Материал: Телекоммуникационные системы и сети - КНИГА

Методы асинхронной передачи

Формирование МАП-ячеек. В последнее десятилетие к передаче информации стали предъявляться более широкие требования. Одно­му и тому же абоненту могут быть переданы различные по характеру сообщения: движущиеся изображения (видеотелефон, видеоконфе-ренция); компьютерные данные (файлы); электронная почта; инфор-мация из системы дистанционного обучения (в том числе, мультиме-дийная); фильмы по кабельному телевидению и др. Причем источни-ки этой информации являются, как правило, асинхронными. Информация от одних источников может поступать непрерывно, от других - время от времени. Скорость поступления информации от различных источников различная. Так, речевой поток поступает со скоростью 64 кбит/с, а передача движущегося изображения требует скорости от 1.5 до 100 Мбит/с.

Для согласования всех этих различных требований в 1980-1990-х годах была предложена новая технология передачи, получившая название моды асинхронной передачи (Asynchronous Transfer Mode - АТМ), Эта технология (МАП в русской транскрипции или ATM в анг-

лийской) предполагает запись любого вида информации в ячейки (Cells) фиксированной длины. Ячейки содержат (рис. 6.11) полезную информацию и заголовок (Header). Для заголовка отводится 5 байт, для полезной информации - 48 байт.

Цифровая информация от источников сообщений заполняет ячейки. Поскольку ячейки имеют фиксированную длину, то нет не-обходимости отделять их друг от друга (т.e. определять их начало и конец) с помощью служебной информации. Если у источника отсутствует потребность в пере­даче информации, то передаются пустые ячейки. Небольшие объемы информации, появляющиеся через большие временные интервалы, могут быть собраны для наполнения ячеек либо могут передаваться в отдельных ячейках. В последнем случае в полупустые ячейки добавляется «наполнитель». Ячейки формируются источниками по мере по­требности. В случае непрерывной передачи (речь, видеоконфе ренция и т.п.) ячейки следуют через строго определенное время.

Потоки ячеек от различных источников могут быть объединены с помощью временного мультиплексирования (рис. 6.12).

Передача МАП-ячеек. Для того, чтобы знать, куда направляется МАП-ячейка, в ее заголовке отводится 2 байта под идентификацию виртуального канала (Virtual Channel Identifier - VCI). Виртуальный канал - это фиксированный маршрут движения всех ячеек во время сеанса связи от одного пользователя к другому. Он состоит из по­следовательности портов коммутаторов, через которые эти ячейки проходят.

Преимуществом МАП-ячеек является то, что их очень легко об рабатывать при прохождении через коммутатор. Прочитав идентифи­катор канала в заголовке ячейки, коммутатор переправляет ее из од­ного порта в другой, совершенно не задумываясь о находящейся в ячейке информации.

Коммутатор может переключать целые группы виртуальных кана лов, не тратя времени на анализ информации по каждому каналу в отдельности. Для этого несколько виртуальных каналов, проходя­щих по одному и тому же направлению на каком-либо участке сети связи, объединяют в виртуальный путь. Идентификатор виртуального пути (Virtual Path Identifier - VPI) занимает 12 битовых позиций и рас­полагается, естественно, до идентификатора виртуального канала VCI и VPI образуют уникальный индивидуальный адрес маршрута на каждом отдельном участке сети. Изменение идентификаторов может происходить в каждом промежуточном коммутаторе. Назначение маршрута передачи ячеек может быть осуществлено оператором се­ти или сигнальной системой.

Технология МАП хорошо согласуется с технологией SDH: МАП-ячейки могут быть помещены в синхронный транспортный модуль STM-1. Для этого они сначала «упаковываются» в виртуальный контейнер VC-4, а в заголовке (РОН) этого контейнера отмечается нача-по записи МАП-ячеек (рис. 6.13). Затем контейнер, как обычно, поме­щается в модуль STM-1.

Рис. 6.13. Размещение МАП-ячеек в модуле STM-1

Контрольные вопросы

1. Что такoe плезиохронная цифровая иерархия?

2. Как осуществляется согласование скоростей передачи различных потоков при их объединении в высокоскоростной поток? 3. Какие недостатки имеет плезиохронная цифровая иерархия систем передачи?

4. Что такое синхронный транспортный модуль?

5. Как транспортируются сигналы плезиохронной иерархии по сетям син-хронной иерархии?

6. В чем отличие асинхронной передачи цифровых сигналов с помощью MAП-ячеек от синхронной передачи цифровых сигналов?

Список литературы

1. Синхронная цифровая иерархия / Пер. с итал.; Под ред. Б.И. Крука. - Новосибирск:

Изд-воСибГАТИ, 1998. 2. Введение в SDH / Пер. с англ.; Под ред. Б.И. Крука. - Новосибирск: изд. СибГАТИ,

3. Крук Б.И., Попов Г.Н. ...И мир загадочный за занавесом цифр: Цифровая связь. -

2-е изд., испр. - Новосибирск: ЦЭРИС, 2001. -264 с.

4. Назаров А.Н., Симонов М.В. ATM: Технология высокоскоростных сетей - М.: ЭКО-

Трендз, 1998.-234с.

5. Буасо М., Деманж М., Мюнье Ж.-М. Введение в технологию ATM. - М.: Радио и связь. 1997.-128с.

Глава 7. Линии передачи

7.1. Медные кабельные линии

Составной частью системы передачи является линия передачи, по которой распространяются электромагнитные сигналы. В зависимости от конкретных условий, в которых организуется связь, для передачи сигналов используют проводные или радиолинии.

По проводным линиям электромагнитное поле распространяется вдоль непрерывной направляющей среды. К ним относятся воздуш ные и кабельные линии, волновые, световоды. По радиолиниям со общения передаются посредством распространения электромагнит ных волн в свободном пространстве.

Исторически первыми возникли и применяются до настоящего времени воздушные линии (цепи). Воздушная цепь представляв! собой пару изолированных металлических проводов, закрепленных на некотором расстоянии друг от друга, в результате чего роль изолятора между проводами выполняет воздух. Подвешиваются провода на деревянных или железобетонных опорах.

Недостатками воздушных цепей - значительное влияние климати ческих условий на устойчивость работы системы связи, высокий уро вень помех (от высоковольтных линий, контактной сети электрифици рованных железных дорог, радиостанций), малый диапазон частот.

Кабель связи представляет собой некоторое количество проводим ков, изолированных друг от друга. В качестве изоляции используются кабельная бумага или различные разновидности пластмасс. Для пре дохранения от проникновения влаги проводники заключаются в гер метическую оболочку. Сверху накладывают защитные покровы, пре дохраняющие кабель от механических повреждений.

Пара проводников образует электрическую цепь, по которой пе редается сигнал. Переход от воздушной цепи к кабельной позво лил существенно уменьшить влияние климатических условий на работу систем связи, снизить уровень помех, расширить рабочий диапазон частот. Кабели подразделяются на подземные, подвод ные и подвесные.

Старейшие среди современных кабелей связи - городские теле фонные кабели. Да и самой разветвленной кабельной сетью является городская телефонная сеть (не секрет, что большая часть телефонов находится у жителей городов).

Рис. 7.1. Кабели связи

Городские телефонные кабели бывают разные (рис. 7.1). Они могут содержать от 10 (такие кабели заводят в подъезды домов и под-ключают к распределительным коробкам, откуда телефонные про-вода тянутся в каждую квартиру) до 500, 1000 и даже 3000 пар про-водов (а такие кабели используют для того, чтобы собрать воедино тянущиеся от жилых массивов к АТС более мелкие кабели). Каждая жила кабеля изолируется кабельной бумагой или бумажной массой, получаемой из целлюлозы. Жилы скручиваются определенным об-разом вмеете и помещаются в прочную свинцовую оболочку. В по-следние годы, благодаря успехам химии, на смену бумажной изоля-ции жил и свинцовой оболочке пришли различные пластмассы (по­лиэтилен, поливинилхлорид, фторопласт). Прокладываются город-ские телефонные кабели в подземной канализации в асбестоцементных трубах.

Для связи между городами выпускаются специальные междуго-родные кабели (рис. 7.1) - симметричные и коаксиальные. В отличие от городских кабелей они содержат намного меньше пар проводов: не более одного-двух десятков. Лежат эти кабели прямо в земле. Для повышения механической прочности междугородные кабели «одева-ют в броневые покровы (обычно это стальные бронеленты).

Когда по проводнику протекает синусоидальный ток, вокруг дви-жущихся в металле электронов возникают электрическое и магнитное поля. Чтобы убедиться в существовании электрического поля, достаточно поместить вблизи проводника пробный электрический заряд (например, заряженный листок или бусинку). Если поле есть, то заряд сдвинется с места. Обнаружить магнитное поле можно с помощью пробной магнитной стрелки: она будет поворачиваться. Электриче ское и магнитное поля часто рассматриваются вместе как единое электромагнитное поле.

Попробуем увеличить частоту синусоидального тока в проводни ке. Десятки герц... Сотни герц... Килогерцы... Сотни килогерц. Мы обнаруживаем (естественно, с помощью приборов), что ток с ростом частоты все сильнее и сильнее вытесняется из толщи проводника к его поверхности. Электромагнитное поле вне проводника возраста ет, и вот на очень высоких частотах (превышающих сотни и даже тысячи мегагерц) ток полностью вытесняется из проводника. Про водник начинает излучать всю электромагнитную энергию в про странство. Передача ее по проводу прекратилась. Провод превра­тился в антенну!

Описанное явление - вытеснение тока к внешней поверхности проводника - получило у специалистов название поверхностного эф фекта. Существует довольно простое объяснение поверхностного эффекта (рис. 7.2).