2.1 PENDAHULUAN
Layanan dasar yang disediakan oleh jaringan telepon tentu saja telepon. Itu Layanan tersedia di seluruh dunia dengan efek bahwa dua pelanggan dapat di mana saja di dunia di mana ada jaringan telepon. Untuk menyediakan layanan ini, jaringan telepon beroperasi di koneksi berorientasi, modus circuit-switched. Ini berarti bahwa, ketika menelepon nomor pelanggan telah dimasukkan, dedicated (speech) channel diatur melalui jaringan. Juga, ketika handset telepon diganti, saluran milik adalah dirilis. durasi dan jarak antara dua pelanggan kemudian menentukan biaya panggilan. Hal ini juga memungkinkan untuk mengatur saluran untuk dibentuk secara permanen antara dua pelanggan. Ini kemudian disebut disewakan line tetapi dengan ini, tentu saja, biaya sangat jauh lebih tinggi.
Seperti yang akan kita lihat, jaringan telepon adalah hirarkis dengan, di terendah tingkat, jumlah yang sangat besar dari bursa lokal / kantor end yang pelanggan Akses garis - misalnya dalam kota - dihentikan dan, di tingkat tertinggi, satu set jauh lebih kecil dari pertukaran nasional / kantor. Mantan beralih volume relatif rendah dari panggilan sedangkan yang kedua beralih jauh lebih besar volume. Pidato yang berkaitan dengan panggilan yang dikirim melalui jalur akses diwakili oleh sebuah bentuk analog atau bentuk digital.
Setelah dalam beralih jaringan, bagaimanapun, semua transmisi digital. Oleh karena itu dengan menggunakan teknik yang disebut multiplexing, sinyal digital yang berkaitan dengan jumlah panggilan - 24/30 yang umum - ditransmisikan baik menggunakan bit rate garis tinggi atau Bagian dari garis bit rate yang lebih tinggi. Ketika transmisi analog digunakan selama baris akses, jaringan total dikenal sebagai public switched telephone network (PSTN) dan, ketika transmisi digital yang digunakan,integrated services digital network (ISDN).
Seperti yang kita dapat menyimpulkan dari ini, dengan munculnya serat optik, sebuah PSTN / ISDN berisi volume besar bandwidth transmisi. Oleh karena itu untuk mengeksploitasi ini, bagian-bagian dari garis bit rate tinggi digunakan juga oleh telecommunications operating company (telco) untuk membuat apa yang disebut Internet service provider (ISP) networks. Selain itu, baris yang sama dapat disewa dari penyedia dan digunakan untuk membuat jaringan ISP independen. Hal ini untuk alasan ini bahwa jaringan telepon merupakan bagian integral dari (publik) Internet dan karena itu berguna untuk membangun pemahaman yang lebih rinci operasi jaringan ini dan bagaimana bandwidth transmisi yang digunakan untuk membuat ISP jaringan.
Baik PSTN dan ISDN penggunaan circuit switching dan terdiri dari tiga jaringan hirarkis:
- jumlah yang relatif besar local access and switching networks: ini menghubungkan pelanggan di area lokal untuk mereka terdekat lokal exchange (LE) atau end office (EO) dan prihatin dengan transmisi dan switching panggilan dalam wilayah mereka sendiri;
- satu atau lebih interexchange jaringan trunk / operator: ini adalah nasional jaringan yang bersangkutan dengan transmisi dan switching panggilan antara berbeda regional dan nasional pertukaran / kantor;
- set saling berhubungan dari jaringan internasional: terkait dengan setiap jaringan nasional merupakan international gateway exchange (IGE) dan kolektif ini prihatin dengan transmisi dan switching panggilan internasional antara jaringan nasional yang berbeda. arsitektur umum ini ditunjukkan pada Gambar 2.1.
Di beberapa negara, total jaringan nasional yang dimiliki dan dikelola oleh operator tunggal. Di sebagian besar negara, namun, berbagai bagian dari jaringan milik pribadi dan dikelola oleh sejumlah operator. Dalam beberapa kasus, total akses dan switching jaringan lokal yang dimiliki oleh operator tunggal dan berbagai jaringan trunk interexchange masing-masing dimiliki oleh yang berbeda operator. Di lain, ada satu set operator yang memiliki dan menjalankan berbagai bagian dari jaringan akses lokal - yang dikenal sebagai local exchange carriers (LXCs) - dan satu set yang berbeda dari operator yang menjalankan batang interexchange mereka sendiri jaringan - interexchange carriers (IXCs). Namun demikian, dasar yang sama arsitektur yang kami tampilkan pada Gambar 2.1 dapat digunakan untuk menjelaskan prinsip operasi jaringan jenis ini. Dalam prakteknya, jaringan secara keseluruhan terdiri dari tiga sistem yang saling terkait - transmisi, switching, dan sinyal – dan oleh karena itu kami akan menjelaskan operasi mereka di bawah judul ini
SISTEM SINYAL
Seperti yang kita sebutkan sebelumnya, baik PSTN dan ISDNs beroperasi dalam circuit-switched mode. Ini berarti bahwa, sebelum panggilan berlangsung, koneksi melalui jaringan antara dua pelanggan harus diatur dan, pada saat penyelesaian panggilan, koneksi ditutup turun. The pengaturan dan menutup koneksi dilakukan oleh transfer satu set didefinisikan pesan kontrol - Dikenal sebagai pesan sinyal - antara panggilan dan disebut pelanggan dan masing-masing LE / EO dan juga antara berbagai pertukaran yang terlibat.
Pesan yang menandakan digunakan selama subscriber line berbeda yang digunakan dalam transmisi inti dan switching (trunk) jaringan. Di kasus seorang subscriber line analog, pesan sinyal analog sinyal seperti nada audio frekuensi tunggal. Dengan garis digital, sinyal tersebut Pesan juga digital dan, karena ISDN dapat mendukung dua (atau lebih) panggilan secara bersamaan, pesan sinyal dialokasikan dedicated sebagian dari tingkat bandwidth yang / bit baris. Dalam jaringan batang, bagaimanapun, pesan sinyal yang berkaitan dengan kedua jenis jaringan digital dan menggunakan format umum dan protokol signaling.
Seperti yang telah kita menyatakan, jaringan circuit-switched publik terdiri dari tiga sistem yang saling terkait: sistem transmisi, sistem switching dan signaling sistem. Oleh karena itu di sisa bab ini kita akan menggambarkan mendasari prinsip-prinsip yang terkait dengan masing-masing sistem ini. Namun, karena Tujuan utama kami adalah untuk membangun pemahaman tentang bagaimana PC / keuntungan workstation Akses ke Internet, kita akan membatasi cakupan kami ke modus operasi dua jenis jaringan akses dan fitur penting dari transmisi Sistem yang digunakan dalam jaringan trunk inti. Seperti yang akan kita lihat, bandwidth tinggi leased line dari telco yang digunakan secara ekstensif dalam Internet untuk menyediakan bit rate tinggi point-to-point link baik antara dan di dalam jaringan yang membentuk Internet. Selain itu, karena modem menyediakan pengguna antarmuka untuk jaringan circuit-switched publik, kami juga akan membahas prinsip operasi dari berbagai jenis bit rate rendah dan bit rate yang tinggi (Broadband) modem.
2.2 Sistem Transmisi
Seperti yang kita dijelaskan dalam bagian terakhir, sistem transmisi terdiri dari dua bagian: yang digunakan dalam jaringan akses lokal dan yang digunakan di bagasi jaringan. Jenis transmisi yang digunakan dalam jaringan akses lokal dapat baik analog (PSTN) atau digital (ISDN). Juga, meskipun semua-digital transmisi (dan switching) digunakan dalam jaringan batang, untuk sejarah alasan, dua jenis sistem transmisi digital yang digunakan: satu adalah disebut plesiochronous digital hierarchy (PDH) dan lainnya synchronous digital hierarchy (SDH), yang kedua juga dikenal sebagai synchronous optical network or SONET. Kita akan membahas operasi dari setiap jenis sistem secara terpisah.
2.2.1 saluran langganan Analog
Seperti yang telah disebutkan dalam pendahuluan bab, setiap subscriber line terdiri dari kawat twisted-pair tunggal yang menghubungkan jaringan pelanggan pemutusan ke unit garis terminasi (LTU) di LE / EO. Dalam prakteknya, Kabel yang digunakan memiliki sejumlah twisted-pasangan di dalamnya dan, untuk rumah atau kecil bisnis yang membutuhkan lebih dari satu pengguna aktif pada suatu waktu, lebih dari satu twisted-pair dapat dialokasikan untuk itu. Kabel lengkap menghubungkan pelanggan tempat ke LE / EO terdiri dari beberapa bagian kabel dengan panjang gabungan hingga sekitar 5 mil (8 km) tergantung pada telekomunikasi operasi perusahaan (telco). Agar baru pelanggan yang akan ditambahkan dan kesalahan pada garis individu berada, masing-masing subscriber line dalam area lokal diakhiri di kotak persimpangan. Biasanya, ini terletak dalam beberapa ratus meter / meter dari pelanggan denga dalam daerah itu dan, dalam kotak, kawat individu pasangan dari masing-masing lokasi pelanggan bergabung dengan pasangan kedua dalam kabel yang lebih besar berisi beberapa pasang. Selain itu, untuk panjang kabel yang lebih besar dari satu mil (1,5 km), individu pasangan dalam kabel ini bergabung ke set ketiga pasangan dalam sebuah bahkan kabel yang lebih besar. Hal ini dilakukan dalam lemari pinggir jalan yang dikenal sebagai cross-connect. Biasanya, kabel dari kotak persimpangan untuk cross-connect mengandung di urutan 50 pasang dan bahwa dari lintas menghubungkan ke beberapa LE / EO ratus pasang.
Telephone basics
Berbagai komponen yang ada dalam telepon diperlihatkan Gambar 2.2 (a).
A DC tegangan 48 V secara permanen diterapkan pada subscriber line oleh LTU dan, ketika handset diangkat, kontak dalam buaian saklar Unit dekat yang menyebabkan arus mengalir dari LTU ke handset. Ini aliran saat terdeteksi oleh LTU dan, sebagai hasilnya, itu berlaku sepasang nada frekuensi rendah - yang dikenal sebagai dial-tone - ke baris. pada sidang ini, pelanggan hasil untuk memasukkan jumlah pihak yang disebut menggunakan tombol telepon, yang terhubung ke dialer.
Seperti yang kita tampilkan pada Gambar 2.2 (c), ketika masing-masing tombol pada keypad ditekan, sepasang nada (frekuensi tunggal) yang diterapkan pada baris dengan dialer; untuk Misalnya, menekan angka 5 menyebabkan dua nada untuk diterapkan, salah satu frekuensi 770 Hz dan lainnya dari 1336 Hz. Jenis panggilan disebut dual-tone multi frekuensi (DTMF) keying. Pada akhir pertukaran, bank filter – masing dari yang mendeteksi salah satu nada - digunakan untuk menentukan string memutar angka yang telah dimasukkan oleh pelanggan. Jumlah yang disebut adalah kemudian diteruskan ke prosesor kontrol devisa, yang hasil untuk memulai menyiapkan koneksi melalui jaringan switching ke pihak yang dipanggil.
Rangkaian dering terhubung di subscriber line sebelum cradle beralih satuan dan, untuk mengingatkan disebut pelanggan panggilan masuk, LTU dari pihak yang dipanggil berlaku serangkaian ledakan singkat dari sepasang frekuensi rendah (Dering) nada ke baris. Pencabutan handset dengan disebut pelanggan menyebabkan arus mengalir seperti sebelumnya dan, sebagai tanggapan, LTU menghilangkan dering nada. Kedua pelanggan yang menyadari hal ini, dan percakapan kemudian mulai.
Seperti yang kita sebutkan sebelumnya, semua transmisi dan switching dalam bagasi jaringan dilakukan secara digital. Oleh karena itu sebagai sinyal suara analog dari menelepon pelanggan diterima di LE / EO, itu langsung sampel dan diubah menjadi (PCM) sinyal digital seperti yang kita jelaskan dalam Lampiran A. Demikian pula, sinyal digital yang diterima dari pelanggan yang disebut diubah kembali menjadi bentuk analog untuk transmisi seterusnya selama subscriber line. Namun, sejak subscriber line hanya terdiri satu pasang kabel, ini berarti bahwa pasangan yang sama dari kabel harus digunakan untuk mentransfer dua sinyal pidato analog terkait dengan panggilan. Oleh karena itu dalam rangka untuk setiap pelanggan tidak mendengar mereka suara sendiri ketika berbicara, unit yang disebut 4-kawat untuk 2-kawat hybrid hadir di setiap telepon, prinsip yang ditunjukkan pada Gambar 2.2 (b).
Pada dasarnya, output dari mikrofon di handset (A) dilewatkan ke subscriber line untuk penularan kepada pihak lain tetapi, secara bersamaan, dalam hibrida sinyal yang sama dikurangi dari gabungan sinyal yang diterima dari jalur (A + B). Ini berarti bahwa hanya sinyal yang diterima dari pihak lain (B) diumpankan ke speaker di handset. Di praktek, hybrid adalah sebuah transformator dan, karena trafo tidak akan lulus sinyal DC, itu adalah kehadiran transformator yang menentukan penggunaan sinyal analog. Selain itu, ketidaksempurnaan dalam transformator hybrid sering menghasilkan versi dilemahkan dari sinyal yang diterima - yaitu, dari jauh pelanggan - yang digabungkan ke dalam garis dari mikrofon. Karenanya sinyal ini dikembalikan ke handset pelanggan yang jauh seolah-olah itu dari pelanggan lokal tetapi dengan penundaan sama dengan dua kali delay propagasi sinyal waktu antara dua pelanggan. Hal ini dikenal sebagai sinyal gema dan, Menyediakan itu diterima dalam waktu kurang dari 24 ms, tidak dilihat dengan pelanggan jarak jauh. Di atas nilai ini perlu untuk memperkenalkan rangkaian dikenal sebagai canceler gema untuk menghilangkan sinyal echo.
Akhirnya, koneksi ditutup turun ketika salah subscriber menggantikan handset, hilangnya aliran arus ke handset yang terdeteksi oleh terkait LTU, yang, pada gilirannya, memulai pembukaan koneksi jaringan.
Remote concentrator units
Jarak antara lokasi pelanggan dan LE / EO dibatasi oleh redaman yang terjadi pada subscriber line. Oleh karena itu dalam rangka memberikan sambungan ke pelanggan yang berada di luar jarak maksimum yang diijinkan, sebuah perangkat yang dikenal sebagai unit konsentrator jauh (RCU) digunakan. Itu tata letak umum dari jaringan akses ini kemudian seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.3.
Setiap baris pelanggan terhubung ke RCU diakhiri oleh LTU, yang melakukan satu set sama fungsi dengan yang dilakukan oleh A-LTU dalam sebuah LE / EO. Namun, meskipun subscriber line digunakan untuk menghubungkan setiap pelanggan ke RCU beroperasi menggunakan transmisi analog, sirkuit yang menghubungkan RCU ke LE / EO beroperasi dalam mode digital. Dua sinyal pidato terkait dengan panggilan yang digital untuk menghasilkan sepasang sesuai 64kbps (PCM - Modulasi kode pulsa) sinyal digital. Oleh karena itu, dalam teori, sirkuit digital yang digunakan untuk menghubungkan RCU ke LE / EO masing-masing harus beroperasi pada bit rate yang mendukung N 64 kbps mana N adalah jumlah baris pelanggan terhubung ke RCU. Biasanya, bagaimanapun, jumlah panggilan yang berlangsung secara bersamaan, M, jauh lebih sedikit dibandingkan N. Oleh karena itu untuk mengurangi tingkat bit dari sirkuit digital, bit rate dibuat sama dengan M 64 kbps daripada N 64 kbps. Ini adalah asal konsentrasi jangka dan dinyatakan sebagai N: M, seorang tokoh yang khas menjadi 8: 1. Juga, karena rcus efektif menggantikan beberapa (twisted-pair) subscriber garis, mereka dikenal sebagai sistem pasangan-gain.
Selain sinyal pidato digital yang terkait dengan setiap (aktif) panggilan, sinyal informasi (dipanggil digit) yang terkait dengan panggilan juga harus diteruskan ke LE / EO dalam bentuk digital. Biasanya, oleh karena itu, kita harus memperluas dalam Bagian 2.2.3, sebagian dari bandwidth dari garis digital digunakan untuk bertukar pesan signaling yang terkait dengan semua saat ini panggilan aktif. Seperti yang kita tampilkan dalam gambar, bandwidth ini digunakan untuk menghasilkan channel dikenal sebagai saluran signaling. Untuk melakukan berbagai fungsi sinyal yang terkait dengan masing-masing panggilan – offhook deteksi, dial-digit koleksi, dering, dan sebagainya - sebuah RCU memiliki prosesor kontrol terpisah di dalamnya yang berkomunikasi dengan kontrol prosesor dalam LE / EO untuk mengatur dan melepaskan koneksi. oleh karena itu dengan menambahkan beberapa fungsi pengolahan tambahan, juga memungkinkan untuk memungkinkan prosesor dalam sebuah RCU untuk mengatur panggilan antara dua pelanggan yang terhubung langsung ke sana daripada melalui LE / EO. RCU kemudian dikenal sebagai remote switching unit (RSU) dan, seperti yang kita dapat menyimpulkan dari Gambar 2.3, efek dari menggunakan rcus dan RSUs adalah bahwa setiap LE / EO maka dapat beroperasi dengan transmisi semua-digital dan beralih mirip secara prinsip dengan berbagai pertukaran tandem digunakan dalam jaringan trunk.
2.2.2 Modem PSTN
Seperti yang kita dijelaskan dalam Bagian 1.3.1, untuk mengirimkan sinyal digital melalui subscriber line analog, transmisi modulasi harus digunakan; yaitu, listrik sinyal yang mewakili output bitstream biner oleh sumber (digital) Perangkat pertama harus diubah menjadi sinyal analog yang kompatibel dengan (Telephony) sinyal suara. Seperti yang kita ditunjukkan sebelumnya, rentang frekuensi sinyal bahwa jaringan circuit-switched publik lewat adalah dari 200 Hz sampai 3400 Hz. Ini berarti bahwa subscriber line analog tidak akan lulus lowfrequency yang sinyal yang bisa terjadi jika, misalnya, bitstream yang akan dikirim terdiri dari string yang sangat panjang 1s biner atau 0s. Untuk alasan ini, itu adalah tidak mungkin hanya menerapkan dua tingkat tegangan ke saluran telepon, karena nol output akan diperoleh untuk kedua tingkat jika aliran biner adalah semua 1s atau semua 0s. Sebaliknya, kita harus mengkonversi data biner menjadi bentuk yang kompatibel dengan pidato sinyal pada akhir pengiriman baris dan mengubah kembali sinyal ini kembali ke nya bentuk biner pada penerima. Rangkaian yang melakukan operasi pertama adalah dikenal sebagai modulator, dan sirkuit melakukan fungsi reverse demodulator. Sejak dua perangkat berkomunikasi biasanya mengirim dan menerima data, perangkat gabungan dikenal sebagai modem.
Menggunakan modem, data dapat dikirim melalui jaringan baik dengan menetapkan sebuah jalan diaktifkan melalui jaringan seperti panggilan telepon biasa, atau dengan menyewa dedicated line (atau sewa) dari operator jaringan. Sejak leased line memotong peralatan switching normal (exchange) dalam jaringan dan ditetapkan secara jangka panjang permanen atau, mereka secara ekonomi dibenarkan hanya untuk aplikasi yang memiliki faktor pemanfaatan yang tinggi. Keuntungan tambahan dari leased line adalah bahwa karakteristik operasi dapat lebih akurat diukur daripada untuk jangka pendek beralih sirkuit, sehingga layak untuk beroperasi pada harga sedikit lebih tinggi. Gambar 2.4 menunjukkan dua mode operasi alternatif.
Seperti yang kita lihat, dalam kasus koneksi diaktifkan, dua sinyal analog yang membawa bitstreams yang dipancarkan dan diterima harus berbagi penggunaan single twisted-pair subscriber line. Oleh karena itu, seperti dalam telepon, hibrida transformator digunakan. Dalam kasus sirkuit disewakan, namun, biasanya 4 kawat - Dua pasang - baris digunakan. Kami akan menjelaskan prinsip pengoperasian modem dan antarmuka terminal ke modem secara terpisah.
Prinsip Modem
Tiga tipe dasar dari modulasi yang digunakan: amplitudo, frekuensi dan phase. Karena data biner yang akan ditransmisikan, dalam modem sederhana hanya dua sinyal tingkat digunakan. Sinyal kemudian beralih (pergeseran) antara dua tingkat ini sebagai perubahan sinyal biner (kunci) antara biner 1 dan 0. tiga dasar jenis modulasi dikenal, karena itu, sebagai amplitude shift keying (ASK), frequency shift keying (FSK) and phase shift keying (PSK) masing-masing. Itu komponen penting yang membentuk modulator dan demodulator bagian dari modem ditunjukkan pada Gambar 2.5 (a) dan contoh bentuk gelombang yang berkaitan dengan tiga jenis modulasi pada Gambar 2.5 (b).
Dengan ASK, amplitudo nada audio frekuensi tunggal adalah mengetik antara dua tingkat pada tingkat yang ditentukan oleh bit rate dari yang ditransmisikan sinyal biner. Nada suara frekuensi tunggal dikenal sebagai sinyal pembawa (Karena secara efektif membawa sinyal biner saat melewati jaringan) dan frekuensi yang dipilih berada dalam band frekuensi yang diperbolehkan atas sirkuit akses. Jumlah bandwidth yang dibutuhkan untuk mentransmisikan sinyal biner kemudian ditentukan oleh bit rate-nya: semakin tinggi bit tingkat, semakin besar bandwidth yang dibutuhkan.
Dengan FSK, amplitudo sinyal pembawa tetap tetap dan yang frekuensi tersebut disesuaikan antara dua tingkat frekuensi yang berbeda dengan ditransmisikan sinyal biner. Perbedaan antara kedua frekuensi dikenal sebagai pergeseran frekuensi dan jumlah bandwidth yang dibutuhkan ditentukan oleh bit rate dan pergeseran frekuensi.
Dengan PSK, amplitudo dan frekuensi pembawa tetap tetap dan transisi dalam sinyal biner yang dikirim penyebab fase pembawa berubah. Seperti yang kita lihat pada gambar, dua jenis PSK yang digunakan. Itu pertama menggunakan dua sinyal pembawa tetap dengan perbedaan fasa 180 ° antara mereka untuk mewakili binary 0 dan 1. Karena satu sinyal hanya kebalikan dari lain, dikenal sebagai PSK fase-koheren. Kerugian dari skema ini adalah bahwa sinyal pembawa referensi diperlukan pada penerima dikompensasi dengan fase sinyal yang diterima dibandingkan. Dalam prakteknya, ini membutuhkan lebih sirkuit demodulasi kompleks daripada PSK diferensial alternatif. Dengan skema ini, pergeseran fase terjadi pada setiap transisi bit terlepas dari apakah string biner 1 atau 0 sinyal sedang dikirim; pergeseran fase 90 ° relatif untuk sinyal saat ini menunjukkan biner 0 adalah bit berikutnya sementara pergeseran fase 270 ° menunjukkan biner 1. Akibatnya, demodulasi sirkuit kebutuhan menentukan hanya besarnya masing-masing pergeseran fasa daripada yang mutlak nilai. Dalam prakteknya, PSK adalah skema modulasi yang paling efisien dalam hal jumlah bandwidth memerlukan dan karenanya adalah salah satu yang digunakan di modem yang menyediakan bit rate lebih dari 4,8 kbps.
Modulasi Bertingkat
Seperti yang kita dapat menyimpulkan dari Gambar 2.5, dengan metode modulasi dasar hanya dua perubahan sinyal yang berbeda digunakan - baik amplitudo, frekuensi, atau fase - untuk mewakili bitstream biner sedang dikirim. Ini berarti, Oleh karena itu, bahwa laju perubahan maksimum dari sinyal yang ditransmisikan, baud rate - sama dengan bit rate dari bitstream masukan. Karena bandwidth sirkuit akses tetap, namun, untuk mendapatkan sedikit lebih tinggi tarif beberapa tingkat sinyal yang digunakan. Oleh karena itu bukan sinyal yang ditransmisikan berubah pada tingkat yang sama seperti bitstream masukan, perubahan pada tingkat yang lebih rendah; yaitu, untuk tingkat baud yang diberikan - ditentukan oleh bandwidth saluran – bit rate dua kali atau lebih ini.
Misalnya, dengan PSK, jika empat perubahan fase digunakan - 0 °, 90 °, 180 °, 270 ° - Ini memungkinkan setiap perubahan fasa untuk mewakili sepasang bit dari bitstream input, seperti yang kami tunjukkan pada Gambar 2.6 (a). Ini berarti, oleh karena itu, bahwa tingkat bit dua kali tingkat baud dan, karena skema ini menggunakan empat fase, itu dikenal sebagai quadrature PSK (QPSK) atau 4-PSK. bit rate yang lebih tinggi dicapai dengan menggunakan lebih besar nomor perubahan fase. Dalam prakteknya, bagaimanapun, ada batas untuk berapa banyak fase yang berbeda dapat digunakan, seperti perbedaan fase mengurangi membuatnya semakin lebih rentan terhadap kebisingan dan fase gangguan diperkenalkan selama transmisi. Dalam rangka meminimalkan jumlah perubahan fasa diperlukan, dua Operator-operator terpisah digunakan, yang masing-masing secara terpisah termodulasi.
Seperti yang kita tampilkan pada Gambar 2.6 (b), dua operator memiliki frekuensi yang sama tetapi ada perbedaan fase 90 ° antara mereka. Mereka dikenal, karena itu, sebagai dalam fase pembawa (I) dan pembawa quadrature (Q). Dua termodulasi Operator-operator ditransmisikan secara bersamaan dan, seperti yang kami tunjukkan pada gambar, hanya dengan tunggal perubahan fasa per carrier - 0-180 ° dan 90-270 ° - ada empat kombinasi dari dua sinyal termodulasi, yang berarti bahwa setiap Kombinasi dapat mewakili dua bit dari bitstream masukan. Jenis ini modulasi dikenal sebagai quadrature amplitude modulation (QAM) dan, karena ada empat kombinasi, 4-QAM.
Dalam rangka meningkatkan bit rate lebih lanjut, kombinasi ASK dan PSK adalah bekas. Ini berarti bahwa serta I dan Q operator berubah dalam fase, mereka amplitudo juga berubah. Diagram fase lengkap yang menunjukkan semua kemungkinan kombinasi amplitudo dan fase dikenal sebagai konstelasi diagram dan contoh ditunjukkan pada Gambar 2.6 (b). Seperti yang kita lihat, ini menggunakan 16 kombinasi dari dua perubahan amplitudo dan dua fase per carrier dan Oleh karena itu dikenal sebagai 16-QAM atau kadang-kadang QAM-16. Ini jenis modem bisa digunakan, misalnya, untuk mengirimkan data pada bit rate 9600 bps di atas garis yang mendukung 2400 baud. Karena struktur diagram konstelasi, jenis modulasi disebut teralis dikodekan modulasi (TCM).
Angka yang lebih besar dari perubahan fasa dan amplitudo dikombinasikan digunakan tapi, seperti yang kita sebutkan sebelumnya, ini berarti bahwa probabilitas kesalahan bit terjadi meningkat karena setiap simbol yang diterima - dalam fase dan amplitudo - adalah sampel. Oleh karena itu untuk mendeteksi ketika kesalahan yang hadir dalam bitstream diterima, semakin tinggi modem bit rate - yaitu, dengan 32 atau lebih tinggi simbol / tempat di teralis - menyisipkan tambahan paritas bit ke bitstream pada interval periodik untuk kesalahan tujuan deteksi. Sebagai contoh, sebuah modem dengan 32 poin di teralis – dan maka lima bit per simbol - menyisipkan bit paritas tambahan setelah setiap empat bit data. Biasanya, modem beroperasi dalam mode duplex - dua arah secara simultan - Yang dilakukan dengan menggunakan dua frekuensi carrier yang terpisah.
Seperti yang bisa kita lihat dari atas, ada banyak kombinasi dari skema modulasi yang berbeda. Oleh karena itu untuk setiap aplikasi, adalah penting bahwa kedua modem memanfaatkan bit rate dan modulasi metode yang sama. Untuk ini Alasan ITU-T telah mendefinisikan satu set standar internasional untuk modem. Ini dikenal sebagai V-series serangkaian standar dan pilihan ini adalah diberikan pada Gambar 2.7. Dengan cara ini, orang yang membeli modem yang menganut, katakanlah, standar V.29, dapat dengan mudah menggunakannya untuk berkomunikasi dengan V.29-kompatibel modem dari produsen mungkin berbeda.
Seperti yang kita lihat, beberapa standar berhubungan dengan modem untuk digunakan dengan sewa sirkit dan lain-lain dengan beralih sirkuit / koneksi. Juga sebagian besar modem dapat beroperasi pada lebih dari satu tingkat. Oleh karena itu sekali sambungan memiliki telah dibentuk dan sebelum transmisi informasi pengguna apapun, dua berkomunikasi modem melalui fase pelatihan untuk menentukan tertinggi bit rate yang tersedia yang dapat didukung oleh koneksi. Hal ini dilakukan dengan satu modem mengirimkan bitstream standar dan lainnya mengukur BER dari aliran diterima. Biasanya, terendah bit rate yang tersedia dipilih pertama dan angka ini kemudian meningkat secara progresif sampai BER diukur mencapai didefinisikan ambang batas. Biasanya ini adalah di wilayah 10-5 dan 10-6 dan, sekali ini telah tercapai, kedua modem setuju untuk beroperasi pada tingkat ini.
Pilihan bit rate operasi - dan tingkat maka baud - transparan untuk pengguna dan satu-satunya efek diamati dari bit rate yang lebih rendah adalah respon lambat waktu dalam aplikasi interaktif, misalnya, atau pidato berkualitas rendah / video dalam aplikasi interpersonal. Juga, harus diingat bahwa sinyal output analog oleh modulator diubah menjadi digital setara sinyal untuk transmisi dan switching dalam jaringan trunk di sama cara bahwa sinyal suara analog diubah. Memang, apakah sumbernya pidato atau data transparan untuk transmisi jaringan dan sistem switching.
Standar Antarmuka V.24 / EIA-232D
Seperti yang kita menunjukkan sebelumnya pada Gambar 2.4, interface standar yang digunakan untuk menghubungkan bagian seri dari data terminal equipment (DTE) – komputer misalnya - untuk modem PSTN. Ini didefinisikan dalam ITU-T Rekomendasi V.24 yang sama dengan EIA standar EIA-232D, yang terakhir merupakan Versi terbaru dari sebelumnya RS-232A, B, dan C standar. Dalam standar Dokumen-dokumen modem disebut sebagai data circuit-terminating equipment (DCE) dan diagram yang menunjukkan posisi antarmuka. Sehubungan dengan dua komunikasi / DCEd ditunjukkan pada Gambar 2.8 (a).
Konektor yang digunakan antara DTE dan modem adalah konektor 25-pin dari jenis yang ditunjukkan pada Gambar 2.8 (b). Ini didefinisikan dalam standar ISO 2110 dan dikenal sebagai konektor DB25. Juga ditampilkan adalah total set sinyal terkait dengan antarmuka bersama-sama dengan nama mereka dan tugas pin. Di sebagian besar kasus, bagaimanapun, hanya sebagian dari sinyal yang diperlukan.
The mengirimkan data (TXD) dan menerima data (RXD) baris digunakan oleh DTE untuk mengirim dan menerima data masing-masing. Garis lainnya secara kolektif melakukan timing dan kontrol fungsi yang terkait dengan pengaturan-up dan kliring koneksi diaktifkan melalui PSTN dan dengan melakukan operasi uji yang dipilih. Kedua (sekunder) set garis memungkinkan dua data yang transfer berlangsung secara bersamaan selama satu antarmuka.
Sinyal kontrol waktu prihatin dengan transmisi (TxClk) dan penerimaan (RxClk) dari data pada baris data yang sesuai. Seperti yang kita dijelaskan dalam Bagian 1.3.3, data ditransmisikan baik menggunakan asynchronous atau mode transmisi sinkron. Dalam modus asynchronous, mengirim dan menerima jam keduanya dihasilkan oleh jam independen sumber dan makan langsung ke yang sesuai pin dari DTE. Dalam mode ini, hanya mengirim dan menerima data garis yang terhubung ke modem. Dalam mode sinkron, bagaimanapun, data yang ditransmisikan dan diterima di sinkron dengan sinyal clock yang sesuai dan ini biasanya dihasilkan oleh modem. Yang terakhir ini kemudian dikenal sebagai modem sinkron dan, ketika signaling (baud) tingkat kurang dari data rate bit - yaitu, beberapa sinyal tingkat sedang digunakan - mengirim dan menerima jam yang dihasilkan oleh modem beroperasi pada fraksi yang tepat dari tingkat sinyal line.
Kita dapat melihat fungsi dan urutan dari berbagai panggilan-control baris dengan mempertimbangkan pengaturan-up dan kliring dari panggilan. Gambar 2.9 menunjukkan bagaimana koneksi (panggilan) yang pertama kali didirikan, beberapa data yang dipertukarkan antara dua DTE dalam modus half-duplex (dua arah alternatif) dan panggilan kemudian dibersihkan. Kami berasumsi bahwa DTE memanggil adalah pengguna di komputer pribadi dan modem yang memiliki fasilitas panggilan otomatis. Biasanya disebut DTE adalah server komputer dan modem yang memiliki fasilitas penjawab otomatis. fasilitas tersebut didefinisikan dalam Rekomendasi V.25. Ketika DTE siap untuk membuat atau menerima permintaan transfer data, ia menetapkan data terminal siap (DTR) garis pada dan modem lokal merespon dengan menetapkan DCE siap (DSR) garis pada.
Sambungan didirikan oleh DTE memanggil mengirimkan telepon jumlah modem (line) yang terkait dengan disebut DTE. Pada penerimaan nada dering dari pertukaran kantor beralih / telepon lokal, yang disebut modem menetapkan indikator cincin (RI) line untuk dan disebut DTE merespon dengan menetapkan permintaan-to-send (RTS) garis pada. Sebagai tanggapan, disebut modem mengirim sinyal pembawa - nada data untuk biner 1 - untuk pemanggilan modem untuk menunjukkan bahwa panggilan telah diterima oleh yang disebut DTE dan, setelah penundaan singkat untuk memungkinkan modem panggilan untuk mempersiapkan untuk menerima data, disebut modem menetapkan (CTS) garis yang jelas-to-send ke menginformasikan disebut DTE bahwa hal itu dapat mulai mengirim data. Pada mendeteksi sinyal pembawa, panggilan tersebut modem set pembawa mendeteksi (CD) garis pada. koneksi sekarang didirikan dan fase transfer data dapat dimulai.
Biasanya, yang disebut DTE (komputer) dimulai dengan mengirim undangan singkat ke- mengirim pesan melalui koneksi setup. Saat ini telah terkirim, mempersiapkan untuk menerima respon dari DTE memanggil dengan menetapkan garis RTS off dan, pada mendeteksi ini, yang disebut modem berhenti mengirim sinyal pembawa dan menetapkan CTS off line. Di sisi menelepon, penghapusan sinyal pembawa terdeteksi oleh modem panggilan dan, sebagai tanggapan, ia menetapkan CD off line. Di Untuk mengirim pesan respon, yang memanggil DTE (PC) menetapkan RTS garis pada dan, pada penerimaan sinyal CTS dari modem, mulai mengirim pesan. Prosedur ini kemudian mengulangi sebagai pesan dipertukarkan antara dua DTE. Akhirnya, setelah transaksi selesai telah terjadi, panggilan tersebut dibersihkan. Hal ini dilakukan dengan baik DTE menetapkan RTS garis mereka off, yang, pada gilirannya, menyebabkan dua modem untuk beralih operator mereka off. Ini terdeteksi oleh kedua modem dan mereka mengatur garis CD mereka off. Kedua DTEs kemudian mengatur DTR mereka garis off dan modem mereka merespon dengan menetapkan garis DSR off sehingga kliring panggilan. Biasanya, yang disebut DTE (komputer server) kemudian bersiap untuk menerima panggilan baru dengan mengatur ulang garis DTR pada setelah penundaan singkat.
Kami telah menggambarkan penggunaan setengah-duplex beralih koneksi ke menggambarkan arti dan penggunaan beberapa baris kontrol yang tersedia dengan standar. Dalam prakteknya, bagaimanapun, waktu yang dibutuhkan untuk mengubah dari terima untuk mode transmisi dalam modus half-duplex - dikenal sebagai waktu turnaround - tidak signifikan. Adalah lebih baik untuk beroperasi dalam modus dupleks setiap kali mungkin, bahkan ketika bekerja setengah-duplex diperlukan. Dalam modus duplex, kedua RTS baris secara permanen meninggalkan dan kedua modem mempertahankan CTS garis dan sinyal pembawa untuk modem remote. Ketika dua DTE berkomunikasi dan kesalahan berkembang, seringkali sulit untuk memastikan penyebab dari kesalahan - modem lokal, modem remote, komunikasi line, atau DTE terpencil. Untuk membantu mengidentifikasi penyebab kesalahan, antarmuka berisi tiga baris kontrol: loopback lokal dan remote (LL dan RL) dan test mode (TM). Fungsi mereka ditunjukkan pada Gambar 2.10 (a): di (I) tes loopback lokal digunakan dan (ii) loopback jarak jauh.
DTE (modem) selalu set garis DSR pada saat siap untuk mengirimkan atau menerima data. Untuk melakukan tes pada modem lokalnya, DTE set LL garis dan, sebagai tanggapan, modem internal menghubungkan output dari sirkuit modulator kembali ke input dari rangkaian demodulator. Kemudian set garis TM dan, ketika DTE mendeteksi ini, mentransmisikan tes dikenal (Data) pola on line TXD dan secara bersamaan membaca data dari yang RxD garis. Jika data yang diterima sama dengan data uji, maka DTE mengasumsikan modem lokal bekerja memuaskan. Jika tidak - atau tidak ada sinyal hadir sama sekali - maka modem lokal diasumsikan rusak.
Jika modem lokal dianggap bekerja dengan benar, maka DTE hasil untuk menguji modem jauh dengan saat ini menetapkan garis kontrol RL di. Pada mendeteksi garis RL terjadi, modem lokal mengirimkan telah ditetapkan perintah untuk modem remote, yang, pada gilirannya, melakukan remote loopback seperti yang ditunjukkan. Modem remote kemudian menetapkan garis TM pada untuk menginformasikan DTE terpencil yang terlibat dalam tes - dan karenanya tidak dapat mengirimkan data - Dan mengembalikan perintah pengakuan kembali ke modem berasal ujian. modem, pada penerimaan ini, menetapkan garis TM pada dan, pada mendeteksi ini, DTE lokal mulai mengirimkan pola data uji. Sekali lagi, jika data ini diterima dengan benar, maka kedua modem diasumsikan bekerja dengan benar dan kesalahan terletak dengan DTE jarak jauh. Atau, jika data yang diterima rusak parah maka modem remote diasumsikan rusak atau, jika tidak ada sinyal yang diterima sama sekali, maka garis PSTN diasumsikan rusak.
The V.24 / EIA-232 D antarmuka menggunakan baik datar pita atau kelipatan-kawat kabel yang mencakup kawat tanah referensi tunggal. Namun, karena jarak pendek - kurang dari beberapa sentimeter - antara tetangga sirkuit terpadu dalam komputer, tingkat sinyal yang digunakan untuk mewakili Data biner adalah kekuatan yang sangat rendah dan, sebagai hasilnya, tidak dapat digunakan secara langsung untuk mentransfer sinyal luar komputer. Oleh karena itu, seperti yang kami tunjukkan pada Gambar 2.10 (b), yang terkait dengan setiap garis sinyal dari V.24 yang / EI-232D antarmuka adalah pencocokan line driver dan rangkaian penerima line.
Tingkat sinyal listrik yang ditetapkan dalam standar V.28 / RS.232A. Itu sinyal yang digunakan pada garis simetris sehubungan dengan tanah referensi sinyal dan setidaknya 3V: + 3V untuk biner 0 dan -3V untuk biner 1. Dalam praktek, tingkat tegangan aktual yang digunakan ditentukan oleh tegangan suplai diterapkan pada sirkuit antarmuka, ± 12V atau bahkan ± 15V tidak menjadi jarang. Sirkuit driver line transmisi mengkonversi tegangan sinyal tingkat rendah digunakan dalam peralatan untuk tingkat tegangan tinggi yang digunakan pada menghubungkan baris. Demikian pula, sirkuit penerima garis melakukan fungsi sebaliknya.
2.2.3 Digital Subscriber Lines
Dalam sebuah ISDN, semua sinyal yang terkait dengan panggilan - baik dua sinyal pidato dan pesan signaling yang terkait - dikirim melalui pelanggan baris dalam bentuk digital. ISDN memiliki sejumlah subscriber line yang berbeda interface:
■ basic rate interface (BRI) yang menyediakan dua independen 64 kbps saluran duplex;
■ primary rate interface (PRI) yang menyediakan baik 23 atau 30 independen 64kbps saluran duplex;
■ antarmuka tingkat primer yang menyediakan saluran dupleks tunggal p × 64kbps di mana p bisa 1-23 atau 1-30.
Kita akan membahas masing-masing antarmuka secara terpisah.
Basic Rate Interface (BRI)
Tarif dasar antarmuka - dan terkait Network Termination Unit (NTU) - Memungkinkan untuk dua panggilan dari 64 kbps duplex berada di kemajuan bersamaan. Karenanya, sejak dua panggilan dapat diatur secara independen - yaitu, panggilan kedua dapat mengatur sedangkan pertama sedang berlangsung - saluran duplex tambahan 16 kbps adalah digunakan untuk pertukaran pesan sinyal yang berkaitan dengan dua panggilan. Ini pengaturan dikenal sebagai out-of-band signaling. Setiap saluran pengguna 64 kbps adalah dikenal sebagai pembawa atau B-channel dan 16 kbps sinyal saluran D-channel. Oleh karena itu bit rate gabungan terkait dengan antarmuka ini 2B + D atau 144 kbps duplex. Dua contoh dari NTU terkait dengan ISDN BRI yang ditunjukkan pada Gambar 2.11.
Seperti yang kita tampilkan pada Gambar 2.11 (a), dalam contoh pertama NTU memiliki dua port digital dan dua port analog yang terkait dengan itu. Dua port analog disediakan untuk memungkinkan pelanggan untuk menggunakan peralatan analog yang ada seperti sebagai telepon analog, mesin fax, atau PC dengan modem. Dua digital port yang disediakan untuk memungkinkan peralatan digital baru dengan antarmuka ISDN untuk digunakan. Dalam kasus dua port analog, konversi analog sinyal ke dan dari bentuk digital mereka dilakukan dalam NTU. Ini berarti bahwa pelanggan dapat menggunakan campuran dari empat port dengan dua aktif pada satu waktu.
Seperti yang kita tampilkan pada Gambar 2.11 (b), modus kedua kerja juga digunakan bahwa memungkinkan dari satu hingga delapan perangkat untuk (waktu) berbagi penggunaan dua B-saluran. mode ini kerja didefinisikan dalam ITU-T Rekomendasi I.430. Dalam mode ini NTU telah port tunggal yang terkait dengan itu untuk yang Koneksi bus duplex dikenal sebagai pelanggan atau S-bus. Berbagai peralatan terminal (TES) kemudian mendapatkan akses ke bus - dan karenanya B-saluran - menggunakan antarmuka yang didefinisikan dan protokol yang terkait. Dalam kasus sebuah TE analog yang ada, sebuah perangkat yang dikenal sebagai Terminal Adaptor (TA) harus digunakan untuk mengkonversi sinyal analog yang terkait dengan TE ke dan dari sinyal digital yang digunakan selama S-bus.
S-bus harus mendukung aliran duplex dua (64 kbps) B-saluran dan 16 kbps D-channel bersama-sama dengan logika resolusi contention untuk Waktu-berbagi penggunaan D-channel. Untuk mencapai hal ini, bitstream di setiap arah dibagi ke dalam aliran frame 48-bit yang masing-masing berisi 16 bit untuk masing-masing dua B-saluran dan 4 bit untuk D-channel bersama multiplexing dalam rangka 8B1, 1D, 8B2, 1D, 8B1, 1D, 8B2, 1D. Yang tersisa 12 bit kemudian digunakan untuk berbagai fungsi termasuk:
■ start-of-frame pola sinkronisasi;
■ konten resolusi dari D-channel bersama;
■ aktivasi dan deaktivasi antarmuka masing-masing TE;
■ DC balancing.
Durasi setiap frame 48-bit adalah 250 mikrodetik, yang menghasilkan sedikit Tingkat dari 192 kbps di setiap arah. Seperti yang kita tampilkan pada Gambar 2.12, 8-pin Konektor digunakan untuk menghubungkan setiap TE pengguna ke NTU. Ini didefinisikan dalam ISO 8877 standar dan dikenal sebagai RJ45 a. Bit rate yang relatif tinggi dan pemisahan fisik yang terkait dengan S-bus berarti bahwa garis diferensial Sopir dan penerima sirkuit harus digunakan. Seperti yang kita tampilkan pada gambar ini, membutuhkan sepasang terpisah dari kabel untuk masing-masing mengirim dan menerima sinyal. Jenis sinyal didefinisikan dalam standar V.11 / RS-422A.
Sebuah pemancar diferensial menghasilkan sinyal kembar sama dan berlawanan polaritas untuk setiap biner 1 atau 0 sinyal yang akan ditransmisikan. Sebagai diferensial yang receiver sensitif hanya dengan perbedaan antara dua sinyal pada dua nya input, kebisingan dijemput oleh kedua kabel tidak akan mempengaruhi operasi receiver. penerima diferensial, oleh karena itu, dikatakan memiliki kepentingan umum-mode sifat penolakan. Sebuah turunan dari RS-422A, RS-423A / V.10, bisa digunakan untuk menerima satu-berakhir (tidak seimbang) tegangan output dengan AMDAL-232D antarmuka dengan penerima diferensial.
Parameter penting dari setiap saluran transmisi adalah karakteristik impedansi (Z0) karena penerima menyerap semua kekuatan sinyal yang diterima hanya jika garis diakhiri dengan sebuah resistor sama dengan Z0. Jika hal ini tidak terjadi, sinyal refleksi terjadi yang selanjutnya mendistorsi sinyal yang diterima. Biasanya, Oleh karena itu, garis diakhiri oleh sebuah resistor sama dengan Z0, dengan nilai-nilai dari 50 untuk 200ohms yang umum.
baris kode yang digunakan selama S-bus ini dikenal sebagai ruang inversi alternatif (ASI), prinsip yang ditunjukkan pada Gambar 2.13 (a). Seperti yang kita lihat, ini adalah tiga kode -tingkat: + V, 0, dan -V. Tingkat 0 digunakan untuk menunjukkan transmisi biner 1 dan baik + V atau v biner 0: untuk setiap 0 bit ditransmisikan, sinyal garis perubahan polaritas dari level 0-bit terakhir; yaitu, baik dari + V untuk -v atau sebaliknya. Jenis garis sinyal disebut ternary semu.
Pada awal setiap frame 48-bit adalah 2-bit pola sinkronisasi frame dari + V, -V. Garis sinyal kemudian berubah sesuai dengan ditransmisikan aliran bit dengan pertama 0-bit dikodekan sebagai -V. Seperti yang kita dapat menyimpulkan dari Angka, namun, sinyal garis tidak akan seimbang jika, secara keseluruhan, jumlah 0 bit aneh. Oleh karena itu, karena setiap TE terhubung ke bus dengan cara transformator, polaritas berbagai DC menyeimbangkan bit hadir dalam setiap frame dipilih sehingga mean level DC dari garis selalu nol.
Meskipun bus dapat memiliki hingga 4-8 TES terhubung, hanya dua dapat aktif pada setiap titik waktu. Sebuah skema diperlukan, oleh karena itu, untuk memungkinkan semua tes untuk bersaing untuk akses ke dua B-saluran di terkontrol cara. Namun, sejak dua panggilan harus diatur dengan cara D-channel (Yang dibagi oleh semua TES) contention terjadi untuk penggunaan D-channel. Untuk menyelesaikan setiap pertengkaran mungkin, NTU mencerminkan empat D-bit hadir dalam (48-bit) bingkai itu saat menerima (dari satu atau lebih TES) kembali frame yang saat transmisi di arah sebaliknya. Keempat tercermin bit dikenal sebagai gema atau E-bit.
Bila tidak ada TE yang menggunakan D-channel, empat D-bit diatur ke 0 sinyal tingkat. Oleh karena itu sebelum mengirimkan pesan permintaan untuk mengatur panggilan, TE pertama membaca empat E-bit dari frame saat ini sedang dikirim oleh NTU dan hanya jika mereka semua pada tingkat 0 apakah itu melanjutkan untuk mulai mengirim pesan permintaan dalam empat D-channel bit dalam frame berikutnya. Sebagai tambahannya memungkinkan untuk kemungkinan satu atau lebih tes lainnya mulai mengirim permintaan pesan pada saat yang sama, masing-masing TE yang mencoba untuk mengirim monitor pesan yang (tercermin) E-bit dalam frame saat ini sedang diterima untuk memeriksa bahwa ini sama dengan D-bit yang baru saja dikirimkan. Jika mereka adalah yang sama, maka terus mengirim bit sisanya dalam pesan; jika mereka adalah yang berbeda, kemudian berhenti transmisi dan mencoba lagi nanti. Prinsip Skema ditunjukkan pada Gambar 2.13 (b) dan, seperti yang kita lihat, karena garis kode yang digunakan, pemenang pertarungan akan selalu menjadi TE yang pesan mengandung 0 bit ketika yang lain (s) berisi 1 bit. Juga, dalam hal kedua B-saluran yang digunakan ketika (sukses) permintaan baru dibuat, kemudian sibuk pesan respon akan dikembalikan ke TE meminta. Jika panggilan dapat diterima, bagaimanapun, maka pesan penerimaan akan dikembalikan dan Prosedur sinyal terus.
Antarmuka antara NTU dan subscriber line dikenal sebagai U-interface dan ini didefinisikan dalam ITU-T Rekomendasi G.961. Seperti yang kita menunjukkan sebelumnya pada Gambar 2.11, seperti dengan subscriber line analog, satu pasang kabel yang digunakan untuk menghubungkan pelanggan NTU ke LE / EO. Ini berarti, Oleh karena itu, bahwa baik dikirim dan diterima bitstream digital dari 144 kbps (2B + D) harus dikirimkan melalui pasangan yang sama dari kabel secara bersamaan.
Oleh karena itu dalam rangka untuk bagian penerima dari NTU untuk menerima hanya yang masuk dalam bitstream digital, versi elektronik dari transformator hybrid digunakan dengan saluran analog dimasukkan ke dalam NTU, seperti yang kami tunjukkan pada Gambar 2.14 (a).
Seperti yang kita lihat, selain hybrid, terminasi jaringan termasuk sirkuit dikenal sebagai gema canceler adaptif. Dalam prakteknya, hibrida hadir pada setiap akhir subscriber line - ada juga satu di baris Unit terminasi di LE / EO - tidak sempurna dan, sebagai hasilnya, sebuah dilemahkan versi dari sinyal yang ditransmisikan (A) bergema kembali dari remote hybrid dan karenanya akan diteruskan ke bagian penerima dari NTU bersama-sama dengan ingin menerima sinyal (B). Pada dasarnya, adaptif sirkuit gema canceler memperkirakan besarnya versi dilemahkan sendiri ditransmisikan Sinyal - yaitu, sinyal gema - dan kurangi ini dari sinyal gabungan output dengan hibrida.
Total 2B + D bitstream dibagi menjadi urutan frame 240 bit format yang ditunjukkan pada Gambar 2.14 (c). Seperti yang kita lihat, setiap frame terdiri dari:
■ 18-bit sinkronisasi kata awal yang terdiri dari simbol kuaterner urutan + 3 + 3-3 -3 + 3 + 3-3 -3 ... untuk memungkinkan penerima untuk menentukan awal setiap frame;
■ bidang data pengguna terdiri dari satu set 12 kelompok dari 18 bit, 8 bit untuk setiap dari dua B-saluran dan 2 bit untuk D-channel (multiplexing dalam Agar 8B1, 8B2, 2D);
■ lapangan 6-bit yang berhubungan dengan M-saluran yang terpisah yang digunakan untuk pesan pemeliharaan dan untuk tujuan lain.
Struktur lanjut dikenal sebagai superframe yang terdiri dari delapan frame kemudian didefinisikan dengan membalik simbol dalam kata sinkronisasi frame pertama. Yang dihasilkan 48 M-bit kemudian digunakan untuk membawa sejumlah bidang termasuk CRC 12-bit yang digunakan untuk memantau kualitas garis.
Primary rate interface
Dalam kasus primary rate interface (PRI), hanya TE tunggal dapat terhubung ke NTU. Seperti yang kita dijelaskan dalam pendahuluan, namun, TE bisa menjadi PBX, misalnya, yang, pada gilirannya, mendukung beberapa terminal masing-masing beroperasi pada 64 kbps atau berkurangnya jumlah terminal beroperasi pada lebih tinggi bit rate. Untuk memberikan fleksibilitas ini, bitstream ditransmisikan mengandung satu
D-channel yang digunakan oleh TE untuk mengatur panggilan yang diperlukan (s). Nomor saluran 64 kbps hadir dalam bitstream yang baik 23 atau 30 tergantung pada jenis antarmuka yang digunakan. Ini sesuai dengan 1,544 Mbps antarmuka dan 2,048 Mbps antarmuka masing-masing. Karena setiap beroperasi di cara yang berbeda, kita akan membahas secara terpisah.
1,544 Mbps antarmuka
baris kode yang digunakan dengan antarmuka ini dikenal sebagai alternate mark
inversion (AMI) dengan bipolar and eight zeros substitution (B8ZS).Itu Prinsip kedua skema coding ditunjukkan pada Gambar 2.15 (a).
Seperti yang kita lihat, AMI adalah kode tiga tingkat: + V, 0, dan -V. Tingkat 0 digunakan untuk menunjukkan transmisi biner 0 dan baik + V atau v biner 1: untuk setiap 1 bit ditransmisikan, sinyal garis perubahan polaritas dari 1 bit terakhir tingkat; yaitu, baik dari + V ke-V atau sebaliknya. Biasanya, seperti yang kita dijelaskan dalam Bagian 1.3.3, sebuah DPLL digunakan untuk mendapatkan jam / bit sinkronisasi. Itu Kerugian dari AMI sendiri, oleh karena itu, adalah bahwa string panjang 0s biner tidak akan memiliki transisi sinyal terkait. Akibatnya, DPLL mungkin kehilangan bit sinkronisasi setiap kali string 0s hadir.
Untuk mengatasi keterbatasan ini, B8ZS tambahan skema pengkodean yang digunakan. Seperti yang kita lihat, ketika B8ZS digunakan dengan AMI, kode garis adalah sama seperti yang dengan AMI sendiri kecuali bahwa ketika string delapan 0 bit terdeteksi di String ini dikodekan sebagai 000VB0VB sebelum transmisi, di mana V adalah pelanggaran (polaritas yang sama) transisi dan B normal (berlawanan polaritas) transisi. Dengan B8ZS ini, oleh karena itu, string maksimum 0 bit yang bisa hadir tujuh, yang dapat diterima untuk DPLL tersebut. Kami mencatat juga bahwa baik AMI dan skema menghasilkan sinyal diferensial gabungan, yang memungkinkan panjang kabel lagi untuk digunakan dengan transformer di setiap akhir.
bitstream ditransmisikan dibagi menjadi urutan frame 193-bit format yang ditunjukkan pada Gambar 2.15 (b). Seperti yang kita lihat, setiap frame terdiri dari framing tunggal atau F-bit diikuti oleh 24 slot waktu 8-bit. Itudurasi setiap frame adalah 125 mikrodetik dan karenanya setiap waktu 8-bit slot membentuk saluran 64 kbps. Juga, 193 bit setiap 125μs menghasilkan bit rate 1,544 Mbps. Biasanya, salah satu slot waktu - dan karenanya 64 kbps saluran – adalah digunakan sebagai signaling (D) channel dan pesan dibawa ini berhubungan dengan pengaturan dan menutup panggilan dibawa sisanya 23 (B) saluran. 23 slot waktu digunakan baik tunggal atau dalam kelompok untuk memberikan bit rate yang diperlukan.
Agar penerima untuk mendeteksi awal setiap frame menggunakan satu bit, sekelompok 24 frame - dikenal sebagai multiframe sebuah - didefinisikan. F-bit dari frame 4, 8, 12, 16, 20, dan 24 diatur dengan urutan bit 0, 0, 1, 0, 1, 1 masing-masing dan ini kemudian dikenal sebagai frame alignment signal (FAS). Enam dari sisa 18 F-bit kemudian digunakan untuk CRC 6-bit yang digunakan untuk memantau kualitas garis.
2,048 Mbps antarmuka
Prinsip-prinsip kode garis dan struktur framing digunakan dengan 2,048 Mbps antarmuka ditunjukkan pada bagian (a) dan (b) Gambar 2.16 masing-masing. Sebagai kita bisa melihat, kode garis juga AMI namun skema coding tambahan yang digunakan untuk mendapatkan transisi sinyal ketika string 0 bit sedang ditransmisikan adalah high density bipolar 3 (HDB3) skema.
Ini beroperasi dengan mengganti string dari empat 0 bit oleh tiga 0 bit diikuti oleh pelanggaran bit encoding; yaitu, transisi yang dari polaritas yang sama seperti transisi sebelumnya. Oleh karena itu, seperti yang kita lihat, string pertama dari empat 0 bit digantikan oleh 000V. Dengan aturan ini dasar, namun, kehadiran string panjang 0 bit akan menyebabkan tingkat DC berarti diperkenalkan ke dalam sinyal sebagai setiap set empat 0 bit dikodekan dengan cara yang sama. Untuk mengatasi hal ini, ketika transmisi bitstream yang berisi string panjang 0 bit, setelah empat pertama 0 bit telah dikodekan, setiap set berturut-turut diubah menjadi B00V. Seperti yang kita dapat lihat, ini menghasilkan sinyal bolak polaritas yang menghilangkan tingkat DC yang akan hadir sehingga memungkinkan transformator yang akan digunakan.
Seperti yang kita lihat pada Gambar 2.16 (b), bitstream ditransmisikan dibagi menjadi urutan frame 256-bit durasi 125 mikrodetik. Oleh karena itu setiap waktu menghasilkan saluran 64 kbps dan kecepatan bit bitstream adalah 2,048 Mbps. Slot waktu 0 digunakan untuk frame alignment dan fungsi perawatan lainnya. Untuk mencapai bingkai keselarasan, isi waktu slot 0 di frame alternatif adalah sebagai ditunjukkan pada gambar. Sisa bit - ditampilkan sebagai × dalam gambar – kemudian digunakan untuk membawa CRC 4-bit untuk pemantauan kualitas saluran dan fungsi lainnya. Biasanya, slot waktu 16 digunakan sebagai signaling (D) saluran dan sisanya 30 slot waktu (1-15 dan 17-31) digunakan baik secara tunggal atau dalam kelompok untuk memberikan bit rate yang diperlukan. Perhatikan bahwa pembentukan superframe a - terdiri dari 16 frame - adalah opsional dan dilakukan, misalnya, untuk mendapatkan Tingkat tambah pemantauan kualitas line. Untuk mencapai, frame tambahan ini kata keselarasan hadir dalam slot waktu 16 frame 0.
2.2.4 Plesiochronous hirarki digital
Seperti yang kita lihat sebelumnya di Bagian 2.1, dalam transmisi digital jaringan trunk (Dan switching) digunakan di seluruh. Untuk alasan historis, dua jenis transmisi Sistem yang digunakan, yang didasarkan pada apa yang dikenal sebagai Plesiochronous (Hampir sinkron) hirarki digital (PDH) dan yang lainnya di sinkron satu hirarki digital (SDH). Kami akan menjelaskan prinsip-prinsip PDH dalam bagian ini dan orang-orang dari SDH di bagian berikutnya. Seperti yang kita lihat pada Gambar 2.1, jaringan circuit-switched nasional terdiri dari hirarki transmisi digital dan sistem switching. Dan seperti yang kita dijelaskan dalam dua bagian sebelumnya, dalam hal sistem transmisi, multiplexing dimulai dalam jaringan akses di mana, biasanya, 64 kbps saluran berasal dari 24/32 slot waktu-multiplexing bersama-sama. Di tingkat yang lebih tinggi dalam hirarki, bagaimanapun, sistem transmisi harus mendukung nomor semakin besar saluran / panggilan simultan. Karenanya ini juga dilakukan dengan cara hirarkis dengan multiplexing progresif bersama beberapa tingkat lebih rendah aliran multiplexing.
multiplexer awal yang digunakan dalam jaringan trunk dioperasikan di analog modus dan multiplexer digital baru diperkenalkan dalam inkremental Cara seperti ini upgrade. Akibatnya, meskipun semua penggantian digital multiplexer beroperasi pada nominal tarif bit yang sama, variasi kecil dalam waktu sirkuit yang digunakan di setiap multiplexer berarti bahwa, dalam prakteknya, ada perbedaan kecil dalam tarif sedikit mereka yang sebenarnya. Oleh karena itu ketika multiplexing bersama-sama dua atau lebih rendah-order aliran multiplexing, langkah-langkah harus diambil untuk mengkompensasi perbedaan kecil dalam waktu setiap aliran. Untuk mengatasi perbedaan tersebut, output (multiplexing) bit rate yang sedikit lebih tinggi dari jumlah bit rate input gabungan digunakan. Setiap bit dalam Output bitstream yang tidak digunakan dipenuhi dengan apa yang disebut pembenaran bit. set yang dihasilkan dari tingkat multiplexing orde yang lebih tinggi membentuk Plesiochronous hirarki digital.
Dua alternatif sirkuit akses tingkat utama kami jelaskan dalam terakhir Bagian - 1,544 dan 2,048 Mbps - bentuk apa yang disebut multipleks utama kelompok dari PDH terkait. Dalam kasus 1,544 Mbps multipleks ini disebut a DS1 atau sirkuit T1 dan di 2,048 Mbps multipleks sirkuit E1. Masing-masing di tingkat terendah dari hirarki terkait dan karenanya semua tingkat yang lebih tinggi kelompok multiplexing berisi kelipatan baik 24 atau 32 64 kbps saluran. Bit rate dan derivasi dari dua set kelompok multiplexing adalah diringkas dalam bagian (a) dan (b) Gambar 2.17.
Seperti yang kita dijelaskan di bagian terakhir, kedua kelompok multipleks primer diturunkan menggunakan apa yang disebut byte interleaving karena aliran multiplexing terdiri dari byte 8-bit dari masing-masing saluran. Hal ini dilakukan karena sampel PCM pidato sinyal adalah 8 bit dan karena itu adalah nyaman elektronik untuk multiplex bersama-sama set lengkap sampel 8-bit dari masing-masing saluran. Di Sebaliknya, ketika multiplexing sejumlah kelompok primer-tingkat bersama-sama, karena setiap bitstream adalah independen dari yang lain dan tiba di bit multiplexer serial, berbagai kelompok multiplex-tingkat yang lebih tinggi terbentuk menggunakan bit interleaving; yaitu, karena setiap bit dari masing-masing kelompok tiba - 1 bit per kelompok - mereka ditransmisikan segera di bitstream output.
Dengan cara yang sama bahwa bit tambahan (untuk bit data pengguna) yang diperlukan dimasing-masing kelompok multipleks utama untuk tujuan framing dan pemeliharaan, sehingga bit tambahan yang hadir dalam berbagai bitstreams-tingkat yang lebih tinggi untuk membingkai - untuk mengaktifkan penerima multiplexer yang sesuai untuk menafsirkan diterima bitstream pada batas-batas kelompok multiplexing yang benar - dan pemeliharaan. Oleh karena itu tingkat bit dari semua tingkat yang lebih tinggi multiplexing aliran ditampilkan di Gambar 2.17 berisi bit tambahan untuk tujuan framing dan pemeliharaan. Sebagai contoh, sebuah sirkuit E2 berisi bitstreams dari empat 2,048 Mbps E1 sirkuit. Oleh karena itu, sejak 4 × 2,048 = 8,192 Mbps dan bit rate yang sebenarnya adalah 8,448 Mbps, 0.256 Mbps digunakan. Berbagai bit rate yang ditunjukkan pada gambar yang sering disingkat menjadi 1,5, 3, 6, 44, 274, 565 dan 2, 8, 34, 140, 565 masing-masing.
Meskipun penggunaan justifikasi bit pada setiap tingkat dalam hirarki tidak sendiri menimbulkan masalah, kehadiran mereka berarti bahwa kita tidak dapat mengidentifikasi secara tepat awal dari tingkat yang lebih rendah bitstream multipleks dalam aliran tingkat tinggi. Itu Efek ini paling terlihat dengan mempertimbangkan kebutuhan operasional yang khas. Mengasumsikan tiga beralih pusat / bursa yang terletak di kota-kota yang berbeda / kota yang interkoneksi oleh 140 Mbps (PDH) sirkuit batang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.18 (a). SEBUAH pelanggan bisnis, dengan situs yang terletak di suatu tempat di antara mereka, membuat permintaan untuk menghubungkan situs bersama-sama dengan, sirkuit katakanlah, 2 Mbps disewakan untuk membuat jaringan pribadi. Hal ini ditunjukkan dalam bentuk skema pada Gambar 2.18 (b). Karena itu tidak mungkin untuk mengidentifikasi tingkat saluran bit yang lebih rendah dari tingkat tinggi bitstream, yang Operator harus sepenuhnya demultiplex 140 Mbps streaming sampai ke tingkat 2Mbps sebelum ini dapat dialokasikan kepada pelanggan. Aliran ini kemudian harus multiplexing kembali ke dalam aliran 140 Mbps untuk penularan. Jenis ini Operasi demultiplexing / multiplexing dilakukan oleh perangkat yang disebut dropand- a menyisipkan atau menambahkan-drop multiplexer (ADM) dan, seperti yang kita dapat menyimpulkan dari Gambar 2.18 (c), peralatan yang dibutuhkan untuk memenuhi permintaan yang relatif sederhana ini sanga rumit. Prosedur yang sama digunakan secara luas untuk membuat Internet service provider (ISP) networks.
Meskipun tidak ditunjukkan pada gambar, pada setiap beralih kantor / pertukaran dialokasikan 2 Mbps sirkuit disewakan harus diidentifikasi secara sama dan switch dilewati dalam rangka untuk membentuk hubungan langsung antara lokasi pelanggan. Karenanya ketika sewa sirkit yang disediakan untuk pelanggan dengan cara ini, catatan-hati harus dijaga dari sirkuit dan peralatan yang digunakan untuk setiap pelanggan sehingga bahwa jika kesalahan dilaporkan, tindakan perbaikan yang tepat dapat diambil. Di praktek, penyediaan hanya pemantauan kinerja dasar dalam format frame dari PDH berarti yang biasanya, itu adalah pelanggan yang memiliki ke mengingatkan penyedia terjadinya kesalahan.
Untuk mengatasi keterbatasan ini, digital sinkron lebih fleksibel hirarki (SDH) kini digunakan untuk semua instalasi baru. Seperti yang akan kita jelaskan bawah, selain menyediakan jaringan transmisi yang lebih fleksibel yang dapat segera ulang untuk memenuhi terus berubah dan berkembang persyaratan, peralatan SDH dapat dikonfigurasi dari jarak jauh dan memiliki lebih kaya mengatur fungsi pemeliharaan dan pelaporan kesalahan.
2.2.5 hirarki digital sinkron
SDH dikembangkan oleh Bellcore di Amerika Serikat dengan judul synchronous optical network (SONET). Semua peralatan SDH disinkronkan untuk master clock. tingkat transmisi dasar didefinisikan dalam SDH adalah 155,52 Mbps - disingkat 155 Mbps - dan dikenal sebagai synchronous transport module level 1 atau STM-1. tingkat yang lebih tinggi dari STM-4 (622 Mbps) dan STM-16 (2,4 Gbps) juga didefinisikan. Dalam hirarki SONET istilah synchronous transport signal (STS) atau optical circuit (OC) digunakan untuk mendefinisikan setara dengan sinyal STM. Dalam SONET yang lebih rendah tingkat 51,84 Mbps membentuk sinyal-tingkat pertama - STS-1 / OC-1. Sinyal STM-1 diproduksi oleh multiplexing tiga sinyal tersebut bersama-sama dan karenanya setara dengan STS-3 / OC-3 sinyal.
Seperti PDH, sinyal STM-1 terdiri dari satu set berulang frame yang mengulang dengan periode 125 mikrodetik. Isi informasi dari setiap frame dapat digunakan untuk membawa beberapa 1,5 / 2/6/34/45 atau 140 Mbps PDH sungai.
Masing-masing sungai-sungai ini dilakukan dalam wadah yang berbeda yang juga mengandung tambahan isian bit untuk memungkinkan variasi dalam tingkat yang sebenarnya. Untuk ini menambahkan beberapa informasi kontrol dikenal sebagai overhead jalan yang memungkinkan hal-hal seperti tingkat kesalahan bit (BER) dari wadah yang terkait untuk menjadi dipantau secara end-to-end dengan manajemen jaringan. Wadah dan jalurnya biaya overhead secara kolektif membentuk virtual container (VC) dan STM-1 frame dapat berisi beberapa VC baik dari jenis yang sama atau berbeda jenis. Beberapa alternatif misalnya multiplexing ditunjukkan pada Gambar 2.19. Perhatikan bahwa digit pertama wadah tingkat terendah - dan karenanya VC - adalah 1 dan digit kedua menunjukkan apakah mengandung 1,5 Mbps sinyal PDH (1) atau 2 Mbps (2).
Tingkat transmisi yang lebih tinggi-order diproduksi oleh multiplexing multiple STM-1 (STS-3 / OC-3) sinyal bersama-sama. Sebagai contoh, sebuah STM-16 (STS-48 / kadang- 48) sinyal yang dihasilkan oleh multiplexing baik 16 STM-1 (STS-3 / OC-3) sinyal atau empat STM-4 (STS-12 / OC-12) sinyal. Untuk memberikan fleksibilitas yang diperlukan untuk setiap sinyal tingkat tinggi, selain overhead di kepala masing-masing
-Tingkat yang lebih rendah bingkai STM, pointer digunakan untuk menunjukkan posisi tingkat yang lebih rendah bingkai STM dalam kerangka tingkat tinggi.
Semua peralatan SDH telah perangkat lunak yang berhubungan dengan itu dikenal sebagai network management (NM) agent dan saluran komunikasi dalam biaya overhead byte dari setiap VC digunakan oleh ini untuk melaporkan setiap kerusakan bagian, garis, atau jalur ke stasiun manajemen jaringan pusat. Mereka juga digunakan untuk terakhir untuk men-download perintah untuk mengubah alokasi bidang payload terkait dengan setiap frame STM-1. Misalnya, SDH ADM dapat dikonfigurasi - Dan ulang - dari jarak jauh untuk memberikan campuran bandwidth yang diinginkan tanpa perlu multiplexing. Prinsip umum ditunjukkan pada Gambar 2.20. Berlebihan (standby) link yang digunakan antara setiap pasangan SDH multiplexer dan ini dapat dibawa ke dalam layanan menggunakan perintah yang diterima dari stasiun manajemen jaringan remote. Sekali lagi, ini digunakan secara luas di penciptaan jaringan ISP.
2.3 Akses sinyal jaringan
Dasar operasi terkait dengan pengaturan dan menutup dari koneksi melalui jaringan akses ditampilkan dalam bentuk diagram di Gambar 2.21. Langkah-langkah yang terlibat adalah:
■ call setup: ini termasuk panggilan tersebut, dering, dan menjawab tahap;
■ pertukaran informasi: ini adalah berkaitan dengan pertukaran Informasi - pidato / Data - antara dua pelanggan;
■ panggilan kliring: ini mengakibatkan pemutusan / pelepasan koneksi dan dapat dimulai dengan baik pelanggan.
Dalam prakteknya, ini operasi dasar yang dilakukan berbeda selama dua jenis jaringan akses. Kami akan menjelaskan secara terpisah.
2.3.1 Akses sirkuit Analog
Kami menjelaskan fitur dasar dari sebuah sirkuit akses analog dalam teks terkait dengan Gambar 2.2. Seperti yang Anda ingat, kebanyakan operasi signaling melibatkan transmisi dari satu atau lebih nada audio frekuensi tunggal. Sebuah pilihan ini ditunjukkan pada Gambar 2.22 (a) dan contoh penggunaannya dalam pengaturan dan kliring dari panggilan / sambungan diberikan pada Gambar 2.22 (b).
Seperti yang kita lihat, dalam contoh ini panggilan berhasil dan sambungan akan dibentuk. Jika disebut subscriber line sibuk, namun, maka nada sibuk akan dikembalikan kepada pelanggan panggilan yang kemudian akan mengganti handset.
Dalam kasus modem, call setup dan clearing sama urutan yang diikuti dengan penggabungan dari sirkuit yang tepat dalam modem. Di Selain itu, beberapa modem - misalnya V.32 - menggunakan deteksi kesalahan dan protokol koreksi selama fase pertukaran informasi dalam rangka mencapai transfer lebih handal informasi. Hal ini dikenal sebagai link access procedure for modems (LAPM) dan modem ini mengirimkan sumber
informasi dalam bingkai menggunakan transmisi sinkron bit-oriented dan berbasis HDLC-based error correcting protocol, prinsip-prinsip yang kita menjelaskan dalam bab terakhir. Penerapan LAMP ditunjukkan pada Gambar 2.23 (a).
Setiap modem terdiri dari dua unit fungsional: pengguna (DTE) interface part (UIP) dan merupakan error correcting part (ECP). Protokol LAPM dikaitkan dengan yang terakhir sementara UIP yang bersangkutan dengan transfer tunggal karakter / byte di antarmuka V.24 lokal dan dengan interpretasi setiap sinyal kontrol aliran di antarmuka ini.
The UIP berkomunikasi dengan ECP menggunakan satu set didefinisikan layanan primitif, seperti yang ditunjukkan dalam waktu diagram urutan pada Gambar 2.23 (b). Itu tipe frame HDLC berbeda yang digunakan oleh entitas protokol LAPM untuk melaksanakan berbagai layanan juga ditampilkan.
Sebelum mendirikan (logis) Link, berasal dan menanggapi pil kontrasepsi darurat harus setuju pada parameter operasional untuk digunakan dengan protokol. Parameter ini meliputi jumlah maksimum oktet di I-frame, Pengaturan waktu pengakuan, jumlah maksimum transmisi upaya, dan ukuran jendela. nilai default yang terkait dengan masing-masing ini, tetapi jika mereka tidak digunakan, berasal UIP harus mengeluarkan L_SET-PARM.request primitif dengan parameter operasional yang diinginkan nilai-nilai. Nilai-nilai dinegosiasikan ketika dua pil kontrasepsi darurat pertukaran dua khusus frame bernomor - dikenal sebagai identifikasi exchange (XID) - salah satu sebagai perintah dan yang lain sebagai tanggapan.
Setelah parameter operasional telah disepakati, link maka dapat mengatur ketika UIP mengeluarkan primitif L_ESTABLISH.request. Hal ini, pada gilirannya, hasil dalam SABM (normal) atau SABME (diperpanjang) bingkai pengawasan makhluk dikirim oleh ECP. Yang menerima ECP kemudian mengeluarkan L_ESTABLISH.indication primitif ke UIP lokal dan, pada penerimaan respon primitif, menerima ECP mengembalikan UA-frame. Pada penerimaan frame ini, berasal yang ECP mengeluarkan konfirmasi primitif dan (logis) link sekarang diatur. Data Transfer kemudian dapat dimulai menggunakan layanan L_DATA.
Biasanya, UIP pertama merakit sebuah blok data, yang terdiri dari karakter atau byte yang diterima melalui antarmuka V.24, kemudian melewati blok lengkap untuk ECP menggunakan L_DATA.request primitif. ECP paket data ke dalam bidang informasi dari I-frame sebagai string oktet dan transfer ini menggunakan mengoreksi kesalahan prosedur normal dari protokol HDLC. Itu menerima ECP kemudian melewati (mungkin kesalahan dikoreksi) blok data ke nya UIP lokal yang mentransfer sebuah karakter (byte) pada suatu waktu bit-serial di antarmuka V.24 lokal.
Jika (istirahat) kondisi kontrol aliran terdeteksi selama transfer data fase - misalnya, karakter X-OFF diterima atau garis DTR menjadi tidak aktif - maka UIP berhenti keluaran data ke DTE lokal dan segera mengeluarkan L_SIGNAL.request primitif ke ECP lokal. ECP lokal kemudian menginformasikan ECP jauh untuk (sementara) menghentikan pengiriman data lainnya mengirim pesan BRK (istirahat) di suatu informasi (UI) bingkai bernomor. Ingat bahwa ini, seperti namanya, tidak mengandung nomor urut sejak ia melewati setiap mekanisme kontrol kesalahan / aliran. Yang menerima ECP kemudian masalah sebuah L_SIGNAL.indication primitif ke UIP lokalnya dan mengakui telah menerima pesan istirahat dengan kembali pesan BRKACK di lain UI-frame. Itu UIP kemudian memulai sinyal kontrol aliran yang sama di seluruh antarmuka V.24 sendiri.
Akhirnya, setelah semua data telah ditransfer, link dibersihkan ketika berasal UIP mengeluarkan L'RELEASE.request primitif. Sekali lagi ini adalah layanan dikonfirmasi dan LAMP terkait frame DISC dan UA.
2.3.2 ISDN akses digital sirkuit
Seperti yang kita dijelaskan dalam Bagian 2.2.3, ada dua antarmuka fisik alternatif untuk ISDN: tingkat dasar dan tingkat primer, yang terakhir baik 1,544 Mbps atau 2,048 Mbps. Antarmuka tingkat dasar menyediakan terpisah 16 kbps D-channel untuk sinyal - selain dua 64 kbps pengguna B-saluran – dan dua antarmuka tingkat primer alternatif mencakup 64 kbps sinyal channel. Karena kedua interface digital, pengaturan dan kliring panggilan / koneksi dilakukan oleh pertukaran (signaling) pesan selama masing D-channel. Mode operasi ini disebut channel associated signaling (CAS).
Sistem sinyal terkait dengan ISDN akses digital sirkuit dikenal sebagai digital subscriber signaling number one (DSS1) dan komposisi ditampilkan pada Gambar 2.24. Karena pesan pensinyalan harus diterima bebas dari transmisi (bit) kesalahan, protokol data link terpercaya dikenal sebagai link access procedure D-channel (LAPD) digunakan untuk mengontrol transfer mereka lebih antarmuka. Hal ini didasarkan pada protokol HDLC dan didefinisikan dalam ITU-T Rekomendasi Q.921. Format pesan signaling aktual dan protokol yang digunakan untuk mengontrol transfer mereka didefinisikan dalam ITU-T Rekomendasi Q.931. Kita harus menggambarkan fitur dasar dari kedua protokol terpisah.
Q.921 (LAPD)
Dua jenis layanan yang telah ditetapkan untuk digunakan dengan LAPD. Sebuah urutan waktu diagram yang menunjukkan dua set primitif layanan ditunjukkan pada Gambar 2.25. Sebagai kita dapat melihat, baik sebuah diakui (connectionless) dan diakui layanan (connection-oriented) yang didukung. connection-oriented yang
Layanan ini digunakan untuk mentransfer pesan call setup antara item peralatan pengguna - Telepon atau DTE - dan pertukaran lokal. Terkait protokol menggabungkan kontrol kesalahan. Layanan connectionless digunakan untuk transfer pesan terkait manajemen dan protokol yang terkait menggunakan upaya terbaik pendekatan diakui.
Seperti yang kita dijelaskan sebelumnya dalam Bagian 2.2.3, beberapa item peralatan terminal dapat waktu-berbagi penggunaan sirkuit akses. Namun, semua lapisan 3 pesan sinyal dikirim ke peralatan terminal tertentu menggunakan field alamat di header setiap frame LAPD.
Q.931
Protokol Q.931 berkaitan dengan urutan pesan signaling (Paket) yang dipertukarkan selama D-channel untuk mengatur panggilan. sebuah disingkat daftar jenis pesan yang digunakan adalah sebagai berikut:
■ pembentukan panggilan:
- memperingatkan
- Melanjutkan panggilan
- Hubungkan Akui
- MEMPERSIAPKAN
- Lainnya;
■ informasi transfer:
- Informasi pengguna
- Lainnya;
■ panggilan kliring:
- Putus
- RELEASE
- Release Complete
- Lainnya.
Beberapa pesan ini memiliki makna lokal (TE / LE) sementara yang lain harus end-to-end signifikansi (TE / TE). Namun, semua pesan yang ditransfer di seluruh antarmuka pada lapisan 2 (LAPD) I-frame. Sebuah contoh menggambarkan penggunaan beberapa pesan tersebut dalam mendirikan konvensional telepon ditunjukkan pada Gambar 2.26 (a).
Selama pengaturan dari panggilan telepon konvensional lebih PSTN, itu adalah diasumsikan bahwa yang disebut telepon beroperasi dengan cara yang standar dan karenanya sebut fase penyiapan hanya melibatkan pengaturan dari koneksi melalui jaringan. Dengan ISDN, namun, karena itu dirancang untuk mendukung berbagai jasa, perlu tidak hanya untuk mengatur sambungan, tetapi juga untuk membangun sepakat menetapkan parameter operasional untuk panggilan antara kedua TES. Melakukan ini, pesan panggilan SETUP, selain ke alamat / nomor disebut TE - diperlukan untuk mengatur koneksi jaringan - juga termasuk parameter operasional yang diusulkan untuk panggilan.
2.4 Batang sinyal jaringan
Dalam jaringan awal, saluran terkait signaling lebih sirkuit PCM juga digunakan dalam jaringan trunk inti. Sebagai berbagai layanan yang didukung oleh jaringan meningkat, sehingga bentuk yang lebih fleksibel dari sinyal diperkenalkan. Untuk Misalnya, dengan layanan teleponi dasar, nomor telepon standar yang digunakan yang mencakup sebuah negara (jika diperlukan), daerah, dan bagian lokal. Kemudian, ketika semua panggilan hanya menggunakan angka-angka ini, masing-masing bursa dalam hirarki beralih bias mudah memilih salah satu dari sejumlah rute preallocated melalui switching jaringan dengan menggunakan berbagai bagian memutar nomor / alamat. Dengan munculnya para layanan berdasarkan nomor non-standar seperti bebas telepon dan biaya lokal, Namun, nomor yang dihubungi tidak mengandung bagian-bagian yang sama. Karenanya sebelum panggilan tersebut / koneksi dapat diatur, LE / EO harus terlebih dahulu mendapatkan nomor standar memberikan lokasi di mana layanan terkait yang disediakan. Namun, karena jenis nomor diperkenalkan dan berubah cukup sering, tidak layak untuk setiap LE / EO untuk memiliki informasi ini. Biasanya, karena itu, jenis informasi diadakan hanya pada sejumlah kecil lokasi dalam jaringan. Pada saat menerima permintaan panggilan yang melibatkan, katakanlah, freephone sebuah nomor, sebelum menyiapkan koneksi, LE / EO mengirimkan alamat resolusi pesan signaling sesuai dengan salah satu lokasi ini dan ini merespon dengan jumlah standar di mana layanan yang disediakan.
Seperti yang kita dapat menyimpulkan dari ini, meskipun penggunaan sejumlah kecil lokasi untuk jenis informasi berarti manajemen dibuat jauh mudah, sebagai akibatnya, cara yang lebih cepat dan lebih fleksibel mentransfer sinyal informasi diperlukan. Solusi yang diadopsi adalah untuk memberikan jaringan yang terpisah untuk transmisi dan routing sinyal pesan dari yang digunakan untuk aktual pertukaran informasi panggilan. Ini (sinyal) jaringan kemudian digunakan untuk rute mentransfer semua pesan pensinyalan yang berkaitan dengan semua panggilan. mode ini kerja dikenal sebagai common channel signaling (CCS) dan stack protokol yang berhubungan dengan jaringan signaling, common channel signaling system number 7 atau atau disingkat SS7.
2.5 Broadband Modem
Seperti yang kita lihat dalam Bagian 2.2.2, jaringan akses PSTN, selain mendukung layanan telepon biasa lama (POTS) yang itu dirancang, sekarang mendukung sejumlah layanan tambahan. Misalnya, Kisaran penerbangan aplikasi data bit rate seperti fax didukung oleh sarana bit rate rendah - kurang dari 56 kbps - modem. Juga, seperti yang kita lihat dalam Bagian 2.2.3, twisted-pair garis dalam jaringan akses PSTN digunakan sebagai jalur akses untuk ISDN. bit rate antara 144 kbps (tingkat dasar) dan 1,544 / 2,048 Mbps (Tingkat primer) selama beberapa mil / kilometer diperoleh menggunakan baseband transmisi. Garis akses yang kemudian dikenal sebagai digital subscriber line (DSL). Dalam kasus garis tingkat dasar, ini disebut ISDN DSL (IDSL) dan, dalam kasus garis tingkat primer, hogh speed DSL (HDSL). sebuah IDSL menggunakan satu pasang dan HDSL dua pasang. Selain itu ada versi sederhana dari HDSL yang beroperasi lebih dari satu pasangan. Hal ini dikenal sebagai single-pair DSL (SDSL) dan bit rates hingga 1,544 / 2,048 Mbps yang didukung tergantung pada panjang garis.
Baik tingkat dasar dan garis tingkat utama ISDN yang simetris; bahwa adalah, mereka beroperasi dengan bit rate yang sama di kedua arah. Namun, dengan sebagian besar aplikasi interaktif arus informasi asimetris dan melibatkan sedikit rendah channel tingkat dari pelanggan untuk tujuan interaksi dan bit rate yang tinggi channel ke arah hilir untuk pengembalian informasi yang diminta. Misalnya, modem V.90 menyediakan saluran 33,6 kbps dari pelanggan dan saluran 56 kbps downstream ke pelanggan.
Selain itu, banyak perusahaan yang beroperasi telekomunikasi (telkom) memiliki memperkenalkan tambahan jenis teknologi DSL untuk memenuhi yang sama persyaratan di atas garis twisted-pair yang digunakan di sebagian besar jaringan akses PSTN. Berbeda dengan berbagai teknologi DSL terkait dengan ISDN, ini memiliki telah dirancang untuk memungkinkan sinyal yang terkait dengan telepon yang ada layanan untuk hidup berdampingan dengan orang-orang yang terkait dengan yang lebih baru berkecepatan tinggi interaktif layanan di garis twisted-pair yang sama. Dua jenis yang digunakan: pertama dikenal sebagai asimetris DSL (ADSL) dan yang kedua sebagai very high speed DSL (VDSL). Di kasus ADSL, saluran asimetris kecepatan tinggi dirancang untuk hidup berdampingan dengan layanan telepon analog yang ada. Dalam kasus VDSL, highspeed yang channel, selain beroperasi pada bit rate lebih tinggi dari sebuah ADSL, dapat beroperasi baik dalam modus simetris asimetris atau dan dirancang untuk hidup berdampingan dengan baik telephony analog atau dasar-tingkat layanan ISDN. Pada bagian ini kita membahas kedua teknologi tersebut.
2.5.1 ADSL
Standar yang berkaitan dengan ADSL diproduksi oleh ANSI pada tahun 1995 dan didefinisikan dalam T1.413. Ini didefinisikan awalnya untuk memenuhi persyaratan -Kualitas siaran (VOD) layanan video-on-demand. Oleh karena itu standar memungkinkan untuk bit rate hingga 8 Mbps ke arah hilir - yaitu, dari kantor tukar / end lokal (LE / EO) ke tempat pelanggan - dan hingga 1 Mbps ke arah hulu. Dalam prakteknya, bagaimanapun, kecepatan tinggi Akses ke Internet terbukti lebih populer daripada VOD. Akibatnya, sejak bit rate dan QOS persyaratan yang terkait dengan aplikasi Internet yang kurang dari orang-orang dari VOD, varian dari standar ADSL asli yang dikenal sebagai ADSL-Lite (atau kadang-kadang G-Lite) telah didefinisikan. Ini telah dikembangkan dalam ITU dan didefinisikan dalam G.992.2 standar. Ini menyediakan hilir bit rate hingga 1,5 Mbps dan bit rate upstream hingga 384 kbps. Seperti ADSL, tingkat bit yang sebenarnya dicapai tergantung pada panjang dan kualitas garis. Namun demikian, tingkat bit yang lebih rendah terkait dengan ADSL-Lite berarti bahwa dapat digunakan lebih dari jarak yang lebih jauh dan dengan garis-kualitas miskin dari ADSL. Di Selain itu, seperti yang akan kita lihat, ADSL-Lite dapat digunakan dengan jaringan pasif terminasi di tempat pelanggan daripada penghentian aktif yang diperlukan dengan ADSL.
Akses jaringan arsitektur
Seperti yang kita lihat dalam Bagian 2.2.1, dalam jaringan akses PSTN awal yang jalur transmisi yang digunakan terdiri atas bagian-bagian seluruhnya dari yang saling berhubungan kabel unshielded mengandung beberapa kabel twisted-pair. Selama periode waktu, bagaimanapun, bagian dari kabel ini telah diganti dengan serat optik kabel. Arsitektur jaringan akses PSTN yang modern khas seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.27.
Seperti yang kita lihat, jumlah kabel twisted-pair digunakan bervariasi dari nol dengan fiber-to-the-home (FTTH) dan fiber-to-the-building (FTTB), pendek (kurang dari 300 meter / meter) penurunan kabel dengan fiber-to-the-kerb/curb (FTTK/C), satu atau dua bagian kabel dengan serat-to-the-cabinet (FTTCab), dan semua twisted-pair untuk direct-to-bangunan kabel berjalan hingga 2,5 mil (4 km). Oleh karena itu, sejak Tujuan dari ADSL adalah untuk memberikan layanan interaktif kecepatan tinggi di atas Bagian twisted-pair dari garis akses, ADSL dirancang pada asumsi bahwa panjang maksimum kabel twisted-pair adalah kurang dari 2,5 mil (4 km). Gambar 2.27 Khas arsitektur jaringan akses modern
Alternatif koneksi
Semakin rendah frekuensi band hingga 4 kHz bandwidth yang tersedia dengan (Single) garis twisted-pair digunakan untuk telepon analog (POTS). Jadi agar dua ADSL / sinyal ADSL-Lite untuk hidup berdampingan dengan POTS sinyal pada yang sama line, transmisi modulasi harus digunakan untuk mengambil sinyal jauh dari pita frekuensi yang lebih rendah. Dalam kasus ADSL, dua sinyal tersebut dikirimkan dalam pita frekuensi dari 25 kHz hingga 1,1 MHz dan, untuk ADSL-Lite, yang frekuensi atas terbatas pada 500 kHz. Komponen yang digunakan untuk memberikan kedua layanan di atas garis akses yang sama ditunjukkan pada Gambar 2.28. Itu pengaturan yang ditunjukkan pada bagian (a) berhubungan dengan instalasi ADSL khas dan di bagian (b) untuk instalasi ADSL-Lite. Dalam kedua kasus itu diasumsikan bahwa saluran Akses semua twisted-pair dan ini berakhir di LE / EO. Dengan berbagai akses serat alternatif, pengaturan jalur pemutusan yang sama terletak di optical network (termination) unit (ONU).
Seperti yang kita lihat pada bagian (a), dengan instalasi ADSL jaringan terminasi (NT) pada setiap tempat pelanggan adalah sama seperti yang digunakan dalam LE / EO. Ini terdiri dari sebuah rangkaian listrik dikenal sebagai splitter POTS dan yang berperan untuk memisahkan POTS dan sinyal ADSL. Hal ini dilakukan dengan cara dua filter, low-pass filter 0-4 kHz yang melewati hanya POTS sinyal dan tinggi-pass filter dari 25 kHz-1.1 MHz yang melewati hanya maju dan kembali sinyal ADSL. Seperti yang kita lihat, setelah dipisahkan sinyal POTS, yang ada pelanggan kabel dan koneksi soket dapat digunakan untuk menghubungkan telepon ke NT. Dalam kasus sinyal ADSL, biasanya ADSL modem terletak di dalam NT dan kabel baru digunakan untuk menghubungkan peralatan pelanggan ke NT. Ini bisa menjadi PC atau set-top box TV tergantung pada layanan yang disediakan. Atau, ADSL modem dapat ditemukan dalam peralatan pelanggan dan yang terakhir ini kemudian terhubung langsung ke output dari high-pass filter.
Seperti yang kita lihat pada bagian (b), dengan instalasi ADSL-Lite yang ada (Pasif) NT dan twisted-pair kabel digunakan. Handset telepon yang terpasang langsung ke ini karena mereka responsif hanya untuk frekuensi rendah sinyal suara. Peralatan menggunakan jalur ADSL-Lite - biasanya PC untuk Akses Internet - juga dapat melekat pada kabel yang sama. terintegrasi dalam peralatan (PC), bagaimanapun, adalah tinggi-pass filter dan modem ADSL-Lite. Keuntungan dari pendekatan ini adalah banyak disederhanakan NT karena menghindari penggunaan dari splitter POTS dan filter. Juga, kabel dan soket yang ada dapat digunakan untuk menyediakan akses ke kedua layanan. Untuk menggunakan cepat-akses layanan internet, pelanggan hanya membeli dan menginstal papan line-terminasi mengandung high-pass filter dan modem ADSL-Lite ke PC dan menginformasikan telco bahwa mereka ingin menggunakan cepat-akses layanan Internet. telco kemudian menghubungkan garis pelanggan ke yang lebih baru peralatan NT di LE / EO untuk memberikan ini layanan tanpa perlu menginstal kabel baru atau mengunjungi pelanggan tempat.
Kerugian dari pendekatan ini adalah bahwa, dalam beberapa kasus, karena sinyal ADSL-Lite dilakukan selama kabel seluruh di rumah, beberapa gangguan bisa dialami dengan layanan teleponi dasar ketika bit rate yang tinggi layanan sedang digunakan secara bersamaan. Penyebab utama dari gangguan muncul dari komponen frekuensi yang lebih tinggi dalam ADSL-Lite sinyal makhluk turun-dikonversi oleh beberapa handset telepon menjadi sinyal speech-frekuensi dan karenanya mendengar. Ini adalah salah satu alasan mengapa frekuensi atas digunakan dengan ADSL-Lite terbatas pada 500 kHz. Selain itu, jika ada di rumah kabel miskin, maka gangguan juga mungkin timbul karena efek eksternal seperti sebagai siaran radio. Jadi dalam kasus di mana gangguan diperoleh, seringkali diperlukan untuk menginstal low-pass filter ke dalam soket yang telepon adalah terhubung.
Metode modulasi
Dalam standar ANSI T1.413, metode modulasi digunakan dengan ADSL modem disebut diskrit multitone (DMT). Dengan ini, bitstream untuk menjadi ditransmisikan dibagi menjadi blok panjang tetap. Bit di setiap blok yang kemudian ditransmisikan menggunakan beberapa operator, yang masing-masing secara terpisah dipengaruhi oleh satu atau lebih bit dari blok tersebut. Dengan aplikasi ini, jumlah operator adalah baik 256 atau 512. Namun, seperti yang kami tunjukkan pada Gambar 2.29, mereka operator yang terletak di bagian bawah dari spektrum frekuensi yang disediakan untuk telepon tidak digunakan. Juga, karena dengan twisted-pair kawat tingkat redaman yang terkait dengan setiap kenaikan pembawa sebagai fungsi frekuensi, alokasi non-linear dari bit per carrier digunakan. Biasanya, Operator-operator rendah frekuensi yang termodulasi menggunakan beberapa bit per carrier – untuk Misalnya 8-QAM - dan lebih tinggi frekuensi operator menggunakan semakin sedikit bit ke satu bit (PSK), jumlah bit per carrier yang dipilih sehingga bahwa penggunaan optimum terbuat dari masing-masing operator. Selain itu, karena tingkat yang relatif tinggi kebisingan hadir pada baris - yang disebabkan oleh berbagai fungsi telephony seperti nada, radio sinyal frekuensi dari jalur lain, dan efek petir – untuk meningkatkan bit error rate (BER) probabilitas setiap baris, forward error connertion (FEC) skema yang sama dengan yang digunakan dengan satelit dan (dan terestrial) saluran siaran digunakan. Seperti kita akan menunjukkan dalam Bagian 5.3.2 ini, melibatkan bitstream yang akan dikirim yang tersegmentasi menjadi blok 188-byte yang masing-masing memiliki 16 byte FEC ditambahkan untuk itu. Byte interleaving kemudian digunakan untuk mengatasi semburan suara lagi, prinsip-prinsip yang akan kita tampilkan di Gambar 5.18 (a) dan (b).
Duplex transmisi
Sinyal baseband ADSL terdiri dari bitstream duplex hingga 8 Mbps di arah hilir dan hingga 1 Mbps ke arah pulang. Dalam kasus ADSL-Lite tingkat bit yang sampai 1,5 Mbps downstream dan sampai 384 kbps upstream. Dalam kedua kasus, namun, karena garis twisted-pair tunggal digunakan, skema harus digunakan untuk memungkinkan kedua bitstream menjadi
Gambar 2.29 Contoh DMT penggunaan frekuensi: (a) bit per carrier
alokasi, (b) penggunaan frekuensi duplex.
ditransmisikan melalui jalur secara bersamaan. Dalam kasus kedua varian ADSL ini dicapai dengan menggunakan teknik yang dikenal sebagai frequency division duplex (FDD). Dengan ini bitstream di setiap arah ditransmisikan secara bersamaan menggunakan porsi yang berbeda dari bandwidth yang dialokasikan dan karenanya set operator. Contoh set frekuensi diberikan pada Gambar 2.29 (b).
2.5.2 VDSL
Very-high-speed digital subscriber line (VDSL) adalah teknologi terbaru untuk menyediakan bit rate tinggi di atas twisted-pair akses jalur unshielded yang ada. Hal ini dimaksudkan untuk digunakan selama bagian twisted-pair serat-to-the-tepi jalan / trotoar instalasi dengan modem VDSL terletak di kabinet sama ONU tersebut. Seperti yang kita lihat pada Gambar 2.27, panjang maksimum bagian twisted-pair adalah ditetapkan pada 300 meter / meter dan tarif sedikit karenanya lebih tinggi dibandingkan dengan ADSL dapat dicapai. bit rate bisa sampai 20 Mbps di setiap arah bila digunakan dalam konfigurasi simetris atau sampai dengan 52 Mbps dalam konfigurasi asimetris dengan jalur kembali hingga 1.5Mbps. Rincian teknis VDSL saat ini sedang memutuskan tapi skema modulasi cenderung DMT. Seperti yang kita lihat sebelumnya, hal ini bertujuan agar
2.6 Internet Servis Providers
Seperti yang kita sebutkan sebelumnya, akses ke (public) Internet melalui ISP. Itu Situs ISP terletak jauh dari pengguna dan, seperti yang kita dapat menyimpulkan dari bagian sebelumnya, twisted-pair garis yang membentuk telepon (PSTN / ISDN) jaringan akses menyediakan empat cara alternatif berkomunikasi dengan ISP:
■ sepasang modem bit rate rendah di atas kedua jalur akses;
■ kombinasi sepasang modem bit rate rendah dan satu atau lebih bit tinggi
menilai sirkuit digital;
■ sirkuit digital melalui kedua jalur akses;
■ sepasang modem broadband.
Kami akan mempelajari protokol akses yang digunakan dengan masing-masing alternatif berikut ini
subbagian.
2.6.1 Rumah dan pengguna kantor kecil
Seperti yang kita tampilkan pada Gambar 2.30, dalam kasus pengguna di rumah atau di kantor kecil, akses ke ISP dapat diimplementasikan dalam dua cara. Pada bagian pertama, akses ke ISP adalah melalui dua pasang modem bit rate rendah: satu pasang untuk mengirimkan (digital) pesan yang berkaitan dengan sesi / panggilan atas garis akses pengguna dan sepasang kedua untuk mengirimkan set yang sama pesan atas disebut garis menyediakan link ke ISP. Kedua pasang modem memiliki fasilitas autodial / jawaban dan, di awal setiap sesi, pelanggan / pengguna memulai set up dari jalur fisik seluruh jaringan total yang disebut (telepon) jumlah ISP. Sekali ini adalah di tempat, pengguna kemudian mampu berkomunikasi dengan ISP langsung dan, pada akhir sesi, jelas menyusuri jalur fisik di seluruh jaringan.
Kerugian dari metode ini adalah bahwa penggunaan dua pasang modem dalam total jalan di seluruh jaringan berarti bahwa jarak yang ditempuh adalah dua kali lipat dari twisted-pair tunggal. Oleh karena itu efek dari kebisingan dan lainnya gangguan sinyal dua kali lipat dan, karena ini, bit rate masing-masing modem terbatas pada 33,6 kbps (V.34bis).
Gambar metode akses 2.30 internet untuk rumah dan kantor kecil menggunakan bit rate yang rendah modem.
Seperti yang kita tampilkan pada gambar, untuk mengatasi pembatasan ini, alih-alih menggunakan Pasangan kedua modem lebih masing-masing garis akses ke ISP, satu tinggi bit rate sirkuit digital digunakan. Seperti yang kita lihat dalam Bagian 2.2.3, ini disebut Tingkat utama sirkuit, dan dapat mendukung beberapa saluran independen masing-masing beroperasi sampai dengan 64 kbps. Pesan sinyal yang berkaitan dengan penggunaan masing-masing channel untuk call setup dan clearing dilakukan di saluran 64 kbps terpisah. Penggunaan sirkuit tingkat primer dengan cara ini memiliki dua keuntungan. Pertama, penghapusan pasangan kedua modem pada setiap jalur akses ke situs ISP berarti bahwa bit rate dari pasangan modem melalui saluran akses pengguna bisa ditingkatkan menjadi 56 kbps (V.90). Kedua, koneksi fisik ke ISP Situs jauh disederhanakan. Tingkat sirkuit utama menyediakan link duplex dan dua bitstreams yang berkaitan dengan sesi dilakukan dalam sama ditugaskan 64 kbps channel di setiap arah. Namun, karena kebanyakan aplikasi interaktif yang sesi melibatkan, katakanlah, sebuah pesan permintaan singkat dari pengguna untuk beberapa informasi dan pesan respon yang jauh lebih besar dari server, untuk memaksimalkan penggunaan bandwidth yang tersedia, modem V.90 mendukung 33,6 kbps channel dari pengguna dan saluran 56 kbps di sebaliknya arah dari server. Masing-masing kemudian dilakukan di ditugaskan 64 saluran kbps.
Biasanya, peralatan di situs ISP terdiri baik bank penerbangan modem bit rate - satu untuk setiap aktif pelanggan / sesi - atau satu atau lebih Tingkat utama antarmuka terminasi. Bitstream pada berbagai baris / saluran yang kemudian diolah dan dipecah menjadi paket-paket / pesan berkaitan dengan masing-masing sesi di item peralatan yang disebut point of presence (POP). Yang terakhir kemudian relay paket untuk aplikasi - e-mail misalnya - berjalan di server di situs. Paket yang perlu forwarding
ke Internet kemudian diteruskan ke gateway kedua yang relay mereka lebih sirkuit bit rate tinggi yang menghubungkan situs ISP ke gateway interior terdekat - Juga disebut sebagai router tepi - dalam Internet. Seperti yang kita lihat di angka, link ini disediakan oleh dedicated (non-switched) sirkuit di jaringan trunk PSTN / ISDN yang telah diatur oleh operator telkom dan disewakan ke ISP. Bandwidth dari rangkaian tersebut adalah n × 1,544 / 2,048 Mbps di mana n adalah ditentukan oleh jumlah bandwidth transmisi yang diperlukan.
Kami diuraikan bagaimana hal ini dilakukan di Bagian 2.2.4 dan 2.2.5. Pada dasarnya, sebuah add-drop multiplexer dipasang di kedua situs ISP dan situs di mana (Internet) gateway interior berada. Sirkuit yang tidak terpakai dari yang diinginkan bandwidth yang dipilih dari kabel trunk yang melewati kedua situs. Jika, bagaimanapun, kabel trunk melewati perantara kantor beralih / pertukaran, maka rangkaian-bandwidth tinggi yang dialokasikan diidentifikasi dan switch dilewati dalam rangka untuk membentuk hubungan langsung antara dua lokasi.
Seperti yang kita ditunjukkan di bagian terakhir, modem V.90 menyediakan saluran 33,6 kbps dari pengguna dan saluran 56 kbps untuk pengguna. Ini, bagaimanapun, adalah maksimum tarif, dan dalam banyak kasus baris kualitas buruk berarti bahwa sebenarnya tingkat operasi seringkali lebih rendah daripada ini. Oleh karena itu, seperti yang kita menggambarkan pada Gambar 2.31, banyak perusahaan memilih untuk mendapatkan akses ke situs ISP mereka menggunakan digital sirkuit memberikan oleh ISDN.
Gambar metode akses 2,31 Internet untuk usaha kecil dan besar menggunakan akses ISDN sirkuit.
Dalam contoh pertama, usaha kecil menggunakan antarmuka tingkat dasar (BRI), di mana, karena kami menunjukkan sebelumnya pada Gambar 2.11, unit jaringan terminasi (NTU) menyediakan dua 64 kbps saluran duplex yang dapat waktu-berbagi antara baik empat atau delapan perangkat pengguna. Dalam kasus analog yang lebih tua peralatan seperti telepon analog, mesin fax atau PC dengan modem, konversi analog-ke-digital dilakukan dalam NTU. Semua transmisi dari NTU selama subscriber line kemudian dalam (duplex) bentuk digital dengan bit rate agregat dari 144 kbps di kedua arah.
Dalam contoh kedua, bisnis yang lebih besar telah memilih untuk menggunakan ISDN diaktifkan private branch exchange (PBX). Biasanya, ini akan mendukung beberapa terminal - ponsel atau PC misalnya - masing-masing beroperasi pada 64 kbps, atau sebaliknya, sejumlah saluran bit rate yang lebih tinggi yang beroperasi pada kelipatan 64 kbps. NTU dalam hal ini menyediakan antarmuka tingkat primer (PRI) yang mendukung baik 23 atau 30 saluran aktif yang dapat waktu dibagi antara semua pengguna di situs. Pesan yang menandakan digunakan untuk mengatur dan jelas semua 23/30 saluran dilakukan melalui saluran 64 kbps terpisah. Pada LE / EO, yang menandakan pesan kemudian digunakan untuk beralih setiap saluran pengguna individu untuk yang diperlukan LE / EO dan dari sana ke ISP. Sekali lagi, untuk mendukung sejumlah besar pengguna saluran ini dilakukan dengan menggunakan tambahan tingkat primer sirkuit. Fungsionalitas dari POP dan server adalah sama seperti dalam contoh pertama.
2.6.3 Modem Broadband
Kami menjelaskan pengoperasian ADSL dan VDSL modem dalam Bagian 2.5. Sebagai kami melihat, modem ADSL mendukung kedua saluran telepon analog dan bit rate tinggi saluran digital. Dalam prakteknya, seperti yang kami tunjukkan pada Gambar 2.32, agak khas Tarif hingga 384 kbps dari pengguna dan hingga 1,5 Mbps untuk pengguna. Karenanya, meskipun istilah broadband biasanya digunakan untuk menunjukkan kelipatan ini tarif, modem ADSL juga disebut modem broadband.
Sinyal output dengan modem di sisi pengguna ditransmisikan melalui single line twisted-pair dan diakhiri di sisi LE / EO oleh perangkat dikenal sebagai splitter. Ini terdiri dari dua filter: lulus rendah (LP) menyaring untuk memisahkan keluar sinyal telepon dan lulus tinggi (HP) menyaring untuk memisahkan bit rate tinggi saluran digital. Sinyal telepon diteruskan ke LE / EO beralih dengan cara biasa. Output dari filter HP diakhiri oleh sepotong peralatan disebut ADSL Digital Subscriber Line Access Multiplexer (DSLAM). Ini terdiri dari bank dari modem ADSL dan multiplexer / demultiplexer, operasi yang kita dijelaskan dalam Bagian 2.2.4.
Bitstream output dengan masing-masing modem ADSL kemudian multiplexing bersama-sama dan dikirim ke situs ISP menggunakan leased circuit dari n × 1.544 / 2.048 Mbps di mana n adalah jumlah aliran. Biasanya, broadband modem selalu di, yang berarti bahwa dedicated (non-switched) channel di sirkuit bagasi harus digunakan untuk menghubungkan LE / EO ke situs ISP. Pada situs, bitstream yang masuk pertama demultiplexed menjadi aliran yang terpisah. Itu
Gambar metode akses 2.32 internet dengan modem broadband.
POP kemudian mengubah setiap aliran ke dalam aliran paket dan kemudian relai mereka di kedua ke server lokal di situs atau output gerbang. A setara tinggi bit rate yang didedikasikan baris kemudian digunakan untuk menghubungkan situs ISP ke gateway interior dalam Internet.
Pengaturan yang sama digunakan dengan modem VDSL kecuali VDSL a DSLAM digunakan. Kami diuraikan pengoperasian modem VDSL dalam Bagian 2.5.2 dan, seperti yang kita lihat, modem ini beroperasi pada bit rate yang lebih tinggi dari ADSL. Namun, ini hanya akan tercapai melalui saluran akses yang mengandung signifikan jumlah serat optik seperti yang kita ditunjukkan pada Gambar 2.27. Oleh karena ini membatasi penggunaannya untuk jalur tersebut.
Sebuah titik akhir dalam kaitannya dengan modem broadband adalah bahwa mereka sangat mudah untuk menginstal dan, karena saluran telepon tidak terpengaruh, mereka menyediakan salah satu solusi terbaik untuk menyebarkan link bandwidth tinggi langsung ke rumah / kantor.
2.6.4 Protokol PPP link layer
Seperti yang kita ditunjukkan sebelumnya, berbagai skema kita dianggap dalam tiga terakhir bagian prihatin semata-mata dengan menyediakan fisik point-to-point langsung hubungan antara, katakanlah, PC dan server dalam sebuah ISP, dan antara akses ISP gateway gateway interior dalam Internet. Oleh karena itu protokol link layer diperlukan untuk mentransfer frame data melalui berbagai link, dan disepakati protokol lapisan jaringan yang dibutuhkan untuk mentransfer paket internet atas mereka.
Untuk menghindari proliferasi banyak protokol yang berbeda, IETF telah mendefinisikan protokol link layer standar untuk memenuhi persyaratan ini. Ini adalah disebut point-to-point protocol (PPP) dan didefinisikan dalam RFC 1661/02/03 dan RFC 2153. PPP didasarkan pada protokol HDLC kami pelajari sebelumnya di Bagian 1.4.6. Untuk memberikan PPP fleksibilitas yang diperlukan untuk beroperasi atas berbagai jenis link, ia memiliki sejumlah fitur yang memungkinkan untuk digunakan dalam ini dan aplikasi lainnya. Sebagai contoh, dapat beroperasi baik koneksi berorientasi (Terpercaya) atau connectionless (best-effort) modus dan dengan berbagai berbagai jenis protokol lapisan jaringan. Fitur terakhir ini diperlukan jika, Misalnya, protokol yang digunakan melalui link jaringan akses yang berbeda dari protokol IP yang digunakan dalam Internet.
Untuk memberikan fleksibilitas yang diperlukan, PPP terdiri dari dua protokol entitas: link control protocol (LCP) dan network control protocol (NCP) Dalam aplikasi tertentu, NCP digunakan dalam kedua sistem dipilih dari set protokol tersebut, satu untuk setiap jenis protokol lapisan jaringan. Sebagai contoh, ada IP-NCP, sebuah IPX-NCP dan sebagainya. Skema umum diilustrasikan pada Gambar 2.33 (a) dan komposisi PPP di bagian (b). Transisi state diagram yang menunjukkan operasi LCP dan interaksinya dengan NCP kemudian digambarkan dalam bagian (c). Pengantar diagram transisi diberikan sebelumnya User interface part (UIP) dari PPP adalah sama dengan yang digunakan dengan protokol LAPM kami menunjukkan sebelumnya pada Gambar 2.23. Pada dasarnya, ini mengeluarkan satu set primitif permintaan layanan-respon yang dikonversi oleh LCP dan NCP ke sesuai pesan protokol / PDU. Pada awal sesi, kaitan logis antara dua entitas berkomunikasi - PC dan ISP misalnya - Dalam keadaan mati. Pada saat menerima pemicu untuk membangun link – misalnya penerimaan pembawa mendeteksi sinyal dengan modem ISP - yang UIP hasil untuk mengeluarkan satu set primitif layanan pertama yang LCP untuk bernegosiasi dan membangun link dengan pilihan yang diinginkan dan, sekali ini telah dilakukan, dengan NCP untuk mengkonfigurasi dua protokol lapisan jaringan. Pilihan LCP termasuk apakah bit pengkodean yang akan bit-oriented atau byte-oriented, modus transmisi ke asynchronous atau synchronous, dan skema kontrol kesalahan dapat diandalkan atau upaya terbaik, semua yang kita dijelaskan secara rinci dalam bab terakhir.
Gambar 2.33 PPP protocol: (a) lokasi PPP dalam kaitannya dengan protokol lain;
(B) komposisi PPP; (C) keadaan diagram transisi dari PPP.
Setelah opsi LCP telah disepakati, link dikatakan dikonfirmasi dan NCP kemudian dikonfigurasi. Misalnya, dalam kasus PC berkomunikasi melalui sirkuit telepon diaktifkan dengan modem, blok alamat IP dialokasikan ke ISP jauh lebih sedikit dibandingkan jumlah pelanggan ISP.
Oleh karena itu untuk memaksimalkan penggunaan alamat ini setiap PC hanya menerima alamat IP pada awal sesi dan, setelah sesi berakhir, IP Alamat dikembalikan ke ISP.
Untuk melakukan hal ini, NCP pertama menentukan apakah alamat IP gratis tersedia. Jika tidak, NCP dibatalkan sesi dan LCP berakhir link. Jika IP alamat tersedia, maka NCP di ISP mengirimkan pesan yang berisi Alamat IP gratis ke NCP di PC. Hal ini kemudian diteruskan ke IP dalam jaringan lapisan PC dengan UIP. link kemudian memasuki keadaan terbuka dan pertukaran paket (IP) yang berkaitan dengan sesi - e-mail, Web browsing, dll - bisa mulai. Ketika sesi selesai, NCP di PC mengirimkan pesan ke NCP di ISP untuk melepaskan alamat IP. LCP ini kemudian diinformasikan dan ini hasil untuk mengakhiri link logis dan, ketika hal ini telah dilakukan, UIP perintah modem untuk menutup link fisik.
Prosedur yang sama diikuti untuk dua kasus lain yang melibatkan beralih koneksi. Dalam kasus modem broadband, namun, karena ini selalu, maka PC harus dialokasikan alamat IP permanen. Jelas, ini memerlukan sejumlah signifikan lebih besar dari alamat IP. Kami akan mempelajari ini masalah dalam Bab 6 ketika kita menjelaskan mekanisme yang berbeda yang digunakan untuk mengalokasikan alamat IP di Internet.
Format frame PPP
Format umum dari semua frame yang digunakan dengan PPP ditunjukkan pada Gambar 2.34 (a). Meskipun protokol HDLC adalah bit-oriented, dalam PPP semua frame terdiri dari jumlah integral byte / oktet dikemas oleh membuka dan menutup bendera byte dari 01111110. Untuk mencapai transparansi data dengan berbagai jenis jalur transmisi sinkron, nol bit penyisipan dan penghapusan digunakan, operasi yang kita dijelaskan dalam Bagian 1.3.8.
Dalam kasus jalur transmisi asynchronous, semua karakter yang dibuat sama dengan 8 bit dan bentuk karakter / byte isian yang digunakan, prinsip yang kita dijelaskan dalam Bagian 1.3.3. Dalam aplikasi ini, namun, di samping untuk byte bendera, sejumlah yang berbeda karakter / byte ditransmisikan transparan. Ini termasuk semua 32 karakter kontrol di ASCII set karakter kita diidentifikasi dalam Gambar 1.14. Daftar byte / karakter dan Kode mereka diberikan pada Gambar 2.34 (b).
Seperti yang kita lihat, melarikan diri byte / karakter yang digunakan adalah 01111101 - 7D (hex) - dan, setiap kali ini dimasukkan, bit keenam dari byte berikut / karakter dilengkapi. Aturan ini juga digunakan untuk mentransfer byte / karakter yang sama dengan byte melarikan diri.
Karena PPP ditujukan untuk penggunaan lebih dari point-to-point garis, alamat bidang tidak memiliki peran untuk bermain. Oleh karena itu selalu diatur ke semua 1s biner. Juga, karena di kebanyakan aplikasi semua informasi ditransfer melewati garis di
Gambar 2.34 point-to-point protocol (PPP): (a) format frame; (B) byte prinsip isian.
mode connectionless, seperti yang kita dijelaskan dalam Bagian 1.3.8, nilai default di bidang kontrol 03 (hex), yang merupakan kode yang digunakan untuk menunjukkan Informasi bernomor (UI) bingkai. Panjang default dari ID protokol lapangan dua byte. Hal ini digunakan untuk menunjukkan jenis paket - dan karenanya jaringan protokol lapisan - yang hadir di bidang informasi. Misalnya, nilai 0021 (hex) digunakan untuk menunjukkan bahwa sebuah paket IP / datagram hadir.
Seperti yang kita sebutkan sebelumnya, terkait dengan LCP adalah sejumlah pesan - Protokol data unit (PDU) - dan, ketika salah satu hadir di bidang informasi, nilai dalam protokol ID bidang adalah C021 (hex). Sebagai contoh, ketika mentransfer hanya datagrams IP di atas garis, sebuah pesan permintaan LCP bisa dikirim untuk mengusulkan penggunaan header frame berkurang tanpa alamat atau kontrol ladang dan hanya satu byte untuk bidang protokol. Sisi lain kemudian merespon dengan kembali baik sebagai menerima pesan atau menolak pesan yang huruf nilai default harus digunakan.
Ukuran default maksimum bidang informasi adalah 1500 bytes, meskipun ukuran maksimum yang berbeda dapat dinegosiasikan menggunakan LCP pesan permintaan-respon. Bidang FCS digunakan untuk mendeteksi keberadaan kesalahan transmisi dalam frame dan, seperti yang kita dijelaskan dalam Bagian 1.3.8, itu adalah berdasarkan CRC. FCS memiliki panjang default 16 bit tapi panjang 32 bit dapat dinegosiasikan menggunakan LCP.
2.6.5 Jaringan ISP dan Internet
Seperti yang kita menunjukkan pada Gambar 2.30 dan tokoh-tokoh berikutnya, layanan Internet penyedia (ISP) adalah perusahaan yang memungkinkan pengguna di rumah dan di kecil bisnis untuk mendapatkan akses ke internet (publik) dan layanannya. Khas, situs ISP lokal memiliki sejumlah (Internet) server yang mendukung, misalnya, e-mail dan akses Web. Seorang pengguna di rumah, misalnya, maka bisa berkomunikasi langsung dengan ini. Namun, jika server ditangani tidak terletak di dalam ISP lokal maka paket harus diarahkan ke situs yang berbeda.
Seperti yang kita tampilkan pada Gambar 2.35, routing paket ke tujuan mereka melintasi Internet dapat melibatkan tiga tingkat yang disebut tingkatan. Pada tingkat terendah - tier 3 – yang lokal situs ISP dan kampus dan bisnis LAN. Dalam kasus ISP lokal situs, ketika sebuah paket IP diterima dengan tujuan (IP) address yang tidak
Gambar 2.35 Arsitektur Internet publik.
bukan milik set alamat dikelola oleh ISP lokal, paket ini lulus langsung ke router di jaringan ISP daerah-tingkat yang lebih tinggi yang ISP lokal terhubung. jaringan ISP Regional - tier 2 - terdiri dari mengatur router dihubungkan oleh bandwidth tinggi leased line. setiap router menyajikan sejumlah ISP lokal, LAN situs, dll dalam wilayahnya dari cakupan. Biasanya, ini adalah sebuah kota dan sekitarnya dan daerah cakupan jaringan regional seluruh dapat bahwa dari sebuah negara kecil atau segmen dari negara yang lebih besar.
Seperti yang akan kita lihat nanti dalam Bab 6 ketika kita membahas routing yang dalam Internet secara lebih rinci, pada penerimaan paket, router ini mampu menggunakan tujuan alamat IP dalam header paket untuk rute paket baik ke yang berbeda router dalam jaringan regional yang sama atau, jika paket yang ditujukan untuk jaringan regional yang berbeda, ke router-tingkat yang lebih tinggi di salah satu tulang punggung jaringan ISP - lapis 1. Secara kolektif, rute span dunia dan dapat dengan paket dengan harga yang sangat tinggi.
Jika paket yang ditujukan ke komputer - Server / PC, dll - yang dapat diakses oleh jaringan regional yang terhubung ke backbone yang sama, maka paket tersebut diteruskan ke ini. Jika hal ini tidak terjadi, maka paket akan diteruskan ke yang berbeda jaringan backbone menggunakan salah satu dari serangkaian apa yang disebut titik network access points (NAP). Setiap NAP menyajikan sejumlah jaringan backbone dan pilihan NAP untuk digunakan didasarkan pada layanan masing-masing menawarkan dan biaya mereka. Biasanya, NAP sebuah adalah switch gigabit Ethernet. Seperti yang akan kita lihat dalam Bagian 3.4.3 dari bab berikutnya, setiap garis yang menghubungkan router ke switch beroperasi pada 10 Gbps dan switch mampu untuk rute paket antara garis pada tingkat yang sebanding.
Akhirnya, harus disebutkan sebelum meninggalkan topik ini yang di atas mengasumsikan struktur ketat hirarkis. Dalam prakteknya, bagaimanapun, karena jaringan di lapisan yang berbeda dioperasikan oleh sejumlah berbeda perusahaan, perjanjian swasta mencapai antara mereka - biasanya biaya alasan - untuk menyediakan link langsung antara router yang dipilih dalam rekan yang sama jaringan. Praktek ini disebut private peering. Juga, ada warisan besar / Jaringan nasional daerah masih digunakan yang tidak beroperasi menggunakan IP protokol. Oleh karena itu untuk memberikan pengguna jaringan ini dengan akses ke layanan Internet membutuhkan mekanisme tambahan. Kita akan membahas ini dan topik terkait lainnya kemudian di Bab 6.
Gambar 2.36 Telepon jaringan dan modem ringkasan.
