Wstęp do sieci komputerowych. Zwielokrotnianie (multipleksowanie)

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Wstęp do sieci komputerowych. Zwielokrotnianie (multipleksowanie)"

Krzysztof Gajda
7 lat temu
Przeglądów:

1 Wstęp do sieci komputerowych Zwielokrotnianie (multipleksowanie)

2 Multiplexing FDM Frequency Division Multiplexing WDM - Wavelength Division Multiplexing TDM Time Division Multiplexing Zwielokrotnianie z podziałem czasowym

3 Zwielokrotnianie z podziałem częstotliwości FDM Użytkowe pasmo medium często przekracza wymagane pasmo kanału Sygnały ( kanałów) są modulowane w różnych częstotliwościach nośnych Częstotliwości nośne są oddzielone w celu eliminacji pokrywania się sygnałów (guard bands) Przykłady: stacje radiowe FM, kanały VHF w telewizji kablowej Kanały są zarezerwowane niezależnie od przesyłanych danych

4 FDM (a) Źródłowe pasma (b) Pasma z przesuniętymi częstotliwościami (c) Zwielokrotniony kanał

5 Diagram FDM

6 System FDM

7 FDM dla trzech sygnałów głosowych

8 Analog Carrier Systems AT&T (USA) Hierarchy of FDM schemes Group 12 voice channels (4kHz each) = 48kHz Range 60kHz to 108kHz Supergroup 60 channel FDM of 5 group signals on carriers between 420kHz and 612 khz Mastergroup 10 supergroups

9 WDM Zwielokrotnianie z podziałem długości fali Wavelength Division Multiplexing

10 Zwielokrotnianie z podziałem czasu (synchroniczne) Przepustowość medium większa niż wymagana dla pojedynczego kanału transmisji cyfrowej Przeplatanie sygnałów cyfrowych Na poziomie bloków bitów Ścisły przydział szczelin czasowych do źródeł (kanałów) Stałość przydziału nawet przy braku danych Przydział szczelin może być zróżnicowany w zależności od źródeł

11 Zwielokrotnianie z podziałem czasu

12 System T1

13 Time Division Multiplexing The T1 carrier (1.544 Mbps).

14 TDM Standard E1 0 Szczelina synchronizacyjna Parzyste = Nieparzyste = komunikacja służbowa 16 - Szczelina sygnalizacyjna Zestawianie o obsługa połączeń użytkowych kanałów ramki us

15 TDM Link Control Brak nagłówków i zakończeń Protokół warstwy liniowej jest zbędny (Data link control protocols) Kontrola przepływu ( flow control) Stała prędkości ( przepustowość) danych dla każdego kanału Transmisja niezależna od otrzymywanych danych lub możliwości odbioru w kanałach Wygaszanie źrodła w kanale bez możliwości odbioru Występują też puste szczeliny (slot) Kontrola błędów Wykrywanie i obsługa błędów w systemach pojedynczych kanałów ( np. przez protokół HDLC)

16 Data Link Control on TDM

17 Ramki Brak flag czy znaków SYNC ograniczających ramki TDM Konieczny mechanizm synchronizacji Added digit framing One control bit added to each TDM frame Looks like another channel - control channel Wykorzystanie wzorca bitowego w kontrolnym kanale Np. wprowadzając mało prawdopodobny w kanale danych Porównywanie przychodzącego wzoru bitów ze znanym wzorcem SYNC

18 Pulse Stuffing Problem - Synchronizing data sources Clocks in different sources drifting Data rates from different sources not related by simple rational number Solution - Pulse Stuffing Outgoing data rate (excluding framing bits) higher than sum of incoming rates Stuff extra dummy bits or pulses into each incoming signal until it matches local clock Stuffed pulses inserted at fixed locations in frame and removed at demultiplexer

19 TDM of Analog and Digital Sources

20 Digital Carrier Systems Hierarchy of TDM USA/Canada/Japan use one system ITU-T use a similar (but different) system US system based on DS-1 format Multiplexes 24 channels Each frame has 8 bits per channel plus one framing bit 193 bits per frame

21 Digital Carrier Systems (2) For voice each channel contains one word of digitized data (PCM, 8000 samples per sec) Data rate 8000x193 = 1.544Mbps Five out of six frames have 8 bit PCM samples Sixth frame is 7 bit PCM word plus signaling bit Signaling bits form stream for each channel containing control and routing info Same format for digital data 23 channels of data 7 bits per frame plus indicator bit for data or systems control 24th channel is sync

22 Mixed Data DS-1 can carry mixed voice and data signals 24 channels used No sync byte Can also interleave DS-1 channels Ds-2 is four DS-1 giving 6.312Mbps

23 Time Division Multiplexing (3) Multiplexing T1 streams into higher carriers.

24 Systemy transportu TDM Ameryka Północna Międzynarodowe Digital Signal Nr Liczba kanałów Prędkość (Mbps) Nr Liczba kanałów Prędkość (Mbps) DS-1=T E DS-1C=T1C E DS-2=T E DS3=T E DS-4=T E

25 SDH Synchronous Digital Hierarchy Synchronous Optical NETwork (SONET) Synchronous Transport Signal (STS) Zasięg ok. 40km (pomiędzy regeneratorami)

26 Standardowe prędkości SDH Oznaczenie SONET Oznaczenie ITU (CCITT) Przepustowość (Mbps) Przepustowość efektywna SPE (Mbps) STS-1/OC STS-3/OC-3 STM STS-9/OC-9 STM STS-12/OC-12 STM STS-18/OC-18 STM STS-24/OC-24 STM STS-36/OC-36 STM STS-48/OC-48 STM STS-192/OC-192 STM

27 Hierarchia w sieci SONET Sekcja (Section) STE urządzenie końcowe lub regenerator, może modyfikować nagłówek kontenera Linia ( Line) LTE nadaje i odbiera sygnał Ścieżka (Path) PTE zajmuje się multpleksacją/demultipleksacją kanałów cyfrowych Ścieżka Linia Inne urządzenia (NIE SONET) Sekcja Inne urządzenia (NIE SONET) Path Terminating Equipment Line Terminating Equipment Line Terminating Equipment Path Terminating Equipment

28 Time Division Multiplexing (4) Dwie ramki SONET (jedna kratka oktet)

29 SONET Frame Format

30 SONET STS-1 Overhead Octets

31 Time Division Multiplexing (5) SONET and SDH multiplex rates.

32 STM-1 Payload for SDH-Based ATM Cell Transmission OC-3c OC-3 3 * OC 1

33 Asymmetrical Digital Subscriber Line ADSL Link between subscriber and network Local loop Uses currently installed twisted pair cable Can carry broader spectrum 1 MHz or more

34 ADSL Design Asymmetric Greater capacity downstream than upstream Frequency division multiplexing Lowest 25kHz for voice Plain old telephone service (POTS) Use echo cancellation or FDM to give two bands Use FDM within bands Range 5.5km

35 Discrete Multitone DMT Multiple carrier signals at different frequencies Some bits on each channel 4kHz subchannels Send test signal and use subchannels with better signal to noise ratio 256 downstream subchannels at 4kHz (60kbps) 15.36MHz Impairments bring this down to 1.5Mbps to 9Mbps

36 xdsl High data rate DSL Single line DSL Very high data rate DSL

37 DSL xdsl Digital Subscriber Line x odmiany Symetryczne DSL Asymetryczne DSL

38 Widmo mocy w ADSL Z podziałem częstotliwości Z tłumieniem echa

39 Odmiany DSL H(igh bit rate) DSL Zasięg pętli abonenckiej 3.6km Oparte na dwuparowej skrętce Prędkości rzędu 784kbps w każdą stronę do T1 (E1) S(ymetric) DSL Zasięg pętli abonenckiej 3.4km Oparte na jednoparowej skrętce Prędkości rzędu T1 (E1) G.SDSL Prędkości rzędu 192kbps 2.3Mbps Zasięg 4.5km Modulacja DMT HDSL.2 HDSL na jednej parze przewodów

40 Odmiany DSL Transmisja Asymetryczna Zalety z punktu widzenia użytkownika Zalety z punktu widzenia transmisji sygnału ADSL 1 zasięg 5.5 km Kierunek down T1/E1 Kierunek up 16kbps ADSL 2 Zasięg 3.7km Kierunek down 3.072/3.096Mbps Kierunek up 64kbps ADSL 3 Zasięg 2.5km Kierunek down 6.144/8.448Mbps Kierunek up 576/640kbps IDSL DSL na liniach ISDN Własności podobne do ISDN Rate Adaptive DSL 128kbps 1Mbps w kierunku up 1Mbps 7Mbps w kierunku down Reach ADSL 128kbps 1Mbps

41 Odmiany DSL VDSL W kierunku up Mbps 19.2 Mbps Tyle samo co kierunek down W kierunku down 13 55Mbps Zasięg w funkcji wydajności m m m

42 Odmiany DSL

43 Instalacja DSL Splittery Wielousługowe splittery DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) Modemy/rutery DSL

44 Podstawowe elementy połączenia DSL

45 Elementy sieci wykorzystujące technikę DSL

46 Digital Subscriber Lines Bandwidth versus distanced over category 3 UTP for DSL.

47 Digital Subscriber Lines (2) Operation of ADSL using discrete multitone modulation.

48 Digital Subscriber Lines (3) A typical ADSL equipment configuration.

49 Spectrum Allocation Frequency allocation in a typical cable TV system used for Internet access

50 Cable Modems Typical details of the upstream and downstream channels in North America.

51 Advanced Mobile Phone System (a) Frequencies are not reused in adjacent cells. (b) To add more users, smaller cells can be used.

52 GSM - Global System for Mobile Communications GSM uses 124 frequency channels, each of which uses an eight-slot TDM system

53 GSM (2) A portion of the GSM framing structure.

Podobne dokumenty

DSL (od ang. Digital Subscriber Line)

MODEMY xdsl DSL (od ang. Digital Subscriber Line) cyfrowa linia abonencka, popularna technologia szerokopasmowego dostępu do internetu. Często określa się ją jako xdsl. Wynalazcą modemów DSL był Joseph