6.1.1 T线路基础

作者: 王达 出处:电子工业出版社 　2007-07-06 14:51　   砖    好    评论  条 　进入论坛

阅读提示：本章着重要理解的是T1和E1线路的几种编码方式及DDN网络的基本网络结构、主要网络设备和用户接入方式。本节是T线路基础。

6.1.1  T线路基础
要理解T线路，就不得不对TDM（Time-Division Multiplexing，时分复用）技术有所了解。在没有TDM技术之前，用户一旦需要从网络服务商那里得到某种端到端的服务就需要专门申请一条线路来部署网络。很明显，这是不合算的。因为这种端到端的服务通常是按传输距离计费的，而不是按实际使用的网络带宽来收费的。但采用了TDM技术之后，就没有这么麻烦了。只要用户在以前与对应网络服务商建立了端到端的专用线路，下次在需要其他服务时，就不必另外配置端到端的网络链路了，因为它可以直接复用在原来的专用线路中，如图6-1所示。

图6-1  时分复用基本原理

这其实就是共享线路，即“复用”的意义，也就是T线路的技术所在。而TDM则可以把复用在一条线路的多条业务链路以时间段为单位轮流分配给不同的业务使用，通常在业务不是很繁忙，或者业务流量不是很大的情况下，对各业务的影响是非常小的，特别是对非实时的业务，如数据查询、文件浏览、数据传输等。它节省了用户大笔的网络接入费用，因此受到了用户的青睐。
T线路是专用线路，用户使用前必须向网络服务提供商（NSP，一般是电信公司）申请。用户首先从电信局在每个地点之间租用一条专用线路，然后安装管理这些地点间的分组通信流动的交换设备。它之所以被称为专用网，是因为用户的设备直接控制着每个租用线路地点的通信情况。与此相反，分组交换技术，例如，帧中继、交换式多兆位数据服务（SMDS）和异步传输模式（ATM），在散列技术的支持下，提供任何地点对任何地点的连接。这时，一个分组是一个完整的、被编址的数据包，它被转发通过分组交换散列网络上的中继器，直到抵达它的目的地。
1．T线路级别划分
在T线路中，根据数据速率和信道的多少，可划分为T1、T2、T3这3级，也就是TDM复用级别。不过在正式介绍以上3种复用级别前，还要对一种被称为“标准数字服务速率”的术语有所了解。因为以上3种复用级别就是根据这个标准数字服务速率来划分的。
标准数字服务速率称为“DS0”，它的速率为64Kbps，相当于ISDN中的一个B信道速率。随后的速率名称分为DS1、DS2、DS3、DS4等，它们将分别与两种标准下的TDM复用级别有着一定的对应关系。表6-1标出了欧洲标准和国际标准中的TDM复用级别划分。注意两种标准划分的标准和级别标注都不一样。
表6-1  两种T级别速率比较
 以上列出的各级别线路所包含的DS0标准信道数仅指可用于数据传输的那部分，在实际的线路中，往往除了用于数据传输的信道外，还会有一些用于控制、同步之类的信道。如T1中除了24个DS0信道外，还有一个8Kbps同步道。而在E1中，除了可用于数据传输的30个DS0信道外，还有两个64Kbps的信道分别用于信令控制和同步。其他的线路也类似。
在以上T级别中，最通用的T1数字租用电路服务，它提供的带宽为1.544Mbps。部分T1是一种允许用户不用全部租用T1线路的服务。它提供24个64Kbps带宽的信道，其中，用户可以根据自己的需要选择租用线路的数目。它可产生1.536Mbps的带宽。另外，需要8Kbps用作同步开销，所以总共是1.544Mbps。
T2不对公众提供服务。它是一种内部载波描述，等价于4条T1线路（6.3Mbps）。
T3等价于28条T1线路，可以提供44.736Mbps的总带宽。这种服务最早是用于微波站点间进行传输的。部分T3是一种允许用户不用全部租用T3线路的服务。他们可以根据自己的需要选择具体租用线路的数目。
T4也不常用，它等于6倍T3线路速率，等于274.176Mbps。
以上几个T级别的关系为：T2=4T1，T3=14T2，T4=6T3。
T电信线路通常是以按月付费的原则进行租用的，并且包括初装费用。这些线路的距离决定了它们的费用，特别是它们跨越了LATA间的边界，并且包含了两家或多家电信局的情况。T1通常是每公里的价格加上每月的服务收费。用户可以利用分组交换服务建造虚拟网络，并可避免使用昂贵的长途T1线路。在多数连接到分组交换服务的情况仍然需要T1或其数字服务，但是这时干线的距离很短，并且用户可以从交换网络中受益。然而，一些用户仍将需要T1、T3服务提供的专用和专用线路服务，特别是在两个点之间需要传送较大通信量的时候。
2．T1线路
一般的电话线路是模拟线路，传送的是模拟信号，模拟信号在传送到电话局后，编码设备会用脉冲编码调制（PCM）技术对模拟语音信号进行数字化处理，编码器每秒钟数据采样8 000次，之后数字信号在电话局之间传输。
我们知道声波传输是波的形式，所谓数字采样就是将一个波形分成若干个块，每个块有一个函数数值，就是坐标系中的点，把这些点连起来就是函数曲线了。每一个语音信道采用8位插值采样，24个语音信道加上一个数据分帧位（用于标识帧的结束和下一帧的开始），总共8×24+1=193bit，构成一个帧。因为每秒钟采样8000次，也就是说每秒钟产生8 000个帧，那么每秒钟速率就是193×8 000/1 000 000=1.544Mbps。这就是T1线路速率，24个信道中的23个信道用于数据传输，1个信道用于信令控制。标准T1（即DS1）帧如图6-2所示。其中包括24个时隙，即24个语音信道，另加一个分帧位，共193bit。

图6-2  标准T1帧格式

T1线路是一种可调节的电话线路，这意味着为减少噪声，在用户和电信局的线路中，每隔很近的间隔就需要安装一个信号再生器。T1连接在用户的地点是由双绞线开始的。这些双绞线连接到由电信公司建立的调节线路上。为将一个局域网（LAN）连接到一条T1线路，将需要下列设备。
 信道服务部件（CSU）
CSU是T1线路的第一个连接点设备，能够把局域网（LAN）通信系统的数据帧转化成适合广域网使用的数据帧，或反向转化。CSU向广域网线路发送或从该线路接收信号，并从该单元的两边都提供一个电干扰屏蔽，还能够返回电话公司用于检测的回送信号。
 数据服务部件（DSU）
数据服务单元（DSU）也是一种设备，能够对电信线路进行保护与故障诊断。DSU和CSU连接。它将LAN信号转换成T1信号的格式。DSU管理着线路控制功能，并介于局域网上的 RS-232C、RS-449或V.35数据帧和T1线路上的时分复用 （TDM）数据帧之间转换输入与输出。DSU 控制着定时误差和信号的刷新，在作为数据终端设备（DTE）的计算机与CSU之间提供类似于调制解调器的连接。
这两种设备典型的应用就是组合成一个独立的单元，实际上就是组合成一个既复杂又昂贵的调制解调器。就以信道服务单元（CSU）/数据服务单元（DSU）的使用为例。首先需要从电话公司或 ISP 为企业租赁一条数据线路（可能为 T1、T3 或部分T1/T3 线），然后在用户终端安装 CSU/DSU，而同时在电话公司或 ISP 的终端安装 CSU/DSU。通常，CSU和DSU是集成在一个设备中，如图6-3所示。一般来说，CSU/DSU的数据接口符合V.35、RS-530、V.36/RS-422和X.21规范；E1接口符合ITU的G.703、G.704、G.706、G.732和G.823规范。

图6-3  两款CSU/DSU设备

 多路选择器
为将多个音频或数据信道装入一条单一数字线路提供了一条途径。
 网桥或路由器
为局域网和T1线路之间提供了连接点。
在以上设备中，CSU/DSU是T1线路的关键，但通常集成在一个设备中。它产生可以在T1干线上传输的数字信号。如果是在一个LATA内连接，就只包括本地电信局（LEC），但是在LATA间的连接将使情况复杂化。需要与本地和远程LEC相联系，以及和长途电信局（IXC）相联系。而且，长途连接的两端，每个LATA的本地回路，都需要单独付费。
音频和数据都可以多路复用到T1线路的24个信道上。在这种配置中，一个公司可以租用一条T1线路，在其公司的多个地点之间传输数据并为频繁的音频呼叫提供信道。音频数字化，每秒采样8 000次，每个采样用8位数值来表示，这样每个音频呼叫需要64Kbps的带宽。
使用T1，本地电信局在一个特定的地理区域，就像每个网络的集线器（HUB）那样提供服务。在由这家电信局提供服务的这个区域（通常是一个城市区域）内的不同公司地点的网络，被连接到由这个电信局提供的集线器上。本地电信局在局部访问和传输区域内进行操作，LATA（本地访问传输区域）等价于一个电话区域代码覆盖的地理区域。如果T1线路需要与位于另外LATA的地点进行连接，就必须包括这个本地电信局、远方的另一地点的电信局及能够提供长途连接的长途电信局（Interexchange Carrier）。
T1线路可以满足超过X.25分组交换网络，或56Kbps数字数据服务（DDS）的带宽需求。另外，它有能力在同一条线路上对音频进行多路复用，并降低电话呼叫费用，这一能力也促使这种线路的使用得到迅速普及。然而，租用专用线路是有限制的。第一个限制是它们是租用的，并且需要较高的初装费。其次，带宽是固定的，这就不适用于局域网瞬间增大的通信量。用户可能会发现，除了在高峰传输时间，他们所付的带宽费用通常没有被利用，而到高峰期却没有足够的带宽。但建造专用网又是一条过于昂贵的途径，特别是和帧中继服务相比较时情况更是如此。

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