Çoklama nedir? Zaman çoğullama. Token Bus teknolojisi

Zaman çoğullama
PCM kullanırken, en uygun olanı, bir zaman bölmeli çoğullama şeması veya kısaca, bu kanaldaki sinyalin bir örneğini (veya sabit bir kısmını) göndermek için gerekli olan belirli bir zaman aralığı (zaman aralığı veya anahtarlama aralığı veya "döngü" olarak adlandırılır) için her bir giriş kanalını sırayla bağlayan bir anahtar (verici tarafında) kullanan bir zaman çoğullama şemasıdır. Farklı giriş kanallarından bu şekilde oluşturulan numune akışı, iletişim kanalına gönderilir. Alıcı tarafında, benzer bir anahtar ve alçak geçiren filtreler kullanan bir çoğullama çözücü, tek tek örnekleri seçer ve bunları uygun kanallara dağıtır. Verici ve alıcı taraftaki anahtarların senkron çalışması önemlidir, yani. senkronize edilmelidir.
Telefon ağlarında PCM için anahtar, örnekleme periyodu Td'ye eşit bir periyotla, ardından kanal değiştirme aralığı D t k = T d / n ile, burada n çoklayıcı giriş kanallarının sayısıdır veya D t k = 125 / n [μs] ile işlem yapmalıdır. 32 kanal çoklanmışsa (CEPT), bu durumda D t k = 3,90625 µs. Bununla birlikte, sabit bir değer olarak tanıtılan anahtarlama aralığı kavramı ideal durumda doğrudur. Uygulamada, bazı durumlarda koşulludur ve anahtarlama işleminin kendisi düzensiz olabilir, çünkü anahtarları senkronize etmek için bir senkronizasyon darbesi (dijital analogu, örneğin, belirli bir uzunlukta “11 ... 11” biçiminde bir dizi) kullanılmalıdır. Bazı harici kontrol kanalları aracılığıyla iletilirse, o zaman kabul edilen ideal çoğullama şeması kesinlikle doğrudur, ancak kanal içi senkronizasyon kullanılırsa, senkronizasyon işlemi, m örnekten sonra ek bir (eşzamanlama veya eşitleme) bit veya bir bit grubu eklemeye veya belirli bir uzunlukta m örnek ve k alan veya eşitleme biti dahil olmak üzere örnek akışında daha karmaşık bir yinelenen yapı düzenlemeye indirgenir.
Bu yapı farklı olabilir, ancak belirli bir PCM kodlama şeması için sabitlenmiştir ve çerçeve veya çerçeve (çerçeve) veya "döngü" olarak adlandırılır. Birkaç çerçeve, çoklu çerçeve (çoklu çerçeve) veya "süper döngü" adı verilen daha da genel bir yapıda birleştirilebilir. Çerçeve tekrarlama periyodu, eşitleyici bit grubunun ekleme zamanı hesaba katılarak, tam bir anahtarlama çevrimi için gerekli olan süredir.

İkili veri akışlarının zaman çoklaması

Önceki derslerde köprüler, anahtarlar ve yönlendiriciler gibi tipik bilgisayar ağ ekipmanlarına baktık. Ancak, bilgisayar ve telefon ağlarının (genel olarak iletişim ağları) giderek daha yakın entegrasyonu nedeniyle, yöneticiler ve hatta kullanıcılar için, özellikle küresel ağlarla çalışıyorlarsa, telefon ağlarını düzenlemenin genel ilkelerine ilişkin bilgi giderek daha zorunlu hale geliyor. Bu nedenle, bu derste böyle bir teknolojiyi (daha doğrusu teknolojileri) çoğullama olarak düşünmeye karar verdik.

İki santral arasında düşük hızlı bir ana hattın döşenmesi ve işletilmesi, neredeyse yüksek hızlı bir hat kadar maliyetlidir, çünkü ana maliyetler bakır veya optik kablo satın almak için değil, genel olarak konuşursak, kablo döşemek için bir hendek kazmaktır. Birkaç telefon görüşmesini tek bir fiziksel hat üzerinden iletmek için, telefon şirketleri çoklama veya çoklama teknolojileri geliştirdiler.

Özetle ÇOKLAMA

Çoklayıcının çalışma prensibi basittir: birkaç gelen düşük hızlı hattan gelen sinyaller, yüksek hızlı giden bir hat üzerinden her biri için ayrılan frekans aralığında veya zaman aralığında iletilir. Yüksek hızlı hattın karşı ucunda, bu sinyaller izole edilir veya çoğullaması çözülür.

Sıkıştırma yöntemine göre, çoklama teknolojileri iki ana kategoriye ayrılabilir: Frekans Bölmeli Çoklama (FDM) ve Zaman Bölmeli Çoklama (TDM). Frekans çoğullama ile, frekans spektrumu mantıksal kanallara bölünür ve her kullanıcı bu kanalı görüşme süresince emrinde alır. Zaman çoğullamada, tüm bant genişliği periyodik olarak kullanıcılara tahsis edilir, ancak yalnızca kısa bir süre için.

FREKANS ÇOKLAMA

Bilindiği gibi, insan konuşması 300 ila 3400 Hz aralığındaki frekanslarla yeterince iletilebilir, yani gerekli frekans aralığı 3100 Hz'dir. Bununla birlikte, birden çok ses kanalı çoğullanırken, üst üste gelmemeleri için her birine 4000 Hz'lik bir aralık atanır. Her kanalın frekansı, her biri kendi katı olan 4 kHz'lik artırılır, ardından kanallar birleştirilir. Sonuç olarak, kanallar belirli bir bağlantının tüm frekans spektrumuna yayılmıştır. Kanallar, sözde koruma aralıkları ile birbirinden ayrılır (bkz. Şekil 1).

Resim 1.
Frekans çoğullama ile, tüm frekans aralığı birkaç kanala bölünür. Kanalların üst üste binmesini önlemek için koruma aralıkları ile birbirlerinden ayrılırlar.

FDM çoğullama şemaları oldukça standartlaştırılmıştır. 4000 Hz genişliğe sahip on iki ses kanalının 60 ila 108 kHz frekans aralığında çoğullandığı en yaygın standart. Böyle bir bloğa grup denir. 12 ila 60 kHz aralığı bazen başka bir grup için kullanılır.

Optik iletişim hatları durumunda kullanılan frekans çoğullama teknolojisinin bir varyasyonu, Dalga Boyu Bölmeli Çoğullamadır (WDM). Fiziksel olarak çoğullama şu şekilde gerçekleştirilir: birkaç lif bir prizmaya (veya daha sıklıkla bir kırınım ızgarasına) getirilir, ışık huzmeleri prizmadan geçirilir ve ortak life girer. Karşı uçta, kirişler başka bir prizma kullanılarak ayrılır. Her giriş ışını kendi frekans aralığıyla sınırlıysa, üst üste binmezler. Optik sistemler tamamen pasiftir ve sonuç olarak daha güvenilirdir.

DARBE KODU MODÜLASYONU

Modern dünya giderek daha fazla bilgisayarlaşıyor ve sonuç olarak dijitalleşiyor; Tabii ki, bu eğilim telefon ağlarını atlamadı. Dijital sistemler giderek yaygınlaşıyor ve sonuç olarak frekans çoğullama yerini zaman çoğullamaya bırakıyor. Bununla birlikte, doğası gereği analog olan insan konuşmasının dijital bir ağ üzerinden iletilmesinden önce, ayrık bir forma dönüştürülmesi gerekir. Bu, darbe kodu modülasyonu (Pulse Kodu Modülasyonu) kullanılarak elde edilir. Bu nedenle, modern dijital telefon iletişim ağlarında, zaman çoğullama, darbe kodu modülasyonu ile yakından ilişkilidir.

Kotelnikov teoremine göre, örnekleme frekansının, analog sinyalin frekans spektrumunun maksimum frekansının iki katı olması, doğru bir şekilde yeniden üretilebilmesi için, dolayısıyla insan konuşması durumunda genlik ölçümlerinin saniyede 8000 kez yapılması gerekir. Genlik değeri 8 bitlik bir ikili sayıya yaklaşır, dolayısıyla baud hızı 64 kbps olmalıdır. Sonuç olarak, dijital ağlarda, 64 kbps'deki bilgi kanalı, daha geniş tüm iletişim kanallarının hızını hesaplamak için temel kanaldır.

ZAMAN ÇOKLAMA

Zaman bölmeli çoğullama ile, her cihaz veya gelen kanal, hattın tam bant genişliğini alır, ancak yalnızca her 125 µs'de bir kesin olarak tanımlanmış bir süre için (bkz. Şekil 2). Son değer örnekleme döngüsüne karşılık gelir, çünkü PCM ile saniyenin 1/8000'inde bir analog sinyalin genliğini ölçmek gerekir. Sekiz bitlik bir anlık genlik değerinin iletim süresi, zaman aralığı olarak adlandırılır ve sekiz darbenin (her bit için bir tane) iletim süresine eşittir. Yukarıdaki aralığı takip eden zaman dilimleri dizisi, bir zaman kanalı oluşturur. Bir örnekleme döngüsündeki kanallar kümesi bir çerçeve oluşturur.

Şekil 2.
Zaman çoğullamada, giden hattın tüm kapasitesi, daha az kapasiteli gelen hatta sabit bir süre için sağlanır.

Avrupa'da, ABD ve Japonya dışında dünyanın geri kalanında olduğu gibi, standart sistem PCM-32/30'dur (veya E-1), 64 kbit / s'lik 32 zaman kanalına sahip, 30 kanalın ses, veri vb. Kolayca hesaplayabileceğiniz gibi sistemin toplam kapasitesi 2.048 Mbps'dir.

E-1 sistemi, tohum grubu olarak bilinen şeyi oluşturur. İkincil E-2 grubu, toplam kapasitesi 8.448 Mbps olan 4 E-1 kanalından, üçüncül E-3 sistemi, toplam kapasitesi 34.368 Mbps olan dört E-2 kanalından (veya on altı E-1 kanalından) ve dörtlü grup, toplam kapasitesi 139.264 Mbps olan dört E-3 kanalından oluşmaktadır. Bu sistemler, Avrupa plesiochronous dijital hiyerarşisini oluşturur.

Kanalların seri çoğullama ilkesi Şekil 3'te gösterilmektedir. Dört E-1 kanalı, bir E-2 kanalına çoklanır ve bu ve sonraki seviyelerde, çoklama, 30 ses kanalının bir E-1 kanalına çoğullandığında olduğu gibi bayt bayt değil, bit bit gerçekleştirilir. Dört E-1 bağlantısının toplam kapasitesi 8.192 Mbps iken, E-2'nin toplam kapasitesi aslında 8.448 Mbps'dir. Fazla bitler, çerçeveleme ve yeniden zamanlama için kullanılır. Dört E-2 kanalı daha sonra bir E-3 kanalına çoğullanır ve bu böyle devam eder.

Figür 3
Küçük kollar büyük bir nehre dönüştüğü için, düşük hızlı hatlar bir çoklayıcı hiyerarşisi kullanılarak yüksek hızlı hatlarda birleştirilir.

Kuzey Amerika ve Japonya'da kabul edilen standart, T-1 kanalını (DS1 çerçeve formatı) tanımlar. T-1 kanalı 24 çoğullanmış ses kanalından oluşur ve başlangıçta analog sinyalin genliğinin 7 bitlik bir ikili sayı olarak ifade edileceği ve bir bitin kontrol (sinyalleşme) amacıyla kullanılacağı varsayılmıştır. Ek olarak, 192 bite ek olarak, her çerçeve senkronizasyon için bir bit daha içerir. Böylece T-1 bağlantısının toplam kapasitesi 1.544 Mbps'dir. Ancak sonunda 8 bitin tamamı veri için tahsis edildi ve sinyalleşme aşağıdaki iki yoldan biriyle yapılmaya başlandı. Ortak kanal sinyalleşmesinde, her tek çerçevedeki 193. bit senkronizasyon amaçlıdır ve her çift çerçevedeki 193. bit sinyalleşme içindir. Başka bir yöntemin özü, her kanalın sinyal bilgilerini iletmek için kendi alt kanalına sahip olmasıdır (her altıncı çerçevede bir bit).

SENKRON DİJİTAL HİYERARŞİ

Avrupa ve Amerika'daki iletişim sistemleri için tek bir standart benimseme ihtiyacı ve ayrıca maksimum iletim hızını ve yerleşik iletişim ağı yönetim araçlarını artırma ihtiyacı, senkronize bir dijital SDH hiyerarşisinin geliştirilmesine yol açtı (maalesef, bu standardın SONET adı verilen Kuzey Amerika versiyonu, Avrupa versiyonundan biraz farklıdır, ancak bu farklılıklar, örneğin, T-1, T-2 ... ve E-1, E-2 ... kanal hiyerarşisi durumunda olduğu kadar önemli değildir).

SDH'de Senkron Taşıma Modülü (STM-1), hiyerarşinin en alt basamağını oluşturur. 155.52 Mbps kapasite ile SONET hiyerarşisindeki STS-3c senkron taşıma sinyaline eşdeğerdir. Dört STM-1, 622,08 Mbps kapasiteli bir STM-4'e (=STS-12c) çoklanır ve dört STM-4, 2,488 Gbps kapasiteli bir STM-12'ye (=STS-48c) çoklanır. Hiyerarşi ayrıca daha yüksek seviyeleri tanımlar.

Çoklama bayt bayt yapılır, bit bit değil, örneğin, dört STM-1 veri akışı bir STM-4'te birleştirildiğinde, çoklayıcı önce birinci akıştan bir bayt, ardından ikinci akıştan bir bayt gönderir ve bu böyle devam eder.

Senkron ve plesiochronous hiyerarşiler arasındaki en önemli farklardan biri, tüm taşıma sinyalini çözmeden E-1 katmanına kadar istenen kanalı tahsis edebilme yeteneğidir. Bu, temelde farklı türde çoklayıcıların ortaya çıkmasına yol açtı - tek tek kanalların eklenmesi ve seçilmesiyle çoklayıcılar (İngilizce terminolojide - ekleme-bırakma çoklayıcı ve Rus teknik literatüründe bunlara kısaca giriş / çıkış çoklayıcılar denir).

Ek olarak, birçok çoklayıcı, çapraz bağlantı işlevlerini yerine getirmeye başladı (ancak, tam tersi olabilir, ancak bu zaten bir tavuk-yumurta tartışmasıdır). Çapraz bağlantı çoklayıcılar, dijital sinyallerin belirli kurallara göre bir kanaldan diğerine anahtarlanmasıyla (anahtarlama işlevleri) akışların yoğunlaşmasına ve ayrılmasına (çoklama ve çoğullamayı çözme işlevleri) izin verir.

TERS ÇOKLAMA

Bir kuruluşun belirli bir bant genişliğine sahip bir hatta sahip olması gerektiğinde ve sunulan kapasitelerin çok küçük (örneğin, E-1) veya çok büyük (örneğin, E-3) olması durumunda, ters çoklayıcı adı verilen bir cihaz kullanışlı olacaktır. Bu cihaz, gelen veri akışını, birim zaman başına alınan toplam veri miktarından daha düşük bir kapasite ile birkaç giden hat arasında dağıtmanıza olanak tanır (bkz. Şekil 4). Böylece örneğin bir müşteri, kapasite olarak iki E-1'e eşdeğer bir kanal alabilir. İki E-1 hattının bağımsız bağlantısına kıyasla bu yaklaşımın avantajı, örneğin ters çoklayıcının yükün bunlar arasında dinamik olarak dağıtılmasına izin vermesidir.

Şekil 4
Ters çoklama, nehrin akışını hatırlamanızı sağlar: adaların etrafında dolaşırken, kanallara ayrılır ve bunlar daha sonra tekrar birleşir.

ÇÖZÜM

Bu derste, telefon ağlarında kullanılan ana çoğullama teknolojilerine baktık. Telefon, bilgisayar dünyasıyla giderek daha fazla iç içe geçiyor, her halükarda, aynı taşıma ağını hem küresel hem de yerel ağlarda giderek daha sık kullanıyorlar, böylesine "sıcak" bir ATM teknolojisinin entegre hizmetlere sahip geniş bant dijital ağın varyantlarından biri olarak ortaya çıkmasından bahsetmiyorum bile. Ve bu arada, ATM daha doğru bir şekilde eşzamansız zaman çoğullama olarak adlandırılır. ATM'nin selefi Asenkron Zaman Bölümü (ATD), France Telecom'un laboratuvarlarında TDM'nin bir varyasyonu olarak geliştirildi. TDM'den en önemli farkı, tüm bağlantı süresi (telefon görüşmesi) için değil, kanalın dinamik olarak sağlanmasıydı; başlık ise verilerin hangi bağlantıya ait olduğunu belirlemeyi mümkün kılıyordu. Sonuç olarak, mevcut kapasite daha verimli kullanıldı. Artık ATD'nin varisi, hem küresel hem de yerel ağlar için tek bir teknoloji olduğunu iddia ediyor. Ama bu başka bir konuşmanın konusu.

Dmitry Ganzha, LAN'ın baş editörüdür. Kendisiyle şu adresten iletişime geçilebilir:

Önceki derslerde köprüler, anahtarlar ve yönlendiriciler gibi tipik bilgisayar ağ ekipmanlarına baktık. Ancak, bilgisayar ve telefon ağlarının (genel olarak iletişim ağları) giderek daha yakın entegrasyonu nedeniyle, yöneticiler ve hatta kullanıcılar için, özellikle küresel ağlarla çalışıyorlarsa, telefon ağlarını düzenlemenin genel ilkelerine ilişkin bilgi giderek daha zorunlu hale geliyor. Bu nedenle, bu derste böyle bir teknolojiyi (daha doğrusu teknolojileri) çoğullama olarak düşünmeye karar verdik.

İki santral arasında düşük hızlı bir ana hattın döşenmesi ve işletilmesi, neredeyse yüksek hızlı bir hat kadar maliyetlidir, çünkü ana maliyetler bakır veya optik kablo satın almak için değil, genel olarak konuşursak, kablo döşemek için bir hendek kazmaktır. Birkaç telefon görüşmesini tek bir fiziksel hat üzerinden iletmek için, telefon şirketleri çoklama veya çoklama teknolojileri geliştirdiler.

Özetle ÇOKLAMA

Çoklayıcının çalışma prensibi basittir: birkaç gelen düşük hızlı hattan gelen sinyaller, yüksek hızlı giden bir hat üzerinden her biri için ayrılan frekans aralığında veya zaman aralığında iletilir. Yüksek hızlı hattın karşı ucunda, bu sinyaller izole edilir veya çoğullaması çözülür.

Sıkıştırma yöntemine göre, çoklama teknolojileri iki ana kategoriye ayrılabilir: Frekans Bölmeli Çoklama (FDM) ve Zaman Bölmeli Çoklama (TDM). Frekans çoğullama ile, frekans spektrumu mantıksal kanallara bölünür ve her kullanıcı bu kanalı görüşme süresince emrinde alır. Zaman çoğullamada, tüm bant genişliği periyodik olarak kullanıcılara tahsis edilir, ancak yalnızca kısa bir süre için.

FREKANS ÇOKLAMA

Bilindiği gibi, insan konuşması 300 ila 3400 Hz aralığındaki frekanslarla yeterince iletilebilir, yani gerekli frekans aralığı 3100 Hz'dir. Bununla birlikte, birden çok ses kanalı çoğullanırken, üst üste gelmemeleri için her birine 4000 Hz'lik bir aralık atanır. Her kanalın frekansı, her biri kendi katı olan 4 kHz'lik artırılır, ardından kanallar birleştirilir. Sonuç olarak, kanallar belirli bir bağlantının tüm frekans spektrumuna yayılmıştır. Kanallar, sözde koruma aralıkları ile birbirinden ayrılır (bkz. Şekil 1).

Resim 1.
Frekans çoğullama ile, tüm frekans aralığı birkaç kanala bölünür. Kanalların üst üste binmesini önlemek için koruma aralıkları ile birbirlerinden ayrılırlar.

FDM çoğullama şemaları oldukça standartlaştırılmıştır. 4000 Hz genişliğe sahip on iki ses kanalının 60 ila 108 kHz frekans aralığında çoğullandığı en yaygın standart. Böyle bir bloğa grup denir. 12 ila 60 kHz aralığı bazen başka bir grup için kullanılır.

Optik iletişim hatları durumunda kullanılan frekans çoğullama teknolojisinin bir varyasyonu, Dalga Boyu Bölmeli Çoğullamadır (WDM). Fiziksel olarak çoğullama şu şekilde gerçekleştirilir: birkaç lif bir prizmaya (veya daha sıklıkla bir kırınım ızgarasına) getirilir, ışık huzmeleri prizmadan geçirilir ve ortak life girer. Karşı uçta, kirişler başka bir prizma kullanılarak ayrılır. Her giriş ışını kendi frekans aralığıyla sınırlıysa, üst üste binmezler. Optik sistemler tamamen pasiftir ve sonuç olarak daha güvenilirdir.

DARBE KODU MODÜLASYONU

Modern dünya giderek daha fazla bilgisayarlaşıyor ve sonuç olarak dijitalleşiyor; Tabii ki, bu eğilim telefon ağlarını atlamadı. Dijital sistemler giderek yaygınlaşıyor ve sonuç olarak frekans çoğullama yerini zaman çoğullamaya bırakıyor. Bununla birlikte, doğası gereği analog olan insan konuşmasının dijital bir ağ üzerinden iletilmesinden önce, ayrık bir forma dönüştürülmesi gerekir. Bu, darbe kodu modülasyonu (Pulse Kodu Modülasyonu) kullanılarak elde edilir. Bu nedenle, modern dijital telefon iletişim ağlarında, zaman çoğullama, darbe kodu modülasyonu ile yakından ilişkilidir.

Kotelnikov teoremine göre, örnekleme frekansının, analog sinyalin frekans spektrumunun maksimum frekansının iki katı olması, doğru bir şekilde yeniden üretilebilmesi için, dolayısıyla insan konuşması durumunda genlik ölçümlerinin saniyede 8000 kez yapılması gerekir. Genlik değeri 8 bitlik bir ikili sayıya yaklaşır, dolayısıyla baud hızı 64 kbps olmalıdır. Sonuç olarak, dijital ağlarda, 64 kbps'deki bilgi kanalı, daha geniş tüm iletişim kanallarının hızını hesaplamak için temel kanaldır.

ZAMAN ÇOKLAMA

Zaman bölmeli çoğullama ile, her cihaz veya gelen kanal, hattın tam bant genişliğini alır, ancak yalnızca her 125 µs'de bir kesin olarak tanımlanmış bir süre için (bkz. Şekil 2). Son değer örnekleme döngüsüne karşılık gelir, çünkü PCM ile saniyenin 1/8000'inde bir analog sinyalin genliğini ölçmek gerekir. Sekiz bitlik bir anlık genlik değerinin iletim süresi, zaman aralığı olarak adlandırılır ve sekiz darbenin (her bit için bir tane) iletim süresine eşittir. Yukarıdaki aralığı takip eden zaman dilimleri dizisi, bir zaman kanalı oluşturur. Bir örnekleme döngüsündeki kanallar kümesi bir çerçeve oluşturur.

Şekil 2.
Zaman çoğullamada, giden hattın tüm kapasitesi, daha az kapasiteli gelen hatta sabit bir süre için sağlanır.

Avrupa'da, ABD ve Japonya dışında dünyanın geri kalanında olduğu gibi, standart sistem PCM-32/30'dur (veya E-1), 64 kbit / s'lik 32 zaman kanalına sahip, 30 kanalın ses, veri vb. Kolayca hesaplayabileceğiniz gibi sistemin toplam kapasitesi 2.048 Mbps'dir.

E-1 sistemi, tohum grubu olarak bilinen şeyi oluşturur. İkincil E-2 grubu, toplam kapasitesi 8.448 Mbps olan 4 E-1 kanalından, üçüncül E-3 sistemi, toplam kapasitesi 34.368 Mbps olan dört E-2 kanalından (veya on altı E-1 kanalından) ve dörtlü grup, toplam kapasitesi 139.264 Mbps olan dört E-3 kanalından oluşmaktadır. Bu sistemler, Avrupa plesiochronous dijital hiyerarşisini oluşturur.

Kanalların seri çoğullama ilkesi Şekil 3'te gösterilmektedir. Dört E-1 kanalı, bir E-2 kanalına çoklanır ve bu ve sonraki seviyelerde, çoklama, 30 ses kanalının bir E-1 kanalına çoğullandığında olduğu gibi bayt bayt değil, bit bit gerçekleştirilir. Dört E-1 bağlantısının toplam kapasitesi 8.192 Mbps iken, E-2'nin toplam kapasitesi aslında 8.448 Mbps'dir. Fazla bitler, çerçeveleme ve yeniden zamanlama için kullanılır. Dört E-2 kanalı daha sonra bir E-3 kanalına çoğullanır ve bu böyle devam eder.

Figür 3
Küçük kollar büyük bir nehre dönüştüğü için, düşük hızlı hatlar bir çoklayıcı hiyerarşisi kullanılarak yüksek hızlı hatlarda birleştirilir.

Kuzey Amerika ve Japonya'da kabul edilen standart, T-1 kanalını (DS1 çerçeve formatı) tanımlar. T-1 kanalı 24 çoğullanmış ses kanalından oluşur ve başlangıçta analog sinyalin genliğinin 7 bitlik bir ikili sayı olarak ifade edileceği ve bir bitin kontrol (sinyalleşme) amacıyla kullanılacağı varsayılmıştır. Ek olarak, 192 bite ek olarak, her çerçeve senkronizasyon için bir bit daha içerir. Böylece T-1 bağlantısının toplam kapasitesi 1.544 Mbps'dir. Ancak sonunda 8 bitin tamamı veri için tahsis edildi ve sinyalleşme aşağıdaki iki yoldan biriyle yapılmaya başlandı. Ortak kanal sinyalleşmesinde, her tek çerçevedeki 193. bit senkronizasyon amaçlıdır ve her çift çerçevedeki 193. bit sinyalleşme içindir. Başka bir yöntemin özü, her kanalın sinyal bilgilerini iletmek için kendi alt kanalına sahip olmasıdır (her altıncı çerçevede bir bit).

SENKRON DİJİTAL HİYERARŞİ

Avrupa ve Amerika'daki iletişim sistemleri için tek bir standart benimseme ihtiyacı ve ayrıca maksimum iletim hızını ve yerleşik iletişim ağı yönetim araçlarını artırma ihtiyacı, senkronize bir dijital SDH hiyerarşisinin geliştirilmesine yol açtı (maalesef, bu standardın SONET adı verilen Kuzey Amerika versiyonu, Avrupa versiyonundan biraz farklıdır, ancak bu farklılıklar, örneğin, T-1, T-2 ... ve E-1, E-2 ... kanal hiyerarşisi durumunda olduğu kadar önemli değildir).

SDH'de Senkron Taşıma Modülü (STM-1), hiyerarşinin en alt basamağını oluşturur. 155.52 Mbps kapasite ile SONET hiyerarşisindeki STS-3c senkron taşıma sinyaline eşdeğerdir. Dört STM-1, 622,08 Mbps kapasiteli bir STM-4'e (=STS-12c) çoklanır ve dört STM-4, 2,488 Gbps kapasiteli bir STM-12'ye (=STS-48c) çoklanır. Hiyerarşi ayrıca daha yüksek seviyeleri tanımlar.

Çoklama bayt bayt yapılır, bit bit değil, örneğin, dört STM-1 veri akışı bir STM-4'te birleştirildiğinde, çoklayıcı önce birinci akıştan bir bayt, ardından ikinci akıştan bir bayt gönderir ve bu böyle devam eder.

Senkron ve plesiochronous hiyerarşiler arasındaki en önemli farklardan biri, tüm taşıma sinyalini çözmeden E-1 katmanına kadar istenen kanalı tahsis edebilme yeteneğidir. Bu, temelde farklı türde çoklayıcıların ortaya çıkmasına yol açtı - tek tek kanalların eklenmesi ve seçilmesiyle çoklayıcılar (İngilizce terminolojide - ekleme-bırakma çoklayıcı ve Rus teknik literatüründe bunlara kısaca giriş / çıkış çoklayıcılar denir).

Ek olarak, birçok çoklayıcı, çapraz bağlantı işlevlerini yerine getirmeye başladı (ancak, tam tersi olabilir, ancak bu zaten bir tavuk-yumurta tartışmasıdır). Çapraz bağlantı çoklayıcılar, dijital sinyallerin belirli kurallara göre bir kanaldan diğerine anahtarlanmasıyla (anahtarlama işlevleri) akışların yoğunlaşmasına ve ayrılmasına (çoklama ve çoğullamayı çözme işlevleri) izin verir.

TERS ÇOKLAMA

Bir kuruluşun belirli bir bant genişliğine sahip bir hatta sahip olması gerektiğinde ve sunulan kapasitelerin çok küçük (örneğin, E-1) veya çok büyük (örneğin, E-3) olması durumunda, ters çoklayıcı adı verilen bir cihaz kullanışlı olacaktır. Bu cihaz, gelen veri akışını, birim zaman başına alınan toplam veri miktarından daha düşük bir kapasite ile birkaç giden hat arasında dağıtmanıza olanak tanır (bkz. Şekil 4). Böylece örneğin bir müşteri, kapasite olarak iki E-1'e eşdeğer bir kanal alabilir. İki E-1 hattının bağımsız bağlantısına kıyasla bu yaklaşımın avantajı, örneğin ters çoklayıcının yükün bunlar arasında dinamik olarak dağıtılmasına izin vermesidir.

Şekil 4
Ters çoklama, nehrin akışını hatırlamanızı sağlar: adaların etrafında dolaşırken, kanallara ayrılır ve bunlar daha sonra tekrar birleşir.

ÇÖZÜM

Bu derste, telefon ağlarında kullanılan ana çoğullama teknolojilerine baktık. Telefon, bilgisayar dünyasıyla giderek daha fazla iç içe geçiyor, her halükarda, aynı taşıma ağını hem küresel hem de yerel ağlarda giderek daha sık kullanıyorlar, böylesine "sıcak" bir ATM teknolojisinin entegre hizmetlere sahip geniş bant dijital ağın varyantlarından biri olarak ortaya çıkmasından bahsetmiyorum bile. Ve bu arada, ATM daha doğru bir şekilde eşzamansız zaman çoğullama olarak adlandırılır. ATM'nin selefi Asenkron Zaman Bölümü (ATD), France Telecom'un laboratuvarlarında TDM'nin bir varyasyonu olarak geliştirildi. TDM'den en önemli farkı, tüm bağlantı süresi (telefon görüşmesi) için değil, kanalın dinamik olarak sağlanmasıydı; başlık ise verilerin hangi bağlantıya ait olduğunu belirlemeyi mümkün kılıyordu. Sonuç olarak, mevcut kapasite daha verimli kullanıldı. Artık ATD'nin varisi, hem küresel hem de yerel ağlar için tek bir teknoloji olduğunu iddia ediyor. Ama bu başka bir konuşmanın konusu.

Dmitry Ganzha, LAN'ın baş editörüdür. Kendisiyle şu adresten iletişime geçilebilir:

Bilgi teknolojisi ve iletişimde, çoğullama(İngilizce) çoğullama, muxing) - kanal sızdırmazlığı, yani birkaçının iletimi

bir kanal üzerinden daha düşük hıza (bant genişliği) sahip veri akışları (kanallar).

İÇİNDE telekomünikasyonçoklama, verilerin tek bir fiziksel kanalda birkaç mantıksal iletişim kanalı üzerinden iletilmesini içerir. Fiziksel bir kanal, kendi bant genişliğine sahip gerçek bir kanal anlamına gelir - bir bakır veya optik kablo, bir radyo kanalı.

İÇİNDE Bilişim teknolojisiçoklama, birkaç veri akışının (sanal kanallar) tek bir akışta birleştirilmesini içerir. Bir örnek, bir video akışının (kanalının) bir veya daha fazla ses kanalıyla birleştirildiği bir video dosyası olabilir.

Çoklama yapan cihaz veya programa denir. çoklayıcı

Frekans bölmeli çoğullama (FDM).

Frekans bölmeli 3 kanalı çoklama.

teknoloji.

Frekans Bölmeli Çoğullama(İngilizce) FDM, frekans bölmeli çoğullama), kanal bant genişliği içinde daha küçük genişliğe sahip birkaç kanalın yerleştirilmesini içerir. Açıklayıcı bir örnek, aynı kanal (radyo havası) içinde farklı frekanslarda (farklı frekans bantlarında) birçok radyo kanalının bulunduğu radyo yayıncılığıdır.

Ana uygulamalar.

Erişim paylaşımı için mobil iletişim ağlarında (bkz. FDMA) kullanılır, fiber optik iletişimde şuna benzer: dalga boyu bölmeli çoğullama(WDM, Dalga Boyu Bölmeli Çoğullama) (Nerede

frekans yayıcının radyasyonunun rengidir), doğada - her türlü ayrım

renge (elektromanyetik titreşimlerin sıklığı) ve tona (ses titreşimlerinin sıklığına) göre.

Zaman bölmeli çoğullama (TDM).

teknoloji.

Zaman Bölmeli Çoğullama(İngilizce) TDM, Zaman

bölme çoğullama) çerçeve veri iletimini içerirken,

daha küçük genişliğe (kapasiteye) sahip kanallardan

more, daha büyük bir çerçevenin bir çerçevesi içindeki aktarım rezervini serbest bırakır

birkaç küçük çerçeve.

Şekilde: A, B ve C - bant genişliği (genişlik) N ve çerçeve süresi Δt olan çoklanmış kanallar; E - aynı Δt süresine ancak M*N genişliğine sahip, bir çerçevesi ( süper çerçeve) giriş çoğullamalı sinyallerin 3 çerçevesini de taşır art arda, her kanal atanır

süper çerçeve süresinin bir parçası - zaman aralığı, uzunluk Δt M =Δt/M

Böylece, M * N bant genişliğine sahip bir kanal, N bant genişliğine sahip M kanallarını geçebilir ve kanal hızına (saniyedeki kare sayısı) bağlı olarak, çoğullamayı çözmenin sonucu orijinal kanal akışıyla (şekilde A, B veya C) hem faz hem de hız olarak çakışır, yani son alıcı için fark edilmeden akar.

Ana Uygulamalar

kablosuz TDMA ağları, Wi-Fi, WiMAX;

PDH ve SONET/SDH'de kanal değiştirme;

ATM, Frame Relay, Ethernet, FDDI'de paket anahtarlama;

telefon şebekelerinde geçiş;

seri veri yolları: PCIe, USB.

Zaman Bölmeli Çoğullama

Çoklayıcının çalışma prensibi basittir: birkaç gelen düşük hızlı hattan gelen sinyaller, yüksek hızlı giden bir hat üzerinden her biri için ayrılan frekans aralığında veya zaman aralığında iletilir. Yüksek hızlı hattın karşı ucunda, bu sinyaller izole edilir veya çoğullaması çözülür.

Sıkıştırma yöntemine göre, çoklama teknolojileri iki ana kategoriye ayrılabilir: Frekans Bölmeli Çoklama (FDM) ve Zaman Bölmeli Çoklama (TDM). Frekans çoğullama ile, frekans spektrumu mantıksal kanallara bölünür ve her kullanıcı bu kanalı görüşme süresince emrinde alır. Zaman çoğullamada, tüm bant genişliği periyodik olarak kullanıcılara tahsis edilir, ancak yalnızca kısa bir süre için.

ZAMAN ÇOKLAMA

Zaman bölmeli çoğullama ile, her cihaz veya gelen kanal, hattın tam bant genişliğini alır, ancak yalnızca her 125 µs'de bir kesin olarak tanımlanmış bir süre için (bkz. Şekil 2). Son değer örnekleme döngüsüne karşılık gelir, çünkü PCM ile saniyenin 1/8000'inde bir analog sinyalin genliğini ölçmek gerekir. Sekiz bitlik bir anlık genlik değerinin iletim süresi, zaman aralığı olarak adlandırılır ve sekiz darbenin (her bit için bir tane) iletim süresine eşittir. Yukarıdaki aralığı takip eden zaman dilimleri dizisi, bir zaman kanalı oluşturur. Bir örnekleme döngüsündeki kanallar kümesi bir çerçeve oluşturur.

Zaman çoğullamada, giden hattın tüm kapasitesi, daha az kapasiteli gelen hatta sabit bir süre için sağlanır.

Avrupa'da, ABD ve Japonya dışında dünyanın geri kalanında olduğu gibi, standart sistem PCM-32/30'dur (veya E-1), 64 kbit / s'lik 32 zaman kanalına sahip, 30 kanalın ses, veri vb. Kolayca hesaplayabileceğiniz gibi sistemin toplam kapasitesi 2.048 Mbps'dir.

E-1 sistemi, tohum grubu olarak bilinen şeyi oluşturur. İkincil E-2 grubu, toplam kapasitesi 8.448 Mbps olan 4 E-1 kanalından, üçüncül E-3 sistemi, toplam kapasitesi 34.368 Mbps olan dört E-2 kanalından (veya on altı E-1 kanalından) ve dörtlü grup, toplam kapasitesi 139.264 Mbps olan dört E-3 kanalından oluşmaktadır. Bu sistemler, Avrupa plesiochronous dijital hiyerarşisini oluşturur.

Kanalların seri çoğullama ilkesi Şekil 3'te gösterilmektedir. Dört E-1 kanalı, bir E-2 kanalına çoklanır ve bu ve sonraki seviyelerde, çoklama, 30 ses kanalının bir E-1 kanalına çoğullandığında olduğu gibi bayt bayt değil, bit bit gerçekleştirilir. Dört E-1 bağlantısının toplam kapasitesi 8.192 Mbps iken, E-2'nin toplam kapasitesi aslında 8.448 Mbps'dir. Fazla bitler, çerçeveleme ve yeniden zamanlama için kullanılır. Dört E-2 kanalı daha sonra bir E-3 kanalına çoğullanır ve bu böyle devam eder.

Şek. 3

Küçük kollar büyük bir nehre dönüştüğü için, düşük hızlı hatlar bir çoklayıcı hiyerarşisi kullanılarak yüksek hızlı hatlarda birleştirilir.

Kuzey Amerika ve Japonya'da kabul edilen standart, T-1 kanalını (DS1 çerçeve formatı) tanımlar. T-1 kanalı 24 çoğullanmış ses kanalından oluşur ve başlangıçta analog sinyalin genliğinin 7 bitlik bir ikili sayı olarak ifade edileceği ve bir bitin kontrol (sinyalleşme) amacıyla kullanılacağı varsayılmıştır. Ek olarak, 192 bite ek olarak, her çerçeve senkronizasyon için bir bit daha içerir. Böylece T-1 bağlantısının toplam kapasitesi 1.544 Mbps'dir. Ancak sonunda 8 bitin tamamı veri için tahsis edildi ve sinyalleşme aşağıdaki iki yoldan biriyle yapılmaya başlandı. Ortak kanal sinyalleşmesinde, her tek çerçevedeki 193. bit senkronizasyon amaçlıdır ve her çift çerçevedeki 193. bit sinyalleşme içindir. Başka bir yöntemin özü, her kanalın sinyal bilgilerini iletmek için kendi alt kanalına sahip olmasıdır (her altıncı çerçevede bir bit).