Передача данных по телефонным сетям

На аналоговых телефонных линиях для передачи используют синусоидальный сигнал с узким спектром частот - так называемый несущий сигнал или несущую частоту. Данные кодируются в данном сигнале. Для этого используется один из методов аналоговой модуляции несущего сигнала: амплитудный, частотный, фазовый или комбинированный.

Модемные технологии 56к

Технология 56K позволяет подключаться к Internet со скоростью до 56 Kбит/с. Возможно использование данной технологии в сетях любого размера, как Ethernet, так и Fast Ethernet.

Модемная технология 56К увеличивает скорость передачи данных за счет более эффективного использования обычных линий Коммутируемой Телефонной Сети Общего пользования (Public Switched Telephone Network, PSTN), которая является, в основном, цифровой.

Традиционный метод передачи с помощью модемов V.34 предполагает два этапа преобразования информации: преобразование аналогового сигнала в цифровой и обратное преобразование. На этапе передачи от сервера к клиентскому компьютеру, аналоговый сигнал, получаемый от провайдера, преобразовывается телефонной компанией в цифровой для передачи по стандартным линиям. Затем цифровой сигнал преобразовывается в аналоговый для передачи по аналоговому участку линии. Передача сигнала от клиентского компьютера к серверу организована симметричным образом.

В настоящее время большинство провайдеров имеет цифровое подключение к телефонной сети PSTN. В этом случае провайдеры могут отказаться от этапа преобразования аналогового сигнала в цифровой. Данные существуют исключительно в цифровой форме до момента их передачи пользователю по аналоговому участку линии. Устранение одного этапа преобразования позволяет достичь скорости передачи данных 56 Kбит/c и выше.

Новая технология 56K обеспечивает скорость потока данных 56 Kбит/c от сервера к клиентскому компьютеру при соблюдении следующих условий: 1) Со стороны сервера существует цифровое подключение 2) Данные подвергаются единственному преобразованию цифра-аналог (это означает, что передача через спутник и цифровые PBX не может осуществляться со скоростью 56 Kбит/c) 3) На обеих сторонах соединения установлены взаимно совместимые модемы.

Первичные сети. Сети PDH. Иерархия скоростей. Методы мультиплексирования. Недостатки технологии.

Первичные сети предназначены для создания коммутируемой инфраструктуры, с помощью которой можно достаточно быстро и гибко организовать постоянный канал с двухточечной топологией между двумя пользовательскими устройствами, подключенными к такой сети. В первичных сетях используется техника коммутации каналов. На основе каналов, образованных первичными сетями, работают наложенные компьютерные и телефонные сети. Каналы, представляемые первичными сетями своим пользователям, отличаются высокой пропускной способностью.

Три поколения

– плезиохронная цифровая иерархия (Plesiochronus Digital Hierarchy, PDH);

– синхронная цифровая иерархия (Synchronous Digital Hierarchy, SDH), которой в Америке соответствует стандарт SONET;

– уплотненное волновое мультиплексирование (DWDM).

PDH и SDH используют технологию TDM (Time Division Multiplexing – Мультиплексирование с разделением времени). Каждая из них поддерживает иерархию скоростей, потребитель может выбрать подходящую ему скорость. В крупной первичной сети для магистралей используется SDH, для сетей доступа ― PDH.

Сети DWDM ― последнее достижение в области высокоскоростных каналов. Не являются цифровыми, выделенная волна модулируется и кодируется. Вытесняет SDH.

Технология PDH

Плезиохронная цифровая иерархия (PDH) — цифровой метод передачи данных и голоса, основанный на временном разделении канала и технологии представления сигнала с помощью импульсно-кодовой модуляции (ИКМ).

Технология PDH была разработана в конце 60-х годов компанией AT&T для решения проблемы связи крупных коммутаторов телефонных сетей между собой. Линии связи FDM, применяемые ранее для решения этой задачи, исчерпали свои возможности.

К началу 80-х было разработано 3 подобных системы (Сев. Америка, Европа и Япония). Основанные на одинаковых принципах, системы использовали различные коэффициенты мультиплексирования.

Иерархия скоростей

Так как абоненты по-прежнему пользовались обычными телефонными аппаратами, то есть передача голоса шла в аналоговой форме, то мультиплексоры Т1 сами осуществляли оцифровывание голоса методом ИКМ (позволяли коммутировать голосовой трафик 24-х абонентов). В результате каждый абонентский канал образовывал цифровой поток данных 64 кбит/с. Для соединения магистральных АТС каналы Т1 представляли собой слишком слабые средства мультиплексирования, поэтому в технологии была реализована идея образования каналов с иерархией скоростей. Четыре канала типа Т1 объединяются в канал следующего уровня - цифровой иерархии — Т2, а семь каналов Т2 дают при объединении канал ТЗ. Т-4 представлял собой 6 каналов Т-3. Технология получила название системы Т-каналов.

Технология систем Т-каналов была стандартизована Американским национальным институтом стандартов (ANSI), а позже ― международным комитетом CCITT. При стандартизации она получила название PDH. В результате внесенных комитетом CCITT изменений возникла несовместимость американской и международной версий стандарта PDH. Аналогом систем Т-каналов в международном стандарте являются каналы типа Е-1, Е-2 и Е-3 с отличающимися скоростями. Американская версия помимо США распространена также в Канаде и Японии (с некоторыми различиями), а в Европе применяется международный стандарт CCITT.

На практике в основном используются каналы Т-1/Е-1 и Т-З/Е-3.

Несмотря на различия американской и международных версий для обозначения иерархии скоростей принято использовать одни и те же обозначения - DSn (Digital Signal n).

Методы мультиплексирования

Мультиплексор Т-1 обеспечивает передачу данных 24-х абонентов со скоростью 1,544 Мбит/с в кадре простого формата. В этом кадре последовательно передаются байты каждого абонента, а после 24 байт вставляется бит синхронизации. Первоначально устройства Т-1 (а также и Т-2 и Т-3) работали на внутренних тактовых генераторах, каждый кадр с помощью битов синхронизации передавался асинхронно. Современные системы работают на централизованной тактовой частоте, распределяемой из одной точки сети. Однако принцип формирования кадра остался неизменным.

Суммарная скорость пользовательских каналов составляет 24х64 = 1,536 Мбит/с, 8 Кбит/с добавляют биты синхронизации, итого 1,544 Мбит/с.