Что такое мультиплекс в цифровом телевидении: В Великом Новгороде доступен второй мультиплекс цифрового ТВ!

Мультиплексирование потоков в процессах

Как мы отметили в начале раздела 12.2, потоки параллельной программы обычно реализуются поверх одного или нескольких процессов , предоставляемых операционная система. С одной стороны, мы могли бы использовать отдельный процесс ОС для каждого потока; с другой стороны, мы могли бы мультиплексировать все потоки программы поверх одного процесса.На суперкомпьютере с отдельным процессором для каждой параллельной деятельности или на языке, в котором потоки являются относительно тяжелыми абстракциями (долгоживущими и создаются десятками, а не тысячами), крайность одного процесса на поток часто бывает приемлемо. Говоря простым языком на однопроцессорном компьютере, крайнее значение «все потоки на одном процессе» может быть приемлемым. Многие языковые реализации используют промежуточный подход с потенциально очень большим количеством потоков, выполняемых поверх некоторого меньшего количества процессов (см.рисунок 12.6).

Рисунок 12.6. Двухуровневая реализация потоков.

Планировщик потоков, реализованный в библиотеке или языковом пакете времени выполнения, мультиплексирует потоки поверх одного или нескольких процессов уровня ядра, так же как планировщик процессов, реализованный в ядре операционной системы, мультиплексирует процессы поверх одного или нескольких процессов уровня ядра. больше физических процессоров.

Проблема с размещением каждого потока в отдельном процессе заключается в том, что процессы (даже «легкие») просто слишком дороги во многих операционных системах.Поскольку они реализованы в ядре, для выполнения любых операций над ними требуется системный вызов. Поскольку они универсальны, они предоставляют функции, которые не нужны большинству языков, но за которые в любом случае нужно платить. (Примеры включают отдельные адресные пространства, приоритеты, учетную информацию, а также интерфейсы сигналов и ввода-вывода, которые выходят за рамки этой книги.) С другой стороны, есть две проблемы с размещением всех потоков поверх одного процесс: во-первых, он исключает параллельное выполнение на многоядерной или многопроцессорной машине; во-вторых, если текущий запущенный поток выполняет системный вызов, который блокирует (например,g., ожидая ввода-вывода), то ни один из других потоков программы не может работать, потому что отдельный процесс приостановлен ОС.

В общей двухуровневой организации параллелизма (потоки уровня пользователя поверх процессов уровня ядра) аналогичный код появляется на обоих уровнях системы: языковая система времени выполнения реализует потоки поверх одного или нескольких процессов во многом так же, как операционная система реализует процессы поверх одного или нескольких физических процессоров. В оставшейся части этого раздела мы будем использовать терминологию потоков поверх процессов.

Типичная реализация начинается с сопрограмм (раздел 8.6). Напомним, что сопрограммы представляют собой механизм последовательного потока управления: программист может приостановить текущую сопрограмму и возобновить конкретную альтернативу, вызвав операцию передачи. Аргумент для передачи обычно является указателем на блок контекста сопрограммы.

Чтобы превратить сопрограммы в потоки, мы выполняем серию из трех шагов. Во-первых, мы скрываем аргумент для передачи, реализуя планировщик , который выбирает, какой поток запускать следующим, когда текущий поток уступает процессору.Во-вторых, мы реализуем механизм прерывания , который автоматически приостанавливает текущий поток на регулярной основе, давая возможность другим потокам работать. В-третьих, мы позволяем структурам данных, которые описывают нашу коллекцию потоков, совместно использоваться более чем одним процессом ОС, возможно, на разных процессорах, чтобы потоки могли выполняться в любом из процессов.

Однопроцессорное планирование

Совместная многопоточность на однопроцессоре

На рисунке 12.7 показаны структуры данных, используемые простым планировщиком.В любой момент времени поток либо заблокирован, (т. Е. Для синхронизации), либо запущен . Выполняемый поток может на самом деле работать в каком-то процессе или может ждать своего шанса сделать это. Блоки контекста для потоков, которые выполняются, но в настоящее время не выполняются, находятся в очереди, называемой списком готовности . Блоки контекста для потоков, которые заблокированы для синхронизации на основе планировщика, находятся в структурах данных (обычно очередях), связанных с условиями, которых они ожидают.Чтобы передать процессор другому потоку, работающий поток вызывает планировщик:

Рисунок 12.7. Структуры данных простого планировщика.

Выполняется назначенный current_thread. Потоки в списке готовых запускаются. Другие потоки заблокированы, ожидая выполнения различных условий. Если потоки выполняются поверх нескольких процессов уровня ОС, каждый такой процесс будет иметь свою собственную переменную current_thread. Если поток обращается к операционной системе, его процесс может заблокироваться в ядре.

перенастройка процедуры

t: thread: = dequeue (ready_list)

transfer (t)

Перед вызовом планировщика поток, который хочет снова запуститься в какой-то момент в будущем, должен поместить свой собственный блок контекста в какой-то соответствующая структура данных. Если он блокирует ради справедливости — чтобы дать возможность другому потоку запустить — то он ставит свой контекстный блок в очередь в список готовности:

procedure yield

enqueue (ready_list, current_thread)

reschedule

To block для синхронизации поток добавляет себя в очередь, связанную с ожидаемым условием:

procedure sleep_on (ref Q: queue of thread)

enqueue (Q, current_thread)

reschedule

Когда запущенный поток выполняет операцию, которая делает условие истинно, он удаляет один или несколько потоков из связанной очереди и помещает их в список готовности.

Справедливость становится проблемой всякий раз, когда поток может работать в течение значительного количества времени, в то время как другие потоки работают. Чтобы создать иллюзию одновременной активности даже на однопроцессоре, нам нужно убедиться, что каждый поток часто получает «кусочек» процессора. С кооперативной многопоточностью любой долго выполняющийся поток должен время от времени явно уступать процессор (например, на вершинах циклов), чтобы позволить другим потокам работать. Как отмечалось в Разделе 12.1.1, этот подход позволяет одному неправильно написанному потоку монополизировать систему.Даже с правильно написанными потоками это приводит к неидеальной справедливости из-за неравномерного времени между выходами в разных потоках.

Вытеснение

В идеале, мы хотели бы мультиплексировать процессор справедливо и относительно мелко (то есть много раз в секунду) без , требующего, чтобы потоки вызывали yield явно. Во многих системах мы можем сделать это в языковой реализации, используя сигналы таймера для вытесняющей многопоточности . При переключении между потоками мы просим операционную систему (у которой есть доступ к аппаратным часам) передать сигнал текущему запущенному процессу в указанное время в будущем.ОС доставляет сигнал, сохраняя контекст (регистры и компьютер) процесса и передавая управление ранее указанной подпрограмме обработчика в языковой системе времени выполнения, как описано в Разделе 8.7.1. При вызове обработчик изменяет состояние текущего запущенного потока, чтобы создать впечатление, что поток только что выполнил вызов стандартной процедуры yield и собирался выполнить свой пролог. Затем обработчик «возвращается» в yield, который передает управление другому потоку, как если бы тот, который выполнялся, добровольно отказался от управления процессом.

Состояние гонки при вытеснительной многопоточности

К сожалению, тот факт, что сигнал может прибыть в произвольное время, приводит к гонке между добровольными вызовами планировщика и автоматическими вызовами, запускаемыми при вытеснении. Чтобы проиллюстрировать проблему, предположим, что сигнал поступает, когда текущий выполняющийся процесс только что поставил текущий поток в очередь в список готовности в yield и собирается вызвать перепланирование. Когда обработчик сигнала «возвращается» в yield, процесс второй раз помещает текущий поток в список готовности.Если в какой-то момент в будущем поток блокируется для синхронизации, его вторая запись в списке готовности может привести к немедленному запуску потока, когда он должен ожидать. Еще более серьезные проблемы могут возникнуть, если сигнал возникает в середине очереди, в момент, когда список готовности даже не является должным образом структурированной очередью. Чтобы разрешить гонку и избежать повреждения списка готовности, пакеты потоков обычно отключают доставку сигналов во время вызовов планировщика:

procedure yield

disable_signals

enqueue (ready_list, current_thread)

reschedule

reenable_signals

Для работы этого соглашения , каждый фрагмент кода , который вызывает изменение расписания, должен отключать сигналы до вызова и должен повторно включать их после.(Напомним, что аналогичный механизм служил для защиты данных, совместно используемых основной программой и обработчиками событий в Разделе 8.7.1.) В этом случае, поскольку перепланирование содержит вызов передачи, сигналы могут быть отключены в одном потоке и повторно включены в другом.

Отключение сигналов при переключении контекста

Оказывается, процедура sleep_on также должна предполагать, что сигналы отключены и включены вызывающим абонентом. Чтобы понять, почему, предположим, что поток проверяет условие, обнаруживает, что оно ложно, а затем вызывает sleep_on, чтобы приостановить себя в очереди, связанной с условием.Предположим далее, что сигнал таймера возникает сразу после проверки условия, но до вызова sleep_on. Наконец, предположим, что поток, которому разрешено запускаться после сигнала, делает условие истинным. Поскольку у первого потока никогда не было возможности поставить себя в очередь условий, второй поток не найдет его, чтобы сделать его работоспособным. Когда первый поток запускается снова, он немедленно приостанавливается и, возможно, никогда не будет разбужен. Чтобы закрыть это временное окно — этот интервал, в котором одновременное событие может поставить под угрозу правильность программы — вызывающий должен убедиться, что сигналы отключены, прежде чем проверять условие:

disable_signals

если нет желаемое_условие

sleep_on ( condition_queue )

reenable_signals

На однопроцессорном компьютере отключение сигналов позволяет проверке и переходу в спящий режим выполняться как одна, атомарная операция .

Многопроцессорное планирование

Мы можем расширить наш пакет вытесняющих потоков, чтобы он выполнялся поверх нескольких процессов, предоставляемых ОС, организовав для процессов общий доступ к списку готовности и связанным структурам данных (очереди условий и т. Д .; обратите внимание, что каждый процесс должна иметь отдельную переменную current_thread ). Если процессы выполняются на разных физических процессорах, то одновременно может выполняться более одного потока. Если процессы используют один процессор, то программа сможет продвигаться вперед, даже если все процессы, кроме одного, заблокированы в операционной системе.Любой запускаемый поток помещается в список готовности, где он становится кандидатом на выполнение любым из процессов приложения. Когда процесс вызывает reschedule, список готовности на основе очереди, который мы использовали в наших примерах, предоставит ему поток с наибольшим ожиданием. Готовый список более сложного планировщика может отдавать приоритет интерактивным или критичным по времени потокам или потокам, которые в последний раз выполнялись на текущем процессоре и, следовательно, могут все еще иметь данные в кэше.

Подобно тому, как вытеснение привело к гонке между добровольными и автоматическими вызовами операций планировщика, истинный или квазипараллелизм вводит гонку между вызовами в отдельных процессах ОС.Чтобы разрешить гонки, мы должны реализовать дополнительную синхронизацию, чтобы операции планировщика в отдельных процессах были атомарными. Мы вернемся к этой теме в Разделе 12.3.4.

Проверьте свое понимание

11.

Объясните различия между сопрограммой , потоком , облегченным процессом и тяжелым процессом .

12.

Что такое квазипараллельность ?

13.

Опишите пакет задач , модель программирования .

14.

Что такое занято-ожидает ? Какая его основная альтернатива?

15.

Назовите четыре явно параллельных языка программирования.

16.

Почему программы передачи сообщений не требуют явных механизмов синхронизации?

17.

Каковы компромиссы между реализациями параллелизма на основе языка и библиотек?

18.

Объясните разницу между параллелизмом данных и параллелизмом задач .

19.

Опишите шесть различных механизмов, обычно используемых для создания новых потоков управления в параллельной программе.

20.

В каком смысле fork / join более эффективен, чем co-begin ?

21.

Что такое пул потоков в Java? Какой цели это служит?

22.

Почему подразумевается под двухуровневой реализацией потока ?

23.

Что такое готовый список ?

24.

Опишите прогрессивную реализацию планирования, прерывания и (истинного) параллелизма поверх сопрограмм.

Коаксиальные мультиплексоры — выбирайте с умом с Thor Broadcast!

Мультиплексор (сокращенно: MUX или Mux) — это схема выбора в аналоговой и цифровой электронике, с одним из множества входных сигналов, выбранным одним, который может быть переключен на выход.Мультиплексоры похожи на поворотные переключатели, которые делаются не вручную, а с электронными сигналами. Сегодня это обычно HDMI-коаксиальный мультиплексор. Разница с реле в том, что соединения осуществляются не механически, а (в настоящее время) через интегрированные полупроводниковые схемы.

При циклическом запуске параллельные потоки данных могут быть преобразованы в последовательные с помощью мультиплексора. Кроме того, с помощью мультиплексора может быть реализована функция переключения или любое возможное состояние переключения. Для передачи сигнала по оптоволоконному кабелю используются оптические мультиплексоры и демультиплексоры, работающие с оптическими переключателями или мультиплексированием с разделением по длине волны с элементами избирательной длины волны.Аналогом мультиплексора является демультиплексор, с помощью которого объединенные каналы данных снова разделяются. Аналоговые мультиплексоры работают в двух направлениях, то есть их также можно использовать в качестве демультиплексоров.

В дополнение к нескольким входам и одному выходу мультиплексор имеет один или несколько управляющих сигналов, которые определяют, какой вход выбран. Это один вход через выход, который имеет идентификатор, который применяется в виде двоичного числа в качестве управляющего сигнала. Параллельно управляемый мультиплексор с ключом обозначения n-MUX имеет, например, n управляющих сигналов, 2n входов и один выход.Входы обычно пронумерованы от 0 до 2n-1.

В спутниковой технологии MUX относится к мультиплексору или демультиплексору. IMUX (входной мультиплексор) на входе за приемной антенной технически представляет собой демультиплексор, соответствующий OMUX на выходе перед передающей антенной мультиплексора. Для видеоформатов мультиплексор (мультиплексор) используется для объединения видеодорожек, аудиодорожек, структур меню и субтитров в один поток. В технике связи мультиплексор относится к устройству, которое объединяет каналы данных и / или голоса и передает их по общей линии.Поскольку данные как отправляются, так и принимаются, обычно требуется демультиплексор (PCM30). Следовательно, мультиплексируемые сигналы могут быть аналоговыми или цифровыми, но управление всегда обеспечивается цифровыми сигналами, действующими в качестве дополнительных входов. Соединения, используемые в такой технологии, проходят от HDMI к коаксиальному мультиплексору.

Это устройство является спутниковым декодером IRD для DVB-S / S2, ATSC, IP и ASI с выходом SDI Video. Это устройство поддерживает скрытые субтитры 608 и 708

Характеристики

• ВХОД RF / IPTV / ASI — все аудио-видео выходы, вкл.HDSDI, HDMI, CVBS, Поддержка форматов SD и HD до 1080p / 60
• Тюнер доступен как OFF AIR ATSC, QAM CABLE, ISDBT, DVBT, DVBC, DMBT — любой стандарт
• 10/100 Etherent для многоадресной или одноадресной передачи IPTV TS Вход MPEG2 / 4
• Аппаратное декодирование H.264 и MPEG-2 в выходы HD-SDI, HDMI, YPbPr и CVBS
• Объединение программ с входов ASI и IP с мультиплексированными выходами ASI и IP
• Вход ASI для ремультиплексора, возможность создания нового выхода мультиплексора, а также потоковых выходов 48x IP для маршрутизации и распределения
• Слот для кулачка для программирования ТВ Описание
• Видеомонитор на передней панели для надежного мониторинга и поиска неисправностей
• Отдельные мультиплексированные программные транспортные потоки на IP-выходы SPTS 32 Макс.
• Интерфейс веб-сервера для безопасного управления браузером и полный интерфейс передней панели
• Поддерживает системы скрытых субтитров 608 и 708, поддерживает сквозную передачу Dolby AC / 3

Это устройство представляет собой 4-канальный радиочастотный тюнер IRD, который декодирует IP-потоки и ASI MPTS.Это устройство предоставляет входы, которые можно настроить на другой радиочастотный канал. IRD просканирует выбранные каналы и обнаружит все видеопрограммы (подканалы) внутри канала

Функции

• Настройка и дескремблирование 4 несущих RF, включая все подпрограммы и потоки (подканалы)
• Обеспечивает стандартные мультиплексированные и переназначенные выходы на ASI и IP
• 4 выхода IP-потока (4 MPTS) в видеопротоколах UDP, RTP или RTSP
• Расширенная система управления сетью на выделенном сетевом порту и IP-адресе
• Доступно 5 конфигураций тюнера для QAM (DVB-C), спутникового (DVB-S2) или OTA (ATSC), (DVB-T), (ISDB-T)
• Поддерживает системы скрытых субтитров 608 и 708, поддерживает сквозную передачу Dolby AC / 3

Это устройство преобразует 8 цифровых каналов RF в IPTV.Это устройство будет транслировать контент IPTV в формате FULL HD с 8 частот телеканалов

Характеристики

• 8 Тюнер (DVB-S2 / DVB-T2)
• 8 тюнер (ATSC)
• 8 тюнер (QAM)
• Поддерживаемые форматы QAM-256/64 и ATSC (8VSB)
• IP TS выход
• Поддержка MPTS через UDP, выход RTP / RTSP как зеркало выхода ASI (RJ45)
• Встроенные функции демодуляции и мультиплексирования
• Выберите каналы для потоковой передачи
• Поддержка мультиплексирования одной программы на все выходы
• Поддерживаются субтитры
• Полностью IP-контроль и управление сетью через браузер
• Передняя панель ЖК-дисплей местного управления
• Выход IPTV Одноадресная или многоадресная рассылка IGMP UDP
• Доступна низкая задержка 10-20 мс
• AC3, MPEG2 Аудио
• MPEG2 Video или MPEG4 H.264
• Идеальное качество видео Full HD — без потерь
• 5 лет гарантии

Это устройство представляет собой IP-шлюз для 16 входов DVB-S / S2 FTA-тюнера, которые преобразуются в 16 выходов несмежных несущих с включенными мультиплексированием, скремблированием и модуляцией QAM. Это устройство также поддерживает максимум 512 IP-входов и один IP-выход (MPTS) через GE1 и вход TS для повторного мультиплексирования через 2 порта ASI

Характеристики

• 16 тюнеров DVB-S / S2 FTA + 2 входа ASI + вход 512 IP (только GE1) по протоколу UDP и RTP
• 16 DVB-C RF выход
• Превосходный индекс выходной мощности RF, MER≥40 дБ
• 16 групп мультиплексирования + 16 групп скремблирования +16 групп модуляции QAM
• 1 выход IP (MPTS) через UDP и RTP / RTSP
• Точная настройка ПЦР
• PSI / SI Редактирование и вставка
• Управление через Интернет, обновления через Интернет
• Резервный источник питания (опционально)

Это устройство имеет 4 различных входа и все необходимые выходы для головной станции PRO-DVB.Входы включают IP, ASI, ATSC и DVBS / S2

Характеристики

• Модули демодуляции + дескремблера + повторного мультиплексирования + декодирования в одном шасси
• 2 входа тюнера DVB-C / T / T2 / S / S2 / ATSC-T опционально
• 1 вход ASI и 1 IP (UDP) для повторного мультиплексирования
• Один CAM может расшифровать несколько программ из тюнеров / ASI / IP
• Дескремблирование BISS (до 120 Мбит / с)
• декодирование видео MPEG2 и MPEG4 AVC / H.264,
• Двухканальный стереофонический аудиовыход или одноканальный Dolby Digital / Dolby Digital Plus
• (5.1) канальный выход (для выхода HDMI / SDI)
• Dolby Digital / Dolby Digital Plus Декодирование и передача
• IP (1 MPTS и 8 SPTS) через UDP и выход RTP / RTSP; ASI выход
• Поддерживает CC и субтитры
• Максимум 128 сопоставлений ПИД-регулирования на вход
• Сменные модули демодулятора и декодера
• ЖК-дисплей, дистанционное управление и прошивка, управление через веб-NMS
• Обновления через Интернет

I, если вы ищете действительно профессиональные мультиплексоры, вам следует включить Thor Broadcast в список продуктов нескольких конечных компаний, чтобы быть уверенным, что вы не пропустили все самое лучшее.

Глава 2 Стр. 3 — Справочник по телекоммуникациям для транспортных специалистов

Мультиплексирование

Мультиплексирование — это процесс объединения двух или более информационных каналов в одну среду передачи. Существует ряд различных стандартов, которые могут применяться к этому процессу. Многие стандарты являются общими и применяются производителями и операторами связи по всему миру. Это гарантирует, что протокол мультиплексирования, используемый в Японии, также может использоваться в Бразилии, Канзасе, Нью-Йорке или Талсе.

В этом разделе будут рассмотрены два наиболее распространенных типа мультиплексирования — TDM (мультиплексирование с временным разделением) и PDM (мультиплексирование с разделением пакетов). Кроме того, в этом разделе будет описан основной протокол мультиплексирования, используемый в Северной Америке: T-1.

T-1 был основным типом схемы мультиплексирования, выбранной Bell Labs для каналов связи с высокой пропускной способностью. Он настолько распространен во всемирной телефонной сети, что новые протоколы только вводятся.Второй тип мультиплексирования — пакетный — также будет обсуждаться, потому что он теперь используется для поддержки преобразования телефонных сетей из аналоговых в цифровые. Мультиплексирование пакетов используется для поддержки IP и Ethernet.

Мультиплексирование с временным разделением

Мультиплексирование с временным разделением — это метод помещения нескольких потоков данных в один канал связи путем разделения его на множество сегментов. Каждый сегмент имеет очень короткую продолжительность и всегда происходит в один и тот же момент времени в пределах основного сигнала.В TDM существует прямая взаимосвязь между соединениями (портами) на оборудовании мультиплексирования и протоколом мультиплексирования. Данные для порта номер один мультиплексора всегда попадают в один и тот же период времени (временной интервал №1), поскольку исходный конечный мультиплексор всегда помещает данные для каждого порта связи в одно и то же место.

Рисунок 2-8: Схема технологического процесса TDM

Со временем мультиплексор на принимающей стороне способен направлять данные в правильный порт.В битовый поток не добавляются данные для идентификации данных. При использовании TDM общим правилом является «один временной интервал (кадр) = первый порт связи». Мультиплексор T-1 имеет 24 порта (по одному на каждый временной интервал). Следовательно, временной интервал один = порт один; временной интервал два = порт два; и т. д. При передаче TDM каждый временной интервал присутствует всегда, даже если фактически только один временной интервал содержит данные. Пропускная способность используется всегда.

Мультиплексирование с разделением пакетов

Мультиплексирование с разделением пакетов (PDM) — это метод разделения данных на несколько групп.Каждой группе дается идентификатор в исходной точке, чтобы мультиплексор на принимающей стороне мог собирать группы данных для воссоздания информации в том виде, в котором она была создана. Теоретически многие источники информации могут передаваться через один коммуникационный порт на обоих концах. В некоторых схемах мультиплексирования пакетов размер пакета — количество включенных данных — может варьироваться для обеспечения большей пропускной способности информации. При мультиплексировании пакетов используемая полоса пропускания никогда не превышает общий объем данных во всех передаваемых пакетах.Схема PDM важна, потому что она является основой для нового поколения процессов широкополосной связи. Ethernet — это пример протокола передачи, основанного на мультиплексировании с разделением пакетов.

Рисунок 2-9: Блок-схема — процесс PDM

TDM отлично подходит для поддержки голосовой связи и видео вещательного качества, поскольку каждая служба получает необходимую полосу пропускания. PDM отлично подходит для передачи данных, потому что он использует только необходимую полосу пропускания и требует меньше оборудования.Обе технологии TDM и PDM доступны уже много лет. TDM получил более широкое распространение, поскольку отвечал требованиям телефонных компаний по обеспечению высококачественной голосовой связи. Однако с последними достижениями в области коммуникационных технологий ситуация меняется.

В следующей таблице представлено сравнение мультиплексирования с разделением пакетов и с временным разделением:

Системы связи Т-1

Цифровая сеть на базе Т-1 разрабатывалась более 40 лет. За это время была реализована иерархия уровней передачи с помощью широкого разнообразия оборудования.Первичное устройство — это банк каналов, который может быть настроен для передачи множества различных сигналов голоса, аналоговых данных или цифровых данных. Карты портов в банке каналов используются для поддержки типа входов в T-1. Наиболее распространены голосовые (POTS) и цифровые данные (DDS).

T-1 содержит 24 сигнала (или каналов). Каждый канал представлен 8 битами, всего 192 бит в одном кадре. Добавляется бит для управления (синхронизация, проверка ошибок и т. Д.), И в результате получается кадр T-1.Поскольку частота дискретизации каждого канала составляет 8000 раз в секунду, T-1 содержит 8000 кадров или 1 544 000 бит. В системе TDM каждый канал распознается в каждом кадре точно в один и тот же момент времени. То есть, например, первый канал никогда не появляется во временном интервале пятого канала.

Эта наиболее распространенная форма мультиплексирования используется в основном для услуг голосового канала. Фактически почти все P.O.T.S. и каналы связи специальных служб мультиплексированы для транспортировки между центральными офисами телефонной компании.Мультиплексирование (с точки зрения телефонной компании) было разработано для повышения эффективности использования имеющейся кабельной системы связи. Телефонные компании смогли предоставить услуги большему количеству клиентов без дорогостоящей прокладки новых кабелей связи.

Было несколько первых попыток предоставить эффективный протокол мультиплексирования; для голосовых услуг, но операторы должны учитывать общее качество голосовой связи. В конечном итоге стандартом для «платной связи» была передача частот от 0 до 4000 Гц.

Голосовые частоты оцифровываются для мультиплексирования посредством процесса, который производит выборку частот в 8000 точках за один цикл (Гц) за период в одну секунду. Каждая цифровая точка отсчета создается как 8-битный символ. Следовательно, каждый голосовой канал использует 64 000 бит в секунду. Двадцать четыре голосовых канала объединены в один мультиплексированный канал связи, называемый Т-1.

Поскольку телефонной компании необходимо контролировать и управлять цепью T-1, она «крадет» 8000 бит.Несколько битов берутся из каждой точки выборки, и вызывающий никогда не замечает снижения качества.

Большая часть передачи данных осуществляется с использованием модема коммутируемого доступа. Модем преобразует вывод данных компьютера (или другого устройства — контроллера поля сигнала трафика, динамического знака сообщения и т. Д.) В сигнал VF (тональной частоты). Этот сигнал обрабатывается так, как если бы это был телефонный звонок P.O.T.S. Модем набирает телефонный номер, связанный с другим модемом, и соединение устанавливается через коммутируемую голосовую сеть.Телефонная сеть не воспринимает звонок как нечто особенное. В терминах мультиплексирования T-1 это рассматривается как обычный телефонный звонок.

Рисунок 2-10: Схема цифрового выхода компьютера, преобразованного в аналоговый с помощью модема

Мультиплексирование частично снижает общее качество передачи, но не влияет на удобство использования. К сожалению, каждый шаг в процессе получения данных, передаваемых из одного места в другое, может создавать проблемы.Поэтому при поиске и устранении неисправностей важно проверять каждый сегмент тракта передачи и все подключенное оборудование, особенно если неисправность не может быть обнаружена ни в одной из оконечных точек. Мультиплексоры T-1 предназначены для преобразования аналоговых сигналов в цифровые, поэтому данные, выводимые компьютером, должны быть преобразованы в аналоговые перед мультиплексированием.

Помимо коммутируемой передачи данных, телефонные компании предлагают две дополнительные услуги: 2/4 проводные аналоговые каналы (как указано выше) и DDS (Digital Data Service).2/4 проводные службы обычно используются для скорости передачи 9600 бит в секунду или ниже. DDS (изначально предлагавшийся для скоростей передачи данных от 2400 бит в секунду и выше) используется в основном для данных, передаваемых со скоростью 56 000 бит в секунду. DSU / CSU требуется для преобразования цифрового вывода с компьютера в формат, который будет передаваться по телефонным линиям. Поскольку сигнал больше не аналоговый, в мультиплексор Т-1 должна быть установлена ​​специальная интерфейсная карта (см. Ниже).

Передача цифровой связи через аналоговую сеть

Всякий раз, когда цифровой сигнал передается по телефонной сети общего пользования, он должен быть «подготовлен» к поездке.Это связано с тем, что базовая инфраструктура проводки была разработана для передачи аналогового сигнала связи. Аналоговая связь осуществляется путем подачи переменного электрического сигнала, который изменяется в зависимости от частоты человеческого голоса. Изменения громкости и высоты звука представлены плавным протеканием электрического тока с положительными и отрицательными значениями. Модем с коммутируемым доступом преобразует выходной сигнал вашего компьютера в серию аналоговых сигналов, которые могут передаваться по сети так же, как голосовой телефонный звонок.

Рисунок 2-11: Схема аналоговых входов для T-1 Mux

Цифровые сигналы разные. Данные представлены наличием или отсутствием электрического сигнала — «включен или выключен». «Вкл» представляет 1, «выкл» означает 0. Электрические сигналы могут иметь как положительное, так и отрицательное значение. Цифровой выход вашего компьютера должен быть преобразован в нечто совместимое с существующей телефонной сетью. Блок обслуживания данных (DSU) используется для преобразования электрического сигнала включения / выключения во что-то похожее на аналоговый сигнал.Электрические напряжения, представляющие 1, имеют чередующиеся положительные и отрицательные значения. Мгновенному отсутствию электрического сигнала присваивается нулевое значение. DSU обычно используется вместе с блоком обслуживания канала (CSU). CSU используется в качестве инструмента управления, чтобы убедиться, что канал связи работает в соответствии со спецификациями.

Широкополосная передача большой емкости

В этом разделе описываются различные системы передачи с высокой пропускной способностью и широкополосной передачи. Когда телефонные компании впервые развернули услуги T-1, они называли это цифровыми услугами «High Capacity».Для передачи видео для вещания или конференц-связи использовалось несколько каналов T-1 или несколько каналов T-3. С отменой государственного регулирования телефонных компаний и ростом спроса на очень большую пропускную способность был разработан новый тип услуг — широкополосный доступ. Как объяснялось, T-1 форматируются телефонными операторами, но крупные корпоративные пользователи, государственные учреждения и даже домашний пользователь хотят, чтобы неформатированная полоса пропускания была доступна для большого количества услуг.

Т-1 / ДС-1 и Т-3 / ДС-3

T-1 и DS-1 — это системы фиксированной связи точка-точка, предназначенные для одного клиента.Эти типы услуг чаще всего используются для подключения центров управления дорожным движением. Их также можно использовать для передачи данных и видеоизображений с участка автострады обратно в TOC.

DDS являются эквивалентами цифровых голосовых каналов, как описано ранее, и используются как фиксированная двухточечная услуга. Услуга T-1 предназначена для обслуживания 24 каналов DDS.

Термины T-1 и DS-1 часто используются как синонимы, но каждый из них представляет собой совершенно разные услуги, предоставляемые телефонными компаниями и операторами связи.Услуга T-1 распределяется по каналам с оператором, предоставляющим все оборудование мультиплексирования (банки каналов). Заказчику предоставляется 24 интерфейса DS-0. Каждый интерфейс DS-0 имеет максимальную пропускную способность 56 кбит / с (или может поддерживать один речевой канал). Заказчик сообщает оператору связи, как настроить локальный банк каналов (мультиплексор).

DS-1 позволяет заказчику настроить высокоскоростной контур. Заказчик предоставляет (и несет ответственность за обслуживание) все локальное оборудование — мультиплексор и DSU / CSU.Оператор предоставляет (и поддерживает) путь передачи. Заказчики могут направлять DS-1 в соответствии с их собственными спецификациями при условии, что требуемая полоса пропускания не превышает 1,536 Мбит / с, а сигнал DS-1 соответствует применимым стандартам AT&T, Bellcore (Telcordia) и ANSI (эти стандарты теперь поддерживаются и доступны через Telcordia).

Клиенты могут приобрести дробное обслуживание, чтобы сэкономить деньги. В этом случае они не платят за полный T-1 или DS-1. Однако экономия на услугах этого типа достигается только на больших расстояниях.Местный шлейф (ссылка) для Fractional T-1 по-прежнему оплачивается по полной ставке.

Услуги T-3 и DS-3 представляют собой варианты с более высокой пропускной способностью по сравнению с T-1 и DS-1. T-3 обеспечивает либо 28 T-1, либо 28 DS-1, а DS-3 обеспечивает около 44 Мбит / с непрерывной полосы пропускания. DS-3 используются для дистанционного обучения и видео вещательного качества. Они также используются в корпоративных сетях для подключения крупных офисных центров.

Т-1, ДС-1, Т-3 и ДС-3 имеют следующие характеристики:

• Все они обслуживаются частной линией
• Все они предоставляются на фиксированной двухточечной основе
• Большинство пользователей платят за установку службы
• Пользователи платят ежемесячную плату в зависимости от расстояния — очень крупные корпоративные клиенты могут договариваться о выгодных тарифах на услуги DS-1 и DS-3.
• Пользователи платят фиксированную ежемесячную плату за подключение и обслуживание

DSL

DSL (Digital Subscriber Loop) представляют собой варианты DS-1 и Fractional DS-1, которые используют существующие P.O.T.S. служебные телефонные линии для предоставления услуг широкополосного доступа по существенно более низкой цене. Стоимость местного сервиса DS-1 начинается от 500 долларов в месяц. Базовая услуга DSL начинается менее чем с 50 долларов в месяц. Основное различие между услугами заключается в том, что DS-1 настроен как система частной линии с фиксированными точками связи.Служба DSL обычно используется для обеспечения широкополосного подключения к Интернету. Некоторые операторы связи создадут «квази» частный канал, связав два пункта обслуживания клиентов с общим центральным офисом. Основное преимущество DSL для домовладельца или малого бизнеса заключается в том, что он использует совместно существующие телефонные линии и позволяет снизить стоимость установки.

DSL имеет следующие характеристики:

• Обычно предоставляется в формате ADSL (асимметричный DSL) со ссылкой на покупателя (загрузка) с более высокой скоростью, чем ссылка на Интернет (загрузка).
• DSL может быть предоставлен как SDSL (симметричный DSL), когда пользователю необходимо иметь равную полосу пропускания в двух направлениях.
• DSL — это общая служба. В часы пик доступная пропускная способность сокращается. Многие пользователи жаловались, что они получают лучшее обслуживание через коммутируемый доступ.
Предложение
• DSL начинается с 384/128 кбит / с и может вырасти до 6,0 / 6,0 Мбит / с. (ежемесячные ставки начинаются с 30 долларов и увеличиваются до 400 долларов.
• DSL можно использовать только в том случае, если клиент находится на расстоянии не более 18 000 футов от обслуживающего центрального офиса.Лучшее обслуживание доступно, когда клиент находится на расстоянии менее 12 000 «канатных футов».
• DSL чаще всего используется для доступа в Интернет.

СОНЕТ

SONET (Синхронная оптическая сеть) — это первый протокол / стандарт цифровой передачи на основе оптоволокна. Формат SONET позволяет передавать различные типы форматов сигналов передачи по одной линии в виде единой полезной нагрузки с управлением сетью. Один канал SONET будет нести смесь базового голоса, высокоскоростных и низкоскоростных данных, видео и Ethernet.На все эти сигналы не повлияет тот факт, что они транспортируются как часть полезной нагрузки SONET.

Стандарт SONET начинается с оптического эквивалента DS-3. Это называется OC-1 (оптический носитель 1). Оптический носитель включает в себя все данные DS-3 и служебные данные управления сетью, а также служебные данные управления сетью SONET. В Северной Америке используется следующая иерархия SONET: OC-3; ОС-12; ОС-48; ОС-96; ОС-192. Число указывает общее количество эквивалентов канала DS-3 в полезной нагрузке.

В пределах полезной нагрузки управление сетью SONET позволяет переключать каналы DS-1. SONET — это система TDM «точка-точка», но она позволяет пользователям настраивать многоточечное распределение DS-1 и DS-3. Следовательно, можно направить DS-1 из одного места во многие места в сети SONET. Читатель должен заметить, что SONET не предоставляет «полосу пропускания по запросу». Маршрутизация частей полезной нагрузки SONET к нескольким точкам должна быть спланирована и встроена в таблицу маршрутизации.

Программа управления сетью SONET предоставляет возможность настраивать несколько планов маршрутизации. Эти планы могут быть выполнены как часть программы по восстановлению обслуживания в случае сбоя в какой-либо части сети. Некоторые ранние последователи SONET пытались использовать эту функцию для внесения изменений в маршрутизацию по времени суток. Часто пользователи были разочарованы результатами.

Обычно SONET передается группами DS-3 (OC-3, OC-12, OC-48 и т. Д.). В этом режиме полезная нагрузка SONET сегментируется в DS-3.Однако можно объединить DS-3 в один канал. OC-3C (объединенный) — это группа DS-3, объединенных в одну полезную нагрузку, чтобы обеспечить полное использование OC-3 в качестве единого потока данных.

Банкомат

Асинхронный режим передачи (ATM) — широко распространенная технология магистральной связи, основанная на мультиплексировании пакетов. ATM — это протокол уровня звена данных, который позволяет интегрировать голос и данные и обеспечивает возможности качества обслуживания (QoS). Эта основанная на стандартах транспортная среда широко используется для доступа к глобальным (WAN) сетям передачи данных.Узлы ATM иногда называют «пограничными устройствами». Эти пограничные устройства позволяют телекоммуникационным системам отправлять данные, видео и голос на высоких скоростях.

использует сложные функции управления сетью, позволяющие операторам связи гарантировать качество обслуживания. ATM, иногда называемый ретрансляцией ячеек, использует для транспортировки короткие пакеты фиксированной длины, называемые ячейками. Информация разделяется между этими ячейками, передается и затем повторно собирается в их конечном пункте назначения. Операторы связи также предлагают услугу « Frame Relay » для общих требований к данным, которая может принимать пакеты переменного размера или размер кадра.Системы Frame Relay используют переменные ячейки (пакеты) в зависимости от объема передаваемых данных. Это позволяет более эффективно использовать сеть передачи данных.

предлагают большинство операторов связи. Ряд DOT используют этот тип услуг — особенно в городских районах — для подключения камер видеонаблюдения (с использованием сжатого видео), систем дорожных сигналов и динамических указателей сообщений к центрам управления дорожным движением. Стабильный размер пакета хорошо подходит для передачи видео.ATM обычно не используется телефонными компаниями для передачи голоса по платным каналам, хотя его стабильный размер пакета был разработан для удовлетворения требований для голосовых услуг.

В WAN (глобальной сети) ATM чаще всего используется как «пограничный» транспортный протокол. Устройства ATM обычно имеют порты, которые позволяют легко подключаться к устаревшим системам и более новым системам связи. В частной (или корпоративной) сети, как показано на рисунке 2-12, ATM эффективно используется для передачи голоса и видео, а также данных.

Рисунок 2-12: Схема — ATM через сеть SONET

имеет «ячейки» фиксированной длины, составляющие 53 байта, в отличие от Frame Relay и Ethernet «кадров» переменной длины. Размер ячейки, который представляет собой компромисс между требованиями к большим кадрам передачи данных и относительно небольшими потребностями голосовых вызовов. Обслуживая обе формы сетевого трафика, ATM может использоваться для удовлетворения всех сетевых потребностей конечного пользователя, устраняя необходимость в отдельных сетях передачи данных и голоса.Однако производительность также может быть снижена, и сеть может быть не такой эффективной, как выделенные сети для каждой услуги. Для систем банкоматов обычно требуются цепи DS-1, но их можно заставить работать в среде с более низкой скоростью.

имеет репутацию сложного интерфейса для существующей сети. Однако компетентные сетевые специалисты обычно могут преодолеть большинство трудностей. Миссури DOT использует сеть на базе банкоматов для своих банкоматов.

FDM

Мультиплексирование с частотным разделением каналов (FDM) используется, когда требуются большие группы аналоговых (голосовых или видео) каналов.Доступная полоса частот на отдельном канале связи просто делится на несколько подканалов, каждый из которых несет свой сеанс связи. Типичный голосовой канал требует полосы пропускания не менее 3 кГц. Если базовая линия связи способна передавать 3 мегагерца полосы пропускания, приблизительно 1000 голосовых каналов могут передаваться между двумя точками. Мультиплексирование с частотным разделением использовалось для передачи нескольких низкоскоростных (менее 2400 бит в секунду) каналов данных между двумя точками, но от него отказались в пользу TDM, который позволяет передавать больше каналов данных с большей пропускной способностью на большие расстояния с меньшим количеством инженерных проблем. .

Многие старые системы кабельного телевидения используют FDM для передачи нескольких каналов клиентам. Этот тип системы использовался Freeway Management Systems для передачи видео по коаксиальному кабелю. Однако большинство коаксиальных систем было заменено волоконно-оптическими системами. Волокно имеет большую пропускную способность, чем коаксиальный кабель или витая пара. Схема FDM позволяет передавать несколько широкополосных видеоканалов по одной нити волокна.

WDM — CWDM и DWDM

Мультиплексирование с волновым разделением (WDM) — это оптический вариант FDM.Луч света делится на сегменты, называемые лямбдами. Греческая буква лямбда (λ) используется для обозначения волновых каналов. Эти лямбды на самом деле представляют собой свет разных цветов. Поскольку длина волны обратно пропорциональна частоте, WDM логически эквивалентен FDM.

Рисунок 2-13: Каналы DWDM

Свет, передаваемый по оптоволокну, обычно представляет собой группу частот, которые можно использовать для создания одного канала связи или нескольких каналов. Группу частот можно разбить на несколько подгрупп.ЛАЗЕРНЫЙ выход мультиплексора «настраивается» на определенный набор частот для формирования единого канала связи. Эти каналы затем передаются с другими частотными группами через мультиплексор с волновым разделением. В отличие от FDM, информация, отправляемая через частотные группы, является цифровой.

Используются две переменные WDM: CWDM (мультиплексирование с грубым волновым разделением) и DWDM (плотное волновое мультиплексирование). Системы DWDM могут передавать до 64 каналов со скоростью 2,5 гигабит в секунду на канал по паре волокон.Каждая лямбда DWDM равна одному OC-48 (48 DS-3) или одному каналу Gigabit Ethernet (в будущих системах будет разрешено 2 канала GigE на лямбда).

Ethernet

Ethernet — это сетевой протокол на основе пакетов, изобретенный корпорацией Xerox в 1973 году для обеспечения связи между множеством компьютеров и одним принтером. Ethernet был разработан для работы по коаксиальному кабелю, который был соединен гирляндой (совместно) между многими устройствами. Первоначальный дизайн Xerox превратился в серию стандартов IEEE (802.XXX) со многими вариантами, включая 10Base-T, Fast-Ethernet (100Base-T) и GigE (Gigabit Ethernet).

Система Ethernet состоит из трех основных элементов:

1. Физическая среда, используемая для передачи сигналов Ethernet между компьютерами,
2. Набор правил управления доступом к среде (MAC), встроенных в каждый интерфейс Ethernet, который позволяет нескольким компьютерам справедливо управлять доступом к общему каналу Ethernet,
3. Фрейм Ethernet, состоящий из стандартизованного набора битов, используемых для передачи данных по системе.

В самых современных конфигурациях используется витая пара с устройствами, объединенными в сеть по схеме «звезда». Каждое устройство имеет прямое подключение к концентратору, маршрутизатору или коммутатору Ethernet. Затем эта система предоставляет каждому пользователю подключение к принтеру, файловому серверу, другому пользовательскому компьютеру (одноранговому узлу) или любому другому устройству в сети.

Ethernet работает, устанавливая очень широкополосное соединение, позволяющее пакетам данных перемещаться по сети с высокой скоростью. Это гарантирует, что многие пользователи могут своевременно общаться с устройствами.Ethernet используется совместно, и при нормальных обстоятельствах ни один пользователь не имеет исключительных прав.

В традиционных сетях Ethernet 1990-х годов использовался протокол CSMA / CD (множественный доступ с контролем несущей / обнаружение коллизий). В этой конфигурации передающее устройство смотрит в сеть, чтобы определить, передают ли другие устройства. Устройство «чувствует» присутствие носителя. Если несущая отсутствует, продолжается передача. Протокол CSMA не идеален, отсюда и необходимость обнаружения коллизий.Иногда несколько устройств осуществляют одновременную передачу и создают «коллизию вызовов». Если исходное устройство не получает подтверждения от принимающего устройства, оно просто повторно передает информацию (не как часть протокола Ethernet, а как часть протокола приложения). В офисной среде, где пользователи пытаются получить доступ к принтеру или файловому серверу, это обычно не проблема. Большинство пользователей не знают о каких-либо существенных задержках. В этом случае все устройства подключаются к сети через «концентратор».Концентратор обеспечивает центральную точку встречи для всех устройств и пользователей в сети, но имеет очень мало интеллектуальных возможностей для управления деятельностью в сети. Фактически, все сообщения в сети отправляются на все устройства в сети.

Каждый компьютер с Ethernet, также известный как станция, работает независимо от всех других станций в сети: нет центрального контроллера. Все станции, подключенные к Ethernet, подключены к общей системе сигнализации, также называемой средой.Сигналы Ethernet передаются последовательно, по одному биту за раз, по общему сигнальному каналу на каждую подключенную станцию. Чтобы отправить данные, станция сначала прослушивает канал, а когда канал не используется, станция передает свои данные в форме кадра или пакета Ethernet.

После передачи каждого кадра все станции в сети должны в равной степени бороться за возможность передачи следующего кадра. Это гарантирует справедливый доступ к сетевому каналу и то, что ни одна станция не может заблокировать другие станции.Доступ к совместно используемому каналу определяется механизмом управления доступом к среде (MAC), встроенным в интерфейс Ethernet, расположенный на каждой станции. Механизм управления доступом к среде основан на системе, называемой множественным доступом с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA / CD).

Современные сети все еще используют CSMA / CD, но управляются маршрутизаторами и коммутаторами. Маршрутизаторы на самом деле не являются устройствами Ethernet — они работают на уровне 3 стека протоколов OSI. Маршрутизатор может управлять потоком данных между устройствами и обладает интеллектом для маршрутизации информации между конкретными устройствами.Запрос на просмотр файла с отдельного компьютера направляется на конкретный файловый сервер, на котором хранится информация. Ни один из других компьютеров в сети не видит запрос данных. Однако маршрутизатор просто направит запрос, он не сможет управлять несколькими пользователями, одновременно пытающимися получить доступ к одному и тому же файловому серверу.

Управление пользователями в сети осуществляется коммутатором. Коммутатор обладает интеллектуальными и вычислительными «лошадьми» для управления пользователями и распределения полосы пропускания. Коммутатор может быть настроен на блокировку доступа некоторых пользователей к системе на основе различных факторов, таких как требования к приоритету и времени суток.

Ниже приводится описание наиболее часто используемых протоколов Ethernet:

• 10Base-T был наиболее часто используемым вариантом (когда разрабатывался этот справочник, наиболее распространенным был 100Base-T, быстро завоевавший популярность GigE). Обычно это выполняется по медной витой паре и подходит для большинства требований к передаче данных в небольших офисах.
• Fast Ethernet или 100Base-T могут работать в одной и той же инфраструктуре витой пары. Протокол 10Base-T обеспечивает максимальную пропускную способность 10 мегабит данных, а 100Base-T обеспечивает пропускную способность данных 100 мегабит.Однако различные факторы не позволяют этим системам превышать более 70 процентов заявленной мощности. Главная среди этих проблем — перегрузка количества пользователей и состояние проводной инфраструктуры.
• 100Base-TX — стандарт передачи с двумя витыми медными парами (4 провода). Идентично 10Base-T, он также упоминается как «быстрый Ethernet» и обеспечивает пропускную способность 100 Мбит / с.
• 100Base-FX — это стандарт оптоволоконной передачи для локальных сетей.
• GigE (гигабитный Ethernet) — это сервис с очень высокой пропускной способностью (один гигабит в секунду), который развертывается во многих крупных офисных сетях. GigE не только позволяет большему количеству пользователей подключаться к сети, но и обеспечивает возможность передачи видео между рабочими столами и конференц-связи между пользователями. GigE также является предпочтительным протоколом связи для соединения одного офисного здания с другим. Городские сети (MAN), использующие DWDM, обеспечивают соединение GigE в реальном времени. ИТ-отделы могут создать сеть хранения данных (SAN), чтобы связать вместе множество баз данных.Крупные финансовые учреждения соединяют места в регионе для облегчения электронной торговли с использованием DWDM и GigE. Многие операторы телефонной связи начинают добавлять услуги GigE в свои сетевые предложения.
Протоколы и стандарты
• 10GigE разрабатываются IEEE в рамках стандартов 802.3ae и 802.3AK. Стандарты 10GigE разрабатываются для использования протокола для подключения к широкополосной городской сети (MAN). В настоящее время нет намерения использовать стандарт для поддержки настольных приложений, однако все меняется.Системы 10GigE будут развернуты с использованием оптоволоконных сетей передачи. Ниже приведен пример сети 10GigE.

Рисунок 2-14: Схема — Типичная офисная ЛВС

Поскольку большинство этих сетей развернуто в офисных зданиях, кабели витой пары, как правило, проходят вблизи от электрических устройств, вызывающих помехи. На рисунке показана типичная локальная сеть для небольшого офиса. Обратите внимание, что большинство офисных компьютеров подключены через концентратор, а принтеры и службы связи — через выделенные серверы.Это просто один из типов сети, который можно создать с помощью Ethernet. В очень небольших офисах любое устройство можно напрямую подключить к маршрутизатору. Крупные корпорации объединят в сеть несколько маршрутизаторов. Фактическая конфигурация сети основана на заполнении документа с требованиями (см. Главу 4). В этой системе каждый компьютер имеет доступ к каждому устройству, но маршрутизатор может быть запрограммирован на ограничение доступа на основе уникального идентификатора каждой компьютерной рабочей станции.

На рис. 2-15 показано, как несколько сетей зданий соединяются через городскую сеть (MAN). Обратите внимание, что в каждом здании есть один основной маршрутизатор, подключенный к сети 10GigE — каждое здание является узлом в сети.Общая основа протоколов Ethernet обеспечивает легкий путь расширения. Показанная система на самом деле представляет собой сеть сетей.

Рисунок 2-15: Схема — Сеть метро (MAN)

Выводы

Проектирование телекоммуникационных систем — повторяющийся процесс. Каждая часть системы зависит от других. Простой пример этой зависимости можно найти при использовании модема. Для базовых модемов используются кабели, соединяющие их с компьютером (последовательный кабель), и кабель витой пары, соединяющий их с телефонной сетью.Каждый из этих элементов зависит от другого, обеспечивая работающую систему. Эти типы зависимостей можно найти во всех телекоммуникационных системах. Эта глава была организована так, чтобы предоставить основную информацию об отдельных элементах и ​​их взаимосвязях. Признание этих отношений поможет обеспечить эффективный дизайн телекоммуникационной сети.

Мультиплексирование радио

Мультиплексирование DAB обеспечивает способ объединения разрозненных радиосигналов в единый поток, готовый к передаче.Однако не только радио использует мультиплексирование: и телефония, и телевидение (как в стандартном, так и в высоком разрешении) также зависят.

Наша инфраструктура мультиплексирования — это то, что делает нас уникальными. Мы управляем крупнейшей в Великобритании сетью этих мультиплексирующих узлов. Вместо того, чтобы работать независимо друг от друга, эти концентраторы соединены с помощью устойчивых и разнообразных телекоммуникационных цепей.

Максимальная гибкость для наших клиентов

Такой подход позволяет нам быть гибкими.Мы можем быстро и безопасно направлять услуги по сети, когда и когда это необходимо, туда, где они требуются. Это дает нам и, что еще более важно, вам, нашим клиентам, неоценимый уровень гибкости.

Эта гибкость связана с нашей целью — удовлетворять индивидуальные потребности каждой вещательной компании, с которой мы работаем. Мы не занимаемся универсальными решениями — мы здесь, чтобы убедиться, что ваше решение адаптировано для достижения наилучших результатов.

Как все это работает?

Пройдя этап кодирования и добавления, студия будет подключена к нашим мультиплексорам различными соединениями в нашу общенациональную сеть.Они организованы в сеть, охватывающую всю территорию страны, так что контент может быть многоадресен (совместно использован) на двух или более лицензионных участках без необходимости в дополнительных дорогостоящих телекоммуникационных каналах.

Абсолютное спокойствие

Каждый центр мультиплексирования имеет хорошо защищенные источники энергии и резервные генераторы для защиты от перебоев в электроснабжении, и они размещены в безопасных помещениях.

Вместе эти меры помогают поддерживать бесперебойную работу всего.

Работаем с нами

DAB, хотя и сложный как процесс, довольно легко резюмировать. Он объединяет все службы для определенных областей по всей стране и подключает их к оборудованию, необходимому для создания сигнала, который отправляется на передатчики. Однако действительно имеет значение то, как мы справляемся с этим процессом.

Наряду с новейшими технологиями и одной из крупнейших сетей вещания в Великобритании, мы обладаем непревзойденным богатством знаний и опыта.Проработав в радиоиндустрии лучшую часть столетия, мы точно знаем, как удовлетворить потребности клиентов и добиться результатов.

У нас есть специалисты, которые решают проблемы быстро и эффективно, сводя к минимуму простои. Все это восходит к той маневренности, о которой мы говорили ранее.

Наш подход к мультиплексированию DAB и радиовещанию в целом действительно отличает нас. Мы работаем с нашими клиентами от начала до конца — и не только — чтобы все было идеально согласовано с вашими целями.

По мере изменения этих целей изменится и наш подход. У тебя всегда будет самое лучшее.

Наши специалисты всегда готовы обсудить DAB-мультиплексирование и доставку радиосвязи более подробно. Чтобы узнать больше о том, как мы можем вам помочь, свяжитесь с нами сегодня.

Что такое мультиплексор? — Типы мультиплексоров и приложения

Мультиплексор

Мультиплексор — это устройство, которое позволяет выбирать один из нескольких аналоговых или цифровых входных сигналов, и передает выбранный вход в единую среду.Мультиплексор также известен как селектор данных. Мультиплексор из 2n входов имеет n строк выбора, которые будут использоваться для выбора входной линии для отправки на выход. Мультиплексор сокращенно Mux.

MUX передает цифровые или аналоговые сигналы с более высокой скоростью по одной линии в одном совместно используемом устройстве. Он восстанавливает отдельные сигналы на принимающей стороне. Мультиплексор увеличивает или усиливает информацию, которая позже передается по сети в пределах определенной полосы пропускания и времени. В этой статье дается обзор того, что такое мультиплексор и типы мультиплексора.

Что такое мультиплексор

Мультиплексор действует как переключатель с несколькими входами и одним выходом. Несколько сигналов используют одно устройство или провод передачи, например медный провод или оптоволоконный кабель. В телекоммуникациях аналоговые или цифровые сигналы передаются по нескольким каналам связи методом мультиплексирования. Эти сигналы представляют собой высокоскоростные сигналы с одним выходом. Мультиплексор 4 к 1 содержит четыре входных сигнала, а мультиплексор 2 к 1 имеет два входных сигнала и один выходной сигнал.

Схематическое обозначение мультиплексора

Таблица истинности для мультиплексора от 2 до 1

Мультиплексоры также расширены с теми же соглашениями об именах, что и мультиплексоры DE. Схема мультиплексора 4 к 1 приведена ниже

Схема мультиплексора 4 к 1

Типы мультиплексирования

Метод передачи нескольких сигналов по одной среде определяется как мультиплексирование. Это метод, показанный на физическом уровне модели OSI.

Различные типы технологий мультиплексирования указаны ниже

• Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM)
• Мультиплексирование с частотным разделением (FDM)
• Мультиплексирование с плотным разделением по длине волны (DWDM)
• Обычное мультиплексирование с разделением по длине волны (CWDM8)
с возможностью перенастройки Мультиплексор ввода-вывода (ROADM)
• Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM)
• Мультиплексирование ввода-вывода (ADM)
• Обратное мультиплексирование (IMUX)

Типы мультиплексоров

Типы мультиплексоров

Мультиплексирование с частотным разделением

В этом типе мультиплексирования сигналы генерируются путем отправки различных модулированных устройством несущих частот, и эти модулированные сигналы затем объединяются в один сигнал, который может передаваться по каналу связи. Чтобы приспособиться к модулированному сигналу, несущие частоты разделены с достаточной шириной полосы, и эти диапазоны полосы пропускания являются каналами, по которым проходят различные сигналы.Эти каналы могут быть разделены неиспользованной полосой пропускания. Некоторые из примеров мультиплексирования с временным разделением включают передачу радио- и телевизионных сигналов.

Мультиплексирование с разделением по длине волны

Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM) — это метод аналогового мультиплексирования, который модулирует множество потоков данных по световому спектру. Это мультиплексирование используется в оптическом волокне. Это оптический эквивалент FDM. Различные сигналы в WDM — это оптические сигналы, которые будут световыми и переданы по оптическому волокну.WDM похож на FDM, поскольку он смешивает множество сигналов разных частот в один сигнал и передается по одному каналу. Длина волны обратно пропорциональна ее частоте, если длина волны увеличивается, то частота уменьшается. Несколько световых волн от многих источников объединяются для получения светового сигнала, который будет передаваться по каналу на приемник.

Мультиплексирование с разделением по длине волны

Основной принцип использования призм состоит в том, что они изгибают световой луч в зависимости от угла падения и частоты световой волны или луча.На стороне приемника световой сигнал разделяется на разные световые волны с помощью демультиплексора. Этот вид слияния и обрыва световой волны осуществляется призмой. Одна призма используется на конце отправителя для мультиплексирования, а другая призма используется на стороне получателя для демультиплексирования, как показано на рис.

Использование PRISM в WDM

WDM, используемое в синхронной оптической сети (SONET). В нем используются различные оптоволоконные линии, которые мультиплексируются и демультиплексируются.

Мультиплексор с временным разделением каналов

TDM — это один из типов мультиплексоров, которые объединяют потоки данных, выделяя каждому потоку разные временные интервалы в наборе.Он часто передает или отправляет различные временные интервалы в определенном порядке по одному каналу передачи. TDM присоединяет потоки данных PCM.

Мультиплексор с временным разделением каналов

Мультиплексор с плотным разделением по длине волны

В плотном мультиплексировании с разделением по длине волны, оптическая технология, используемая для расширения полосы пропускания на оптоволокно. Скорость передачи данных и протокол независимы, и это главное преимущество DWDM. Плотное мультиплексирование с разделением по длине волны (DWDM), работающее за счет одновременного объединения разных сигналов на разных длинах волн.На волокне заменено на несколько волокон. Увеличив пропускную способность волокна с 2,5 Гбит / с до 20 Гбит / с, восемь сигналов OC 48 могут быть мультиплексированы в одно волокно. Одно волокно может передавать данные со скоростью до 400 ГБ / с благодаря DWDM. передает данные или информацию в IP, SONET, ATM и Ethernet. Он также передает различные типы трафика с различными скоростями по оптическому каналу.

Мультиплексор с плотным разделением по длине волны

Статистический мультиплексор

Позволяет совместно использовать одну строку данных для мультиплексоров устройств RS-232.Будет выполнено исправление ошибок, чтобы обеспечить безошибочную передачу. Слово «статистический» относится к его способности получать преимущества статики многих устройств RS-232, терминалов и пользователей ПК. Каждый ПК в среднем имеет менее 5% от его потенциальной скорости передачи данных.

Этот тип мультиплексора позволяет суммировать скорости терминала и ПК, что увеличивает скорость составного канала между мультиплексорами. Это связано с тем, что клавиатуры простаивают. Для этих типов мультиплексоров требуется буфер.

Разница между мультиплексором и демультиплексором

• Мультиплексор — это устройство, используемое для связи посредством среды с комбинацией нескольких сигналов.
• Мультиплексор DE — это процесс отделения мультиплексированных сигналов от линии передачи.
• Оба мультиплексора и DMux смешаны в одно устройство, которое может обрабатывать исходящие и входящие сигналы.
• Электронный мультиплексор — это переключатель с несколькими входами и одним выходом.
• Мультиплексор DE в качестве переключателя с одним входом и несколькими выходами
• MUX позволяет использовать несколько сигналов на одном устройстве.
• Пример: один аналого-цифровой преобразователь или одна линия связи

Разница между мультиплексором и демультиплексором

Список ИС, которые обеспечивают мультиплексирование

Серия 7400 имеет несколько ИС, которые содержат мультиплексоры

Список ИС, которые обеспечивают мультиплексирование

Здесь Techopedia объясняет мультиплексор (MUX)

TDM означает, что мультиплексор с временным разделением выбирает образцы многих сигналов, имеющих отдельные аналоговые сигналы в телекоммуникациях, и присоединяет их к широкополосному аналоговому сигналу с одной импульсной амплитудной модуляцией (PAM).

В телекоммуникациях для цифровых сигналов в компьютерной сети или с цифровым видео несколько потоков входных сигналов с переменной скоростью передачи данных (с использованием связи в пакетном режиме) могут быть объединены в один сигнал с постоянной полосой пропускания. Ограниченное количество потоков данных входных сигналов с постоянной скоростью передачи битов может быть мультиплексировано в один поток данных с более высокой скоростью передачи битов с помощью альтернативного метода с использованием TDM. Мультиплексору требуется DMUX (демультиплексор) для завершения процесса, что означает разделение мультиплексных сигналов, переносимых одной совместно используемой средой или устройством.

Иногда мультиплексор и демультиплексор объединяются в одно устройство, что позволяет устройству обрабатывать как входящие, так и исходящие сигналы. Один выход мультиплексора соединен с одним входом демультиплексора по одному каналу.

Мультиплексор используется во многих приложениях, например, когда несколько данных могут передаваться по одной линии.

Система связи — Мультиплексор используется в системах связи, которые имеют систему передачи, а также сеть связи.Мультиплексор используется для повышения эффективности системы связи, позволяя передавать такие данные, как аудио- и видеоданные, из разных каналов через кабели и одиночные линии.

Память компьютера — Мультиплексор используется в памяти компьютера для поддержания большого объема памяти в компьютерах, а также для уменьшения количества медных линий, необходимых для подключения памяти к другим частям компьютера.

Телефонная сеть — Мультиплексор используется в телефонных сетях для объединения нескольких аудиосигналов на одной линии передачи.

Передача из компьютерной системы спутника:

Мультиплексор используется для передачи сигналов данных из компьютерной системы спутника в наземную систему с использованием связи GSM.

Это различные типы методов мультиплексирования, используемые в системе связи для эффективной передачи и приема данных.