Формати кадрів технології PDH (стр. 1 из 2)

Міністерство освіти та науки України

Луцький інститут розвитку людини ВМУРоЛ «Україна»

Кафедра комп’ютерних технологій

01/05КНз

Варіант – 4

Контрольна робота

з дисципліни:

«Високошвидкісні технології

комп’ютерних мереж»

Виконав:ст.гр.КНз – 5.1

Перевірив: викладач

Луцьк 2010р.

План

1.Формати кадрів технології PDH.

2.Фізичний рівень технології Fast Ethernet.

Список використаної літератури.

1.Формати кадрів технології PDH

Існує два покоління технологій цифрових первинних мереж – технологія плезіохронной («плезіо» означає «майже», тобто майже синхронною) цифрової ієрархії (PlesiochronousDigitalHierarchy, PDH) і пізніша технологія – синхронна цифрова ієрархія (SynchronousDigitalHierarchy, SDH). У Америці технології SDH відповідає стандарт SONET

Технологія синхронної цифрової ієрархії спочатку була розроблена компанією Bellcore під назвою «Синхронні оптичні мережі» – SynchronousOpticalNETs, SONET. Ця технологія була розвитком технології PDH, яка з’явилася в 60-і роки для побудови якісних і щодо недорогих цифрових каналів між телефонними станціями. PDH довгий час добре справлялася з своїми обов’язками як магістральна технологія, надаючи користувачам канали Т1 (1,5 Мбіт/с) і ТЗ (45 Мбіт/с) в американському варіанті або канали Е1 (2 Мбіт/с), ЕЗ (34 Мбіт/с) і Е4 (140 Мбіт/с) в європейському і міжнародному варіантах. Швидкий розвиток телекомунікаційних технологій привів до необхідності розширення ієрархії швидкостей PDH і використанні всіх можливостей, які надавало нове середовище – волоконно-оптичні лінії зв’язку.

Одночасно з підвищенням верхньої межі лінійки швидкостей потрібно було звільнитися від недоліків PDH, які виявилися за час експлуатації цих мереж. Одним з основних недоліків PDH є, перш за все, принципова неможливість виділення окремого низькошвидкісного потоку з високошвидкісного без повного демультиплексування останнього. Крім того, в технології PDH не були передбачені вбудовані засоби забезпечення відмовостійкості і управління мережею.

Всі ці недоліки були враховані і подолані розробниками технології SONET. Перший варіант стандарту технології SONET з’явився в 1984 році. Потім ця технологія була стандартізована комітетом Tl ANSI. Міжнародна стандартизація технології проходила під егідою Європейського інституту телекомунікаційних стандартів (ETSI) і CCITT, спільно з ANSI і провідними телекомунікаційними компаніями Америки, Європи і Японії. Основною метою розробників міжнародного стандарту було створення такої технології, яка б дозволяла передавати трафік всіх існуючих цифрових каналів рівня PDH (як американських Т1-ТЗ, так і європейських Е1-Е4) в рамках високошвидкісної магістральної мережі, що використовує волоконно-оптичні кабелі, і забезпечила б ієрархію швидкостей, що продовжує ієрархію технології PDH до швидкості в декілька Гбіт/с.

Звичайний канал, що виділяється телефонними мережами для одного з'єднання, має смугу пропускання 4 кГц, достатню для прийнятної передачі людської мови. Відповідно, характеристики базового цифрового каналу вибиралися так, щоб поодинці такому каналу можна було передавати дані одного телефонного з'єднання. Відповідно до теореми Котельникова-Найквіста, для того, щоб було можна відновити початковий сигнал, частота дискретизації повинна бути не менше 2*4 кГц = 8 кГц. Для прийнятного представлення людській мові досить 12-ти біт на відлік, що відповідає 4096-ти різним рівням сигналу, а логарифмічне перетворення дозволяє понизити розрядність відліків до 8-ми біт, зберігаючи суб'єктивну якість сигналу. Логарифм є позитивною функцією тільки при аргументі, що перевищує одиницю, відповідно, для діапазону аргументів від 0 до 1 необхідно використовувати якусь іншу функцію. У Європі і США використовують різні перетворення - A-залежність і е-залежність відповідно. У Європі для «малих» аргументів використовують лінійну функцію у ~ Ах, а для «великих» - безпосередньо логарифмічну: у = (1+ln A x)/(1+ln A), де A = 87,6. У США зрушують графік функції на одиницю у бік осі ординат: у ~ log(1+ еx). Оскільки кількість різних аргументів невелика (4096), на практиці не обчислюють для кожного відліку відповідний логарифм, а зберігають наперед підготовлену таблицю відповідностей аргументів і значень функції.

Звичайний мультиплексор T1 має 24 аналогових канали і один цифровий. Він постійно перебирає аналогові канали (звертаючись до кожного з них 8000 разів в секунду, тобто з частотою 8 кГц), оцифровує аналогові дані (телефонні розмови), що поступають, по 12 біт на відлік, виконує логарифмічне перетворення і видає отриманий байт даних в цифровий канал. Цей єдиний байт складає кадр DS-0. Час, що відводиться на передачу одного байта, що належить одному аналоговому каналу, називається таймслотом (англ. timeslot часовий інтервал). Окремий таймслот відводиться для синхронізації. У Т1 для синхронізації використовується один біт (F-біт, англ. Framing bit) по черзі нуль і одиниця. Таким чином, поодинці цифровому каналу T1 передаються 24 базових голосових канали, а група, що складається з 24 байт і F-біта, називається кадром DS-1. За одну секунду передається 8000 кадрів DS-1. Сумарна швидкість каналу T1 складає (24*8+1)*8=1544 Кбіт/с. Якщо по якому-небудь з аналогових каналів не поступають дані, його таймслот залишається закріпленим за ним, відповідно, частина пропускної спроможності цифрового каналу витрачається даремно. Демультиплексор T1 виконує зворотне завдання - в нього поступає потік кадрів DS-1, з яких він витягує по одному байту для кожного з 24-х аналогових каналів, виконує цифро-аналогове перетворення і видає його результат в канал. Інформація, що управляє, в T1 передається молодшим розрядом байтів даних (оскільки байт є значенням виміру голосу, було визнано, що спотворення молодшого розряду не повинне бути відмічене слухачем). У ранніх версіях молодший біт кожного байта був службовим, фактично передавалися 7-бітові байти, а швидкість передачі призначених для користувача даних складала 56 Кбіт/с. Потім для службових цілей використовувався тільки кожен шостий кадр: у п'яти кадрах в кожному байті передаються вісім біт призначених для користувача даних, а в шостому - тільки сім. Чотири канали T1 об'єднуються в канал T2 (наступний рівень ієрархії PDH), сім каналів T2 - в T3, шість каналів T3 - в T4. Апаратура T1, T2, T3 і T4 може взаємодіяти, утворюючи мережу з ієрархією каналів. Кадр DS-2 складається з чотирьох кадрів DS-1, розділених F-бітами, а самі кадри DS-2 розділяються 12 службовими синхробітамі. Пізніше ця технологія (з деякими відмінностями від оригінального варіанту) була стандартизована ITU-T (у той час CCITT). У Америці, Канаді і Японії використовується початкова американська версія, а в Європі - стандарт ITU-T. Базовий канал в обох версіях має швидкість 64 Кбіт/с. Основна відмінність європейських каналів - в кратності входження низькошвидкісних каналів в канал наступного рівня, і, відповідно, їх швидкості. Канал E1 звичайний(аналог T1) складається з 30 базових каналів, канал E2 - з 4 каналів E1, канал E3 - з 4 каналів E2, а канал E4 - з 4 каналів E3. Стандарт ITU-T (G.700-G.706) відмовився від використання окремих розрядів байтів призначених для користувача даних для передачі службової інформації. Кадр DS-1, який передається по каналу E1, складається з 30 байт призначених для користувача даних (по одному з кожного базового каналу) і 2 службових байт. Сумарна швидкість складає 32*8*8=2048 Кбіт/с. У технології PDH (стандарт ITU-T G.704) всі рівні швидкостей (і формати кадрів для цих рівнів) називаються DS-n, де n - номер рівня (DS - від англ. Digital Signal, цифровий сигнал).

Основна проблема при використанні PDH - складність виділення (демультиплексування) призначених для користувача каналів. Це пов'язано з використанням службових біт синхронізації між кадрами. Якщо потрібно виділити один базовий канал з кадрів каналу T3, потрібно провести повне демультиплексування в кадри T2, кадр T2 - в кадри T1, а з кадру T1 виділити дані одного базового каналу. Для зменшення кількості операцій мультиплексування використовуються спеціальні прийоми, що ускладнюють роботу мережі і що вимагають спеціальної настройки.

Інший недолік PDH - слабкі засоби управління мережею недостатня кількість інформації про стан каналу, відсутність процедур підтримки відмовостійкої.

Нарешті, межа швидкості технології PDH - 274 Мбіт/с (T4) і 139Мбіт/с (E4), в той час, як сучасні кабелі дозволяють передавати дані з швидкостями на порядок вище.

2.Фізичний рівень технології Fast Ethernet

Fast Ethernet (Швидкий Ethernet) - термін, що описує набір стандартів Ethernet для пакетної передачі даних з номінальною швидкістю 100 Мбіт/с, що в 10 разів швидше за початкову для Ethernet швидкість у 10 Мбіт/с. На сьогодні існують швидші в 10 (Gigabit Ethernet) і 100 (10 Gigabit Ethernet) разів стандарти технології Ethernet. 3.6.1.

Ідея технології Fast Ethernet народилася в 1992 році. У серпні наступного року група виробників об'єдналася в Союз Fast Ethernet (Fast Ethernet Alliance, FEA). Метою FEA було якнайскоріше дістати формальне схвалення Fast Ethernet від комітету 802.3 Інституту інженерів з електротехніки і радіоелектроніки (Institute of Electrical and Electronic Engineers, IEEE), оскільки саме цей комітет займається стандартами для Ethernet. Успіх супроводив новій технології і підтримуючому її альянсу: у червні 1995 року всі формальні процедури були завершені, і технології Fast Ethernet привласнили найменування 802.3u.

Всі відмінності технології Fast Ethernet від Ethernet зосереджені на фізичному рівні (мал. 1). Рівні MAC і LLC у Fast Ethernet залишилися абсолютно тими ж, і їх описують колишні глави стандартів 802.3 і 802.2. Тому розглядаючи технологію Fast Ethernet, розглянемо тільки кілька варіантів її фізичного рівня.

Більш складна структура фізичного рівня технології Fast Ethernet викликана тим, що в ній використовуються три варіанти кабельних систем:

· волоконно-оптичний багатомодовый кабель, використовуються два волокна;