мультиплексоры - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему мультиплексоры. Доклад-сообщение содержит 72 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Мультиплексоры

Слайд 2

Описание слайда:

Структура глобальной сети и ее базовые компоненты Сеть состоит из абонентских узлов, физических линий для передачи данных, модемной аппаратуры, обеспечивающей передачу данных по физическим линиям и коммутационной аппаратуры.

Слайд 3

Описание слайда:

Физические линии могут использовать кабели из множества витых пар, коаксиальные провода, оптоволокно, радиорелейные линии и, наконец, спутниковые каналы. По сути, все они представляют среду для переноса данных

Слайд 4

Описание слайда:

Структура глобальной компьютерной сети передачи данных

Слайд 5

Описание слайда:

POTS [plain old telephone service] обычная телефонная сеть; простая старая телефонная система [point of termination station] телефонная станция.

Слайд 6

Описание слайда:

PBX сокр. от Private Branch eXchange телефонная система для частного пользования

Слайд 7

Описание слайда:

Коммутационная аппаратура обеспечивает важные функции в сетях – с ее помощью производится коммутация каналов и маршрутизация данных как между различными сегментами сетей, так и между абонентами. Мультиплексор является одним из видов такого телекоммуникационного оборудования

Слайд 8

Описание слайда:

Методы коммутации в любой сети применяется какой-либо способ коммутации абонентов, который обеспечивает доступность имеющихся физических каналов одновременно для нескольких сеансов связи между абонентами

Слайд 9

Описание слайда:

Существуют три принципиально различные схемы коммутации абонентов в сетях:  Коммутация каналов  Коммутация пакетов  Коммутация сообщений

Слайд 10

Описание слайда:

Сети с коммутацией каналов ведут свое происхождение от первых телефонных сетей. Именно их мы и будем рассматривать в настоящей лекции.

Слайд 11

Описание слайда:

Как сети с коммутацией каналов, так и сети с коммутацией пакетов можно разделить на два класса по другому признаку – на сети с динамической коммутацией и сети с постоянной коммутацией.

Слайд 12

Описание слайда:

сети с динамической коммутацией сеть разрешает устанавливать соединение по инициативе пользователя на время сеанса. Соединение устанавливается пользователем

Слайд 13

Описание слайда:

сети с постоянной коммутацией В сети позволяется заказать соединение на длительный период времени. Соединение устанавливается не пользователем , а персоналом, обслуживающим сеть. Время на которое устанавливается постоянная коммутация может исчисляется месяцами.

Слайд 14

Описание слайда:

Режим постоянной коммутации в сети с коммутацией каналов часто называется сервисом выделенных или арендуемых каналов.

Слайд 15

Описание слайда:

Следующим важным понятием, используемым при рассмотрении процессов передачи данных в глобальных сетях, является мультиплексирование или уплотнение данных

Слайд 16

Описание слайда:

Мультиплексирование процесс уплотнения и передачи двух или более сигналов (каналов) через один и тот же тракт(физическую линию) без взаимного влияния.

Слайд 17

Описание слайда:

Это достигается разделением сигналов во времени или по частоте, или с помощью кодирования сигнала таким образом, чтобы его мог принимать только назначенный получатель.

Слайд 18

Описание слайда:

Мультиплексирование данных в телефонных сетях Первые сети передачи данных использовались в телефонной связи. Для того, чтобы обеспечить трансляцию и переадресацию соединений абонентов от одной АТС на другую использовался принцип уплотнения каналов, так чтобы по одной сигнальной паре в кабеле, соединяющем две АТС, можно было передавать несколько телефонных каналов.

Слайд 19

Описание слайда:

Структура телефонной сети

Слайд 20

Описание слайда:

Частотный дипазон телефонного канала ограничен в полосе 300 –3400Гц. Для качественной передачи музыкального сигнала этой полосы явно не достаточно. Но для узнавания по тембру голоса абонента, а также для разборчивой передачи шипящих звуков - вполне достаточна.

Слайд 21

Описание слайда:

Для оцифровки телефонного канала по теореме Котельникова достаточно обеспечивать выборку на двойной максимальной частоте. Максимальная частота выбрана –4Кгц. В итоге получаем частоту дискретизации – 8Кгц.

Слайд 22

Описание слайда:

Интервал дискретизации для 8кГц – период 125мкс. Каждый отсчет, производимый с частотой выборки, имеет разрядность 8бит Если использовать обычный 8-ми разрядный АЦП с равномерным поразрядным кодированием, то качество восстановленного сигнала будет неудовлетворительное. Расширение разрядной сетки АЦП до 12-13 разрядов для получения нормального качества речи приводит к расширению полосы.

Слайд 23

Описание слайда:

Логарифмирование при использовании тех же 8 разрядов позволяет обеспечить субъективное качество на уровне 12-13 разрядного линейного кодирования

Слайд 24

Описание слайда:

Кривая логарифмической функции выбрана специальной формы и учитывает специфику речевого сигнала. Функция получена экспериментальным путем и ее параметры жестко регламентированы в соответствующих документах ITU-T

Слайд 25

Описание слайда:

существуют две практически равноценные логарифмические функции А - law в Европе и mu –law в Америке

Слайд 26

Описание слайда:

В итоге получаем частотную полосу для последовательного цифрового сигнала, который способен адекватно переносить телефонный спектр от 300 до 3400ГЦ -> 8кГц х 8бит = 64 кбит\с

Слайд 27

$В США используется полоса 56Кбит\с - из полосы 64 кбит\с можно украсть еще 8кбит\с незаметно для уха, а съэкономленные биты использовать для...$

Описание слайда:

В США используется полоса 56Кбит\с - из полосы 64 кбит\с можно украсть еще 8кбит\с незаметно для уха, а съэкономленные биты использовать для организации служебного канала

Слайд 28

Описание слайда:

Уплотнение с частотным разделением каналов FDM Метод уплотнения с частотным разделением каналов (FDM –frequency division multiplexing) широко использовался для аналоговых магистральных линий.

Слайд 29

Описание слайда:

Уплотнение с частотным разделением каналов - первичная группа каналов была регламентирована ITU-T и состоит из двенадцати каналов с полосой 4КГц каждый

Слайд 30

Описание слайда:

В качестве несущей для каждого канала использовались 12 кварцевых генераторов стабильной частоты, разнесенных друг от друга на 4КГц.

Слайд 31

Описание слайда:

Первичная группа каналов FDM

Слайд 32

Описание слайда:

Сигналы в каждом канале модулированы по амплитуде. Весь сигнал первичной группы занимает полосу 60 –108 КГц. Этот диапазон выбран потому, что в этой полосе кабель имеет почти плоскую АЧХ

Слайд 33

Описание слайда:

Недостатки системы FDM высокая стоимость и сложность аппаратуры, малая помехоустойчивость, междуканальные помехи (прослушивание переговоров по соседним каналам), недостаточное использование рабочей частотной полосы кабеля. Несмотря на недостатки, аппаратура с частотным уплотнением до сих пор используется не только в нашей стране, но и за рубежом.

Слайд 34

Описание слайда:

интерфейс V.35 впервые был рекомендован для использования в FDM модемах. Сами FDM модемы были в дальнейшем вытеснены TDM модемами, а интерфейс V.35 остался и долгое время считается стандартным цифровым интерфейсом для большинства видов телекоммуникационного оборудования

Слайд 35

$Уплотнение с временным разделением цифровых каналов 64 кбит\с TDM Для того, чтобы не было потерь при передаче цифровых сигналов, период кадра...$

Описание слайда:

Уплотнение с временным разделением цифровых каналов 64 кбит\с TDM Для того, чтобы не было потерь при передаче цифровых сигналов, период кадра мультиплексирования был выбран равным периоду квантования – 125 мкс

Слайд 36

Описание слайда:

При использовании тактовой частоты 2048КГц в данном временном промежутке можно уложить 32 канала. В системе с временным употнением телефонных каналов используются временные тайм-слоты (TS –time slots) или каналы с нумерацией от TS0 до TS31.

Слайд 37

Описание слайда:

Не все каналы служат для передачи информации телефонных каналов. Необходимы служебные метки для синхронизации начала кадра. Эта метка расположена в нулевом тайм-слоте и содержит специальные кодовые комбинации, которые используются в приемнике для обнаружения и идентификации начала кадра.

Слайд 38

Описание слайда:

Структура кадра Е1

Слайд 39

Описание слайда:

Мультиплексоры Мультиплексоры являются одним из видов связной аппаратуры, предназначенной для образования высокоскоростных цифровых каналов при построении глобальных компьютерных сетей.

Слайд 40

Описание слайда:

Появление и эволюция мультиплексоров Цифровая аппаратура мультиплексирования и коммутации была разработана в конце 60-х годов компанией AT&T для решения проблемы связи крупных коммутаторов телефонных сетей между собой. Каналы с частотным уплотнением, применяемые до этого на участках АТС-АТС, исчерпали свои возможности по организации высокоскоростной многоканальной связи по одному кабелю.

Слайд 41

Описание слайда:

появилась новая технология - работающая на принципе разделения канала по времени - TDM. Физический уровень международного варианта технологии определяется стандартом G.703, названием которого обозначается тип интерфейса подключаемого к каналу Е1. Американский вариант интерфейса носит название Т1.

Слайд 42

Описание слайда:

С одной стороны мультиплексор имеет модемный интерфейс (канал Е1, один и более) предназначенный для передачи данных на значительные расстояния, от 1.5 до 2.0 км, а с другой - в нем имеются пользовательские интерфейсы для подключения терминального оборудования.

Слайд 43

$Терминальное оборудование делит между собой полосу пропускания линейного интерфейса. Такой канал называется дробным (fractional) каналом Е1 (Т1)....$

Описание слайда:

Терминальное оборудование делит между собой полосу пропускания линейного интерфейса. Такой канал называется дробным (fractional) каналом Е1 (Т1). Пользователю каждого терминального оборудования может отводится определенное число тайм-слотов линейного канала мультиплексора. Аппаратура канала, образуемая мультиплексорами абсолютна прозрачна для пользователя.

Слайд 44

$В первое время мультиплексоры образовывали составные каналы на долговременной основе, и пользователь мог арендовать несколько каналов 64Кбит\с...$

Описание слайда:

В первое время мультиплексоры образовывали составные каналы на долговременной основе, и пользователь мог арендовать несколько каналов 64Кбит\с (56кбит\с) в канале Е1(Т1). При этом абонент не мог влиять на процесс коммутации этого канала.

Слайд 45

Описание слайда:

Гибкие мультиплексоры

Слайд 46

Описание слайда:

В дальнейшем были разработаны мультиплексоры, которые обеспечивали гибкую схему мультиплексирования потоков с разными скоростями, позволяющие вставлять (insert) и извлекать (drop) пользовательскую информацию для любого уровня скорости, не демультиплексируя весь поток.

Слайд 47

Описание слайда:

Современные мультиплексоры способны принимать данные от нескольких терминальных устройств, каждое из которых может передавать данные на разных скоростях. При этом потоки могут быть как синхронными, так и асинхронными.

Слайд 48

Описание слайда:

В качестве терминального оборудования к мультиплексору могут быть подключены : персональный компьютер, маршрутизатор, телефонный FXS или FXO канал, а также мост для локальной сети Ethernet. Подключение терминального оборудования производится через цифровые интерфейсы мультиплексора.

Слайд 49

Описание слайда:

Гибкий мультиплексор ГМ-2 фирмы «ЗЕЛОС»

Слайд 50

Описание слайда:

Архитектура гибкого мультиплексора ГМ-2

Слайд 51

Описание слайда:

Мультиплексор ГМ-2 обеспечивает: коммутацию между последовательными потоками данных как в синхронном, так и в асинхронном режимах для различных физических интерфейсов

Слайд 52

Описание слайда:

в том числе:  выделение и вставку тайм-слотов n x 64 кбит из потока Е1 2048 кбит/с в цифровой канал 64 .. 1984 кбит/с (порт 1),  взаимную переадресацию тайм-слотов 64 кбит/с между двумя потоками данных Е1 (кросс - коннект),  режим инверсного мультиплексора для транспортировки битовых потоков со скоростями до 3968 кбит\с ,  трансляцию выделенных тайм-слотов через UTP Ethernet Bridge 10Мбит\с трансляцию выделенных тайм-слотов из потоков 2048 кбит/с в асинхронный канал порта 2.

Слайд 53

Описание слайда:

Структура потоков данных в мультиплексоре ГМ-2

Слайд 54

Описание слайда:

Физический уровень Е1 Физическая линия Е1 – дуплексная и симметричная. Оба канала идентичны и полностью независимы. Скорости передачи по каждой паре – одинаковы 2048кбит\с.

Слайд 55

Описание слайда:

Методы кодирования линейных сигналов AMI и HDB3 Для кодирования линейных сигналов в тракте сопряжения Е1 использу.тся биполярные коды AMI (Alternate Mark Inversion - попеременная инверсия сигнала Лог.1 при передаче) или HDB3(High Density Bipolar 3).

Слайд 56

Описание слайда:

Временные диаграммы линейного кодирования HDB3 и AMI

Слайд 57

Описание слайда:

В отличие от кодеров и декодеров AMI, в которых кодирование производится «на лету», для реализации процессов кодирования и декодирования HDB3 кода используется временная задержка на 4 разряда данных.

Слайд 58

Описание слайда:

последовательные потоки данных приемника (передатчика) проходят через последовательный буфер на 4 разряда, дешифратором с параллельных выходов буфера выделяются коды, подлежащие подмене. При подмене учитывается предыстория процесса. В выходной 4-х разрядный регистр переписывается или код оригинала, или шаблон подмены.

Слайд 59

Описание слайда:

Основные положения стандарта сопряжения Е1 Передача информации в соответствии со стандартом Е1 базируется на определенной системе временного разделения последовательного битового потока для передачи служебной информации и данных.

Слайд 60

Описание слайда:

Временные диграммы передатчика трансивера Е1

Слайд 61

$Основной фрейм стандарта Е1 имеет длину 256 бит и передается с частотой 8Кгц. Суммарная скорость передачи -2048Кбит\сек. разделяется на 32 канальных...$

Описание слайда:

Основной фрейм стандарта Е1 имеет длину 256 бит и передается с частотой 8Кгц. Суммарная скорость передачи -2048Кбит\сек. разделяется на 32 канальных временных интервала с номерами от 0 до 31. Длина каждого временного интервала составляет 8 бит, при этом старший разряд передается первым. Одному временному интервалу (тайм - слоту) соответствует скорость передачи 64 Кбит/с.

Слайд 62

Описание слайда:

Нулевой временной интервал тракта Е1 отводится для синхронизации (синфазирования) основного фрейма и мультифрейма, а также для передачи информации, связанной с техническим обслуживанием канала. Временной интервал 16 выделяется для сигнализации. Остальные 30 временных интервалов называются каналами и используются для передачи ИКМ разговорных или цифровых данных.

Слайд 63

Описание слайда:

Синхронизация и синфазирование основного фрейма Нулевой временной интервал каждого основного фрейма выделяется для кадровой синхронизации и мультикадрового фазирования. В позиции нулевого интервала поочередно передается или сигнал фреймовой синхронизации (FAS = Frame Alignment Signal), или сигнал нефреймовой синхронизации (NFAS = Non-Frame Alignment Signal).

Слайд 64

Описание слайда:

Схема защиты линейных цепей тракта Е1 В соответствии с рекомендациями ETS 300 046-3 и ITU K17-K20 входные цепи интерфейса Е1 должны содержать элементы защиты, гарантирующие безопасную и надежную работу оборудования при возникновении перенапряжения в линейном кабеле из-за короткого замыкания с сетевым кабелем, или в результате воздействия ударов молнии.

Слайд 65

Описание слайда:

Первой ступенью защиты является использование предохранительных резисторов с положительным температурным коэффициентом (РТС)- позисторов. Резисторы, стоящие последовательно в каждой входной линейной цепи приемника и передатчика, обеспечивают ограничение тока при возникновении перенапряжения в этих цепях в результате замыкания сигнальных линий интерфейсного кабеля и сетевого кабеля.

Слайд 66

Описание слайда:

Сопротивление предохранительных резисторов в нормальном состоянии составляет от 4 до 7 Ом. При увеличении напряжения происходит нагрев резистора и резко возрастает его сопротивление, которое и ограничивает ток проходящий во входных цепях интерфейса.

Слайд 67

Описание слайда:

Наличие такой защиты обусловлено требованиями Bellcore 1089, FCC Part 68 и UL1489 для телекоммуникационной аппаратуры.

Слайд 68

Описание слайда:

Следующий защитный элемент - газовый разрядник. Он предназначен для защиты входных цепей интерфейса от пробоя, который может произойти из-за повышенной разницы потенциалов между проводами кабеля и вторичными цепями интерфейса, развязанных от линии через изолирующий трансформатор.

Слайд 69

Описание слайда:

Газоразрядный предохранитель имеет напряжение пробоя 70 - 90 В. Газоразрядник обеспечивает достаточное быстродействие и выдерживает токовую перегрузку.

Слайд 70

Описание слайда:

Следующая ступень защиты - быстродействующие ограничители напряжения на входных обмотках изолирующего трансформатора. В мультиплексоре используются твердотельные защитные элементы - TVS - диодные структуры.

Слайд 71

Описание слайда:

Принцип действия такого прибора аналогичен работе тиристора. Напряжение пробоя структуры -6В. Прибор неполярный и позволяет ограничивать напряжение импульсных помех любой полярности. Структура TVS -диода имеет достаточно малую емкость - не более 50 пФ, что обеспечивает отсутствие искажения полезного сигнала.