G 703 интерфейс что. Сети и системы связи online. «Физические и электрические характеристики иерархических цифровых интерфейсов»

Первые цифровые сети были разработаны для того, чтобы обеспечить передачу телефонного трафика по высокоскоростным магистральным каналам. Преимущества передачи голосового трафика в цифровом виде оцифрованный сигнал одинаково хорошо распространяется на любые, сколь угодно большие расстояния. Для передачи по цифровым сетям аналоговый сигнал последовательно преобразуется сначала в информационный код, а затем, в линейный код.

Информационное кодирование

Мгновенному значению амплитуды аналогового входного сигнала ставится в соответствие одна из 256 возможных кодировок. Таким образом, оцифрованный голосовой сигнал передается в виде 8-ми разрядного кода с частотой повторения 8 кГц. Шум квантования представляет собой изменяющуюся в времени разницу между исходным и оцифрованным сигналом.

N кв (t) = S (t) - S кв (t)

Для того, чтобы ослабить влияние этого шума на слабые аналоговые сигналы преобразование сигнала в код выполняют по нелинейному закону: меньшим значениям входного сигнала ставится в соответствие большее изменение выходного кода, и наоборот. Компрессор устанавливается на стороне передатчика и экспандер — на стороне приемника.

Методы линейного кодирования

Тип линейного кода обеспечивает формирование требуемого спектра передаваемого сигнала, а также условий по обеспечению синхронизации внутренних генераторов тактовой частоты приемника и передатчика.

Кодирование AMI

Двоичный нуль передается нулевым напряжением двоичная единица - чередованием положительного и отрицательного напряжения. У сигнала практически отсутствует постоянная составляющая. Однако, при передаче последовательности двоичных нулей кодированный AMI сигнал не изменяется во времени. Использование алгоритма AMI не позволяет решить проблему синхронизации.

Кодирование B8ZS

Подавление 8-ми последовательных двоичных нулей — Binary 8 Zeros Suppression Специально сформированная последовательность полжительных и отрицательных импульсов образ нарушает правило чередования полярности bipolar violation (BPV) , и следовательно, может быть распознан на приемном конце и заменен на 8 нулей.

Кодирование HDB3

Для линейного кодирования в европейских цифровых каналах используется метод HDB3 (High Density Bipolar 3, биполярное кодирование с высокой плотностью), комбинация из четырёх последовательных нулей во входном сигнале заменяется группой B00V, где B — компенсирующий бит, а V — бит, который нарушает правило чередования фазы. вставляемые биты поддерживают баланс импульсов положительной и отрицательной полярности.

«Физические и электрические характеристики иерархических цифровых интерфейсов»

Цифровой интерфейс G.703.1

Codirectional interface — сонаправленый вариант построения 64 Кбит/сек интерфейса потоки данных и синхронизирующие последовательности, которые формируются объектами информационного взаимодействия, направлены в одну сторону. Centralized clock interface - интерфейс 64 Кбит/сек с внешней синхронизацией, синхронизирующие последовательности для них формируются специальным внешним устройством — тактовым генератором. Contra directional — противонаправленный вариант построения интерфейса 64 Кбит/сек. Cинхронизирующие последовательности формируются только одним из объектов информационного взаимодействия.

Плезиохронная цифровая иерархия

«Плезио» означает «почти» передачу данных в данном случае нельзя назвать ни синхронной, ни асинхронной, поскольку синхронизация приемника и передатчика производится только в отдельные моменты времени.

Скорости и типы линейного кодирования уровней 1, 2, 3

В скобках — номер соответствующего пункта рекомендации G.703

F = n * 64 Кбит/сек, где n = 2…31 для Е1 и n = 2…23 для Т1.

Среда передачи

Для некоторых из иерархии скоростей передачи данных (в частности, для скоростей Е1 и Т1) могут использоваться два типа физической среды — витая пара или коаксиальный кабель. Интерфейсы G.703, которые используют коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом в качестве физической среды передачи, называются небалансированными (unbalanced) . Интерфейсы G.703, которые используют витую пару проводов с волновым сопротивлением 120(100) Ом в качестве физической среды передачи, называются сбалансированными (balanced) .

Структура синхронных кадров, которые используются на первом и втором уровне скоростей передачи данных

Информационный поток образуют кадры (frames) и мультикадры (multi frames). Кадр образуют 8-ми битовые канальные интервалы и управляющие символы. Каждый канальный интервал обеспечивает передачу оцифрованного голоса или данных со скоростью 8 бит * 8 кГц = 64 Кбит/сек.

Кадр — битовая последовательность фиксированной длины, которая состоит из нескольких канальных интервалов (тайм слотов ) и управляющих символов и передается с частотой 8 КГц.

Мультикадр — битовая последовательность фиксированной длины, состоящая из нескольких кадров которые передаются с частотой 8 КГц.

Кадр потока Т1 состоит из 24 канальных интервалов и одного управляющего символа, что составляет 24*8+1 = 193 бита * 8000 Гц = 1544 Кбит/сек. Кадр потока Е1 может состоять из 30 информационных и двух управляющих канальных интервалов, что составляет 32 * 8 = 256 бит * 8000 Гц = 2048 Кбит/сек.

Структура кадров Т1

Номер 1 соответствует управляющему биту кадра, который имеет название «F-бит», и используется для разделения кадров, динамического определения производительности и обслуживания канала передачи данных. Существует два варианта организации мультикадров в потоке Т1 12-ти кадровый и 24-х кадровый. Поле управляющего символа используется для организации служебного информационного канала передачи данных со скоростью 8 Кбит/сек.

Структура 24-х кадрового мультикадра

Канал с пропускной способностью 4 Кбит/сек используется для передачи диагностической последовательности DL (diagnostic link), два канала по 2 Кбит/сек используются для передачи сигнала обрамления мультикадра FAS (frame alignment signal) (001011) и 6-ти разрядной контрольной суммы CRC . Сигнал FAS используется для обеспечения мультикадровой синхронизации приемника и передатчика. Для передачи сигнальной информации используются биты №8 всех тайм слотов каждого шестого кадра мультикадра (6,12,18,24).

Структура 12-ти кадрового мультикадра

Технологический канал используется для передачи двух последовательностей FAS (010101) и S-бит. Последовательность S имеет две функции: она может использоваться для разделения мультикадров или для передачи информации об аварии на удаленном абоненте.

Структура кадров Т2

Биты кадра Т2 нумеруются от 1 до 789. Частота повторения кадров Т2 составляет 8000 Гц. В состав кадр потока Т2 входят четыре потока Т1 + 5 управляющих битов и два управляющих канала 8 Кбит/сек для передачи сигнальной информации 789 = (24 * 4 = 96) * 8 + 16 + 5.

Структура кадров Е1

Биты TS0 используются для передачи управляющих последовательностей. Биты TS16 используются для передачи битов канальной сигнализации(ABCD). В четных кадрах значение первого бита TS0 используется для передачи CRC-4 субмультикадра. Остальные 7 бит этого тайм слота используются для передачи последовательности обрамления кадра (0011011).Первый бит TS0 нечетных кадров используется для передачи сигнала обрамления мультикадра (001011) и сигналов Е нарушения контрольной суммы. Третий используется для передачи сигнала «удаленная тревога».

В тайм слотах TS16 передаются биты сигнализации ABCD для каналов с 1 по 15 и с 17 по 31.

Структура кадров Е2

Размер кадра Е2 составляет 1056 бит, 132 байта, которые пронумерованы от 0 до 131. В тайм слотах 5-32, 34-65, 71-98, 100-131 передаются данные 120 телефонных каналов с 1 по 120. Для обеспечения передачи битов сигнализации и управляющих последовательностей 16 кадров Е2 объединяются в мультикадр. Схема формирования последовательностей сигнализации в мультикадре Е2 такая же, как и в мультикадре Е1. Различие заключается лишь в том, что для передачи сигнализации используется не один тайм слот, а четыре.

Для передачи бит сигнализации используются четыре тайм слота TS67—S70

Использование цифровых потоков плезиохронной иерархии для передачи данных

Цифровые структуры PDH были разработаны для обеспечения передачи оцифрованного телефонного сигнала При передаче данных передача бит канальной сигнализации ABCD не требуется, однако, когда в одном потоке передаются данные и оцифрованные телефонные каналы, необходимость передачи бит сигнализации может привести к уменьшению пропускной способности каналов передачт данных.

Дробные (fractional) скорости передачи данных

Рекомендации G.703 и G.704 предусматривают возможность использования дробных (fractional) скоростей V = n * 64 Кбит/сек, где n=1,24 (T1) или 1,32 (Е1) которые обозначаются FT1 или FE1. В том случае, когда поле тайм слотов дробного потока Е1 перекрывает TS16, слот данных совпадающий по времени с TS16 и все последующие тайм слоты перемещаются на одну позицию вправо.

Интеграция дробных потоков, мультиплексоры доступа

Интеграция дробных потоков FT или FE производится по принципу временного мультиплексирования (time division multiplexing — TDM). Устройства, которые выполняют функцию объединения дробных потоков, называются мультиплексорами доступа. Процедура, которую выполняет мультиплексор доступа называется «Вырвать и Вставить» (Drop and Insert). Использование мультиплексоров доступа является на сегодняшний день одним из самых дешевых способов интегрирования голоса и данных.Главный недостаток этого метода заключается в невысокой эффективности использования пропускной способности канала.

Коммутация плезиохронных потоков, кросс-коннект мультиплексоры

Важной особенностью кросс-коннект мультиплексоров является то, что одновременно с мультиплексированием информационных тайм слотов они также осуществляют коммутацию соответствующих им сигнальных последовательностей.

Физические характеристики и типы цифровых интерфейсов T1, E1

Передача данных производится по двум парам медных проводов (120 Ом) или по двум коаксиальным кабелям (75 Ом) с довольно высокой скоростью на достаточно большие (свыше 1 км) расстояния.

Полные интерфейсы предназначены для передачи данных с одной фиксированной скоростью (Т1 или Е1).

Дробные интерфейсы предназначены для передачи данных со скоростью, величина которой определяется и переопределяется при программной настойке интерфейса (FТ1 или FЕ1).

Cтруктурированные интерфейсы способны выполнять функцию мультиплексора доступа для входного потока и организовывать виртуальные логические интерфейсы, путем закрепления за ними групп тайм слотов входного потока (CE1 или CT1).

Элементарные интерфейсы предназначены для передачи данных со скоростью 64 Кбит/сек (G.703.1).

Преимущества и недостатки использования плезиохронных технологий передачи данных

Преимущества

Недостатки

Недостаточно удобная процедура интеграции/дезинтеграции потоков иерархии. Для выравнивания скоростей входящих потоков синтезирующие мультиплексоры последующих уровней используют процедуру вставки битов (bit-stuffing), биты потока Е1 не могут быть извлечены непосредственно из потока Е3. Сначала поток Е3 должен быть раскрыт на 4 потока Е2, и только после этого возможно извлечение из одного из этих потоков потока Е1.

Основным стыком, используемым для взаимного подключения блоков и систем ЦСП, является интерфейс по рекомендации G.703 МСЭ-Т.

Формально данный стандарт основан на следующих рекомендациях МСЭ-Т: G.702 "Скорости передачи цифровой иерархии" (ПЦИ); G.704 "Структура синхронных кадров, основанных на первичном (1544 кбит/с) и вторичном (2048 кбит/с) уровнях"; I.430 "Основной интерфейс ISDN сети пользователя - первый уровень спецификации (протокол сигнализации D-канала)".

Интерфейс G.703 предназначен для обслуживания сетей с обеими цифровыми иерархиями - ПЦИ и СЦИ. Рассмотрим основные физические и электрические характеристики интерфейса, регламентируемые рекомендацией G.703:

1.Схема взаимодействия аппаратуры . Предусмотрены три схемы взаимодействия аппаратуры:

 Сонаправленный интерфейс (СНИ) (codirectional interface). Информационный и синхросигнал передаются от одного терминала к другому, причем терминалы равноправны и симметричны (Рис. 6.54);

 Разнонаправленный интерфейс (РНИ) (contradirectional interface). Терминалы неравноправны. Синхросигнал предается от управляющего к управляемому. Информационные сигналы симметричны (Рис. 6.55).

Рис. 6.55. Разнонаправленный интерфейс

 Интерфейс с центральным тактовым генератором (ЦГИ) (centralized clock interface). Синхросигналы поступают от центрального тактового генератора, информационные сигналы симметричны (Рис. 6.56).

Рис. 6.56. Интерфейс с центральным тактовым генератором

2.Скорость передачи и частота синхронизирующего сигнала . Данные параметры в основном соответствуют ПЦИ. Синхросигнал может поступать от отдельного источника или формируется из информационного сигнала. Частота синхросигнала может совпадать со скоростью передачи или может быть в два, четыре или восемь раз меньше. Например, для скорости 64 кбит/с номинальной является тактовая частота 64 кГц, но может применяться и частота 8 кГц.

3.Тип кода и алгоритм его формирования . Зависит от скорости передачи и схемы взаимодействия. Виды используемых кодов:

 AMI (Alternate Mark Inversion code) - двоичный код с изменением полярности сигнала на каждой единице, нуль соответствует отсутствию сигнала.

 B3ZS (Bipolar with 3 Zero Substitution code) - биполярный код с подстановкой альтернативных блоков вместо блоков из трех нулей. Аналог кода HDB2.

 B8ZS (Bipolar with 8 Zero Substitution code) - биполярный код с подстановкой альтернативных блоков вместо блоков из восьми нулей.

 CMI (Coded Mark Inversion code) - двухуровневый двоичный код без возвращению к нулю с изменением полярности на полный интервал на каждой единице и в середине каждого интервала "0".

 HDB2 / HDB3 (High-Density Bipolar code of order 2/3) - двухполярный код высокой плотности единиц порядка 2 или 3.

Следует отметить, что указанные типы кодов относятся только к интерфейсу , а не к линии в целом. Если применяются кабели с металлическими проводниками, то коды могут совпадать. Для ВОЛС тип кода заменяют двухуровневым.

4. Форма (маска) импульса и соответствующие поля допуска. Специфицируются для каждой скорости передачи и схемы взаимодействия.

5. Тип используемой кабельной пары для каждого направления передачи. Обычно применяются КК, СК или их сочетание.

6. Волновое сопротивление .

7. Максимальное напряжение импульса, уровень сигнала в паузе, длительность импульса .

В Табл. 6.8 приведены основные параметры интерфейса для различных скоростей передачи.

Обычно производители цифровых систем передачи ограничиваются частичной реализацией интерфейса G.703, например, только скорости 2048 кбит/с в случае канала СЦИ со скоростью 2 Мбит/с. Для скорости 64 кбит/с часто указывается схема взаимодействия аппаратуры. Для сигналов со скоростями ряда n64 кбит/с, характерного для ISDN, передаваемых через оборудование европейской ПЦИ при n=2..31, интерфейс G.703 должен иметь те же физические и электрические характеристики, что и интерфейс для скорости 2048 кбит/с.

Аппаратура может не иметь интерфейса G.703. Для этих случаев используются конверторы с наиболее популярных типов интерфейсов V.24/RS232, V.35, V.36/V.11, X.21/V.11, RS-530.

FXS

Интерфейс, используемый для подключения телефонного аппарата. Подает на телефонный аппарат необходимое напряжение (-48V), генерирует звонки и тональные сигналы, воспринимает положение трубки (снята/положена) и набор номера от телефонного аппарата.

FXO

Интерфейс, используемый для эмуляции телефонного аппарата, подключенного к АТС. Использует подаваемое АТС напряжение (-48V), воспринимает звонки и тональные сигналы. Эмулирует положение телефонной трубки (снята/положена) и генерирует набор номера для АТС.

E&M

Интерфейс взаимодействия между АТС. Имеет одну или две дифференциальных пары для передачи голоса и две дополнительных линии для передачи сигналов («занят», «свободен», «жду», «вызываю»). В зависимости от количества пар для голоса и методов передачи сигнализации различают E&M типов I, II, III, V.

E1

Цифровой интерфейс, подразумевающий передачу до 30 голосовых каналов. В отечественной терминологии называется также ИКМ-30 . Каждый голосовой канал занимает полосу 64 кбит/с, кроме того используется отдельный канал для синхронизации и отдельный канал для передачи управляющих сигналов. Т.е. всего поток E1 включает 32 канала по 64 кбит/с и имеет скорость 2 Мбит/с. При передаче голоса по E1 может использоваться сигнализация CAS, эмулирующая FXO, E&M или FXS, или сигнализация ISDN PRI. Некоторые типы оборудования позволяют использовать E1 и для передачи данных. В этом случае обычно можно объединить несколько каналов по 64 кбит/с в один виртуальный порт с пропускной способностью Nx64 кбит/с.

Интерфейсы для передачи данных

V.24 (RS-232)

Наиболее распространенный интерфейс для взаимодействия устройств передачи данных на низких скоростях. Согласно стандарту, RS-232 обеспечивает скорость до 19200 бит/с при длине соединительного кабеля до 15 метров. В современном оборудовании используется и на более высоких скоростях (при коротких кабелях - до 115.2 кбит/с и даже выше). Стандартный разъем – DB25M для DTE и DB25F для DCE. Часто встречаются другие типы разъемов (например, DB9 в IBM PC).

V.35

Используется для обозначения одного из интерфейсов взаймодействия устройств передачи данных на высоких скоростях (до 2 Мбит/с). Использует дифференциальные пары для сигнальных линий и линий тактирования и недифференциальные – для линий управления (DTR/DSR, RTS/CTS, DCD и т.п.). Стандартного разъема для V.35 не существует, в большинстве случаев используется четырехрядный разъем M34.

V.36 (RS-449)

Как и V.35, используется для обозначения интерфейса взаймодействия устройств передачи данных на высоких скоростях (до 2 Мбит/с). Отличается от V.35 тем, что все линии, включая управляющие – дифференциальные. Наиболее распространенная реализация RS-449 использует двухрядный разъем DB37.

X.21

Еще один интерфейс, предназначенный для работы на высоких скоростях (до 2 Мбит/с). Встречается достаточно редко. Отличается от V.35 и V.36 сокращенным набором сигнальных линий. Все линии – информационные, тактирующие, сигнальные – выполнены как дифференциальные пары. Стандартный разъем – DB15.

V.11

Стандарт, описывающий передачу информации, тактирования и управляющих сигналов через дифференциальные пары (как в V.36 и X.21). Часто используется для обозначения интерфейсов передачи данных с сокращенным набором сигнальных линий или вообще их не использующих. Разъем не специфицирован и зависит от оборудования.

G.703

Описывает передачу потока 2 Мбит/с по двум витым парам с волновым сопротивлением 120 Ом (балансный режим) или двум коаксиальным кабелям с волновым сопротивлением 75 Ом (небалансный режим). G.703 включает способ модуляции сигнала (HDB3) и методы тактирования. Применяется для передачи потока E1 (он же ИКМ-30), используемого для цифровой передачи до 30-ти голосовых каналов или для передачи данных.

Что такое G.703?

G - группа стандартов CCITT относящаяся к телефонным сетям. Наиболее известны:

G.703
стандарт, описывающий электрические характеристики для передачи цифрового потока со скоростью 2Мбит/с в секунду через медную витую пару. Для подключения обычно использует две витых пары с волновым сопротивлением 120 ом (balanced) или два коаксиальных кабеля 75 ом (unbalanced). Дальность - порядка 1.5 км без регенераторов. Модификация G.703.1 описывает то же, но для скорости 64 кбит/с

G.704
описывает фрейминг, т.е. "упаковку" в 2-х мегабитный сигнал G.703 30-ти каналов по 64 кбит/с. В 2048 кбит/с вмещается 32 канала по 64 кбит/с, но два используются как служебные.

G.703 и G.704 вместе дают то, что называется E1 или ИКМ-30 - цифровой тракт для передачи между АТС 30-ти телефонных разговоров по одному проводу. Сейчас активно используется и для передачи данных.

G.711
Импульсно-кодовая модуляция (Pulse Code Modulation) - способ превращения аналогового сигнала в цифровой поток со скоростью 64 кбит/с (оцифровка по определенному алгоритму со скоростью 8 тыс. раз в секунду и разрядностью 8 бит). Обеспечивает неискаженную передачу сигнала в полосе человеческого голоса (до 4 кГц) с отношением сигнал/шум 40 дб

G.722
Адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция (ADPCM). Передает не абсолютные значения при каждом отсчете, а их приращение относительно предыдущего. Позволяет снизить требуемую для передачи голоса скорость с 64 кбит/с до 24-48 кбит/с (в зависимости от того, насколько точно передается приращение). Приводит к снижению отношения сигнал/шум и менее точному воспрозведению оригинального сигнала. На слух это может быть незаметно, а вот модемы и факсы могут не работать.

G.729
Алгоритм "сжатия голоса" (уменьшения нужной для передачи голоса скорости), работающий на принципе кодирования. Т.е. вместо оцифрованного голоса передаются номера выборок из хранящейся в памяти "кодовой книги", где описаны типичные элементы человеческого голоса. Называется ACELP - Algebraic Code Excided Linear Prediction. Позволяет передавать голос через канал со скоростью 8 или 16 кбит/с. Работа факса или модема через такой канал, естественно, невозможна, поскольку их "жужжание" и "шипение" ничего общего с голосом не имеет.

В GPRS для пакетной передачи данных и сигнализации разработаны Gn, Gb, Gp и Gi интерфейсы, в которых на уровне соединений использована технология пакетной передачи (например, Frame Relay или АТМ). Интерфейсы Gs, Gr и Gc – чисто сигнальные и реализованы на базе ОКС 7 (рис. 1).

Рис. 1. Логическая структура сети GSM/GPRS

Gn интерфейс – это туннель (рис. 2). Подуровни IP, UDP/TCP и GTP относятся ко второму уровню (соединений). При туннельной передаче между SGSN и GGSN (в общем случае между двумя GSN) дейтаграммы (пакеты) помещают в контейнеры (инкапсулируют) и передают без каких-либо изменений. При этом дейтаграмма, сохраняя внутреннюю адресацию на сетевом уровне (по протоколам IP или X.25), которая обеспечивает доступ к абоненту, имеет внешние адреса по IP протоколу для обозначения конечных узлов GSN туннеля. Для каждого абонента образуют индивидуальный туннель, помечая его идентификатором IMSI или соответствующим кодом.

Рис. 2. Структура туннельного протокола

Между BSS и SGSN организован Gb интерфейс. В настоящее время в сетях GSM/UMTS функционирует интерфейс Iu(PS), который также является туннельным соединением.

Для передачи по радиоканалу (Um-интерфейсу) дейтаграммы разбивают на блоки, обрабатывая на RLC/MAC уровнях, где их фрагментируют и подвергают необходимой обработке. Эти два протокольных уровня действуют на соединении BSS - MS (рис. 3).

Рис. 3. Интерфейс Um в GPRS

RLC/MAC (Radio Link Control / Medium Access Control) . RLC и МАС связаны между собой и необходимы для обеспечения высоконадежной передачи данных на радиоинтерфейсе. RLC уровень при передаче фрагментирует LLC-фреймы на RLC/MAC блоки, поступающие затем на MAC уровень. При приеме RLC воспроизводит LLC-фреймы из RLC/MAC блоков. RLC также выполняет функции мультиплексирования для того, чтобы более одной MS могли использовать один физический канал, а одна MS могла занять до 8 TS. При передаче с подтверждением RLC уровень осуществляет повторную передачу RLC/MAC блоков. MAC уровень управляет сигнальными процедурами через Um интерфейс, необходимыми для получения доступа к сети на радиоинтерфейсе (запрос и выделение радиоканала), включая постановку пакетов в очередь в соответствии с их приоритетом.

RCL/MAC уровень может работать как в режиме с подтверждением (Acknowledged operation), так и без подтверждения (Unacknowledged operation).

Для реализации однонаправленной передачи LLC-фреймов на PDCH организуют физическое соединение, называемое временным потоком блоков (Temporary Block Flow - TBF). Для TBF выделяют радиоресурс на одном или нескольких PDTCH. TBF создают только на время передачи данных.

Каждый RLC/MAC блок имеет информацию о том TBF, к которому он принадлежит. С этой целью TBF нумеруют: присваивают им идентификатор TFI (Temporary Flow Identifier). Возможны значения TFI от 0 до 31. TFI выделяет BSC и передает его MS в сообщении о выделении ресурса, предшествующем передаче информации. Этот идентификатор указывает на принадлежность RLC/MAC блока определенной MS.

Структуры RLC/MAC блоков для передачи каналов трафика (PDTCH) и каналов сигнализации (PACCH, PBCCH, PPCH, PAGCH, PNCH, PTCCH/D) различны. Различны также форматы RLC/МАС блоков для направлений вниз и вверх. RLC/MAC блоки для каналов трафика состоят из блока RLC данных (RLC data block) и так называемого MAC заголовка (MAC header) (рис.4). Блок RLC данных, в свою очередь, содержит RLC заголовок (RLC header) и RLC данные (RLC data unit). RLC/MAC блок для каналов сигнализации состоит из MAC заголовка и RLC/MAC сигнального блока (RLC/MAC control block). Последний, в свою очередь, при передаче информации вниз содержит сигнальный заголовок (Control header).

Рис. 4. Возможные структуры RLC / MAC блоков

MAC заголовок состоит из 8 бит и содержит несколько полей, различных для направлений вверх и вниз. В любом случае одно из полей указывает вид данного RLC/MAC блока. На линии вниз первые 3 бита MAC заголовка определяют флаг состояния канала вверх (Uplink State Flag - USF). Как было отмечено, USF указывает MS, может ли она использовать следующий блок мультикадра данного физического канала для передачи информации в направлении вверх.

RLC заголовок также содержит поля, различные для направлений вверх и вниз. Из информации, содержащейся в RLC заголовке, отметим идентификатор TFI и порядковый номер RLC/MAC блока (Block Sequence Number - BSN) в TBF. Для того, чтобы можно было запросить повторную передачу блоков, принятых с ошибками, используют нумерацию блоков.

Размер информационной части RLC/MAC блока может составлять 184, 271, 315 и 431 бит и зависит от используемой на физическом уровне одной из 4 схем канального кодирования. При передаче каналов сигнализации RLC/MAC блок имеет фиксированную длину - 184 бита. RLC/MAC блоки передают на физический уровень.

Об этапах развития мобильной связи и новых технологиях читайте в новой книге "Мобильная связь на пути к 6G ".

В. А. Нетес

Рекомендация МСЭ-Т G.703 относится к числу наиболее известных и часто используемых, так как в ней даны определения интерфейсов для передачи сигналов, составляющих основу современных цифровых систем связи. Тем не менее в процессе экспертизы различных документов и при контактах со специалистами во время консультаций или обучения автору неоднократно приходилось сталкиваться с незнанием или некоторым недопониманием отдельных положений этой рекомендации. В какой-то мере к этому могли привести ошибки и неточности, имеющиеся в посвященной данной теме статье и соответствующем разделе книги . Поэтому стоит еще раз вернуться к этой теме и внести необходимые уточнения.

Р екомендация G.703 включает 12 разделов, в каждом из которых описан определенный интерфейс. В связи с этим любая ссылка на интерфейс G.703 без указания конкретного интерфейса лишена смысла. Следует обязательно привести скорость передачи или сослаться на соответствующий раздел документа - например, так: “Интерфейс G.703 со скоростью 2048 кбит/с”1 или, что то же самое, “Интерфейс G.703/6”.

В табл. 1 указано соответствие между разделами Рекомендации G.703 и иерархическими интерфейсами и выделены скорости передачи, используемые на сетях нашей страны. Скорости передачи для американской, европейской и японской плезиохронных цифровых иерархий (PDH) указаны в Рекомендации G.702 .

В разделе 1 (скорость 64 кбит/с) определены три типа интерфейсов: сонаправленный, противонаправленный и с центральным генератором. Они различаются по способу передачи сигнала синхронизации .

Помимо интерфейсов PDH, в этом документе описан и электрический интерфейс для 1-го уровня (STM-1) cинхронной цифровой иерархии (SDH), который используется для внутристанционных связей. Более высокие уровни SDH (STM-4, 16, 64) имеют только оптические интерфейсы.

Внимательный читатель заметит отсутствие в табл. 1 раздела 10, что не случайно, поскольку в нем дано определение интерфейса, который, строго говоря, не соответствует названию рекомендации (“Иерархические цифровые интерфейсы”). Этот раздел относится к сигналам, предназначенным не для передачи полезной информации, а исключительно для синхронизации. Однако в раздел 10 рекомендации включено определение специального синхронизационного интерфейса,

поскольку, во-первых, система синхронизации необходима для нормальной работы всех цифровых сетей связи, а во-вторых, для этого могут использоваться информационные сигналы со скоростями 2048 и 155 520 кбит/с, специфицированные в этом документе).

Характеристики интерфейсов

Прежде всего следует иметь в виду, что в Рекомендации G.703 даны только физические и электрические характеристики интерфейсов. Поэтому фраза: “Рекомендация G.703 вообще не предусматривает необходимые для нормальной маршрутизации заголовки” - лишена смысла, поскольку функциональные характеристики, в том числе и служебная информация (“заголовки”), имеются в других рекомендациях (в частности, G.704 для 1-го и 2-го уровней PDH).

· скорость передачи и ее максимально допустимое отклонение,

· используемый код,

· среда передачи (симметричная или коаксиальная пара) и значение характеристического сопротивления,

· форма и параметры сигнала (напряжение, длительность импульса и т. п.).

Для некоторых интерфейсов установлены дополнительные характеристики: максимальное фазовое дрожание (джиттер), уровень сигнала, затухание и др.

Не останавливаясь на всех важных для разработчиков аппаратуры параметрах (за ними следует обращаться непосредственно к тексту рекомендации), рассмотрим наиболее существенные из них.

Важным параметром, о котором ничего не сказано в , является максимально допустимое отклонение скорости передачи от номинальной. Его принято измерять в миллионных долях (английская аббревиатура - ppm - parts per million). Значения его для всех иерархических цифровых интерфейсов приведены в табл. 2. Относительные величины легко пересчитать в абсолютные. Например, для скорости 64 кбит/с величину абсолютного отклонения вычисляют следующим образом: 64 кбит/с 100 10–6 = 6,4 кбит/с.

Параметры импульсов (амплитуда, длительность, скорость нарастания) и допуски на них определяются графически в виде специальных масок, приведенных в рекомендации.

Номинальная форма импульса всех используемых в нашей стране иерархических цифровых интерфейсов прямоугольная.

Интерфейс синхронизации

Общие принципы построения системы тактовой сетевой синхронизации на цифровых сетях связи России изложены в РТМ . В этом документе учтены как требования соответствующих рекомендаций МСЭ-Т, так и особенности построения сетей связи в нашей стране. В том числе в нем упоминается сигнал синхронизации с частотой 2048 кГц, интерфейс которого описан в разделе 10 Рекомендации G.703. Этот сигнал применяют в случае необходимости внешней синхронизации аппаратуры, а конкретно - в приведенных ниже ситуациях:

· При использовании специальной аппаратуры синхронизации - первичных эталонных генераторов (ПЭГ) и ведомых задающих генераторов (ВЗГ). Каждое из этих устройств должно иметь не менее 16 выходов с интерфейсом G.703/10, а ВЗГ - еще и входы с этим же интерфейсом.

· При использовании систем SDH. Дело в том, что вследствие применения в этих системах механизма смещения указателей в компонентных сигналах возникает джиттер значительно большей величины, чем в системах PDH, содержащий к тому же трудно поддающиеся фильтрации интенсивные низкочастотные составляющие. По этой же причине сигнал 2048 кбит/с, прошедший через системы SDH, не рекомендуется использовать для синхронизации2. Кроме того, прошедший определенное число сетевых элементов SDH синхросигнал, выделяемый из линейного сигнала STM-N, должен подаваться на ВЗГ для фильтрации джиттера. Поэтому все оборудование SDH обязательно имеет выходы для выдачи синхросигнала другому оборудованию и входы для получения синхросигнала, например от ПЭГ или ВЗГ, с интерфейсом G.703/10.

· На узлах и станциях цифровой сети общего пользования для синхронизации аппаратуры в ведомственных и частных сетях.

· При использовании спутниковых линий связи для обеспечения точности установки их частоты не ниже 10–11.

Как и для интерфейса на скорости 2048 кбит/с, максимально допустимое отклонение частоты сигнала 2048 кГц равно 50 ррm, а осуществлять его передачу можно двумя способами: по симметричной или коаксиальной паре (с характеристическим сопротивлением 120 и 75 Ом соответственно). Согласно РТМ , предпочтение отдается первому варианту.

Сигналы с частотой 2048 кГц могут представлять собой последовательность прямоугольных (или близких к ним) импульсов с чередующейся полярностью, либо быть синусоидальными.

Литература

1. Recommendation G.703. Physical/electrical characteristics of hierarchical digital interfaces (Физические и электрические характеристики иерархических цифровых интерфейсов), 1991.
2. Слепов Н. Н. Интерфейс G.703 // Сети. 1995. № 8. С. 74-78.
3. Слепов Н. Н. Синхронные цифровые сети SDH. М.: Эко-Трендз, 1997.
4. Recommendation G.702. Digital hierarchy bit rates (Скорости передачи цифровой иерархии), 1988.
5. Recommendation G.704. Synchronous frame structures used at primary and secondary hierarchical levels (Структуры синхронных циклов, используемых на первом и втором уровнях иерархии), 1991.
6. Руководящий технический материал по построению тактовой сетевой синхронизации на цифровой сети связи РФ. М.: ЦНИИС, 1995.