СвязьПроект
Форум профессионалов связи
СвязьПроект - ваш надежный партнер в реализации сложных проектов

TDM Технология (Time Division Multiplexing)

TDM (Time Division Multiplexing) — это зрелая, проверенная временем технология.

Технологию TDM первой стали широко применять в обычных системах электросвязи. Эта технология предусматривает объединение нескольких входных низкоскоростных каналов в один составной высокоскоростной канал.

Существует несколько причин, в силу которых TDM продолжает играть ведущую роль для местного доступа:

  • Полоса пропускания постоянно становится дешевле и доступнее, что делает проблему ее максимально эффективного использования менее острой
  • Низкая цена оборудования TDM
  • Простота установки и обслуживания
  • Непревзойденное качество передачи голоса
  • Зрелость самой технологии и решений на ее основе
  • Хорошая стандартизация и совместимость аппаратуры различных производителей
  • Малое и постоянное время задержки

Мультиплексирование с временным разделением каналов

В цифровых системах связи для передачи нескольких цифровых сигналов по одной линии связи, также, как и в аналоговых системах, применяется мультиплексирование, но используется несколько иной метод, называемый мультиплексированием с временным разделением каналов. В англоязычной литературе эквивалентный термин — Time Division Multiplexing (TDM).

Схематично эта процедура выглядит так: на вход мультиплексора подается n двоичных последовательностей, мультиплексор поочередно отбирает из этих входных каналов заданную последовательность бит, составляя из них выходную последовательность. Непрерывную последовательность бит в выходном потоке, принадлежащую определенному входному каналу, называют канальным интервалом или тайм-слотом. На практике наиболее употребительными являются схемы мультиплексирования с байт-интерливингом, когда канальный интервал состоит из 8 бит, либо с бит-интерливингом, когда на выход последовательно коммутируется по одному биту из каждого канала. Для того, чтобы демультиплексировать полученную последовательность, на принимающем конце линии связи тактовой синхронизации недостаточно, так как в получаемом потоке бит необходимо еще привязаться к началу первого канального интервала. С этой целью при формировании уплотненного потока в него с определенной периодичностью вставляют фиксированную битовую последовательность, которая вместе с группой канальных интервалов, следующих за ней и содержащих равное количесто интервалов из каждого входного потока, образует кадр или фрейм (в терминологии связистов «цикл») (Рис. 1).


Рис.1 Схема мультиплексирования с временным разделением каналов

Выделяя эту битовую последовательность, принимающая аппаратура может привязаться к началу каждого кадра в последовательности бит. Такой вид синхронизации называют кадровой или цикловой синхронизацией. Часто в цифровых системах несколько кадров объединяют в структуру, называемую сверхкадром (или сверхциклом). Для правильного приема таких структур, кроме тактовой и кадровой синхронизаций, необходима еще и сверхкадровая синхронизация. Первая система передачи голоса, использующая ИКМ и мультиплексирование с временным разделением каналов, была установлена в 1957 году компанией Bell System. В одном канале было объединено 24 цифровых потока по 64 Кбит/сек, что с учетом бита для кадровой синхронизации и частоте следования кадров 8 КГц дало цифровой поток со скоростью 24×64 + 8=1544 Кбит/сек, который в дальнейшем был стандартизирован и теперь известен как канал DS1 (Digital Signal level one) или Т1. 

В Европе (в том числе и в России) в качестве стандартной была принята иная схема объединения каналов DS0 в первичный цифровой канал, известный, как канал Е1. Так как этот канал получил в последнее время большое распространение для подключения корпоративных телефонных систем и систем передачи данных к сетям операторов связи, то рассмотрим его подробней.

Первичный цифровой канал — Е1

Канал Е1 объединяет 32 канала DS0, один из которых используется для кадровой синхронизации, другой для передачи сигнализации. Кадр этого потока состоит из 32 тайм-слотов по 8 бит каждый. Частота следования кадров 8 КГц, что дает скорость потока 32×8 × 8=2048 Кбит/сек. Кадры потока Е1 объединяются в сверхкадр. Количество кадров в сверхкадре зависит от типа используемой в потоке Е1 сигнализации. Под сигнализацией, здесь понимается информация, необходимая сетевым элементам, для выполнения их функций, например, установка и отбой телефонных соединений.

Наиболее употребительны два типа сигнализации: CAS (Channel Associated Signalling), CCS (Common Channel Signalling).

В первом случае сверхкадр состоит из 16 кадров (с 0 по 15), занимая 2 мсек интервал. Таймслот 0 (TS0) используется для передачи битов покадровой синхронизации и другой служебной информации. Таймслот 16 (TS16) в кадрах начиная с первого используется для передачи сигнализации связанной с каждым из каналов (отсюда и название Channel Associated Signalling). Оставшиеся таймслоты используются для передачи информации. Таймслоты с 1 по 15 соответствуют каналам с 1 по 15, а таймслоты с 17 по 31 соответствуют каналам с 16 по 30. При этом распределение сигнализации TS16 по каналам происходит следующим образом: старшие 4 бита TS16 кадра 1 в сверхкадре соответствуют сигнализации 1 канала, младшие 4 бита — сигнализации 16 канала; старшие 4 бита TS16 кадра 2 в сверхкадре соответствуют сигнализации 2 канала, младшие — сигнализации 17 канала и т.д. В нулевом кадре сверхкадра таймслот 16 используется для организации сверхкадровой синхронизации. Соответствие между таймслотами и каналами показано в Таблица 1. Более подробно распределение служебных битов в таймслотах 0 и 16 показано на Рис. 2. 

Таблица 1 

Тайм слот 0 1 2 3 … 15 16 17 … 29 30 31 
Канал F 1 2 3 … 15 S 16 … 28 29 30 

Один сверхкадр = 16 кадров

i=бит зарезервированный для международного использования
r=бит-индикатор аварии на дальнем конце
n=биты, зарезервированные для национального использования
abcd=биты сигнализации для речевых каналов
y=бит-индикатор аварии сверхкадровой синхронизации

Рис. 2 Структура тракта Е1

В случае общеканальной (ССS) сигнализации, сверхкадр состоит из двух кадров. Таймслот 0 используется для организации кадровой синхронизации, как и в CAS, а таймслот 16 используется, как канал сигнализации общий для всего потока. Если поток Е1 используется только для передачи данных, где сигнальная информация передается в заголовках пакетов данных и отдельный тайм-слот для этого не нужен, то 16 тайм-слот можно задействовать для передачи данных и он будет соответствовать каналу 31. 


Сайт поддерживается компания «ИМАГ».
© 2011-2017 EMAG.
Все пpава защищены
Решения|Проекты|Оборудование|ТехПоддержка|Технологии|Обучение