Portadora T

Por que T1Edit

Os sistemas existentes de portadora de multiplexação por divisão de frequência funcionaram bem para conexões entre cidades distantes, mas exigiam moduladores, demoduladores e filtros caros para cada canal de voz. Para conexões dentro das áreas metropolitanas, a Bell Labs, no final dos anos 1950, buscava equipamentos terminais mais baratos. A modulação por código de pulso permitiu o compartilhamento de um codificador e decodificador entre vários troncos de voz, de modo que esse método foi escolhido para o sistema T1 introduzido em uso local em 1961. Nas décadas posteriores, o custo da eletrônica digital diminuiu a ponto de um codec individual por voz canal tornou-se comum, mas a essa altura as outras vantagens da transmissão digital já haviam se consolidado.

O legado mais comum desse sistema são as velocidades de taxa de linha. “T1” agora significa qualquer circuito de dados que funciona na taxa de linha original de 1,544 Mbit / s. Originalmente, o formato T1 transportava 24 sinais de voz modulados por código de pulso e multiplexados por divisão de tempo, cada um codificado em fluxos de 64 kbit / s, deixando 8 kbit / s de informação de enquadramento que facilita a sincronização e desmultiplexação no receptor. Os canais do circuito T2 e T3 transportam vários canais T1 multiplexados, resultando em taxas de transmissão de 6,312 e 44,736 Mbit / s, respectivamente. Uma linha T3 compreende 28 linhas T1, cada uma operando a uma taxa de sinalização total de 1,544 Mbit / s. É possível obter uma linha T3 fracionada, ou seja, uma linha T3 com algumas das 28 linhas desligadas, resultando em uma taxa de transferência mais lenta, mas normalmente a um custo reduzido.

Supostamente, a taxa de 1,544 Mbit / s foi escolhido porque os testes feitos pela AT & T Long Lines em Chicago foram conduzidos no subsolo. O local de teste era típico da Bell System fora da fábrica da época, pois, para acomodar as bobinas de carregamento, as câmaras de inspeção dos cabos estavam fisicamente a 2.000 metros (6.600 pés) de distância, o que determinava o espaçamento do repetidor. A taxa de bits ideal foi escolhida empiricamente – a capacidade foi aumentada até que a taxa de falha se tornasse inaceitável e, em seguida, reduzida para deixar uma margem. O companding permitiu um desempenho de áudio aceitável com apenas sete bits por amostra PCM neste sistema T1 / D1 original. Os bancos de canais D3 e D4 posteriores tinham um formato de quadro estendido, permitindo oito bits por amostra, reduzidos a sete a cada seis amostras ou quadro quando um bit era “roubado” para sinalizar o estado do canal. O padrão não permite uma amostra totalmente zero, o que produziria uma longa sequência de zeros binários e faria com que os repetidores perdessem a sincronização de bits. No entanto, ao transportar dados (Comutado 56), pode haver longas sequências de zeros, então um bit por amostra é definido como “1” (bit 7) deixando 7 bits × 8.000 quadros por segundo para os dados.

Uma compreensão mais detalhada de como a taxa de 1,544 Mbit / s foi dividida em canais é a seguinte. (Esta explicação ignora as comunicações de voz T1 e trata principalmente dos números envolvidos.) Dado que a banda de voz nominal do sistema telefônico (incluindo banda de guarda) é de 4.000 Hz, a taxa de amostragem digital necessária é de 8.000 Hz (consulte a taxa de Nyquist). Como cada quadro T1 contém 1 byte de dados de voz para cada um dos 24 canais, esse sistema precisa de 8.000 quadros por segundo para manter esses 24 canais de voz simultâneos. Como cada quadro de um T1 tem 193 bits de comprimento (24 canais × 8 bits por canal + 1 bit de enquadramento = 193 bits), 8.000 quadros por segundo são multiplicados por 193 bits para produzir uma taxa de transferência de 1,544 Mbit / s (8.000 × 193 = 1.544.000).

FundamentalsEdit

Inicialmente, T1 usou Alternate Mark Inversion (AMI) para reduzir a largura de banda de frequência e eliminar o componente DC do sinal. Mais tarde, o B8ZS se tornou uma prática comum. Para AMI, cada pulso de marca tinha a polaridade oposta do anterior e cada espaço estava no nível zero, resultando em um sinal de três níveis que, entretanto, carregava apenas dados binários. Os sistemas britânicos de 23 canais semelhantes a 1.536 megabaud na década de 1970 foram equipados com repetidores de sinal ternários, em antecipação ao uso de um código 3B2T ou 4B3T para aumentar o número de canais de voz no futuro, mas na década de 1980 os sistemas foram meramente substituídos por padrões europeus . As operadoras T americanas só podiam funcionar no modo AMI ou B8ZS.

O sinal AMI ou B8ZS permitia uma medição de taxa de erro simples. O banco D no escritório central pode detectar um bit com a polaridade errada ou “violação de bipolaridade” e soar um alarme. Sistemas posteriores podiam contar o número de violações e resignificações e de outra forma medir a qualidade do sinal e permitir um sistema de sinal de indicação de alarme mais sofisticado.

A decisão de usar um quadro de 193 bits foi tomada em 1958. Para permitir o identificação de bits de informação dentro de um quadro, duas alternativas foram consideradas. Atribua (a) apenas um bit extra ou (b) oito bits adicionais por quadro. A escolha de 8 bits é mais limpa, resultando em um quadro de 200 bits, 25 canais de 8 bits, dos quais 24 são de tráfego e um canal de 8 bits disponível para operações, administração e manutenção (OA & M).AT & T escolheu o único bit por quadro não para reduzir a taxa de bits necessária (1,544 vs 1,6 Mbit / s), mas porque AT & T Marketing se preocupava com o fato de que “se 8 bits fossem escolhidos para a função OA & M, alguém tentaria vendê-lo como um canal de voz e você acabaria sem nada.”

Logo após o sucesso comercial do T1 em 1962, a equipe de engenharia do T1 percebeu o erro de ter apenas um bit para atender à crescente demanda por funções de limpeza. Eles solicitaram que o gerenciamento da AT & T mudasse para o enquadramento de 8 bits. Isto foi totalmente rejeitado porque tornaria os sistemas instalados obsoletos.

Tendo isto em retrospectiva, cerca de dez anos depois, a CEPT escolheu oito bits para enquadrar o E1 europeu, embora, como temido, o canal extra seja por vezes apropriado para voz ou dados.