Чем отличается поток е1 от ethernet
В современных условиях стала явной тенденция к увеличению IP-трафика в сетях операторов. В связи с этим, операторы с ранее развитой структурой сетей PDH/SDH стараются снизить эксплуатационные издержки, но в тоже время предложить полный перечень высокоскоростных услуг.
При наличии свободных каналов E1/E3/STM-1 и STM-4 операторы фактически могут решать любые задачи связанные с предоставлением широкого спектра современных услуг. Более того преимущество получают операторы с развитой структурой сетей PDH/SDH, так как основная задача, которую им необходимо решить, это выбрать оборудование для последней мили, которое позволит реализовать все необходимые сервисы на основе уже имеющейся транспортной сети.
Рассмотрим решения основных задач с применением конверторов российской компании QTECH.
В наше время корпоративные пользователи стремятся построить собственную сеть либо получить гарантированную услугу от одного оператора. Если офисы находятся в одном городе, то можно рассматривать оба варианта, но, если офисы находятся в разных городах, то оптимальным решением становится аренда каналов у межрегиональных операторов.
Предположим, стоит задача объединить два офиса в разных городах с использованием каналов nxE1. Задачу можно решить с помощью двух инверсных мультиплексоров QFC-P8S1AR-A или пары модульных вариантов QFC-P8M1DR-A. Использование пары модульных или сочетания QFC-P8S1AR-A и QFC-P8M1DR-A инверсных мультиплексоров позволяет строить управляемые из системы управления конфигурации.
Использование восьми каналов E1 позволяет получить скорость Ethernet близкую к 16 Мбит/сек. Это позволит организовать подключение удаленного офиса к центральной УПАТС так и к серверам, на которых установлены корпоративные базы данных.
Плюсом подобного решение является защита передаваемой информации. Достигается это за счет изоляции Ethernet трафика от глобальной сети.
География компаний может быть достаточно широкой, представительства могут быть удалены на тысячи километров либо они могут быть представлены большим количеством. Это правило также касается и государственных структур, в которых идет интенсивный обмен данными. В этом случае задача может решаться с помощью конверторов QFC-P1M1DR-A, QFC-P4M1DR-A, и при необходимости организации более широких по полосе пропускания каналов - QFC-P8M1DR-A, устанавливаемых в шасси QBM-PR16A на центральном узле либо в центральном офисе и аналогичных конверторах, устанавливаемых в удаленных офисах.
Использование данной схемы позволяет организовывать каналы Ethernet со скоростью близкой к 2, 8 и 16 Мбит/сек. Это позволяет решать поставленные задачи, легко выбирая необходимую скорость, в зависимости от потребностей в каждом из офисов.
В свою очередь, шасси QBM-PR16A позволит решать и другие задачи. Например, подключение к сети оператора либо подключение удаленных офисов по оптоволокну, дальнейшее подключение новых офисов и т.д. (с использованием других модулей производства компании)
Вышеуказанная задача имеет еще одно решение с использованием агрегатора QFC-P16S8AR-A, а также конверторов QFC-P1M1DR-A, и инверсных мультиплексоров QFC-P4S1AR-A, QFC-P8S1AR-A.
В данном случае QFC-P16S8AR-A используется в качестве узлового оборудования в топологии точка-многоточка и занимает 1U.
Подобная задача может решаться с подключением через каналы E3. В этом случае потребуется использование конверторов QFC-PE3M1DR.
Столь широкий набор оборудования позволяет решать любые задачи по объединению удаленных филиалов либо учреждений. Например, использование шасси QBM-PR16A позволит использовать каналы E1 и E3 в зависимости от потребностей, т.е. оптимизировать эксплуатационные издержки и получить необходимые сервисы на требуемых скоростях.
Использование конверторов QTECH открывает широкие возможности по интернетизации сельских школ, поселков и т.д. Предположим, что существует сеть PDH, с помощью которой подключаются удаленные сельские УПАТС и в этой сети существуют свободные каналы E1. В этом случае мы можем реализовать следующую схему.
Реализация данной схемы позволяет в кротчайшие сроки и с минимальными затратами организовать подключение к сети Интернет удаленных объектов используя часть потоков E1 для организации телефонии, а оставшуюся часть потоков для Ethernet. В качестве решения последней мили выступают IP DSLAM и ADSL-модемы.
Вышеуказанная схема имеет еще одно решение с использованием агрегатора QFC-PS1GAP2R1-A, который подключается к транспортной сети SDH с помощью интерфейса STM-1 (channelized STM-1) . В качестве оконечных устройств выступают конверторы интерфейсов и инверсные мультиплексоры на 4 и 8 потоков Е1, подключаемые по стандартным потокам E1.
В условиях активного перехода к сетям Metro Ethernet и при наличии развитых сетей SDH, часто возникают задачи по объединению пакетных сетей. Самая распространенная задача это получение внешнего канала для городской либо районной сети.
Данную задачу можно решить с помощью конверторов QFC-PS1ARS4-GE, которые позволяют организовать передачу Fast либо Gigabit Ethernet в каналах STM-1 либо STM-4.
Если в сети несколько сегментов и для каждого можно организовать точку входа в сеть SDH, то конверторы позволяют реализовать топологию точка-многоточка.
NStor | ООО "Нстор" | Комплексные поставки и интеграция интеллектуального оборудования для бизнеса, предприятий, образования, торговли: по обработке, хранению, передаче и презентации данных, автоматизации торговли и производства.
Данная информация не является публичной офертой, определяемой положениями статей 435,437 Гражданского Кодекса РФ
Кто-то считает, что это очевидные вещи, другие скажут, что скучная и ненужная теория. Тем не менее на собеседованиях периодически можно услышать подобные вопросы. Мое мнение: о том, о чем ниже пойдет речь, нужно знать всем, кому приходится брать в руки «обжимку» 8P8C (этот разъем обычно ошибочно называют RJ-45). На академическую глубину не претендую, воздержусь от формул и таблиц, так же за бортом оставим линейное кодирование. Речь пойдет в основном о медных проводах, не об оптике, т.к. они шире распространены в быту.
Технология Ethernet описывает сразу два нижних уровня модели OSI. Физический и канальный. Дальше будем говорить только о физическом, т.е. о том, как передаются биты между двумя соседними устройствами.
Технология Ethernet — часть богатого наследия исследовательского центра Xerox PARC. Ранние версии Ethernet использовали в качестве среды передачи коаксиальный кабель, но со временем он был полностью вытеснен оптоволокном и витой парой. Однако важно понимать, что применение коаксиального кабеля во многом определило принципы работы Ethernet. Дело в том, что коаксиальный кабель — разделяемая среда передачи. Важная особенность разделяемой среды: ее могут использовать одновременно несколько интерфейсов, но передавать в каждый момент времени должен только один. С помощью коаксиального кабеля можно соединит не только 2 компьютера между собой, но и более двух, без применения активного оборудования. Такая топология называется шина. Однако если хотябы два узла на одной шине начнут одновременно передавать информацию, то их сигналы наложатся друг на друга и приемники других узлов ничего не разберут. Такая ситуация называется коллизией, а часть сети, узлы в которой конкурируют за общую среду передачи — доменом коллизий. Для того чтоб распознать коллизию, передающий узел постоянно наблюдает за сигналов в среде и если собственный передаваемый сигнал отличается от наблюдаемого — фиксируется коллизия. В этом случае все узлы перестают передавать и возобновляют передачу через случайный промежуток времени.
Диаметр коллизионного домена и минимальный размер кадра
Таким образом чем больше потенциальный размер сегмента сети, тем больше накладных расходов уходит на передачу порций данных маленького размера. Разработчикам технологии Ethernet пришлось искать золотую середину между двумя этими параметрами, и минимальным размером кадра была установлена величина 64 байта.
Витая пара и дуплексный режим рабты
Витая пара в качестве среды передачи отличается от коаксиального кабеля тем, что может соединять только два узла и использует разделенные среды для передачи информации в разных направлениях. Одна пара используется для передачи (1,2 контакты, как правило оранжевый и бело-оранжевый провода) и одна пара для приема (3,6 контакты, как правило зеленый и бело-зеленый провода). На активном сетевом оборудовании наоборот. Не трудно заметить, что пропущена центральная пара контактов: 4, 5. Эту пару специально оставили свободной, если в ту же розетку вставить RJ11, то он займет как раз свободные контакты. Таким образом можно использовать один кабели и одну розетку, для LAN и, например, телефона. Пары в кабеле выбраны таким образом, чтоб свести к минимуму взаимное влияние сигналов друг на друга и улучшить качество связи. Провода одной пару свиты между собой для того, чтоб влияние внешних помех на оба провода в паре было примерно одинаковым.
Для соединения двух однотипных устройств, к примеру двух компьютеров, используется так называемый кроссовер-кабель(crossover), в котором одна пара соединяет контакты 1,2 одной стороны и 3,6 другой, а вторая наоборот: 3,6 контакты одной стороны и 1,2 другой. Это нужно для того, чтоб соединить приемник с передатчиком, если использовать прямой кабель, то получится приемник-приемник, передатчик-передатчик. Хотя сейчас это имеет значение только если работать с каким-то архаичным оборудованием, т.к. почти всё современное оборудование поддерживает Auto-MDIX — технология позволяющая интерфейсу автоматически определять на какой паре прием, а на какой передача.
Возникает вопрос: откуда берется ограничение на длину сегмента у Ethernet по витой паре, если нет разделяемой среды? Всё дело в том, первые сети построенные на витой паре использовали концентраторы. Концентратор (иначе говоря многовходовый повторитель) — устройство имеющее несколько портов Ethernet и транслирующее полученный пакет во все порты кроме того, с которого этот пакет пришел. Таким образом если концентратор начинал принимать сигналы сразу с двух портов, то он не знал, что транслировать в остальные порты, это была коллизия. То же касалось и первых Ethernet-сетей использующих оптику (10Base-FL).
Зачем же тогда использовать 4х-парный кабель, если из 4х пар используются только две? Резонный вопрос, и вот несколько причин для того, чтобы делать это:
- 4х-парный кабель механически более надежен чем 2х-парный.
- 4х-парный кабель не придется менять при переходе на Gigabit Ethernet или 100BaseT4, использующие уже все 4 пары
- Если перебита одна пара, можно вместо нее использовать свободную и не перекладывать кабель
- Возможность использовать технологию Power over ethernet
Не смотря на это на практике часто используют 2х-парный кабель, подключают сразу 2 компьютера по одному 4х-парному, либо используют свободные пары для подключения телефона.
Gigabit Ethernet
В отличии от своих предшественников Gigabit Ethernet всегда использует для передачи одновременно все 4 пары. Причем сразу в двух направлениях. Кроме того информация кодируется не двумя уровнями как обычно (0 и 1), а четырьмя (00,01,10,11). Т.е. уровень напряжения в каждый конкретный момент кодирует не один, а сразу два бита. Это сделано для того, чтоб снизить частоту модуляции с 250 МГц до 125 МГц. Кроме того добавлен пятый уровень, для создания избыточности кода. Он делает возможной коррекцию ошибок на приеме. Такой вид кодирования называется пятиуровневым импульсно-амплитудным кодированием (PAM-5). Кроме того, для того, чтоб использовать все пары одновременно для приема и передачи сетевой адаптер вычитает из общего сигнала собственный переданный сигнал, чтоб получить сигнал переданный другой стороной. Таким образом реализуется полнодуплексный режим по одному каналу.
Дальше — больше
10 Gigabit Ethernet уже во всю используется провайдерами, но в SOHO сегменте не применяется, т.к. судя по всему там вполне хватает Gigabit Ethernet. 10GBE качестве среды распространения использует одно- и многомодовое волокно, с или без уплотнением по длине волны, медные кабели с разъемом InfiniBand а так же витую пару в стандарте 10GBASE-T или IEEE 802.3an-2006.
40-гигабитный Ethernet (или 40GbE) и 100-гигабитный Ethernet (или 100GbE). Разработка этих стандартов была закончена в июле 2010 года. В настоящий момент ведущие производители сетевого оборудования, такие как Cisco, Juniper Networks и Huawei уже заняты разработкой и выпуском первых маршрутизаторов поддерживающих эти технологии.
В заключении стоит упомянуть о перспективной технологии Terabit Ethernet. Боб Меткалф, создатель предположил, что технология будет разработана к 2015 году, и так же сказал:
Чтобы реализовать Ethernet 1 ТБит/с, необходимо преодолеть множество ограничений, включая 1550-нанометровые лазеры и модуляцию с частотой 15 ГГц. Для будущей сети нужны новые схемы модуляции, а также новое оптоволокно, новые лазеры, в общем, все новое
UPD: Спасибо хабраюзеру Nickel3000, что подсказал, про то что разъем, который я всю жизнь называл RJ45 на самом деле 8P8C.
UPD2:: Спасибо пользователю Wott, что объяснил, почему используются контакты 1,2,3 и 6.
В ходе изучения Цифровых систем передачи, а так же по рекомендации наставника, дабы лучше разобраться в изучаемом материале и разложить всё по полочкам, я постараюсь объяснить этот материал Вам, если это у меня получится, то можно считать, что я его усвоил хорошо. Надеюсь Вам будет интересно.
В статье расскажу кратко о ЦСП и особенностях их построения, ПЦИ(PDH) и более подробно о потоке Е1 и его структуре.
Цифровые системы передачи
Особенности построения цифровых систем передачи
Ни для кого не будет новостью, что основной тенденцией развития телекоммуникаций во всем мире является цифровизация сетей связи, предусматривающая построение сети на базе цифровых методов передачи и коммутации. Это объясняется следующими существенными преимуществами цифровых методов передачи перед аналоговыми:
Высокая помехоустойчивость.
- Слабая зависимость качества передачи от длины линии связи.
- Стабильность параметров каналов ЦСП.
- Эффективность использования пропускной способности каналов для передачи дискретных сигналов.
- Возможность построения цифровой сети связи.
- Высокие технико-экономические показатели.
Требования к ЦСП определены в рекомендациях ITU-T серии G, так же в этой рекомендации представлено два типа иерархий ЦСП: плезиохронная цифровая иерархия (ПЦИ) и синхронная цифровая иерархия (СЦИ). Первичным сигналом для всех типов ЦСП является цифровой поток со скоростью передачи 64 Кбит/с, называемый основном цифровом каналом (ОЦК)[зарубежные источники: Basic Digital Circuit(BDC)], на Хабре уже рассказывалось о том как происходит оцифровка каналов ТЧ в этой статье. Для объединения сигналов ОЦК в групповые высокоскоростные цифровые сигналы используется принцип временного разделения каналов (ВРК)[зарубежные источники: Time Division Multiply Access (TDMA), или Time Division Multiplexing (TDM)].
Плезиохронная цифровая иерархия
Появившаяся исторически первой плезиохронная цифровая иерархия (ПЦИ) [зарубежные источники: Plesiochronous Digital Hierarchy(PDH)] имеет европейскую, северо-американскую и японскую разновидности.
Уровень иерархии | Европа | Северная Америка | Япония | |||
| Скорость Мбит/с | Коэфф. Мультиплекс. | Скорость Мбит/с | Коэфф. Мультиплекс. | Скорость Мбит/с | Коэфф. Мультиплекс. |
0 | 0,064 | - | 0,064 | - | 0,064 | - |
1 | 2,048 | 30 | 1,554 | 24 | 1,554 | 24 |
2 | 8,448 | 4 | 6,312 | 4 | 6,312 | 4 |
3 | 34,368 | 4 | 44,736 | 7 | 32,064 | 5 |
4 | 139,264 | 4 | - | - | 97,728 | 3 |
Для цифровых потоков ПЦИ применяют соответствующие обозначения, для северо-американской — T, японской — J(DS), европейской — E. Цифровые потоки первого уровня обозначаются соответственно Т1, E1, J1 второго Т2, Е2, J2 и т.д…
К использованию на сетях связи РФ принята европейская ПЦИ.
На сети связи РФ эксплуатируются ЦСП ПЦИ отечественного и зарубежного производства. Отечественные системы носят название ЦСП с ИКМ (цифровые системы передачи с импульсно-кодовой модуляцией). Вместо уровня иерархии в обозначении системы указывается число информационных ОЦК данной системы. Так, ЦСП первого уровня иерархии обозначается ИКМ-30, второго — ИКМ-120 и т.д.
Основные принципы синхронизации
- Сонаправленный интерфейс: по отдельным линиям ведётся дополнительная передача тактовых сигналов;
- Противонаправленный интерфейс: один блок (контролирующий) задает другому (подчиненному) рабочую тактовую частоту;
- Интерфейс с централизованным задатчиком (задающим генератором): задающий генератор выполняет тактирование всех узлов оборудования.
Поток Е1
Структура потока Е1.
- Неструктурированный (нет разделения на канальные интервалы КИ [зарубежные источники: Time Slot], логическая структура не выделяется; поток данных со скоростью 2048Kбит/с); используется при передаче данных;
- Поток с цикловой структурой (выделяются канальные интервалы, но сигналы управления и взаимодействия (СУВ) не передаются) – ИКМ-31;
- Поток со сверхцикловой структурой (выделяют и цикловую, и сверхцикловую структуру) – ИКМ-30.
Контроль ошибок передачи
Для контроля ошибок передачи используется первый бит нулевого канального интервала.
Содержимое первого бита КИ0 в различных подциклах.
Физический уровень модель OSI в ПЦИ
- Е0 – симметричная пара (120 Ом);
- Е1 – коаксиальный кабель (75 Ом) или симметричная пара (120 Ом);
- E2, Е3, E4 – коаксиальный кабель (75 Ом).
- Е0 – AMI;
- E1, E2, Е3 – HDB3;
- Е4 – CMI.
Маска импульса физического интерфейса потока 2048 Кбит/с.
На этом я считаю можно остановиться. Всем спасибо за внимание, надеюсь Вам было интересно. Подписывайтесь, ставьте лайки. В статье я попытался изложить как можно больше информации в как можно более простом виде(не знаю удалось ли мне) не ныряя слишком глубоко в подробности структур ЦСП и в частности потока Е1.
Если статья понравится то в дальнейшем могу попробывать написать такую же про синхронную цифровую иерархию (СЦИ) [зарубежные источники: Synchronous Digital Hierarchy(SDH)] и синхронный транспортный модуль (СТМ) [зарубежные источники: Synchronous Transport Module(STM)] — STM-1.
Литература
Технологии измерений первичной сети — И.Г. Бакланов;
Современные высокоскоростные цифровые телекоммуникационные системы — В.Н. Гордиенко.
UPD:Немного дополнил статью англоязычными терминами и аббревиатурами.
И насколько я понимаю, Е1 - это просто физический канал связи. Типа ADSL'а и phy+mac ethernet'а .
Ну а дальше поверх него что идёт? Можете расписать типичную схему «вот приходит к нам E1 от оператора в комп с астером», схему «вот приходит к нам Е1, но там и телефоны E1 и интернеты», схему «вот есть у нас SHDSL-модем но там и телефоны E1 и интернеты», схему «вот есть у нас ISDN-модем но там и телефоны E1 и интернеты»
Описывать как-то так: Физический E1 (витуха и карты) -> Логический Е1 (кадры) -> ISDN (что он делает) -> ещё что-то -> SS7 (что делает, конкретный уровень SS7?) -> SS7 (что делает, конкретный уровень SS7?) -> а вот тут сами данные о вызове или поток голоса.
Я так понял, что дальше может идти ISDN (вообще какая-то невнятная лажа, непонятно, зачем нужная), причём ISDN может работать как поверх PRI (E1/T1), так и поверх BRI (обрубок от технологии E1, как я понял).
Но и это ещё не всё: MAC-уровень E1 может капсулироваться в ethernet (TDMoE), IP, ATM (например, в SHDSL/ADSL-модемах) и в чёрта лысого. Также и наоборот: ethernet, ATM, IP, ISDN и другие могут капсулироваться/работать поверх в E1.
Также не совсем понятно, где во всей этой ситуации у нас голосовой трафик (я так понял, тут SS7) используется, но непонятно, используется ли ISDN или нет.
Мало того, мне не совсем понятно, какую роль на себя берёт ISDN. Везде крайне расплывчато написано.
ну считай для простоты что e1 поток это шоссе в 32 полосы, не важно в какую сторону едут машины. но к сожалению машина на полосе может быть одна.
а теперь представь что это шоссе в россии, ездят по российскому(вернее европейскому) ПДД (euro-isdn), а гдето далеко ездят по их ПДД (national)
а еще бывает не общественная шоссе, там свои правила, например qsig.
но общее в этих шоссе в том, что на каждом шоссе есть свой инспектор ГИБДД. (управляющий канал связи)
но бывают очень крутые инспекторы ГИБДД, которые отвечают за несколько шоссе одновременно (очень крутые ребята SS7, по русски ОКС-7).
и еще ккупи себе циско и начни читать циско мануалы по isdn. очень рекомендую ccna voice.
Всем привет. Сегодня мы продолжим цикл статей про мультиплексирование и разберемся с тем, что такое цифровой поток E 1, как он формируется и какую структуру он имеет.
В двух прошлых статьях мы с Вами обсуждали, что такое мультиплексирование (мультиплексор) и что такое ОЦК. И в этих статьях мы говорили о том, что мультиплексор занимается объединением сигналов более низкого уровня иерархии в сигналы более высокого уровня иерархии. Так вот, ОЦК - это у нас сигнал, если так можно выразиться, самого низкого уровня иерархии. Взяв определенное количество таких ОЦК и объединив их, при помощи мультиплексора, мы сможем получить структуру более высокого уровня иерархии. В том случае если с помощью специализированного мультиплексора мы объединим 32 ОЦК, то получим на выходе, в качестве структуры более высокого уровня иерархии, цифровой поток E 1. А мультиплексор, выполнивший такое объединение, будет называться первичным мультиплексором.
Как мы сказали выше, поток E 1 формируется из каналов пропускной способностью 64 Кбит/ c , а следовательно его пропускная способность равна 2048 Кбит/ c или 2 Мбит/ c . Но, к сожалению, не все каналы потока E 1 можно задействовать для передаче информации, в потоке E1 находиться 30 каналов для передачи голоса и данных (напоминаем - 64 кбит/с каждый), и 2 канала, задействованных для передачи служебной информации. Один канал используется для передачи данных об устанавливаемых соединениях, другой – для синхронизации оконечного оборудования. Стоит отметить, что ряд мультиплексоров (в зависимости от целей использования потока) позволяет задействовать 31 канала для загрузки полезной нагрузкой, и использовать только один канал для служебных целей.
Каналы потока E 1, так же называют канальными интервалами или просто КИ. КИ1-15 и КИ17-31 используются для передачи данных и голоса. В них могут быть упакованы каналы ТЧ, каналы передачи данных технологии Ethernet , абонентские входящие и исходящие телефонные комплекты ( FXS , FXO ). КИ0 и КИ 16 используются в служебных целях.
Обратите внимание, что в цифровом потоке E 1 каналы разделяются по времени. И передаются в порядке их нумерации. Весь цикл передачи 32 КИ занимает 125 мкс. То есть сначала передается порция информация из КИ 1, потом из КИ2. КИ31, затем процесс повторяется. Об этом мы подробнее поговорим в следующих статьях о PDH .
Читайте также: