T-carrier

Waarom T1Edit

Bestaande frequentie-multiplex-draaggolfsystemen werkten goed voor verbindingen tussen verre steden, maar vereisten dure modulatoren, demodulatoren en filters voor elk spraakkanaal. Voor verbindingen binnen grootstedelijke gebieden zocht Bell Labs eind jaren vijftig naar goedkopere eindapparatuur. Pulscodemodulatie maakte het mogelijk om een coder en decoder te delen tussen verschillende stemlijnen, dus deze methode werd gekozen voor het T1-systeem dat in 1961 voor lokaal gebruik werd geïntroduceerd. In latere decennia daalden de kosten van digitale elektronica tot het punt dat een individuele codec per stem kanaal werd gemeengoed, maar tegen die tijd waren de andere voordelen van digitale transmissie verankerd.

De meest voorkomende erfenis van dit systeem zijn de lijnsnelheidssnelheden. “T1” betekent nu elk datacircuit dat werkt met de oorspronkelijke lijnsnelheid van 1.544 Mbit / s. Oorspronkelijk droeg het T1-formaat 24 pulscode-gemoduleerde, tijdverdeelde gemultiplexte spraaksignalen, elk gecodeerd in 64 kbit / s-stromen, waardoor 8 kbit / s aan framing-informatie overbleef die de synchronisatie en demultiplexing bij de ontvanger vergemakkelijkt. De T2- en T3-circuitkanalen dragen meerdere T1-kanalen gemultiplexed, resulterend in transmissiesnelheden van respectievelijk 6,312 en 44,736 Mbit / s. Een T3-lijn omvat 28 T1-lijnen, die elk werken met een totale signaalsnelheid van 1,544 Mbit / s. Het is mogelijk om een fractionele T3-lijn te krijgen, dat wil zeggen een T3-lijn met een aantal van de 28 lijnen uitgeschakeld, wat resulteert in een langzamere overdrachtssnelheid, maar doorgaans tegen lagere kosten.

Vermoedelijk is de snelheid van 1.544 Mbit / s is gekozen omdat tests uitgevoerd door AT & T Long Lines in Chicago ondergronds werden uitgevoerd. De testlocatie was typerend voor Bell System buiten de fabriek van die tijd, omdat de mangaten van de kabelkluis fysiek 2000 meter (6600 voet) uit elkaar lagen om de laadspoelen te herbergen, wat de afstand tussen de repeater bepaalde. De optimale bitsnelheid werd empirisch gekozen – de capaciteit werd verhoogd totdat het uitvalpercentage onaanvaardbaar was, en vervolgens verlaagd om een marge over te laten. Companding maakte acceptabele audioprestaties mogelijk met slechts zeven bits per PCM-sample in dit originele T1 / D1-systeem. De latere D3- en D4-kanaalbanken hadden een uitgebreid frameformaat, waardoor acht bits per sample mogelijk waren, teruggebracht tot zeven per zesde sample of frame wanneer één bit werd “beroofd” voor het signaleren van de toestand van het kanaal. De standaard staat geen steekproef met alle nullen toe die een lange reeks binaire nullen zou produceren en ervoor zou zorgen dat de repeaters bitsynchronisatie verliezen. Bij het dragen van gegevens (Switched 56) kunnen er echter lange reeksen nullen zijn, dus één bit per sample wordt ingesteld op “1” (jam bit 7), waardoor 7 bits × 8000 frames per seconde overblijven voor gegevens.

Een meer gedetailleerd begrip van hoe de snelheid van 1.544 Mbit / s werd verdeeld in kanalen is als volgt. (Deze uitleg verdoezelt T1-spraakcommunicatie en heeft voornamelijk betrekking op de betrokken nummers.) Aangezien de nominale spraakband van het telefoonsysteem (inclusief bewakingsband) 4.000 Hz is, is de vereiste digitale bemonsteringsfrequentie 8.000 Hz (zie Nyquist-frequentie). Aangezien elk T1-frame 1 byte aan spraakgegevens bevat voor elk van de 24 kanalen, heeft dat systeem dan 8000 frames per seconde nodig om die 24 gelijktijdige spraakkanalen te behouden. Omdat elk frame van een T1 193 bits lang is (24 kanalen x 8 bits per kanaal + 1 framebit = 193 bits), worden 8000 frames per seconde vermenigvuldigd met 193 bits om een overdrachtssnelheid van 1,544 Mbit / s (8.000 × 193 = 1.544.000).

FundamentalsEdit

Aanvankelijk gebruikte T1 Alternate Mark Inversion (AMI) om de frequentiebandbreedte te verminderen en de DC-component van het signaal te elimineren. Later werd B8ZS een gangbare praktijk. Voor AMI had elke markeringspuls de tegenovergestelde polariteit van de vorige en was elke spatie op het niveau nul, wat resulteerde in een signaal met drie niveaus dat echter alleen binaire gegevens droeg. Vergelijkbare Britse 23-kanaalssystemen van 1.536 megabaud in de jaren zeventig waren uitgerust met ternaire signaalversterkers, in afwachting van het gebruik van een 3B2T- of 4B3T-code om het aantal spraakkanalen in de toekomst te vergroten, maar in de jaren tachtig werden de systemen slechts vervangen door Europese standaardkanalen. . Amerikaanse T-dragers konden alleen in AMI- of B8ZS-modus werken.

Het AMI- of B8ZS-signaal maakte een eenvoudige meting van het foutpercentage mogelijk. De D-bank in het hoofdkantoor zou een bit met de verkeerde polariteit of “bipolariteitsovertreding” kunnen detecteren en een alarm kunnen laten afgaan. Latere systemen konden het aantal overtredingen en reframes tellen en anders de signaalkwaliteit meten en een meer geavanceerd alarmindicatiesignaalsysteem mogelijk maken.

De beslissing om een 193-bits frame te gebruiken werd genomen in 1958. Om de identificatie van informatiebits binnen een frame, werden twee alternatieven overwogen. Wijs (a) slechts één extra bit toe, of (b) acht extra bits per frame. De 8-bits keuze is overzichtelijker, wat resulteert in een 200-bits frame, vijfentwintig 8-bits kanalen, waarvan 24 verkeer en één 8-bits kanaal beschikbaar voor bewerkingen, beheer en onderhoud (OA & M).AT & T koos de enkele bit per frame niet om de vereiste bitsnelheid te verlagen (1,544 versus 1,6 Mbit / s), maar omdat AT & T Marketing maakte zich zorgen dat “als 8 bits werden gekozen voor OA & M-functie, iemand dit dan zou proberen te verkopen als een spraakkanaal en je zou eindigen met niets.”

Kort na het commerciële succes van T1 in 1962, realiseerde het technische team van T1 zich de fout om maar één bit te hebben om aan de toenemende vraag naar huishoudelijke functies te voldoen. Ze verzochten het AT & T-management om over te schakelen naar 8-bit framing. Dit werd ronduit afgewezen omdat het geïnstalleerde systemen overbodig zou maken.

Nu we dit achteraf hebben bekeken, koos CEPT ongeveer tien jaar later acht bits voor het framen van de Europese E1, hoewel, zoals gevreesd, het extra kanaal soms wordt toegeëigend voor spraak of data.