Тест содержит 6 заданий, на выполнение которых отводится 15 минут. Выберите наиболее правильный, по Вашему мнению, вариант ответа.
Вопрос 1. Теорема Шеннона :
а: Ограничивает предельную пропускную способность канала с заданной верхней частотой спектра сигнала
б: Ограничивает предельную пропускную способность канала с заданными полосой пропускания и отношением "сигнал/шум" в канале
в: Определяет требуемую частоту дискретизации сигнала в зависимости от верхней частоты спектра сигнала
Вопрос 2. Чему равна минимально допустимая частота дискретизации сигнала F д , если известна полоса пропускания сигнала F ?
а: F
б: 2F
в: 4F
Вопрос 3. Существенно улучшить отношение сигнал/шум в случае телеграфии или телефонии можно:
а: Простым подавлением высокочастотной составляющей сигнала
б: Добавлением еще одной линии передачи с более низкой частотой
в: Отправлением по линии передачи помехоустойчивого кода
Вопрос 4. Ослабление сигнала из-за резистивных потерь:
а: Приводит к сбою в приеме и передаче информации
б: Не сопровождается ослаблением шума в канале
в: Абсолютно устраняет шум в канале и предоставляет возможность кодирования помехоустойчивым кодом
Вопрос 5. Как осуществляется синхронизация в региональных сетях Интернет?
а: Выполняется привязка к точному эталону времени
б: Выполняется привязка к сигналам, которые служат для передачи данных
в: Производится синхронизация от локальных часов
Вопрос 6. В основном в локальных сетях используются:
а: Линии спутниковой связи
б: Линии телефонной связи
в: Цифровые линии связи
Форма для ответов на вопросы тестового задания
Результаты ответов занесите в таблицу, которая приведена ниже. В таблице указаны числа, обозначающие номер вопроса, под каждым номером располагаются буквы (а, б, в), обозначающие варианты ответов на данный вопрос.
Выбрав правильный ответ на вопрос, необходимо отметить (подчеркнуть или обвести) соответствующую букву.
| № вопроса | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Варианты ответа | a | a | a | a | a | a |
| б | б | б | б | б | б | |
| в | в | в | в | в | в |
Правильные ответы к тесту рубежного контроля № 1 (Ключ № 1)
| номер вопроса | правильный ответ |
| Вопрос 1 | б |
| Вопрос 2 | б |
| Вопрос 3 | а |
| Вопрос 4 | б |
| Вопрос 5 | б |
| Вопрос 6 | в |
Баллы, начисляемые за выполнение заданий модуля 1
1) Выполнение проектного задания:
P10 = 4 балла
2) Правильный ответ на каждый вопрос теста рубежного контроля:
P1i = 1 балл.
Максимальное количество баллов за модуль 1:
P1М1 max = P10 + (P11 + P12 +…+ P16) = 10 баллов
Оценочные нормы
| Количество баллов за модуль | 0 – 5,4 | 5,5 – 6,9 | 7,0 – 8,4 | 8,5 – 10 |
| Оценка | неудовлетворительно | удовлетворительно | хорошо | отлично |
Относительная весомость (ко всему курсу) модуля 1: BM1 = 0,3
(BM1 + BM2 + BM3 = 1).
Рекомендуемая литература к модулю 1
1. Галкин В.А.. Григорьев Ю.А. Телекоммуникации и сети: Учеб. пособие для вузов. М., Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2003.
2. Замятин Н.В. Цифровые сети интегрального обслуживания. Томск, Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2002.
3. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. СПб., "Питер", 1999.
4. Таненбаум Э. Компьютерные сети. 4-е изд. СПб., Питер, 2003.
5. Норенков И.П., Трудоношин В.А., Уваров М.Ю. Телекоммуникационные технологии и сети // Источник доступа: http://bigor.bmstu.ru/?cnt/?doc=215_Netwedu/Networks.cou
6. Семенов Ю.А. Алгоритмы и протоколы каналов и сетей передачи данных // Источник доступа: http://www.intuit.ru/department/network/algoprotnet/
МОДУЛЬ 2. СЕТИ ISDN
Комплексная цель модуля 2
Изучение принципов построения сетей ISDN, организации цифровых каналов и систем сигнализации.
ЛЕКЦИЯ 4. ЦИФРОВОЙ КАНАЛ Е1
Канал Е1: общие сведения
В цифровых системах передача сигнала идет в виде двоичных данных, так как параметр сигнала может принимать только два значения. Цифровые сигналы так же, как и аналоговые, подвержены ослаблению и воздействию шумов. Поскольку цифровые сигналы дискретны, то при прохождении их через канал необходимо отмечать только отсутствие или наличие сигнального импульса. Цифровые сигналы можно полностью реконструировать прежде, чем они исказятся настолько, что их точное восстановление будет выполнено с большой вероятностью ошибки. Для восстановления параметров сигналов используются регенераторы, устанавливаемые через определенные промежутки цифрового тракта.
Для передачи интегральной информации целесообразно использовать цифровые телефонные каналы, где полоса пропускания и скорость передачи спроектированы для передачи речевых сообщений. Для передачи данных, видео, высококачественного звука необходимо пользоваться объединением выделенных полос, или цифровой иерархией. Основой для цифрового телефонного сигнала является канал 64 кбит/сек, который возглавляет иерархию каналов передачи. Существует две принципиально разных структуры иерархии — американская и европейская. В европейской системе мультиплексирование производится всегда ступенями по четыре, в американской оно меняется.
Канал Е1 является основным каналом, используемым во вторичных сетях телефонии, передачи данных и ISDN. Этот канал имеет несколько особенностей, связанных с его использованием, а именно сверхцикловую структуру и канал сигнализации, используемый во вторичных сетях цифровой телефонии и ISDN.
Канал Е1 обычно является "пограничным" каналом между первичной и вторичными сетями. Структура систем передачи Е1 включают три уровня эталонной модели OSI: физический, канальный и сетевой. Физический уровень описывает электрический интерфейс потока Е1, а также параметры сигнала Е1.
Канальный уровень описывает процедуры мультиплексирования и демультиплексирования каналов более низкого уровня иерархии (ОЦК 64 кбит/с и каналов ТЧ) в поток Е1, цикловую и сверхцикловую структуру потока Е1, встроенные процедуры контроля ошибок и т.д. Наконец, сетевой уровень описывает процедуры управления каналами Е1 в первичной сети, а также контроль параметров ошибок на сетевом уровне. Этот уровень является относительно неполным и включает всего лишь несколько процедур. Основным же для рассмотрения систем передачи Е1 является структура канального уровня. Рассмотрим более подробно структуру каждого из трех уровней систем Е1.
Физический уровень потока Е1
Физический уровень потока Е1 включает в себя описание электрических параметров интерфейсов Е1 и параметров сигналов передачи, включая структуру линейного кода. Рассмотрим наиболее важные эксплуатационные параметры физического уровня Е1.
Основные характеристики интерфейса следующие:
Скорость передачи - 2048 кбит/с ± 50 ppm (1 ppm (point per million) = 10-6), таким образом, допускается отклонение частоты передаваемого сигнала (2048 кГц) ± 102,4 Гц
Используемые типы кодирования: HDB3, либо AMI. Использование кода AMI в настоящее время уже не рекомендуется, однако ряд старых цифровых систем передачи могут использовать этот код.
AMI - это наиболее простой формат линейного кодирования. AMI расшифровывается как инверсия альтернативного бита. Этот формат использует инверсию каждой следующей единицы. В большинстве случаев AMI не используется, поскольку этот формат линейного кодирования приводит к частым потерям синхронизации в случае длинных последовательностей нулей.
Формат линейного кодирования HDB3 был специально разработан для решения проблем синхронизации, возникающих в случае использования AMI. В формате HDB3 за последовательностью из четырех последовательных нулей следует двухимпульсная вставка "плюс импульс-минус импульс". Оборудование на удаленном конце принимает поток Е1 и заменяет двухимпульсные вставки на последовательность нулей, восстанавливая исходную последовательность данных. Таким образом, код HDB3 обеспечивает большую плотность импульсов в потоке, что дает лучшие параметры синхронизации по принимаемому сигналу.
Существуют два стандарта на параметры физического интерфейса Е1: симметричный интерфейс на 120 Ом и коаксиальный (несимметричный) интерфейс 75 Ом. Им соответствую значения пикового напряжения в 3 В и 2,37 В. Следует отметить, что оба типа интерфейсов могут реально встретиться в отечественной практике. Симметричный интерфейс 120 Ом получил наибольшее распространение в Европе и является официальным стандартом для России. Интерфейс 75 Ом получил широкое распространение на американо-канадском рынке.
Канальный уровень потока Е1
Параметры канального уровня потока Е1 включают в себя цикловую и сверхцикловую структуру потока, описание процедур контроля ошибок по цикловому избыточному коду (CRC), а также описание процедур мультиплексирования и демультиплексирования каналов ТЧ в поток Е1. Последние включают в себя процедуры дискретизации, квантования и компандирования аналогового сигнала, описанные во всех учебниках по современным средствам связи и ниже описываться не будут. Рассмотрим цикловую структуру потока Е1 и встроенные процедуры контроля ошибок.
При передачи по первичной сети цифровой поток преобразуется в блоки стандартной логической структуры - циклы. Цикловая структура обеспечивает работу мультиплексирования и демультиплексирования, передачу управляющей информации, встроенную диагностику по параметру ошибок в цифровой системе передачи. Существует три основных варианта цикловой структуры Е1: неструктурированный поток, с цикловой структурой и с цикловой и сверхцикловой структурой.
Неструктурированный поток Е1 используется в сетях передачи данных и не имеет цикловой структуры, т.е. разделения на каналы (обычно это мультиплексирование каналов ОЦК - 64 кбит/с).
Поток Е1 с цикловой структурой предусматривает разделение на 32 канала ОЦК по 64 кбит/с в форме разделения на канальные интервалы (Time Slot - TS) от 0 до 31. Для каждого канального интервала в составе цикла отводится 8 битов, таким образом длина цикла равна 256 битов, что при заданной скорости передачи Е1 составляет 125 мкс (длительность одного цикла). Нулевой канальный интервал отводится под передачу сигнала цикловой синхронизации FAS (Frame Alignment Signal).
В отечественной терминологии вариант потока Е1 с цикловой структурой получил название ИКМ-31. Он используется в ряде систем передачи данных, а также в некоторых приложения ОКС7, ISDN и B-ISDN. В ряде случаев аппаратура передачи/приема Е1 использует еще и шестнадцатый канальный интервал (TS-16) для передачи информации о сигнализации, связанной с разговорным каналом (сигнализации CAS).
В этом случае поток Е1 имеет дополнительно к цикловой структуре еще и сверхцикловую структуру (MFAS - Multi Frame Alignment Signal). В отечественной терминологии такой вариант цикловой структуры Е1 получил название ИКМ-30. При этом 16 циклов объединяются в сверхцикл размера 4096 битов и длительностью 2 мс. Когда идет передача/прием информации в виде сверхциклов MFAS, индивидуальная информация FAS каждого цикла теряет значимость. Необходимо рассматривать всю информацию FAS - 16 циклов.
Передача потока Е1 с цикловой структурой ИКМ-30 имеет важный механизм - процедуру встроенной диагностики параметров ошибки.
Сетевой уровень потока Е1
Стандартизация систем передачи Е1 охватывает также третий, сетевой уровень, где осуществляются процедуры управления первичной сетью. При работе процедур управления, они широко используют сигналы о неисправностях, генерируемые в современных цифровых системах передачи, а также сигналы о возникновении ошибок, фиксируемые встроенными средствами диагностики. Эта информация собирается в узлах системы управления и обрабатывается. Таким образом, сетевой уровень Е1 включает в себя набор определенных служебных сигналов и сообщений, используемых системой управления первичной сетью. Такие сообщения делятся на три категории:
· сообщения о возникновении ошибок в системе передачи;
· сообщения о неисправностях, возникающих в системе передачи;
· сообщения, используемые для реконфигурации первичной сети и восстановлении плана синхронизации.
ЛЕКЦИЯ 5. СЕТИ ISDN
Абонентские линии ЦСИО
Хотя передача цифровой информации по существующим аналоговым абонентским линиям начала применяться уже давно, например, при факсимильной связи, возможности передающей среды использовались далеко не полностью. Факсимильное сообщение передавалось на частотах разговорного канала, а скорость передачи, в лучшем случае, составляла 28.8 Кбит/с, причем для большинства абонентских линий были доступны только 9.6 Кбит/с.
Цифровая абонентская линия может обеспечить гораздо большие скорости передачи почти по всем медным парам и с меньшей, чем при связи в полосе тональных частот, стоимостью. Имеются и некоторые другие преимущества цифровых линий перед аналоговыми: легкость мультиплексирования нескольких разговорных каналов по принципу временного уплотнения, простота кодирования, новые возможности абонентской сигнализации, использование современной элементной базы и т.п. Справедливости ради следует отметить и некоторые недостатки цифровой передачи: неизбежные искажения при преобразовании исходных речевых сигналов в цифровой формат, более жесткие требования к полосе пропускания, проблемы с эхом из-за увеличения задержек и др.
Столь основополагающее понятие, как универсальная цифровая сеть с интеграцией служб электросвязи, требует предварительного международного соглашения. После обсуждения в мировом масштабе в МККТТ были определены следующие основные показатели цифровой сети с интеграцией служб ISDN (Integrated Services Digital Network).
1. Основой ISDN является цифровизируемая телефонная сеть, т.е. сеть на базе цифровых телефонных каналов 64 Кбит/с. Поэтому по сути ISDN – сеть с коммутацией каналов, однако в ней возможна также передача данных с коммутацией пакетов.
2. Соединения от абонента к абоненту проходят по непрерывному цифровому каналу.
3. Основной доступ (BRI или BA) для одного пользователя предусматривает образование в обоих направлениях по два основных канала 64 Кбит/с (B - каналы) и одному вспомогательному каналу 16 Кбит/с (D - канал) по 4-килогерцной проводной линии; соединения через оба канала 64 Кбит/с могут быть организованы в различных направлениях. Кроме того, определен первичный доступ (PRI), который в зависимости от применяемой системы передачи может охватывать до 24 или 30 информационных каналов 64 Кбит/с и один вспомогательный канал 64 Кбит/с. Основной и первичный доступ могут быть организованы на парах медных жил существующих абонентских линий. Если использовать оптические волокна, то в ISDN можно также сформировать понятия доступа, содержащего широкополосные каналы, например, для передачи подвижных изображений.
4. Каждая установка пользователя имеет только один номер для вызова независимо от количества и вида служб связи (речь, текст, данные, изображения), которыми пользуется абонент.
5. Универсальный стык пользователь – сеть позволяет подключить различные оконечные установки для различных видов информации к единой «штепсельной розетке связи». При этом стандартизованы процедуры пользователя для установления и разрушения соединения.
6. Различные оконечные аппараты одной установки пользователя могут быть включены в конфигурации типа «шина» и «звезда». Сеть организует соединения не только между установками пользователя, но и, кроме того, между теми оконечными аппаратами установок пользователя, которые соответствуют требуемой конкретной службе и являются совместимыми.
Для пользователя ISDN прежде всего важны следующие преимущества.
1. Службы и характеристики ISDN открывают новые возможности ее применения и увеличения числа соединений через сеть связи.
2. Организация двух основных каналов на одной линии пользователя повышает практическую ценность существующих абонентских линий.
3. Единая всеобщая сеть связи с унифицированной для всех служб техникой приводит к унификации эксплуатации и технического обслуживания.
4. Гибкость цифровой сети позволяет также вводить новые службы связи при сравнительно низких затратах.
Итак, основное назначение цифровых абонентских линий ISDN - базовый доступ по двум B-каналам, каждый на скорости 64 Кбит/с, и одному D-каналу на скорости 16 Кбит/с по 4-килогерцной проводной линии и обеспечение интегрированных телекоммуникационных услуг (телефон, факс, данные и пр.). Использование для этой цели телефонных проводов имеет два преимущества: они уже существуют и могут использоваться для подачи питания на терминальное оборудование.
ITU-T произвольно определил следующие функциональные группы абонентских устройств ISDN (рис. 1):
ТЕ1 - терминал ISDN,
ТЕ2 - несовместимый с ISDN терминал,
ТА - терминальный адаптер для подключения несовместимых с ISDN терминалов,
NT1 - сетевое окончание уровня 1, NT2 - сетевое окончание уровней 2,3.
Рис.1. Абонентское оборудование и интерфейсы ISDN
Терминалы ТЕ-1 полностью совместимы со стандартами ISDN и подключаются к этой сети через четырехпроводный интерфейс, в котором по принципу временного разделения организованы 3 канала, обозначаемые как В, В, D (или 2B+D). B-каналы имеют пропускную способность 64 Кбит/с, а пропускная способность D-канала составляет 16 Кбит/с. Такой интерфейс называется базовым (BRI - basic rate interface). ISDN предусматривает подключение к одному интерфейсу 2B+D до 8 терминалов ТЕ1.
Терминалы ТЕ-2 несовместимы с ISDN и требуют наличия устройства сопряжения, известного как терминальный адаптер ТА (terminal adapter). ТА преобразует сигналы других стандартов, например, RS-422, EIA-232 или V.35 в стандарт ISDN. Имеются ТА для подключения 25-контактных разъемов интерфейсов RS-232C, 34-контактных разъемов широкополосных модемов V.35, 15-контактных разъемов интерфейсов сетей передачи данных Х.20, Х.21, Х.22, интерфейсов RS-449, RS-410 и т.д. Оборудование ТА может устанавливаться не только на правах внешнего модема, но и в качестве встраиваемого в ТЕ2 слота.
Имеются две категории сетевых окончаний: NT 1 и NT 2. Функциональный блок NT1 включает в себя основные функции сетевого окончания и обычно представляет собой настенную коробку, устанавливаемую оператором сети общего пользования. В функции NT1 входят подача питания к абонентской установке, обеспечение технического обслуживания линии и контроля рабочих характеристик, синхронизация, мультиплексирование на первом (физическом) уровне модели взаимодействия открытых систем и разрешение конфликтов доступа.
Функциональный блок NT2 выполняет функции обработки протоколов уровней 2 и 3, мультиплексирования, коммутации и концентрации, а также функции технического обслуживания и некоторые функции уровня 1. В качестве функционального блока NT2 могут выступать УАТС, локальная сеть или терминальный адаптер. Функции NT1 и NT2 могут объединяться в едином физическом оборудовании обозначаемом просто NT.
На встречной стороне цифровой абонентской линии в АТС устанавливаются линейное окончание LT и станционное окончание ЕТ
Интерфейсы в опорных точках
Представленная на рис. 1 функциональная модель цифровой абонентской линии ISDN содержит 4 опорные точки: R, S, T, U.
Интерфейс в точке R связывает несовместимое с ISDN оборудование ТЕ2 с терминальным адаптером ТА. В этой точке могут функционировать синхронные и асинхронные интерфейсы, определенные, в частности, рекомендациями ITU-T серий V и X.
Интерфейс в точке S, известный как интерфейс «пользователь-сеть», соединяет ISDN-совместимое терминальное оборудование с сетевым окончанием. Этот интерфейс стандартизован по трем уровням:
уровень 1 (рекомендация I.430),
уровень 2 (рекомендация Q.921),
уровень 3 (рекомендация Q.931).
Стандартизация S-интерфейса имеет первостепенное значение, так как именно здесь требуется совместимость терминалов и определенная независимость от изготовителя. Для уровня 1 стандартизируются следующие атрибуты интерфейса: электрические, функциональные, механические и процедурные. Электрические атрибуты описывают уровни, напряжения, емкость, временные параметры электрических сигналов и др. Функциональные атрибуты описывают функции, выполнение которых должен обеспечивать физический интерфейс, такие как управление, синхронизация, передача данных. Механические атрибуты описывают размеры разъемов, количество и типы проводов для интерфейса. Процедурные атрибуты описывают, что должен выполнять интерфейс, и последовательность событий, связанную с передачей сигналов через интерфейс.
Через интерфейс в точке S, когда он полностью активизирован, происходит непрерывная передача битов в обоих направлениях между NT и ТЕ со скоростью 192 Кбит/с. Эти 192 Кбит/с составляют два B-канала по 64 Кбит/с, один D-канал 16 Кбит/с и ресурс 48 Кбит/с для синхронизации циклов и техобслуживания в пределах уровня 1. Структура цикла в точках S и Т приведена на рис. 2.
Структура меняется в зависимости от направления передачи между NT и ТЕ, но идентична для конфигурации «точка-точка» и для многоточечной конфигурации. Циклы имеют длину 48 битов и передаются из ТЕ и NT каждые 250 мкс. Первый бит цикла, передаваемого к NT, задерживается на два битовых периода по отношению к первому биту цикла, принимаемого от NT.
Цикл длительностью 250 мкс обеспечивает скорость 4000 циклов в секунду (1 секунда/0.00025 = 4000) и скорость передачи 192 Кбит/с (4000*48 = 192000). Однако в каждом цикле имеются 12 служебных битов, поэтому скорость передачи данных пользователя составляет 144 Кбит/с (4000*[48-12] = 144000).
Первые два бита цикла - синхронизирующий бит (F) и симметрирующий бит (L). Эти биты используются для цикловой синхронизации. Кроме того, бит L используется в цикле ТЕ для электрического симметрирования цикла, а в цикле NT - для электрического симметрирования каждого байта В-канала и каждого бита D-канала. Дополнительный бит цикловой синхронизации (Fa) и бит N (только в цикле NT) также используются в процедурах цикловой синхронизации. Бит А (только в цикле NT) используется для активизации и деактивизации ТЕ. Биты эха гарантируют, что тракт свободен перед попыткой передачи со стороны ТЕ.
Интерфейс в точке T связывает оборудование пользователя с находящимся в помещении пользователя сетевым окончанием NT1.
Интерфейс в точке U является интерфейсом между оборудованием NT1 и оборудованием АТС. К сожалению, точка U не определена в рекомендациях ITU-T, поскольку форма сигналов в интерфейсе U должна быть согласована с физическими характеристиками линий, которые в разных странах отличаются друг от друга.
В документах и рабочих материалах, утвержденных Госкомсвязи РФ, в частности, в Общих технических требованиях на средства связи для подключения к ISDN, на участке U-интерфейса нормируется применение кода 2В1Q.
Интерфейс в точке V . Опорная точка V была определена относительно недавно. Эта точка находится между оборудованием линейного окончания (LT) на станционном конце абонентской линии и станционным окончанием (ET). Предоставляется возможность совместного использования коммутационного оборудования разных производителей с различными системами абонентского доступа, включая беспроводные линии связи, а также оптико-волоконные линии и кабели с медными жилами.
Дата: 2019-02-02, просмотров: 280.
