Sinal digital 1 - Digital Signal 1

O sinal digital 1 ( DS1 , às vezes DS-1 ) é um esquema de sinalização de portadora T desenvolvido pela Bell Labs . DS1 é o principal padrão de telefone digital usado nos Estados Unidos , Canadá e Japão e pode transmitir até 24 chamadas multiplexadas de voz e dados por linhas telefônicas. A operadora E é usada no lugar da operadora T fora dos Estados Unidos, Canadá, Japão e Coréia do Sul. DS1 é o padrão de bits lógico usado em uma linha T1 física ; na prática, os termos DS1 e T1 são freqüentemente usados ​​alternadamente.

Visão geral

T1 refere-se ao sistema principal da operadora de telefone digital usado na América do Norte. T1 é um tipo de linha da hierarquia da portadora T do PCM . T1 descreve o cabeamento, tipo de sinal e requisitos de regeneração de sinal do sistema de portadora.

O sinal transmitido em uma linha T1, conhecido como sinal DS1, consiste em bits seriais transmitidos a uma taxa de 1,544 Mbit / s. O tipo de código de linha usado é chamado Alternate Mark Inversion (AMI). Designação de sinal digital é a classificação das taxas de bits digitais na hierarquia multiplex digital usada no transporte de sinais telefônicos de um local para outro. DS-1 é um protocolo de comunicação para multiplexar os fluxos de bits de até 24 chamadas telefônicas, junto com dois bits especiais : um bit de enquadramento (para sincronização de quadros ) e um bit de sinalização de manutenção, transmitido por um circuito digital denominado T1 . A taxa máxima de transmissão de dados do T1 é de 1,544 megabits por segundo.

Largura de banda

Um circuito de telecomunicações DS1 multiplexa 24 DS0s . Os vinte e quatro DS0s amostrados 8.000 vezes por segundo (uma amostra PCM de 8 bits de cada DSO por quadro DS1) consomem 1,536 Mbit / s de largura de banda . Um bit de enquadramento adiciona 8 kbit / s de sobrecarga, para um total de 1,544 Mbit / s, calculado da seguinte forma:

${\displaystyle {\begin{aligned}&\left(24\,{\frac {\mathrm {channels} }{\mathrm {frame} }}\times 8\,{\frac {\mathrm {bits} }{\mathrm {channel} }}\times 8,000\,{\frac {\mathrm {frames} }{\mathrm {second} }}\right)+\left(1\,{\frac {\mathrm {framing\ bit} }{\mathrm {frame} }}\times 8,000\,{\frac {\mathrm {frames} }{\mathrm {second} }}\right)\\={}&1,536,000\,{\frac {\mathrm {bits} }{\mathrm {second} }}+8,000{\frac {\mathrm {bits} }{\mathrm {second} }}\\={}&1,544,000\,{\frac {\mathrm {bits} }{\mathrm {second} }}\\\equiv {}&1.544\,{\frac {\mathrm {Mbit} }{\mathrm {second} }}\end{aligned}}}$

O DS1 é um circuito full-duplex , transmitindo e recebendo simultaneamente 1,544 Mbit / s .

Sincronização de quadro DS1

A sincronização de quadros é necessária para identificar os intervalos de tempo dentro de cada quadro de 24 canais. A sincronização ocorre pela alocação de um bit de enquadramento, ou 193º. Isso resulta em 8 kbit / s de dados de enquadramento, para cada DS1. Como esse canal de 8 kbit / s é usado pelo equipamento de transmissão como overhead , apenas 1,536 Mbit / s é realmente repassado ao usuário. Dois tipos de esquemas de enquadramento são superquadro (SF) e superquadro estendido (ESF). Um superquadro consiste em doze quadros consecutivos de 193 bits, enquanto um superquadro estendido consiste em vinte e quatro quadros consecutivos de 193 bits de dados. Devido às sequências de bits exclusivas trocadas, os esquemas de enquadramento não são compatíveis entre si. Esses dois tipos de enquadramento (SF e ESF) usam seu canal de enquadramento de 8 kbit / s de maneiras diferentes.

Conectividade e alarmes

Conectividade se refere à capacidade da operadora digital de transportar dados do cliente de uma extremidade à outra. Em alguns casos, a conectividade pode ser perdida em uma direção e mantida na outra. Em todos os casos, o equipamento terminal, ou seja, o equipamento que marca os pontos finais do DS1, define a conexão pela qualidade do padrão de enquadramento recebido.

Alarmes

Os alarmes são normalmente produzidos pelo equipamento terminal receptor quando o enquadramento é comprometido. Existem três estados de sinal de indicação de alarme definidos , identificados por um esquema de cores legado: vermelho, amarelo e azul.

O alarme vermelho indica que o equipamento de alarme não é capaz de recuperar o enquadramento de forma confiável. A corrupção ou perda do sinal produzirá "alarme vermelho". A conectividade foi perdida com o equipamento alarmante. Não há conhecimento de conectividade na extremidade oposta.

O alarme amarelo , também conhecido como indicação de alarme remoto (RAI), indica a recepção de dados ou padrão de enquadramento que relata que a extremidade oposta está em "alarme vermelho". O alarme é executado de forma diferente no enquadramento SF (D4) e ESF (D5). Para sinais de quadro SF, a largura de banda do usuário é manipulada e "o bit dois em cada canal DS0 deve ser zero." A perda resultante de dados de carga útil durante a transmissão de um alarme amarelo é indesejável e foi resolvida em sinais de quadro ESF usando a camada de enlace de dados . "Um padrão repetitivo de 16 bits consistindo em oito 'uns' seguidos por oito 'zeros' deve ser transmitido continuamente no link de dados do ESF, mas pode ser interrompido por um período não superior a 100 ms por interrupção." Ambos os tipos de alarmes são transmitidos durante a condição de alarme, mas por pelo menos um segundo.

O alarme azul , também conhecido como sinal de indicação de alarme (AIS), indica uma interrupção no caminho de comunicação entre o equipamento terminal e os repetidores de linha ou DCS. Se nenhum sinal for recebido pelo equipamento intermediário, ele produzirá um sinal unframed, all-one. O equipamento receptor exibe um “alarme vermelho” e envia o sinal de “alarme amarelo” para o extremo oposto, pois não possui enquadramento, mas nas interfaces intermediárias o equipamento reportará “AIS” ou Sinal de Indicação de Alarme . O AIS também é chamado de "todos uns" por causa dos dados e do padrão de enquadramento.

Esses estados de alarme também são agrupados sob o termo Carrier Group Alarm (CGA). O significado de CGA é que a conectividade na portadora digital falhou. O resultado da condição CGA varia dependendo da função do equipamento. O equipamento de voz normalmente coage os bits roubados para sinalizar a um estado que resultará na extremidade oposta tratando adequadamente da condição, enquanto aplica um estado frequentemente diferente ao equipamento do cliente conectado ao equipamento com alarme. Simultaneamente, os dados do cliente são freqüentemente forçados a um padrão 0x7F, significando uma condição de voltagem zero no equipamento de voz. O equipamento de dados geralmente passa quaisquer dados que possam estar presentes, se houver, deixando para o equipamento do cliente lidar com a condição.

T1 dentro da banda versus T1 PRI

Além disso, para T1s de voz, há dois tipos principais: os chamados T1s "simples" ou Inband e PRI ( Interface de Taxa Primária ). Embora ambos realizem chamadas telefônicas de voz de maneira semelhante, os PRIs são comumente usados ​​em call centers e fornecem não apenas as 23 linhas telefônicas reais utilizáveis ​​(conhecidas como canais "B" para portadora), mas também uma 24ª linha (conhecido como canal "D" para dados) que transporta informações de sinalização de linha . Este canal "D" especial transporta: dados de identificação de chamadas (CID) e identificação automática de número (ANI), tipo de canal necessário (geralmente um B ou canal de portadora), atendimento de chamadas, informações de serviço de identificação de número discado (DNIS), número de canal solicitado e um pedido de resposta.

T1s dentro da banda também são capazes de transportar informações CID e ANI se forem configurados pela operadora enviando DTMF * ANI * DNIS *. No entanto, os PRIs lidam com isso com mais eficiência. Enquanto um T1 dentro da banda aparentemente tem uma ligeira vantagem devido a 24 linhas estarem disponíveis para fazer chamadas (em oposição a um PRI que tem 23), cada canal em um T1 dentro da banda deve realizar sua própria configuração e desmontagem de cada chamada. Um PRI usa o 24º canal como um canal de dados para realizar todas as operações de overhead dos outros 23 canais (incluindo CID e ANI). Embora um T1 dentro da banda tenha 24 canais, o PRI de 23 canais pode configurar mais chamadas mais rapidamente devido ao 24º canal de sinalização dedicado (Canal D).

Antes de o T1 PRI existir, havia o T1 CAS. T1 CAS não é comum hoje, mas ainda existe. CAS é sinalização associada a canal. Também é conhecido como Robbed Bit Signaling. CAS é uma tecnologia com raízes nos anos 60 e anteriores.

Origem do nome

O nome T1 veio da letra da transportadora atribuída pela AT&T à tecnologia em 1957, quando os sistemas digitais foram propostos e desenvolvidos pela primeira vez, a AT&T decidiu pular Q, R, S e usar T, para Divisão de Tempo. O sistema de nomenclatura terminava com a letra T, que designava as redes de fibra. Os sucessores do sistema T1 de redes, chamados T1C, T2, T3 e T4 não foram um sucesso comercial e desapareceram rapidamente, sinais que teriam sido transportados nesses sistemas, chamados DS1, DS2, DS3 e DS4 agora são transportados Infraestrutura de T1.

DS-1 significa "Serviço digital - Nível 1" e tem a ver com o sinal a ser enviado - ao contrário da rede que o entrega (originalmente 24 canais de voz digitalizados no T1). Como a prática de nomear redes terminava com a letra "T", os termos T1 e DS1 tornaram-se sinônimos e abrangem uma infinidade de serviços diferentes, de voz a dados a canais de canal aberto. A velocidade da linha é sempre consistente em 1,544 Mbit / s, mas a carga útil pode variar muito.

Tecnologias alternativas

Fibra escura : Fibra escura refere-se a fibras não utilizadas , disponíveis para uso. A fibra escura esteve, e ainda está, disponível para venda no mercado de atacado para links de área metropolitana e remota, mas pode não estar disponível em todos os mercados ou pares de cidades.

A capacidade da fibra escura é normalmente usada por operadoras de rede para construir redes SONET e DWDM ( dense wavelength division multiplexing ), geralmente envolvendo malhas de anéis de autocura . Agora, ele também é usado por empresas de usuários finais para expandir as redes locais Ethernet , especialmente desde a adoção dos padrões IEEE para Ethernet gigabit e Ethernet 10 Gigabit sobre fibra monomodo. A operação de redes Ethernet entre edifícios separados geograficamente é uma prática conhecida como " eliminação de WAN ".

DS1C é um sinal digital equivalente a dois sinais digitais 1, com bits extras para atender a um padrão de sinalização de 3,152 Mbit / s. Poucas (se houver) dessas capacidades de circuito ainda estão em uso hoje. Nos primórdios da transmissão digital e de dados, a taxa de dados de 3 Mbit / s era usada para conectar computadores mainframe . O lado físico deste circuito é denominado T1C.

Semicondutor

O protocolo T1 / E1 é implementado como uma "unidade de interface de linha" em silício. O chip semicondutor contém um decodificador / codificador, loopbacks, atenuadores de jitter, receptores e drivers. Além disso, geralmente existem várias interfaces e são rotuladas como dual, quad, octal, etc., dependendo do número.

O objetivo principal do chip transceptor é recuperar informações da "linha", ou seja, a linha condutiva que atravessa a distância, recebendo os pulsos e convertendo o sinal que foi submetido a ruído, jitter e outras interferências, em um pulso digital limpo na outra interface do chip.

Veja também

• Multiplexação de escritório central
• Sinal Digital 0
• Sinal Digital 3
• Esquemas de codificação DS1 : B8ZS , HDB3 , AMI
• Código de linha

Notas

Referências

Leitura adicional

• Tudo que você queria saber sobre T1, mas tinha medo de perguntar
• Stone, Alan, "How America Got On-Line: Politics, Markets and the Revolution in Telecommunications", (Taylor & Francis, 1997), ISBN  978-1-5632-4576-3
• Abbate, Janet, "Inventing the Internet", (MIT Press, 1999), ISBN  978-0-2620-1172-3
• PC Magazine , 6 de fevereiro de 1996