Оконечные устройства и линии абонентского участка информационной сети

Оконечные устройства и линии абонентского участка информационной сети

11. Лекция: Цифровое уплотнение абонентских линий
Приводятся принципы построения устройств для уплотнения абонентских линий и сети интегрального обслуживания, предназначенной для приема и передачи сигналов различного назначения (интегральная сеть обслуживания). Дано описание эталонных точек, принципов включения терминалов.

Устройства цифрового уплотнения были созданы для замены аналоговых средств. Например, цифровая система для работы на абонентских линиях с временным разделением каналов [11.3] (Д-АВУ), которая позволяла образовывать 10 телефонных каналов по двум парам проводов.

Использование двух абонентских линий для организации цифрового уплотнения применяется и в современных системах. Пример такой схемы показан на рис. 11.1.

Принцип цифрового уплотнения по двум двухпроводным абонентским линиям

Рис. 11.1. Принцип цифрового уплотнения по двум двухпроводным абонентским линиям

Основные принципы такого включения:

дифференциальной

Такая система передачи позволяет иметь максимальную длину линии около 2 километров.

Дальнейшее усовершенствование абонентских линий с помощью перехода на цифровые методы пошло по пути расширения услуг, предоставляемых абоненту, и связанного с этим увеличения скорости передачи по обычной абонентской линии. Такая система передачи позволяет иметь максимальную длину линии около 2 километров.

Цифровая сеть интегрального обслуживания

Одним из первых подходов к организации доступа к цифровой сети была абонентская линия в Цифровой Сети Интегрального Обслуживания (ЦСИО)1). В литературе на английском языке эта технология известна как Integrated Services Digital Network (ISDN).

Название отражает первичную цель создателей концепции ЦСИО – объединить все услуги по обмену речевой информацией и данными. Представление информации в цифровой форме и едином формате позволяло иметь единую сеть для всех видов таких услуг.

Под этими услугами подразумеваются следующие:

передача речевой информации с полосой пропускания 3,4 КГц (обычная телефония); передача речи с расширенной полосой пропускания 7,2 КГц; аналоговые факсимильные аппараты); факс 3, 4 (цифровые факсимильные аппараты); телекс (передача текстовых документов); видео (неподвижное изображение); видео (подвижное изображение), включая видеоконференцию; работа в Internet и с электронной почтой со скоростью 128 Кбит/с.

Такие задачи ставились на первом этапе развития ЦСИО.

Разработанная и внедренная на сетях система получила название – Узкополосная ЦСИО ( УЦСИО или N-ISDN) [11.2, 11.8, 11.14], в отличие от разработанной впоследствии Широкополосной ЦСИО (ШЦСИО, или B-ISDN), которая будет рассмотрена далее. Интегральная сеть построена на базе каналов 64 Кбит/с (каналы типа B). На абонентском участке предусмотрена сигнализация, которая отделена от информации и передается по каналу 16 Кбит/c (каналы D).

Для доступа к цифровой сети были стандартизированы два типа включения в N-ISDN [11.14,11.15]:

базовое включение, первичное включение.

Базовое включение (BRI — Basic Rate Interface) [11.14]) используется непосредственно для подключения абонентов и предоставляет 2 канала по 64 Кбит/с (2 канала B) и один канал сигнализации 16 Кбит (D).

Он обозначается $2B + D_{1}6 = 64 23 + 16 = 144$ Кбит/с.

Первичное включение (PRI — Primary Rate Interface). Это включение имеет два варианта.

$30 B + D_{64}$

Терминальные устройства

Устройства, включаемые в абонентскую линию ISDN, показаны на рис. 11.2.

Архитектура взаимодействия оконечного и сетевого оборудования в ISDN

Рис. 11.2. Архитектура взаимодействия оконечного и сетевого оборудования в ISDN

На рис. 11.2 показаны устройства, обеспечивающие взаимодействие оконечного и сетевого оборудования в ISDN:

TE 1 – (Terminal Equipment). Оконечное оборудование. Это, например, телефон ISDN или компьютер, или модем, факс или любые другие устройства, которые имеют интерфейс S-ISDN;

TE2 – Оконечное оборудование, несовместимое с ISDN и требующее согласующего оборудования. Это, например, аналоговый телефон или модем со стыком R232;

Tad — Терминальный адаптер позволяет преобразовывать произвольный интерфейс (R) устройств TE2 в интерфейс типа S. Он также может преобразовывать интерфейсы с цифровыми типами оборудования, например интерфейсы локальной сети Ethernet;

NT1: Сетевое окончание 1. Это оборудование обеспечивает физическое и электрическое согласование одного канала передачи. Например, окончание абонентской линии от местной телефонной станции;

NT2: Сетевое окончание 2. На этом уровне реализуются функции концентрации нагрузки ISDN. Типовые представители таких устройств: коммутационные подстанции, мультиплексоры и шлюзы локальной сети. Такие устройства используются большими учреждениями со своей собственной частной телефонной системой как ее основная часть;

LT: Линейное окончание. Это устройство, обеспечивающее физическое и электрическое подключение канала передачи ISDN к телефонной станции;

ET: Станционное окончание. Оно реализует логическое подключение к местной телефонной станции. Оно принимает сигналы, поступившие по D-каналу, и передает ответные сигналы от станции. ET – это групповое устройство и может обрабатывать информацию от нескольких D-каналов.

Эталонные точки

На рис. 11.2 показаны также эталонные точки. В эталонных точках и организацией ITU-T [11.4] определены протоколы обмена рассмотренных выше терминальных устройств. Эталонные точки перечислены ниже, а потом рассмотрим их более подробно.

Эталонная точка . В ней определен четырехпроводный интерфейс между оконечным оборудованием сети ISDN (TE1 или NT2) и оконечным сетевым оборудованием (NT1).

Он позволяет:

доставить сетевому терминалу первого уровня (NT1) от оконечного оборудования (TE1) или сетевого терминала второго уровня (NT2) два информационных и один сигнальный канал (

); обеспечить доступ к двум каналам не более чем восьми устройствам оконечного оборудования (TE1) и обеспечить приоритет доступа и распределение вызовов по двум каналам при наличии нескольких одновременных вызовов; обеспечить линейное кодирование, гарантирующее передачу информации на заданное расстояние (не свыше 1000 м).

Эталонная точка . Интерфейс в этой точке предназначен для подключения (концентрации) нескольких устройств терминального оборудования первого уровня к (TE1) к одному устройству NT 2. Как уже сказано, типичными представителями оборудования NT2 являются подстанции и мультиплексоры, концертирующие нагрузку. В случае если используется один терминал TE1, сетевое оборудование NT2 не устанавливается и интерфейс T совпадает интерфейсом в точке . Ввиду уменьшения стоимости мультиплексоров часто они изготавливаются и включаются с учетом развития, и на начальной стадии используется только один TE1. Поэтому эти интерфейсы унифицированы и иногда применяется обозначение эталонная точка S/T.

Эталонная точка . Этот интерфейс не стандартизован на международном уровне. Он преобразует информацию, представленную в виде уровня S, в форматы для передачи по телефонному каналу на большие расстояния. При этом четырехпроводный интерфейс преобразуется в двухпроводный.

Эталонная точка . Интерфейс этой точки описывается группой протоколов V.5.1, V.5.2. [11.2,11.12-11.13]. Эти протоколы определяют порядок работы с линиями, которые обслуживают абонентский трафик или цифровые соединительные линии и линии с ISDN-соединениями.

Эталонная точка . Она обозначает нестандартный абонентский интерфейс, предназначенный для подключения к адаптеру для преобразования в интерфейс эталонной точки S.

Ниже дается краткое описание взаимодействия в каждой из эталонных точек.

Взаимодействие в эталонной точке S/T

На рис. 11.3 показан принцип устройств, обеспечивающих взаимодействие в эталонной точке (между терминальным оборудованием TE и сетевым окончанием NT).

Принцип подключения к эталонной точке S

Рис. 11.3. Принцип подключения к эталонной точке S

Следует обратить внимание, что терминальное оборудование TE, обеспечивающее интерфейс S, должно содержать устройство приема и передачи управляющей информации, которое обменивается сообщениями со станцией по каналу D (в частности, передача информации идет после полного накопления номера), и это же устройство проводит процедуру анализа доступа к каналам B1 и B2, которая будет подробнее рассмотрена далее.

Стык S использует 4 провода. Передача осуществляется по двум проводам, и столько же проводов используется на приеме. Следовательно, стык S требует четырехпроводной линии от абонентской розетки до сетевого терминала NT1.

Блок NT находится на расстоянии около 1000 м. 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 линейный биполярный код с заменой Nнулей (Binary N-Zero Substation — BNZS). Для ISDN наиболее распространено применение кода с замещением из восьми нулей (B8ZS). Такой код рассмотрен в разделе "Линейное кодирование".

Предполагается, что оконечное устройство передает информацию в цифровом виде в формате ИКМ. Это канал со скоростью 64 Кбит/с. Структура и наполнение байтов для такого цифрового канала по протоколу эталонной точки S безразлична. Информационные и сигнальные потоки поступают на вход мультиплексора. При этом каждое из оконечных устройств может передать информацию по одному из двух каналов, в зависимости от состояния канала (он может быть занят любым другим устройством из множества устройств, подключенных к шине).

Выбор одного из каналов производится на станции путем передачи сигналов управления по стыку S, что также будет рассмотрено в дальнейшем. Для увеличения скорости возможна передача по двум каналам, но в этом случае нужно передать специальные сигналы об объединении каналов. После обработки каналов с помощью мультиплексора результирующий поток ( $2B + D_{16} =144$ Кбит/c) передается на следующий блок, где производится кодирование информации, и добавляются служебные биты. При этом скорость, необходимая для обмена, возрастает.

Для передачи по стыку S принят следующий формат (рис. 11.4).

Формат данных и служебных сигналов, передаваемых по стыку S

увеличить изображение
Рис. 11.4. Формат данных и служебных сигналов, передаваемых по стыку S

Формат содержит 48 битов в кадре. Он передается каждые 250 мкс, т. е. необходимая линейная скорость канала должна быть 192 Кбит/с.

38 из этих битов — общие для обоих направлений передачи.

Полезная информация — в данном случае это байты каналов B1, B2 и $D_{16}$ , — дополнена служебной информацией.

Оставшиеся 10 битов — это:

Бит эхо связан со специальной процедурой, которая решает задачу выбора канала при поступлении одновременно нескольких требований на информационный (D) канал (пример приведен на рис. 11.5).

Принцип обмена сигналами в эталонной точке S при одновременном поступлении двух требований на канал D

Рис. 11.5. Принцип обмена сигналами в эталонной точке S при одновременном поступлении двух требований на канал D

Эта процедура заключается в следующем. Когда от одного из абонентов поступает вызов, по каналу D передается последовательность единиц. Ответ на эту последовательность поступает по эхоканалу в виде последовательности единиц (ответ на каждую переданную единицу).

Каждому из 8 абонентов присваивается код из последовательности единиц и нулей, в соответствии с предоставленным приоритетом.

1 приоритет — 11111111, 2 приоритет — 01111111, 3 приоритет — 00111111, 4 приоритет — 00011111, 5 приоритет — 00001111, 6 приоритет — 00000111, 7 приоритет — 00000011, 8 приоритет — 00000001.

Оконечное устройство, получившее символ 1 в ответ на бит со значением 0, перестает генерировать вызов. Таким образом, в канале останется только то устройство, которому присвоено наибольшее число единиц (наивысший приоритет).

На рис. 11.5 приведен пример одновременного поступления двух требований на канал D от двух TE. Обозначим их для определенности TE A и TE B.

При этом одно устройство имеет приоритет 00000001, а второе — больший приоритет 00000011. На рисунке показаны этапы обмена.

1. Каждое терминальное оборудование передает первый (младший) бит.

Устройство NT, получив единичные биты, отвечает сообщением, в котором бит (эхосигнал) повторяет поступившее значение сигнала.

2. Получив эхосигнал, равный единице, оба TE передают следующий бит. При этом TEA передает значение "0", а TE B — значение равное "1". В общей линии на блок NT поступает сигнал "1".

Блок NT отвечает тем же сигналом.

3. TE A, получив ответ на значение "0" не совпадающее значение "1", переходит в режим ожидания, чтобы повторить попытку подключения второй раз. TE B, после того как он передал последнюю единицу последовательности назначенного приоритета, передает значение "0".

NT отвечает эхосигналом "0". TE B, получив сигнал, который совпадет с ранее переданным, переходит в режим работы по каналу D.

Флаг применяется в системах передачи для того, чтобы отметить начало и конец передачи единицы информации — кадра. Исходная смысловая информация разбита (реассемблирована) на единицы, содержащие определенное количество байтов (в данном случае 48), удобные для передачи информации. Флаг позволяет отделить каждую такую единицу, одновременно указывая на конец одной единицы и начало другой, и тем самым выполняя задачу синхронизации.

Бит нарушения четности (бит ) применяется в линейном коде BNZS для сохранения баланса по постоянной составляющей и показывает, что число последовательно передаваемых нулей превысило заданную норму. Выбор полярности этого бита зависит от числа поступивших нулей (в виде биполярных импульсов) и полярности предыдущего импульса. В формате обмена эталонной точки S принято поддержание баланса по постоянной составляющей для каждого кадра, поэтому биты устанавливаются в конце каждого кадра перед битом флага (F) в противоположной полярности. Бит всегда повторяет полярность кода предыдущего нуля. В направлении передачи от TE к NT биты устанавливаются после каждого блока данных (каналы B и D).

Алгоритм установки бита четности показан в лекции 8 при рассмотрении биполярного линейного кода с заменой нулей (HBD N).

Перед началом работы при базовом включении интерфейс S должен быть активизирован. Под этим подразумевается, что терминал в неактивном состоянии потребляет минимальное количество электроэнергии. При активизации он переходит в режим нормального энергопотребления. При этом проводится синхронизация приемников и передатчиков. Эта процедура проводится с помощью специальных сигналов INFO 0 – INFO 4. Они представляют собой частично последовательность двоичных нулей и единиц (в биполярном коде) на физическом уровне (INFO 0, INFO 1) и кадры интерфейса с использованием бита активизации A и нулевыми полями каналов B и D. (INFO 3, INFO 4). Передача INFO 3 кадров позволяет выделить тактовую частоту и синхронизировать кадры. Передача INFO 4 указывает на окончание процесса активации и начало нормального обмена. Подробнее диаграмма обмена в процессе активации приведена в [11.2, 11.4].

Взаимодействие в эталонной точке U

Эталонная точка U — это точка, в которой соединяется оконечное оборудование, представленное NT1, и оборудование станции, представленное LT.

В этом смысле задачей устройства NT1 является преобразование потока данных, представленных в правилах интерфейса S, в работе по правилам, принятым для эталонной точки U, и обратное преобразование.

Основная задача состоит в обеспечении двухсторонней передачи данных с возможно большей скоростью и на большое расстояние по двухпроводной линии. Как уже сказано, в настоящее время имеется несколько систем передачи.

Рассмотрим сначала одну из систем, основанную на применение ранее изученных устройств – эхокомпенсатора и дифференциальной системы. Эта схема показана на рис. 11.5 в разделе "эхокомпенсаторы". Если рассматривать направление передачи от исходящего абонента, то в данном случае четырехпроводная линия включена как абонентское устройство, а двухпроводная линия подключена с другого конца. На рис. 11.7, кроме этого несущественного изменения, указано место включения преобразователя линейного кода.

Блоксхема устройств, реализующих интерфейс в эталонной точке U

Рис. 11.6. Блоксхема устройств, реализующих интерфейс в эталонной точке U

Дадим краткое пояснение назначению новых (по сравнению с рис. 11.5) устройств.

Линейный кодер – устройство, преобразующее данные в код линии. Кроме того, при линейном преобразовании проводится скремблирование сигналов, т. е. преобразование последовательности передаваемых данных в кодовую последовательность, которая содержит 1 и 0, согласно псевдослучайному закону. Это позволяет улучшить систему синхронизации, благодаря исключению серий, состоящих из одних нулей. Это также улучшает работу эхокомпенсатора и служит простейшим шифрованием передаваемой информации.

АЦП — устройство аналогоцифрового преобразования линейного кода в код, принятый для передачи в устройство NT 1.

Схемы регулировки – это устройства, регулирующие уровни сигнала, дрейф постоянной составляющей, и обеспечивающие дескремблирование сигналов.

Формат кадра также не стандартизирован. Для примера приведем один из рекомендованных ANSI [11.2].

Формат кадра и суперкадра в эталонной точке U

Рис. 11.7. Формат кадра и суперкадра в эталонной точке U

На рис. 11.7 показан формат кадра и суперкадра в эталонной точке U.

Кадр стоит из:

12 полей, содержащих данные в виде одного байта канала B, одного байта канала B2, и двух бит канала D. Всего содержание поля — 18 бит; 12 полей занимают 216 бит. одного поля, содержащего биты синхронизации —18 бит; битов заголовка – 6 бит.

Всего кадр содержит 240 бит, которые должны быть переданы за 1,5 мс. Таким образом, скорость передачи в канале должна быть 160 Кбит/c при скорости передачи полезной информации 144 Кбит/с ().

Суперкадр состоит из 8 кадров. За этот период собирается информация заголовков объемом 48 битов.

Из них:

24 бита предназначены для управления на канальном уровне; 3 служебных бита позволяют активизацию оборудования (1 бит), дезактивизацию оборудования (1 бит), передачу сигнала об ошибке; 9 бит — фиксированная последовательность из единиц; 12 бит — циклический остаточный код, позволяющий на приемном конце проверить достоверность полученной информации.

В суперкадре все кадры содержат синхропоследовательность: первый кадр содержит инверсную синхропоследовательность, остальные — прямую.

Кодирование информации в эталонной точке U-ANSI осуществляется с помощью кода . В этом случае каждым двум битам двоичного кода сопоставляется одна и единственная величина четырехуровневого кода. Например, может быть принята следующая кодировка:

Тогда последовательность из 18 бит (слово синхронизации) будет передана как (см. таблицу 11.1).

Таблица 11.1. Кодирование последовательности кодом 2B/1Q
2B	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	1	0	1	0
1Q	+3	+3	-3	-3	-3	+3	-3	+3	+3

Рассмотренный формат кадра не является единственным. Для примера приведем еще один, эквивалентный предыдущему (рис. 11.8).

Вариант формата кадра в эталонной точке U

Рис. 11.8. Вариант формата кадра в эталонной точке U

Формат содержит 33 поля данных:

32 поля, содержащих два байта канала B и два бита канала D, а также 1 служебный бит; 17-е поле содержит 32 бита.

Итого за 4 мс передаются 32 поля полезной информации и 64 бита (32 бита – по одному из каждого поля и 32 бита служебной информации в 17-м поле). Они по своему наполнению повторяют содержание служебной информации, которая собирается в суперкадр, рассмотренный в предыдущем разделе, и позволяют передать еще дополнительную служебную информацию. Общее количество бит, предаваемое за 4 мс, равно 640, что соответствует канальной скорости 160 Кбит/с.

Вторая из возможных подсистем обмена сигналами в эталонной точке U обеспечивает поочередную передачу информации в два направления с помощью чередования направления передачи (метод "пинг-понг"). Достоинства такого метода передачи:

она проще и поэтому требует меньших затрат на свою реализацию; при такой системе отсутствуют перекрестные помехи на ближнем конце, поскольку она никогда не совмещает прием и передачу данных.

Основные недостатки:

необходимость увеличения (более чем в два раза) скорости передачи данных; меньшее значение максимальной длины проводов приема и передачи.

Взаимодействие в эталонной точке V

Описание протоколов в этой эталонной точке V представляет очень большой объем. На эту тему имеются хорошие книги, в первую очередь монография "Сети абонентского доступа" [11.5] и книга "Протоколы сети доступа" [11.2] (главы 6-8). В силу этих причин здесь приведено лишь краткое изложение основных задач, выполняемых этим уровнем, которые перечислены в таблице 11.2.

Таблица 11.2. Перечень протоколов в эталонной точке V
Тип протокола доступа	Подключаемый доступ	рекомендации ITU-T
V1	2B+D_{16}	G.961
V2	Цифровой доступ 2048 Кбит/c	G.703,G.704
V3	Первичный доступ 30B + D_{64}	G.962
V4	Не специфицирован
V5	Универсальный цифровой интерфейс (2B + D_{16}, 30B + D_{64}, арендованные линии)	G.964,G.965

Из таблицы 11.2 видно, что интерфейсы V2, V3 представляют обычные цифровые тракты, которые рассматриваются в лекции 8 раздел "Мультиплексирование".

Спецификации протокола V4 исключены из рассмотрения.

Сегодня основными из рассматриваемых протоколов являются протоколы, входящие в раздел V5.

Имеются рекомендации по двум группам протоколов. Рекомендации для V5.1 (без концентрации) V.5.2 (с концентрацией). Характеристики интерфейсов V5.1 и V.5.2 показаны в табл. 11.3 [11.2].

Таблица 11.3. Характеристики интерфейсов V5.1 и V5.2
V5.1	V5.2
Позволяет подключить к АТС по цифровому тракту 2048 Кбит/с до 30 аналоговых линий или B каналов	Позволяет подключить к АТС группу до 16 трактов 2048 Кбит/с, содержащих либо линии ТфОП, либо базовые включения ISDN первичные включения ISDN, либо арендованные линии
Без функции концентрации. Прямое соответствие между канальными интервалами цифрового тракта и терминала пользователя	Поддержка функции концентрации нагрузки абонентских линий. Динамическое назначение канальных интервалов
Не поддерживает первичный доступ	Поддерживает первичный доступ
Не обеспечивает резервирования при отказе тракта интерфейса	Обеспечивает резервирование при отказе тракта путем переключения на другой тракт
	Управление трактами интерфейса
Сигнализация осуществляется по общему каналу в тракте интерфейса	Для каждого доступа (2048 Кбит/с) предусмотрено несколько каналов сигнализации

Дальнейшее описание этих протоколов можно прочитать в уже указанной литературе [11.10-11.12], рекомендациях ITU-T [11.13-11.16].

Основные принципы реализации ISDN терминалов

Терминалы реализуются набором микросхем. На рис. 11.9 приведен основной набор микросхем для телефонного терминала, который применяется для передачи речи.

Основной набор микросхем для телефонного терминала

Рис. 11.9. Основной набор микросхем для телефонного терминала

Телефонный терминал ISDN содержит:

1. преобразователь речи. В его задачу входит преобразование аналогового сигнала в цифровую компандированную форму, а также обратное преобразование информации, полученной от контроллера абонентского доступа к линии, обеспечение многочастного набора, передача вызывных и тональных сигналов и обратное преобразование информации, полученной от контроллера абонентского доступа к линии ISDN.

Часто в список бывают включены также устройства громкоговорящей связи, схемы тестирования линии и цифрового процессора, входящего в телефонный аппарат и т. п.;

2. контроллер абонентского доступа к линии ISDN.

В его задачу входит:

обеспечение дуплексного интерфейса по Sшине (2B+D); преобразование структуры кадра, получаемого после аналогоцифрового преобразования; обработка информации канала D на физическом и канальном уровнях; обеспечение процедур автоматического включения и выключения в дежурном режиме из состояния малого потребления тока; возможность работы с различными версиями ISDN (S и Q); обеспечение режима пакетной коммутации по каналу D; интерфейс с управляющим процессором телефонного аппарата; коммутация речевого канала на каналы B1 или B2; доступ управляющего процессора к Bканалу; тестирование канала;

3. блок дистанционного электропитания.

Обеспечивает дистанционное электропитание терминала от станции по схеме со средней точкой.

Для подключения TE 1 к сетевому окончанию предусматривается восьмипроводный разъем стандарта ISO 8877 (провода a, b, c, d, e, g, h) .

Провода a, b — резервные.

Два провода c, d — передача от TE к NT. Два провода e и f — прием от NT к TE.

Поскольку электропитание осуществляется по схеме со средней точкой, то в нормальном режиме по проводам c и d передается положительная полярность, а по проводам e и f — отрицательная.

Задачи остальных блоков следуют из их названия.

Рассмотрим более подробно названные выше три блока.

Принцип построения преобразователя речи

Структурная схема показана на рис. 11.10 [11.10].

Структурная схема преобразователя речи

Рис. 11.10. Структурная схема преобразователя речи

Преобразователь на входе получает информацию от микрофона и преобразует ее в цифровой сигнал. При этом он обеспечивает необходимые характеристики. Входные и выходные цепи рассчитаны на подключение различных типов микрофонов (электромагнитных, электретных, пьезоэлектрических). Входные фильтры сужают полосу прохождения сигнала.

Выходные фильтры снимают шумы, которые могут поступить далее в линию. На выходе сигнал компрессируется в соответствии с законом A (по рекомендациям ITU) или по закону $\mu$ (для североамериканских форматов).

В направлении передачи возможно подключение частотных комбинаций набора номера.

В обратной цепи возможно подключение генератора тональных сигналов и сигнала контроля посылки вызова. Все эти сигналы вырабатываются в цифровой форме. Надо отметить, что сигналы на цифровом выходе преобразователя появляются в специальном внутреннем формате.

Контроллер абонентского доступа

Структурная схема контроллера абонентского доступа показана на рис. 11.11.

Структура контроллера абонентского доступа

Рис. 11.11. Структура контроллера абонентского доступа

На схеме приведены следующие элементы контроллера:

Линейные цепи — это последовательный порт, который содержит оборудование для приема сигналов от преобразователя речи. Эти цепи расположены на одной печатной плате с другими микросхемами контроллера и представляют некоторые пороговые ограничители для уменьшения помех, приходящих с линии. Коммутатор B каналов позволяет осуществлять передачу и прием информационных сигналов по одному из двух каналов (B1 или B2). Номер канала задается управляющим микропроцессом (подключенным к контроллеру, как это показано на рис. 1.11). Обработка сигналов D канала от источника заключается в приеме сигналов от/к терминальной схеме (преобразователю речи и кодированию их в соответствии с протоколами канального и сетевого уровней). Выходной блок контроллера выполняет функции физического уровня (первый уровень).

Обмен по каналу, алгоритмы защиты информации и обеспечения достоверности будут рассмотрены ниже. На выходе сигнал преобразуется к биполярному коду, и осуществляется уже рассмотренная процедура замены нулей.

Устройство дистанционного электропитания

Электропитание ISDN-терминала осуществляется через среднюю точку одной из обмоток трансформатора дифференциальной системы или, как говорят, по фантомной цепи (рис. 11.11).

Это устройство обеспечивает следующие задачи:

преобразование постоянного напряжения сетевого номинала к значениям, необходимым для электропитания микросхем; защита от перенапряжения по линии; меры по обеспечению низкого уровня помех по цепям электропитания.

Обычно это устройство построено по принципу частотного преобразования, содержит регулятор тока и другие решения, известные из материалов по дисциплине "Источники электропитания средств связи". Нормальный режим обеспечивает передачу мощности 8 Вт напряжением 3456,5 В.

Допускается применение дополнительного электропитающего устройства, которое подключается к источнику TE1 со стороны NT1 по проводам g, h (положительная полярность по g, а отрицательная полярность по h).

Интерфейс с микропроцессором

На рис. 11.11 показан только интерфейс контроллера абонентского доступа

Назначения отдельных цепей см. ранее в разделе 1.3 "Телефонные аппараты" (рис.1.12).

Интерфейс контроллера доступа и микропроцессора

Рис. 11.12. Интерфейс контроллера доступа и микропроцессора

Краткие итоги

$30 B + D_{64}$

Специальная процедура, которая решает задачу выбора канала при поступлении одновременно нескольких требований на информационный (D) канал связна с эхобитом.

Устройство, реализующее интерфейс по принципу перехода от двухпроводной к четырехпроводной системе в эталонной точке U, содержит: линейный кодер – устройство, преобразующее данные в код линии аналогоцифрового преобразования линейного кода, эхокомпенсатора, дифференциальной системы. Одна из возможных подсистем обмена сигналами в эталонной точке U обеспечивает поочередную передачу информации в два направления с помощью чередования направления передачи (метод "пинг-понг"). Кадр в эталонной точке U содержит 240 бит, которые должны быть переданы за 1,5 мс. Таким образом, скорость передачи в канале должна быть 160 Кбит/c. Кодирование информации в эталонной точке U осуществляется с помощью кода 2B/1T. Основной набор микросхем для телефонного терминала: преобразователь речи, контроллер абонентского доступа к линии ISDN, блок дистанционного электропитания, микропроцессор.

Задачи и упражнения

Определите расстояние при использовании метода "пинг-понг", о котором известно, что информация передается в обоих направлениях по 18 бит при скорости передачи 384 Кбит/c. Предположим также, что скорость распространения сигналов по проводной пары в три раза меньше скорости света в вакууме. Задержками, вызванными в элементах устройств терминального и сетевого оборудования, можно пренебречь.

Пример

Определите расстояние при использовании метода "пинг-понг", о котором известно, что информация передается в обоих направлениях побайтно (по 8 бит) при скорости передачи 384 Кбит/c. Предположим также, что скорость распространения сигналов по проводной паре в три раза меньше скорости света в вакууме. Задержками, вызванными в элементах устройств терминального и сетевого оборудования, можно пренебречь.

Решение

Заметим, что передача следующего байта со стороны А должна начаться после того, как накоплены очередные 8 бит. В то же время она может начаться, когда в ответ на предыдущий байт придет байт информации с другой стороны. Время передачи 8 битов будет равно

$\frac{8}{384\cdot 10^3}=26,8 мкс$

Учитывая, что в обратную сторону необходимо передать тоже 8 байтов, максимальное расстояние, которое определяется условием, указанным в начале решения будет равно

$\frac{26\cdot 10^{-6}}{2}\times\frac{3\cdot 10^5}{3}=1,3 км$

Сравните, как зависит расстояние передачи от величины единиц передачи. Определите предельное расстояние, которое диктуется необходимостью использования битов эхо-сигналов битов BRI S/T/ Канальная скорость 192 Кбит/с. Скорость распространения сигнала в три раза меньше скорости распространения света в вакууме. Задержками, вызванными в элементах устройств терминального и сетевого оборудования, пренебречь. Система ИКМ-30 (30-канальная цифровая система уплотнения) имеет скорость группового тракта 2048 Кбит/c. Сколько каналов ISDN, используя первичное включение, может обслужить такая система? Следует учесть, что кадр ИКМ системы имеет два служебных байта. Сообщения ISDN вводятся в формате эталонной точки U по рис. 11.7.

Указания:

Определить, сколько информационных байтов в секунду может передать система ИКМ-30. Определить, сколько байт в секунду поступает со стороны U-интерфейса. Определить, сколько кадров в секунду поступает от U-интерфейса. Определить, сколько в секунду кадров U-интерфейса может передать ИКМ-система. Учитывая число каналов B и D, определить, сколько каналов может обслужить система ИКМ за секунду. Определить остаток от деления полинома, отображающего последовательность данных на порождающий полином.

Таблица 11.3.
Номер упражнения	Порождающий полином	Последовательность данных
1	$х^{3} + х + 1$	$X^{3} + Х^{2}$
2	$X^{5} + Х^{2}$
3	$X^{5} + X^{2} + 1$