Сетевые технологии высокоскоростной передачи данных

Содержание

Слайд 2

Характеристика физических каналов Предложенная нагрузка; Скорость передачи данных; Ёмкость канала связи; Полоса пропускания; Пропускная способность;

Характеристика физических каналов

Предложенная нагрузка;
Скорость передачи данных;
Ёмкость канала связи;
Полоса пропускания;
Пропускная способность;

Слайд 3

Характеристика физических каналов Дуплексный канал; Полудуплексный канал; Симплексный канал.

Характеристика физических каналов

Дуплексный канал;
Полудуплексный канал;
Симплексный канал.

Слайд 4

Сетевая топология A — линия; B — полносвязная; C — звезда;

Сетевая топология

A — линия; B — полносвязная; C — звезда; D

— кольцо; E — шина; F — дерево.
Слайд 5

Адресация узлов сети Уникальный адрес; Групповой адрес; Широковещательный; адрес произвольной рассылки

Адресация узлов сети

Уникальный адрес;
Групповой адрес;
Широковещательный;
адрес произвольной рассылки

Слайд 6

Адресация узлов сети Множество всех адресов, которые являются допустимыми в рамках

Адресация узлов сети

Множество всех адресов, которые являются допустимыми в рамках некоторой

схемы адресации, называется адресным пространством.

Плоская адресация:
МАС-адрес 00:81:00:5е:24:а8
6байт - 2^48 адресов;

Иерархическая адресация:
420111, г. Казань, ул. К. Маркса, д. 10;
+79274383540;
IP-адрес v4 192.168.55.100
32 бита;
IP-адрес v6 fe80:0:0:0:200:f8ff: fe21:67cf
128 бита;

Слайд 7

Протоколы разрешения адресов: Централизованный подход; Распределенный подход Протокол разрешения адресов – ARP Address Resolution Protocol;

Протоколы разрешения адресов:

Централизованный подход;
Распределенный подход Протокол разрешения адресов – ARP Address

Resolution Protocol;
Слайд 8

Коммутация и Маршрутизация: Коммутация; Маршрутизация; Мультиплексирование; Демультиплексирование; Коммутация каналов vs пакетов;

Коммутация и Маршрутизация:

Коммутация;
Маршрутизация;
Мультиплексирование;
Демультиплексирование;
Коммутация каналов vs пакетов;

Слайд 9

Слайд 10

Коммутация каналов: Элементарный канал – это базовая техническая характеристика сети с

Коммутация каналов:

Элементарный канал – это базовая техническая характеристика сети с

коммутацией каналов, представляющая собой некоторое фиксированное в пределах данного типа сетей значение пропускной способности.
Пропускная способность каждой линии связи должна быть кратна целому числу элементарных каналов;
Канал линия связи – Канал единица пропускной способности
Слайд 11

Коммутация пакетов: Коммутация пакетов — способ доступа нескольких абонентов к общей

Коммутация пакетов:

Коммутация пакетов — способ доступа нескольких абонентов к общей

сети— способ доступа нескольких абонентов к общей сети, при котором информация— способ доступа нескольких абонентов к общей сети, при котором информация разделяется на части небольшого размера (так называемые пакеты), которые передаются в сети независимо друг от друга. Узел-приёмник собирает сообщение из пакетов. В таких сетях по одной физической линии связи могут обмениваться данными много узлов.
Дейтаграммный режим – режим индивидуальной коммутации пакетв.
Слайд 12

Основной Цифровой канал E1

Основной Цифровой канал
E1

Слайд 13

Основной Цифровой канал Основной цифровой канал телефонной сети телефонной сети —

Основной Цифровой канал

Основной цифровой канал телефонной сети телефонной сети — 64000 бит/с телефонной

сети — 64000 бит/с. Образуется из следующих соображений. Диапазон частот, в который помещается голос человека, составляет 300—3400 Гц. Для дискретизации по теореме Котельникова необходимо удвоить частоту 3400 Гц, получаем 6800 Гц. Из-за неидеальности фильтров, имеющих полосу расфильтровки, отличную от нуля, частоту дискретизации увеличили до 8000 Гц.
Слайд 14

Импульсно-кодовая модуляция В канал передаётся не сам отсчёт (величина напряжения), а

Импульсно-кодовая модуляция

В канал передаётся не сам отсчёт (величина напряжения), а

двоичная кодовая комбинация, обозначающая его номер. Способ получил название ИКМВ канал передаётся не сам отсчёт (величина напряжения), а двоичная кодовая комбинация, обозначающая его номер. Способ получил название ИКМ. При линейном квантованииВ канал передаётся не сам отсчёт (величина напряжения), а двоичная кодовая комбинация, обозначающая его номер. Способ получил название ИКМ. При линейном квантовании выбирается 2048 разрешённых значений сигнала (без учёта знака). С учётом знака имеем 4096 разрешённых значения, при этом кодовая комбинация состоит из 12 разрядов. Это число можно сократить, проведя операцию компандирования сигнала. После неё у сигнала остаётся 128 разрешённых значений (без учёта знака), а с учётом знака — 256 .
Тогда кодовая комбинация будет состоять из 8 разрядов, и заметного снижения качества речи не произойдёт в силу особенностей человеческого слуха. В итоге получается 8000 × 8 = 64000 бит/с. Канал используется как основной в плезиохронной цифровой иерархии.
Слайд 15

ИКМ Импульсно- кодовая модуляция

ИКМ
Импульсно-
кодовая модуляция

Слайд 16

ИКМ Импульсно- кодовая модуляция 1 sample -> 1 byte -> 8 bit

ИКМ
Импульсно-
кодовая модуляция

1 sample -> 1 byte -> 8 bit

Слайд 17

Импульсно-кодовая модуляция Дифференциальная (или дельта) импульсно-кодовая модуляция (ДИКМ, DPCM) — кодирует

Импульсно-кодовая модуляция

Дифференциальная (или дельта) импульсно-кодовая модуляция (ДИКМ, DPCM) — кодирует сигнал

в виде разности между текущим и предыдущим значением. Для звуковых данных такой тип модуляции уменьшает требуемое количество бит на отсчёт примерно на 25 %.
Адаптивная ДИКМ (АДИКМ, ADPCM) — разновидность ДИКМ, в которой изменяется величина шага квантования, что позволяет ещё больше уменьшить требования к полосе пропускания при заданном соотношении сигнала и шума.
Слайд 18

Импульсно-кодовая модуляция G.711 — это ITU-T — это ITU-T стандарт для

Импульсно-кодовая модуляция

G.711 — это ITU-T — это ITU-T стандарт для аудио компандирования —

это ITU-T стандарт для аудио компандирования. В основном используется в телефонии. Впервые был представлен в 1972 году
G.711 — стандарт для представления 8-ми битной компрессии ИКМ голосаG.711 — стандарт для представления 8-ми битной компрессии ИКМ голоса с частотой дискретизации 8000 кадров/секунду и 8 bit/кадр. Таким образом, G.711 кодекG.711 — стандарт для представления 8-ми битной компрессии ИКМ голоса с частотой дискретизации 8000 кадров/секунду и 8 bit/кадр. Таким образом, G.711 кодек создаёт потокG.711 — стандарт для представления 8-ми битной компрессии ИКМ голоса с частотой дискретизации 8000 кадров/секунду и 8 bit/кадр. Таким образом, G.711 кодек создаёт поток 64 kbit/s — ОЦК (Основной цифровой канал).
Cуществуют два основных алгоритма, представленных в стандарте, μ-lawCуществуют два основных алгоритма, представленных в стандарте, μ-law (используется в Северной АмерикеCуществуют два основных алгоритма, представленных в стандарте, μ-law (используется в Северной Америке и ЯпонииCуществуют два основных алгоритма, представленных в стандарте, μ-law (используется в Северной Америке и Японии) и A-lawCуществуют два основных алгоритма, представленных в стандарте, μ-law (используется в Северной Америке и Японии) и A-law (используется в Европе и в остальном мире).
Слайд 19

A-law алгоритм In Europe, A=87,7 A-law алгоритм: µ-law алгоритм: где μ

A-law алгоритм

In Europe, A=87,7

A-law алгоритм:

µ-law алгоритм:

где μ = 255 (8

бит) для стран Северной Америки и Японии.

The µ-law algorithm provides a slightly larger dynamic range than the A-law at the cost of worse proportional distortion for small signals. By convention, A-law is used for an international connection if at least one country uses it.

Слайд 20

Импульсно-кодовая модуляция G.711, A-law, μ-law Оба алгоритма являются логарифмическими, но более

Импульсно-кодовая модуляция
G.711, A-law, μ-law

Оба алгоритма являются логарифмическими, но более поздний

A-law был изначально предназначен для компьютерной обработки процессов. Стандарт также определяет последовательность кодов, соответствующих уровню сигнала 0 dB.
Оба алгоритма являются логарифмическими, но более поздний A-law был изначально предназначен для компьютерной обработки процессов. Стандарт также определяет последовательность кодов, соответствующих уровню сигнала 0 dB.
Слайд 21

A-law алгоритм G.711 Принцип кодирования схож с кодированием чисел с плавающей

A-law алгоритм G.711

Принцип кодирования схож с кодированием чисел с плавающей запятойПринцип

кодирования схож с кодированием чисел с плавающей запятой. Каждый семпл кодируется в 8-битноеПринцип кодирования схож с кодированием чисел с плавающей запятой. Каждый семпл кодируется в 8-битное поле. Старший бит — бит знака, следующие 3 бита — беззнаковая экспонентаПринцип кодирования схож с кодированием чисел с плавающей запятой. Каждый семпл кодируется в 8-битное поле. Старший бит — бит знака, следующие 3 бита — беззнаковая экспонента, последние 4 — мантисса. Таким образом из используемых 16 бит, только 12 бит содержат значащую информацию, а 4 бита из 16 иногда отбрасываются.
На выходе получаем 8 битную последовательность, кодирующую один голосовой отсчёт.
Слайд 22

HDB3 код двуполярная высокоплотная схема Тоже что и AMI, только кодирование

HDB3 код
двуполярная высокоплотная схема

Тоже что и AMI, только кодирование последовательностей из

четырех нулей заменяется на код
-V, 0, 0, -V или
+V, 0, 0, +V
в зависимости от предыдущей фазы сигнала.

Alternate Mark Inversion - инверсия чередованием знака

Слайд 23

Основной Цифровой канал цифровой поток E1

Основной Цифровой канал
цифровой поток E1

Слайд 24

Цифровой поток E1 Е1 — это цифровой поток передачи данных, соответствующий

Цифровой поток E1

Е1 — это цифровой поток передачи данных, соответствующий первичному уровню

европейского стандарта иерархии PDH — это цифровой поток передачи данных, соответствующий первичному уровню европейского стандарта иерархии PDH. В отличие от американской T1, E1 имеет 30 B-каналов каждый по 64 кбит/сек для голоса или данных и 2 канала для сигнализации (30B+D+H) — один для синхронизации оконечного оборудования — содержит кодовые синхрослова и биты сигнализации, другой для передачи данных об устанавливаемых соединениях. Общая пропускная способность E1 = 2048 кбит/c (2 Мбит/с).
Слайд 25

Основной Цифровой канал E1 Основные рабочие характеристики интерфейса ITU-T G.703. :

Основной Цифровой канал E1
Основные рабочие характеристики интерфейса ITU-T G.703. :
- Номинальная

битовая скорость 2048 кбит/c
- Схема кодирования HDB3 (двуполярная высокоплотная схема)
- Отдельные линии приема и передачи:
- По одному коаксиальному кабелю на прием и передачу (cопротивление = 75 Ом)
- По одной симметричной витой паре на прием и передачу (cопротивление = 120 Ом)
Слайд 26

Формат кадров E1 Каждый кадр E1 содержит 256 бит, разделенных на

Формат кадров E1
Каждый кадр E1 содержит 256 бит, разделенных на 32

временных интервала (тайм-слота) по восемь бит в каждом и содержащих передаваемые данные. Скорость передачи составляет 8 000 кадров в секунду и, следовательно, для каждого канала данных (тайм-слота) обеспечивается полоса 64 кбит/с. Число доступных пользователю тайм-слотов составляет от 0 до 31, в зависимости от сигнализации, чаще всего 30 (временной интервал 0 зарезервирован для служебной информации, временной интервал 16 рекомендован, но не обязателен для служебной информации). Соответственно для передачи данных, голоса, могут использоваться слоты с 1 по 31.
Слайд 27

Формат кадра E1 (30B+D+H)

Формат кадра E1 (30B+D+H)

Слайд 28

E-carrier

E-carrier

Слайд 29

Формат кадра E1 (30B+D+H) В мультикадре E1 используется Цикловой синхросигнал -

Формат кадра E1 (30B+D+H)

В мультикадре E1 используется Цикловой синхросигнал - передается

только в четных кадров.
В нечетных кадрах второй бит имеет значение «1».
Слайд 30

CRC-4 обеспечивает контроль ошибок с помощью четырех битов Ci, которые соответствуют

CRC-4 обеспечивает контроль ошибок с помощью четырех битов Ci, которые соответствуют

предыдущему суб-сверхциклу. Если приемник обнаруживает ошибки, он устанавливает бит Е - указатель ошибки.
"001011" последовательность используется для синхронизации субсверхцикла.
Слайд 31

Формат кадра E1 (30B+D+H) Мультиплексор А вычисляет и записывает код CRC.

Формат кадра E1 (30B+D+H)

Мультиплексор А вычисляет и записывает код CRC. Мультиплексор

B считывает и проверяет код. Когда появляется ошибка на 2 Мбит кадр, мультиплексор B указывает на проблему с помощью E-бита в кадре, который движется в направлении мультиплексор А.
Слайд 32

Формат кадра E1 (30B+D+H) S – запасные биты. Специального назначения не

Формат кадра E1 (30B+D+H)

S – запасные биты. Специального назначения не определены

стандартом. Могут использоваться для служебного канала со скоростью 4 кбит/с.
Слайд 33

Формат кадра E1 (30B+D+H) А – Сигнал индикации аварийного состояния используется

Формат кадра E1 (30B+D+H)

А – Сигнал индикации аварийного состояния используется для

отправки тревоги на удаленный конец, чтобы указать о потере цикловой синхронизации, ошибке по питанию, потере входящего сигнала, потеря кадров, ошибке кодера / декодера, высокой вероятности ошибок более 10^-3
Слайд 34

Сетевой уровень E1 Сообщения о неисправностях системы

Сетевой уровень E1

Сообщения о неисправностях системы

Слайд 35

Сообщения о неисправности E1

Сообщения о неисправности E1

Слайд 36

Сообщения о неисправности E1

Сообщения о неисправности E1

Слайд 37

Формат кадра E1 При использовании соканальной сигнализации каждому каналу соответствует ассоциированный

Формат кадра E1

При использовании соканальной сигнализации каждому каналу соответствует ассоциированный с

ним 2 кбит/с сигнальный канал (abcd) в 16 Таймслоте.
Также имеется сверхцикловой синхросигнал «0000», S-биты, А- аварийный бит, используемые в мультифреймовой сигнализации.