U-gränssnitt

U -gränssnittet eller U-referenspunkten är ett Basic Rate Interface (BRI) i accessnätet i ett Integrated Services Digital Network (ISDN), som ansluter nätverksterminatorn (NT1/2) i kundens lokaler till linjetermineringen (LT) i operatörens lokala växel , med andra ord tillhandahåller anslutningen från abonnent till centralkontor.

Till skillnad från ISDN S/T-gränssnitten var U-gränssnittet ursprungligen inte elektriskt definierat av ITU:s ISDN-specifikationer, utan det lämnades upp till nätoperatörerna att implementera, även om ITU har utfärdat rekommendationerna G.960 och G.961 för att formalisera de standarder som antagits i USA och EU.

I USA definieras U-gränssnittet ursprungligen av ANSI T1.601-specifikationen som en 2-trådsanslutning med 2B1Q-linjekodning. Den är inte lika avståndskänslig som S-gränssnittet eller T-gränssnittet och kan fungera på avstånd upp till 18 000 fot. Vanligtvis ansluter U-gränssnittet inte till terminalutrustning (som vanligtvis har ett S/T-gränssnitt) utan till en NT1 eller NT2 (nätverksterminator typ 1 eller 2.)

En NT1 är en diskret enhet som omvandlar U-gränssnittet till ett S/T-gränssnitt, som sedan kopplas till terminalutrustning (TE) som har ett S/T-gränssnitt. Vissa TE-enheter integrerar dock en NT1 och har därför ett direkt U-gränssnitt som är lämpligt för anslutning direkt till slingan.

En NT2 är en mer sofistikerad lokal växelenhet som en PBX, som kan konvertera signalen till ett annat format eller lämna ut den som S/T till terminalutrustning.

I Amerika är NT1 kundlokalutrustning (CPE) som köps och underhålls av användaren, vilket gör U-gränssnittet till ett användar-nätverksgränssnitt (UNI). Den amerikanska varianten specificeras av ANSI T1.601.

I Europa tillhör NT1 nätoperatören, så användaren har inte direkt tillgång till U-gränssnittet. Den europeiska varianten specificeras av European Telecommunications Standards Institute (ETSI) i rekommendation ETR 080. ITU-T har utfärdat rekommendationer G.960 och G.961 med världsomspännande räckvidd, som omfattar både de europeiska och amerikanska varianterna av U-gränssnittet .

Logiskt gränssnitt

Liksom alla andra ISDN-bashastighetsgränssnitt, bär U-gränssnittet två B-kanaler (bärare) med 64 kbit/s och en D-kanal (data) med 16 kbit/s för en kombinerad bithastighet på 144 kbit/s (2B+D).

Duplex överföring

Medan i ett fyrtrådsgränssnitt såsom ISDN S- och T -gränssnitten är ett trådpar tillgängligt för varje överföringsriktning, behöver ett tvåtrådsgränssnitt implementera båda riktningarna på ett enda trådpar. För detta ändamål specificerar ITU-T-rekommendationen G.961 två duplexöverföringstekniker för ISDN U-gränssnittet, av vilka endera ska användas: Echo-avstängning (ECH) och Time Compression Multiplex (TCM).

Ekosläckning (ECH)

När en sändare applicerar en signal till trådparet kommer delar av signalen att reflekteras som ett resultat av ofullständig balans hos hybriden och på grund av impedansdiskontinuiteter på linjen. Dessa reflektioner återgår till sändaren som ett eko och går inte att särskilja från en signal som sänds längst bort. I eko-släckningsschemat (ECH) simulerar sändaren lokalt ekot som den förväntar sig att ta emot och subtraherar det från den mottagna signalen.

Tidskomprimeringsmultiplex (TCM)

Duplexmetoden för tidskompressionsmultiplex (TCM), även kallad "burst mode", löser ekoproblemet indirekt. Linjen drivs med en hastighet som är minst två gånger signalhastigheten och båda ändarna av linjen turas om att sända på ett tidsdelat duplexsätt .

Linjesystem

ITU-T G.961 specificerar fyra linjesystem för ISDN U-gränssnittet: MMS43 , 2B1Q , TCM och SU32. Alla linjesystem utom TCM använder ekosläckning för duplexdrift. Den amerikanska standarden ANSI T1.601 specificerar linjesystemet 2B1Q, den europeiska ETSI TR 080-rekommendationen specificerar 2B1Q och MMS43.

MMMS43 (4B3T)

Den modifierade övervakningstillståndskoden som mappar 4 bitar till 3 ternära symboler (MMS43), som också kallas 4B3T (fyra binära, tre ternära) är ett linjesystem som används i Europa och på andra håll i världen. 4B3T är en "blockkod" som använder Return-to-Zero-tillstånd på linjen. 4B3T omvandlar varje grupp om 4 databitar till 3 "ternära" linjesignaltillstånd (3 symboler). Ekosläckningstekniker tillåter fullduplexdrift på linjen.

MMS43 definieras i bilaga I till G.961, bilaga B till ETR 080 och andra nationella standarder, som Tysklands 1TR220. 4B3T kan överföras tillförlitligt vid upp till 4,2 km över 0,4 mm kabel eller upp till 8,2 km över 0,6 mm kabel. En intern termineringsimpedans på 150 ohm presenteras på linjen i varje ände av U-gränssnittet.

En 1 ms ram som bär 144 bitar av 2B+D-data mappas till 108 ternära symboler. Dessa symboler är förvrängda, med olika krypteringskoder för de två överföringsriktningarna, för att minska korrelationen mellan sänd och mottagen signal. läggs en 11-symbols ingress och en symbol från CL- _{kanalen , vilket ger en ramstorlek på 120 ternära symboler och en symbolhastighet på 120} kilobaud . CL- _kanalen används för att begära aktivering eller deaktivering av en loopback i antingen NT1 eller en linjeregenerator.

I 4B3T-kodning finns det tre tillstånd som presenteras för linje: en positiv puls (+), en negativ puls (-) eller ett nolltillstånd (ingen puls: 0). En analogi här är att driften liknar B8ZS eller HDB3 i T1/E1-system, förutom att det finns en faktisk förstärkning i informationshastigheten genom att koda 2 ⁴ =16 möjliga binära tillstånd till ett av 3 ³ =27 ternära tillstånd. Denna extra redundans används för att generera en noll DC-förspänningssignal.

Ett krav för linjeöverföring är att det inte ska finnas någon DC-uppbyggnad på linjen, så den ackumulerade DC-uppbyggnaden övervakas och kodorden väljs därefter. Av de 16 binära informationsorden är några alltid mappade till ett DC-komponentfritt (ternärt) kodord, medan andra kan mappas till antingen ett av två kodord, ett med en positiv och det andra med en negativ DC-komponent. I det senare fallet väljer sändaren om kodordet ska skickas med negativ eller positiv DC-komponent baserat på den ackumulerade DC-offseten.

2B1Q

2B1Q- kodning är standarden som används i Nordamerika, Italien och Schweiz. 2B1Q betyder att två bitar kombineras för att bilda ett enda kvartär linjetillstånd ( symbol ). 2B1Q kombinerar två bitar åt gången för att representeras av en av fyra signalnivåer på linjen. Ekosläckningstekniker tillåter fullduplexdrift på linjen.

2B1Q-kodning definieras i bilaga II till G.961, ANSI T1.601 och bilaga A till ETR 080. Den kan fungera på avstånd upp till cirka 5,5 km (18 000 fot) med förluster upp till 42 dB . En intern termineringsimpedans på 135 ohm presenteras på linjen i varje ände av U-gränssnittet.

En 1,5 ms ram som bär 216 förvrängda bitar av 2B+D-data är mappad till 108 kvartära symboler. Till denna ram läggs en 9-symbols inledning och 3 symboler från CL- _{kanalen , vilket ger en ramstorlek på 120 kvartära symboler och en symbolhastighet på 80 kilobaud.} CL- kanalen används för kommunikation mellan LT och NT1, en 12-bitars cyklisk redundanskontroll ₍ CRC) och olika andra fysiska lagerfunktioner. CRC täcker en 12 ms multiframe (8×1,5 ms frames).

TCM / AMI

TCM / AMI ISDN-linjesystemet, även kallat TCM-ISDN, används av Nippon Telegraph and Telephone i dess "INS-Net 64"-tjänst.

Appendix III till G.961 specificerar ett linjesystem baserat på duplexmetoden Time Compression Multiplex (TCM) och en AMI-linjekod ( Alternate Mark Inversion) . AMI-linjekoden mappar en ingångsbit till en ternär symbol. Liksom med MMS43 kan den ternära symbolen antingen vara en positiv (+), noll (0) eller negativ (-) spänning. En 0-bit representeras av en nollspänning, medan en 1-bit representeras omväxlande av en positiv och en negativ spänning, vilket resulterar i en DC-förspänningsfri signal. I ett 2,5 ms-intervall kan varje sida skicka en 1,178 ms-ram som representerar 360 bitar av 2B+D-data. läggs en 8-bitars inledning, 8 bitar från CL- _{kanalen , såväl som en paritetsbit, vilket ger en ramstorlek på 377 bitar och en baudhastighet på 320 kilobaud.} CL- _kanalen används för drift och underhåll, samt sänder en 12-bitars CRC som täcker 4 ramar.

SU32

Appendix IV till G.961 specificerar ett linjesystem baserat på ekosläckning och en ersättningslinjekod 3B2T (SU32), som mappar tre bitar till 2 ternära symboler. Som med MMS43 och AMI kan den ternära symbolen antingen vara en positiv (+), noll (0) eller negativ (-) spänning. Mappningen från 2 ³ =8 till 3 ² =9 symboler lämnar en oanvänd symbol. När två efterföljande inmatade (binära) informationsord är identiska, ersätts det (ternära) kodordet med det oanvända kodordet. En 0,75 ms ram som bär 108 bitar av 2B+D-data är mappad till 72 ternära symboler. läggs en 6-symbols inledning, en CRC-symbol och 2 symboler från CL- _{kanalen , vilket ger en ramstorlek på 81 ternära symboler och en symbolhastighet på 108 kilobaud.} CL- _kanalen används för övervaknings- och underhållsfunktioner mellan LT och NT1. 15-bitars CRC täcker 16 ramar.

Se även

Vidare läsning

Lechleider, JW (1989). "Linjekoder för digitala abonnentlinjer (ISDN basaccess)". IEEE Communications Magazine . 27 (9): 25–32. doi : 10.1109/35.35509 . ISSN 0163-6804 .