T -carrier — член серии операторских систем , разработанных AT&T Bell Laboratories для цифровой передачи мультиплексированных телефонных вызовов .
Первая версия, Система передачи 1 ( T1 ), была представлена в 1962 году в системе Bell и могла передавать до 24 телефонных вызовов одновременно по одной линии передачи медного провода. Последующие спецификации содержали кратные базовым скоростям передачи данных T1 (1,544 Мбит/с), такие как T2 (6,312 Мбит/с) с 96 каналами, T3 (44,736 Мбит/с) с 672 каналами и другие.
Хотя T2 был определен как часть системы T-перевозчиков AT&T, которая определяла пять уровней, от T1 до T5, [1] обычно использовались только T1 и T3. [2] [1]
T-несущая — это аппаратная спецификация для передачи нескольких телекоммуникационных каналов с временным разделением каналов (TDM) по одной четырехпроводной цепи передачи. Он был разработан AT&T в Bell Laboratories ок. 1957 и впервые использован в 1962 году для цифровой передачи голоса с импульсно-кодовой модуляцией (PCM) на большие расстояния с банком каналов D1 .
Т-операторы обычно используются для транкинга между центрами коммутации в телефонной сети, в том числе с точками соединения между частными телефонными станциями (УАТС). В нем используется тот же медный провод витой пары , что и в аналоговых соединительных линиях, причем одна пара используется для передачи, а другая пара для приема. Ретрансляторы сигнала могут использоваться при необходимости увеличения расстояния.
До появления цифровой системы T-несущей системы несущих , такие как 12-канальные системы несущих, работали посредством мультиплексирования с частотным разделением каналов ; каждый звонок представлял собой аналоговый сигнал . Магистральная линия T1 могла передавать 24 телефонных звонка одновременно, поскольку она использовала цифровой сигнал несущей , называемый цифровым сигналом 1 (DS-1). [3] DS-1 — это протокол связи для мультиплексирования битовых потоков до 24 телефонных вызовов вместе с двумя специальными битами : битом кадрирования (для кадровой синхронизации ) и битом сигнализации обслуживания . Максимальная скорость передачи данных Т1 составляет 1,544 мегабита в секунду.
За пределами США, Канады, Японии и Южной Кореи используется система E-carrier . E-carrier — это аналогичная система передачи с более высокой пропускной способностью, которая не совместима напрямую с T-перевозчиком.
Существующие системы частотного мультиплексирования несущих хорошо подходили для соединений между отдаленными городами, но требовали дорогих модуляторов, демодуляторов и фильтров для каждого голосового канала. В конце 1950-х годов Bell Labs искала более дешевое терминальное оборудование для связи в мегаполисах. Импульсно-кодовая модуляция позволила использовать кодер и декодер в нескольких голосовых магистралях, поэтому этот метод был выбран для системы Т1, введенной в местное использование в 1961 году. В последующие десятилетия стоимость цифровой электроники снизилась до такой степени, что на каждый голос приходилось использовать отдельный кодек . канал стал обычным явлением, но к тому времени другие преимущества цифровой передачи укоренились.
Формат T1 переносил 24 речевых сигнала с импульсно-кодовой модуляцией и мультиплексированием с временным разделением каналов, каждый из которых закодирован в потоках со скоростью 64 кбит/с, оставляя 8 кбит/с информации о кадрах , что облегчает синхронизацию и демультиплексирование в приемнике. Каналы каналов T2 и T3 содержат несколько мультиплексированных каналов T1, в результате чего скорость передачи данных составляет 6,312 и 44,736 Мбит/с соответственно. Линия Т3 состоит из 28 линий Т1, каждая из которых работает с общей скоростью передачи сигналов 1,544 Мбит/с. Можно получить дробную линию Т3 , [4] [5] что означает линию Т3 с отключенными некоторыми из 28 линий, что приводит к более медленной скорости передачи, но, как правило, с меньшими затратами.
Предположительно, скорость 1,544 Мбит/с была выбрана потому, что испытания AT&T Long Lines в Чикаго проводились под землей. [ нужна цитата ] Испытательная площадка была типичной для внешнего завода Bell System того времени: для размещения нагрузочных катушек люки кабельного хранилища были физически расположены на расстоянии 2000 метров (6600 футов) друг от друга, что определяло расстояние между репитерами. Оптимальная скорость передачи данных выбиралась эмпирически : емкость увеличивалась до тех пор, пока интенсивность отказов не становилась неприемлемой, а затем уменьшалась, чтобы оставить запас. Компандирование обеспечило приемлемое качество звука всего с семью битами на выборку PCM в этой исходной системе T1/D1. Более поздние банки каналов D3 и D4 имели расширенный формат кадра, позволяющий использовать восемь бит на выборку, а затем уменьшать до семи на каждую шестую выборку или кадр, когда один бит был «украден» для сигнализации о состоянии канала. Стандарт не допускает выборку всех нулей, которая могла бы создать длинную строку двоичных нулей и привести к потере битовой синхронизации ретрансляторов. Однако при передаче данных (Switched 56) могут быть длинные строки нулей, поэтому один бит на выборку устанавливается в «1» (бит застревания 7), оставляя для данных 7 бит × 8000 кадров в секунду.
Более детальное понимание развития скорости 1,544 Мбит/с и ее разделения на каналы выглядит следующим образом. Учитывая, что номинальная полоса частот телефонной системы (включая защитную полосу ) составляет 4000 Гц , необходимая частота цифровой дискретизации составляет 8000 Гц (см. частоту Найквиста ). Поскольку каждый кадр Т1 содержит 1 байт голосовых данных для каждого из 24 каналов, этой системе требуется 8000 кадров в секунду для одновременного обслуживания этих 24 голосовых каналов. Поскольку длина каждого кадра T1 составляет 193 бита (24 канала × 8 бит на канал + 1 бит кадрирования = 193 бита), 8000 кадров в секунду умножаются на 193 бита, чтобы получить скорость передачи 1,544 Мбит/с (8000 × 193 = 1 544 000).
Первоначально T1 использовал альтернативную инверсию меток (AMI) для уменьшения полосы частот и устранения постоянной составляющей сигнала. Позже B8ZS стал обычной практикой. Для AMI каждый импульс метки имел полярность, противоположную предыдущей, и каждый пробел находился на нулевом уровне, в результате чего получался трехуровневый сигнал, который переносил только двоичные данные. Подобные британские 23-канальные системы 1970-х годов со скоростью 1,536 мегабод были оснащены повторителями троичных сигналов в ожидании использования кода 3B2T или 4B3T для увеличения количества голосовых каналов в будущем. Но в 1980-х годах системы были просто заменены на системы европейского стандарта. Американские Т-носители могли работать только в режиме AMI или B8ZS.
Сигнал AMI или B8ZS позволял просто измерить частоту ошибок. Банк D в центральном офисе мог обнаружить бит с неправильной полярностью или « нарушением биполярности » и подать сигнал тревоги. Более поздние системы могли подсчитывать количество нарушений и переформулировать, а также иным образом измерять качество сигнала и обеспечивать более сложную систему сигнализации сигнализации .
Решение использовать 193-битный кадр было принято в 1958 году. Чтобы обеспечить идентификацию информационных битов внутри кадра , были рассмотрены две альтернативы. Назначьте (а) только один дополнительный бит или (б) дополнительные восемь битов на кадр. Выбор 8-битного канала является более чистым, в результате чего получается 200-битный кадр, двадцать пять 8-битных каналов , из которых 24 — это трафик, а один 8-битный канал доступен для операций, администрирования и обслуживания ( OA&M ). AT&T выбрала один бит на кадр не для того, чтобы уменьшить требуемую скорость передачи данных (1,544 против 1,6 Мбит/с), а потому, что отдел маркетинга AT&T обеспокоен тем, что «если для функции OA&M будут выбраны 8 битов, кто-то попытается продать это как голосовой канал». и останешься ни с чем». [ нужна цитата ]
Вскоре после коммерческого успеха Т1 в 1962 году команда инженеров Т1 осознала ошибку, заключавшуюся в том, что у нее был только один бит для удовлетворения растущего спроса на вспомогательные функции. Они обратились к руководству AT&T с просьбой перейти на 8-битный кадр. Это было категорически отвергнуто, поскольку это сделало бы установленные системы устаревшими.
Оглядываясь назад, примерно десять лет спустя, CEPT выбрала восемь битов для формирования европейского E1 , хотя, как и опасались, дополнительный канал иногда используется для голоса или данных.
В 1970-х годах Bell Labs разработала системы с более высокими ставками. T1C с более сложной схемой модуляции передавал 3 Мбит/с по кабелям с симметричной парой, которые могли ее поддерживать. Т-2 передавал 6,312 Мбит/с, для чего требовался специальный кабель малой емкости с пенопластовой изоляцией. Это было стандартно для Picturephone . В Т-4 и Т-5 использовались коаксиальные кабели, похожие на старые L-образные кабели , используемые AT&T Long Lines. Системы микроволновой радиорелейной связи TD также были оснащены высокоскоростными модемами, позволяющими им передавать сигнал DS1 в той части FM-спектра, качество которой было слишком низким для голосовой связи. [6] Позже они стали передавать сигналы DS3 и DS4. В 1980-х годах такие компании, как RLH Industries, Inc., разработали T1 по оптоволоконному кабелю. Вскоре отрасль развилась и развивалась благодаря мультиплексным схемам передачи T1.
Сигналы DS1 обычно соединяются между собой в центральных офисах в общей металлической точке кросс-соединения, известной как DSX-1. Когда DS1 транспортируется по металлическому внешнему кабелю установки, сигнал передается по подготовленным кабельным парам, известным как пролет Т1. Участок T1 может иметь напряжение постоянного тока до +-130 Вольт, наложенное на соответствующие пары четырехпроводных кабелей для подачи питания на линию или повторители сигнала «Участок», а также на NIU T1 (разъемы T1 Smartjack). Ретрансляторы пролета Т1 обычно проектируются на расстоянии до 6000 футов (1800 м) друг от друга, в зависимости от сечения кабеля, и с потерями не более 36 дБ, прежде чем потребуется повторный пролет. Ни в одной паре не должно быть отводов кабельного моста или нагрузочных катушек.
Медные пролеты T1 заменяются оптическими транспортными системами, но если используется медный (металлический) пролет, T1 обычно передается по медной линии с кодированием HDSL . Четырехпроводная линия HDSL не требует такого количества повторителей, как обычные участки Т1. Новое двухпроводное оборудование HDSL (HDSL-2) передает полную скорость T1 1,544 Мбит/с по одной паре медных проводов на расстояние примерно до двенадцати тысяч (12 000) футов (3,5 км), если используются все кабели 24 калибра . В HDSL-2 не используются несколько повторителей, как в обычных четырехпроводных системах HDSL или более новых системах HDSL-4.
Одним из преимуществ HDSL является его способность работать с ограниченным количеством ответвлений моста, при этом ни одно ответвление не находится на расстоянии ближе 500 футов (150 м) от любого приемопередатчика HDSL. Как двух-, так и четырехпроводное оборудование HDSL передает и принимает по одной и той же паре проводов, в отличие от обычного сервиса T1, который использует отдельные пары кабелей для передачи или приема.
Сигналы DS3 встречаются редко, за исключением зданий, где они используются для межсоединений и в качестве промежуточного этапа перед мультиплексированием в схему SONET . Это связано с тем, что цепь T3 может проходить между ретрансляторами только на расстоянии около 600 футов (180 м). Клиент, заказывающий DS3, обычно получает схему SONET, проложенную в здании, и мультиплексор, установленный в распределительной коробке. DS3 поставляется в знакомой форме: два коаксиальных кабеля (1 для передачи и 1 для приема) с разъемами BNC на концах. [7] [8] [9] [10]
Двенадцать кадров DS1 составляют один суперкадр T1 (T1 SF). Каждый суперкадр Т1 состоит из двух сигнальных кадров. Во всех каналах DS0 T1, в которых используется внутриполосная сигнализация, восьмой бит будет перезаписан или «украден» из полной полезной нагрузки DS0 со скоростью 64 кбит/с либо на логический НОЛЬ, либо на ЕДИНИЦУ, чтобы обозначить состояние или состояние сигнализации канала. Следовательно, передача сигналов с украденными битами ограничит скорость канала DS0 до скорости всего лишь 56 кбит/с в течение двух из двенадцати кадров DS1, составляющих схему T1 SF. Цепи в кадре T1 SF дают два независимых канала сигнализации (A и B). Цепи в кадре T1 ESF четыре кадра сигнализации в расширенном формате из двадцати четырех кадров, что дает четыре независимых канала сигнализации (A, B, C и D).
Каналы DS0 со скоростью пятьдесят шесть кбит/с связаны со службами цифровых данных (DDS). Обычно восьмой бит DS0 не используется в качестве речевых каналов, в которых используется внеполосная сигнализация A&B. Единственным исключением является коммутируемый DDS со скоростью 56 кбит/с. В DDS восьмой бит используется для идентификации состояния запроса DTE на отправку (RTS). При использовании Switched 56 DDS восьмой бит подается в импульсном режиме (поочередно устанавливается на логический НОЛЬ и ЕДИНИЦУ) для передачи сигнальной информации импульсного набора номера с двумя состояниями между SW56 DDS CSU/DSU и цифровым оконечным коммутатором.
Использование сигнализации с украденными битами в Америке значительно сократилось в результате внедрения системы сигнализации № 7 (SS7) на межофисных коммутируемых соединительных линиях. При использовании SS7 полный канал DS0 со скоростью 64 кбит/с доступен для использования в соединении и позволяет осуществлять вызовы данных ISDN со скоростью 64 кбит/с и 128 кбит/с через коммутируемое магистральное сетевое соединение, если выбран поддерживающий оператор связи T1. B8ZS (с возможностью очистки канала). [7] [11] [12]
Операторы связи оценивают линии DS1 по-разному. Однако большинство из них сводятся к двум простым компонентам: локальный шлейф (стоимость, которую взимает местный оператор за транспортировку сигнала от центрального офиса конечного пользователя , также известного как CO, до точки присутствия, иначе известной как POP, оператора) и порт (стоимость доступа к телефонной сети или Интернету через сеть оператора). Обычно цена порта зависит от скорости доступа и годового уровня обязательств, а цикл зависит от географического положения. Чем дальше CO и POP, тем дороже шлейф.
В цену петли встроено несколько компонентов, включая расчет пробега (выполняемый в координатах V/H, а не в стандартных координатах GPS) и стоимость телекоммуникационной компании. Каждая местная операционная компания Bell, а именно Verizon , AT&T Inc. и Qwest , взимает с T-перевозчиков разные тарифы за милю. Таким образом, расчет цен состоит из двух дистанционных этапов: геокартирования и определения местных ценовых соглашений.
Хотя большинство операторов связи используют географическую модель ценообразования, как описано выше, некоторые конкурирующие операторы местной телефонной связи ( CLEC ), такие как TelePacific , Integra Telecom , tw telecom , Windstream , Level 3 Communications и XO Communications, предлагают национальные цены.
В соответствии с этой моделью ценообразования DS1 поставщик взимает одинаковую цену во всех регионах, которые он обслуживает. Национальное ценообразование является результатом возросшей конкуренции на рынке Т-перевозчиков и коммерциализации продуктов Т-перевозчиков. [13] Поставщики услуг, принявшие национальную стратегию ценообразования, могут столкнуться с весьма различной прибылью, поскольку их поставщики, операционные компании Bell (например, Verizon , AT&T Inc. и Qwest ), поддерживают географические модели ценообразования, хотя и по оптовым ценам.
Для голосовых линий DS1 расчет в основном такой же, за исключением того, что порт (необходимый для доступа в Интернет) заменяется на LDU (также известный как использование на больших расстояниях). После определения стоимости шлейфа к общей сумме добавляются только расходы, связанные с голосовой связью. Короче говоря, общая стоимость = цикл + LDU x использованные минуты.
Эта статья включает общедоступные материалы из Федерального стандарта 1037C. Управление общего обслуживания . Архивировано из оригинала 22 января 2022 г.