EPOS接口原理

1、E1/POS接口原理 目 錄課程說明1課程介紹1第1章 E1/CE1接口原理21.1 E1/CE簡(jiǎn)介21.2 E1的幀結(jié)構(gòu)5第2章 POS接口原理72.1 POS簡(jiǎn)介72.2 POS協(xié)議棧10第1章 E1/CE1接口原理1.1 E1/CE簡(jiǎn)介多年來，通信系統(tǒng)特別是電話系統(tǒng)一直在飛速發(fā)展，即使是現(xiàn)在，語音通信仍然在通信總量中占據(jù)主導(dǎo)地位。為了滿足日益增長(zhǎng)的對(duì)傳輸速率的要求，人們一直在尋求各種解決方法來提供高質(zhì)量、低成本的通信系統(tǒng)。60年代，數(shù)字系統(tǒng)出現(xiàn)后，PCM、TDM 技術(shù)在通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，并一直持續(xù)到今天。在PDH中，以兩種基本的PCM 通信系統(tǒng)作為其基礎(chǔ)，一種是由ANSI 推薦

2、的T1系統(tǒng)，一種是ITU-T 推薦的E1系統(tǒng)。T1系統(tǒng)主要在北美得到廣泛使用（日本采用的J1，與T1 基本相似），而歐洲以及中國(guó)使用的則是E1系統(tǒng)。雖然最初E1/T1系統(tǒng)主要用在語音通信上，但是隨著通信技術(shù)的發(fā)展，它們也開始更多的用在數(shù)據(jù)通信上。目前我司的路由器中，大部分的中低端路由器及部分的高端路由器都支持E1/T1接口，以擴(kuò)展廣域網(wǎng)接口的種類及數(shù)量，提供高密度的低速信號(hào)的接入。PCM，即脈沖編碼調(diào)制。正如前面所說，E1&T1開始時(shí)主要用在話音通信中，主要作用是用一路數(shù)字信號(hào)來承載多路“話音”信號(hào)。而語音信號(hào)初始時(shí)是模擬信號(hào)，并不能直接的插入E1&T1的時(shí)隙中，必須進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)

3、換，PCM就是完成這個(gè)功能的。 它通常包含三個(gè)過程：抽樣、量化和編碼。 首先，要把模擬信號(hào)變成時(shí)間軸上離散的信號(hào)，抽樣定律表明，對(duì)于頻帶限制在0f（HZ）的低頻信號(hào)來說，在信號(hào)的最高頻率分量的每一個(gè)周期內(nèi)起碼抽樣兩次，也就是說，抽樣速率fs>=2f（HZ），就可以用抽樣所得的離散信號(hào)完全代替原來的信號(hào)。對(duì)于0.33.4（KHZ）的語音信號(hào)，若抽樣頻率fs>=8000（HZ），就能用這些離散的樣值取代原來連續(xù)的語音信號(hào)。連續(xù)信號(hào)經(jīng)抽樣后，要將這樣的值編成對(duì)應(yīng)的數(shù)字碼組,現(xiàn)在一般常用的量化方法有兩種: 一種是北美和日本的u律壓擴(kuò)（15折線法分段）；令一種是歐洲和我國(guó)采用的A律壓擴(kuò)（13

4、折線法分段）。T1系統(tǒng)采用u律壓擴(kuò)方法，它有24個(gè)時(shí)隙。E1系統(tǒng)采用A律壓擴(kuò)，它有32個(gè)時(shí)隙。將量化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼,就實(shí)現(xiàn)了將模擬信號(hào)變化成64K標(biāo)準(zhǔn)速率的PCM信號(hào)了，我們通常稱其為DS0（digital signal-level zero ）。量化后的信號(hào)并不能直接就傳輸，它還必須經(jīng)過TDM（時(shí)分復(fù)用），將DS0信號(hào)復(fù)接在E1或T1的DS1（digital signal-level one）幀中，即將64K的低速信號(hào)復(fù)接成2.048（E1）或1.544M（T1）的高速信號(hào)再進(jìn)行傳輸。所謂時(shí)分復(fù)用，是將某一信道按時(shí)間加以分割，各路信號(hào)的抽樣值依一定的順序占用某一時(shí)間間隔（也稱作時(shí)隙），即多

5、路信號(hào)利用同一個(gè)信道在不同的時(shí)間進(jìn)行各自獨(dú)立的傳輸。時(shí)分復(fù)用與頻分復(fù)用一樣，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)信道傳輸多路信號(hào)的目的。也就是說若干路數(shù)字（或模擬）信號(hào)可以采用時(shí)分復(fù)用方式以一定的結(jié)構(gòu)形式復(fù)接成一路高速率的復(fù)合數(shù)字信號(hào)群路信號(hào)。根據(jù)時(shí)分復(fù)用的概念，將時(shí)間分成若干時(shí)隙。第一個(gè)時(shí)隙TS1傳送第一路信號(hào)，第二個(gè)時(shí)隙傳送第二路信號(hào)等等。這些組合信號(hào)則構(gòu)成了一個(gè)幀，在下一幀仍按原規(guī)則依次送各路信號(hào)。實(shí)際上數(shù)字復(fù)節(jié)有兩種不同的幀結(jié)構(gòu) ，一種是每路分配一個(gè)短時(shí)隙，每時(shí)隙送1bit碼字，因而稱這種復(fù)接為bit復(fù)接；另一種每路分配一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)隙，每時(shí)隙傳送由若干bit組成的碼字，稱這種復(fù)接為碼組復(fù)接。E1&T1系

6、統(tǒng)采用的是碼組復(fù)接，其結(jié)構(gòu)如圖所示（以T1為例，E1與T1的區(qū)別僅僅是時(shí)隙不同而已，T1有24個(gè)時(shí)隙，而E1有32個(gè)時(shí)隙）。1.2 E1的幀結(jié)構(gòu)E1系統(tǒng)采用的是幀同步的方式，固定用0時(shí)隙來傳送幀同步信號(hào)。因此，在使CE1時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)際使用的時(shí)隙只能是131時(shí)隙。而T1采用的比特同步的方式，它的第193比特就是用作幀同步用的，因此，T1在用作CT1時(shí)是可以使用全部的24個(gè)時(shí)隙的。在E1 系統(tǒng)中采用幀對(duì)齊信號(hào)FAS（ Frame Alignment Signal ）提取幀同步。FAS 是特殊的編碼序列，它具體編碼為x0011011 。0 時(shí)隙作為E1 系統(tǒng)的同步時(shí)隙，其偶數(shù)幀的0 時(shí)隙專用于傳

7、送FAS 信號(hào)。E1 系統(tǒng)從線路上接收數(shù)據(jù)時(shí)，如果E1調(diào)幀器FRAMER識(shí)別出FAS， 就將FAS所在的時(shí)隙作為偶數(shù)幀0時(shí)隙，從E1調(diào)幀器恢復(fù)出來的幀同步信號(hào)在進(jìn)入0 時(shí)隙之前的一個(gè)時(shí)鐘出現(xiàn)。偶數(shù)幀0 時(shí)隙的信號(hào)稱為FAS， 而奇數(shù)幀0 時(shí)隙的信號(hào)稱為NFAS，NFAS的特征是第二個(gè)比特為1，通過NFAS bit2 可以避免NFAS 與FAS 互相混淆。如果連續(xù)3 次在偶數(shù)0 時(shí)隙沒有收到FAS，或者連續(xù)3 次收到奇數(shù)幀NFAS bit2 不為1，則表示已經(jīng)失去同步，必須重新進(jìn)行同步。具體的同步過程一般是由調(diào)幀器FRAMER根據(jù)ITU-T定義的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議自動(dòng)完成，不需要進(jìn)行干預(yù)。E1相當(dāng)于一個(gè)不

8、分時(shí)隙、數(shù)據(jù)帶寬為2M的接口，其邏輯特性與同步串口相同，支持PPP、幀中繼等鏈路層協(xié)議，支持IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。但有時(shí)，我們可能希望同一條2M鏈路可以同時(shí)向好幾個(gè)用戶提供專線服務(wù)，因此產(chǎn)生了cE1接口。CE1在物理上分為32個(gè)時(shí)隙，對(duì)應(yīng)編號(hào)為031。其中的31個(gè)時(shí)隙可以被任意地分成若干組（時(shí)隙0用于傳送幀同步信號(hào)，不能被捆綁），每組時(shí)隙捆綁以后作為一個(gè)接口（channel-group）使用，其邏輯特性與同步串口相同，支持PPP、HDLC、FR、LAPB和X.25等鏈路層協(xié)議，支持IP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。第2章 POS接口原理2.1 POS簡(jiǎn)介POS是一種新出現(xiàn)的在SONET/SDH上承載IP和其他數(shù)據(jù)包的傳

9、輸技術(shù)。POS將長(zhǎng)度可變的數(shù)據(jù)包直接映射進(jìn)SONET同步載荷中，使用SONET/SDH物理層傳輸標(biāo)準(zhǔn)，提供了一種高速、可靠、點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)連接?？梢詰?yīng)用于2層、3層的交換機(jī)和路由器。在IP over SONET/SDH結(jié)構(gòu)中，POS鏈路在相連的高速路由器間提供了一條高帶寬的通道。SONET（Synchronous Optical Network）同步光學(xué)網(wǎng)絡(luò)，是ANSI定義的同步傳輸體制，包含一組以51.840Mbps(STS-1)為基數(shù)的速率，如STS-3(155.520)、STS-9(466.560)、STS-12(622.080)、STS-18(933.120)、STS-24(1,244.

10、160)、STS-36(1,866.240)、STS-48(2,488.320)。SONET是一種全球化的標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議。它通過工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化接口提供了強(qiáng)大，速率可選的傳輸機(jī)制。SDH（Synchronous Digital Hierarchy）同步數(shù)字系列，是CCITT定義的，它使用了SONET速率的一個(gè)子集?；舅俾适?55.520Mbps(STM-1)，以4的倍數(shù)遞增如STM-4(622.080)、STM-16(2,488.32)。2.2 POS協(xié)議棧IP數(shù)據(jù)包首先被封裝進(jìn)PPP協(xié)議包，然后根據(jù)RFC1662使用HDLC-like格式化成POS幀，最后同步地將字節(jié)流映射進(jìn)SONET/SDH的同步載荷中。RFC1619“PPP