битін пайдаланбайды. Бір ерекшелік – 56 кбит/с Switched DDS. DDS-де сегізінші бит DTE сұранысын (RTS) анықтау үшін қолданылады. Switched 56 DDS жүйесінде сегізінші бит импульстік түрде (логикалық НОЛ және БІР күйлеріне кезекпен ауыстырылады) SW56 DDS CSU/DSU және сандық кеңселік коммутатор арасында екі күйлі дискреттік сигналдау ақпаратын беру үшін қолданылады. Америкада кеңселер аралық байланыста Signaling System No 7 (SS7) жүйесінің пайда болуына байланысты ұрланған бит сигналдауын пайдалану айтарлықтай азайды. SS7 арқылы қосылымда толық 64 кбит/с DS0 арнасын пайдалануға болады және егер қолдаушы T1 операторы B8ZS (Clear Channel Capable) опциясын таңдаса, 64 кбит/с және 128 кбит/с ISDN деректер қоңырауларын коммутацияланған магистральдық желіде жүзеге асыруға болады.

Тасымалдау бағасы

DS1 желілеріне тасымалдаушылар әртүрлі баға белгілейді. Дегенмен, көпшілігі екі қарапайым құрамдас бөлікке келіп тіреледі: жергілікті желі (жергілікті оператордың абоненттік станциясынан, яғни CO, тасымалдаушының POP деп аталатын нүктесіне сигналды жеткізу құны) және порт (тасымалдаушының желісі арқылы телефон желісіне немесе Интернетке қол жеткізу құны). Әдетте, порт бағасы қол жеткізу жылдамдығы мен жылдық міндеттеме деңгейіне, ал желі бағасы географиялық орналасуға байланысты белгіленеді. CO мен POP арасы неғұрлым алыс болса, желі құны соғұрлым жоғары болады. Желі бағасының құрамында шақырымды есептеу (стандартты GPS координаттары емес, V/H координаттарында жүзеге асырылады) және телекоммуникациялық бөлік сияқты бірнеше компоненттер бар. Әрбір жергілікті Bell операторы – Verizon, AT&T Inc. және Qwest – T тасымалдаушыларынан бір миль үшін әртүрлі тарифтер алады. Сондықтан бағаны есептеу екі қадамнан тұрады: географиялық картаға түсіру және жергілікті бағаларды анықтау. Көптеген тасымалдаушылар жоғарыда сипатталғандай географиялық баға белгілеу моделін қолданса, кейбір Бәсекеге қабілетті Жергілікті Алмасу Операторлары (CLEC), мысалы TelePacific, Integra Telecom, tw telecom, Windstream, Level 3 Communications және XO Communications ұлттық баға белгілеуді ұсынады. Бұл DS1 баға белгілеу моделінде провайдер өзі қызмет көрсететін барлық аймақтарда бірдей баға белгілейді. Ұлттық баға белгілеу – T тасымалдаушы нарығындағы бәсекелестіктің күшеюі мен T тасымалдаушы өнімдерінің тауар ретінде қаралуының нәтижесі. Ұлттық баға белгілеу стратегиясын қабылдаған провайдерлер, олардың жеткізушілері – Bell операторлары (мысалы, Verizon, AT&T Inc. және Qwest) географиялық баға белгілеу моделін сақтап, көтерме бағамен болса да, әртүрлі маржаларды көруі мүмкін. Дауыстық DS1 желілері үшін есептеу көбінесе бірдей болады, тек Интернетке қол жеткізу үшін қажетті порт LDU (яғни, алыс қашықтықтан пайдалану) арқылы алмастырылады. Желі бағасы анықталғаннан кейін, жалпы сомаға тек дауыспен байланысты төлемдер қосылады. Қысқасы, жалпы баға = желі + LDU x пайдаланылған минут саны.