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Tキャリア

Tキャリアは、多重化された電話通話のデジタル伝送用にAT&Tベル研究所が開発した一連のキャリアシステムのメンバーです。

最初のバージョンである伝送システム1T1 )は、1962年にベルシステムで導入され、銅線の単一伝送ラインを介して最大24の電話を同時に伝送できました。その後の仕様では、96チャネルのT2(6.312 Mbit / s)、672チャネルのT3(44.736 Mbit / s)など、基本的なT1(1.544 Mbit / s)の倍数のデータレートが使用されました。

伝送システム1

Tキャリアは、単一の4線伝送回路で複数の時分割多重(TDM)通信チャネルを伝送するためのハードウェア仕様です。これは、ベル研究所でAT&Tによって開発されました。 1957年、およびD1チャネルバンクを使用した長距離パルス符号変調(PCM)デジタル音声伝送のために1962年に最初に採用されました。

Tキャリアは、一般に、構内交換機(PBX)相互接続ポイントを含む、電話ネットワークの交換センター間のトランキングに使用されます。アナログトランクが使用したのと同じツイストペア銅線を使用し、1つのペアを送信に使用し、別のペアを受信に使用します。信号中継器は、延長距離の要件に使用できます。

デジタルTキャリアシステムの前は、12チャネルキャリアシステムなどの搬送波システムが周波数分割多重化によって機能していました。各呼び出しはアナログ信号でした。 T1トランクは、デジタル信号1(DS-1)と呼ばれるデジタルキャリア信号を使用したため、一度に24の電話呼び出しを送信できます。 DS-1は、最大24の電話コールのビットストリームを、 フレーミングビット (フレーム同期用)とメンテナンスシグナリングビットの 2つの特別なビットとともに多重化するための通信プロトコルです 。 T1の最大データ伝送速度は、1.544メガビット/秒です。

ヨーロッパおよび日本を除くその他のほとんどの国では、Eキャリアシステムが標準化されています。Eキャリアシステムは、Tキャリアと直接互換性のない大容量の同様の伝送システムです。

レガシー

既存の周波数分割多重化キャリアシステムは、遠くの都市間の接続には適していましたが、すべての音声チャネルに高価な変調器、復調器、およびフィルターが必要でした。大都市圏内の接続については、1950年代後半のベル研究所は、より安価な端末機器を探していました。パルス符号変調により、複数の音声トランク間でコーダーとデコーダーを共有できるようになったため、1961年にローカル使用に導入されたT1システムにこの方法が選択されました。チャンネルは一般的になりましたが、それまでにデジタル伝送の他の利点が定着していました。

このシステムの最も一般的な遺産は、ラインレートの速度です。 「 T1 」は、元の1.544 Mbit / sラインレートで動作するデータ回路を意味します。もともと、T1形式は、それぞれ64 kbit / sストリームでエンコードされた24のパルス符号変調時分割多重音声信号を伝送し、8 kbit / sのフレーミング情報を残し、受信機での同期と逆多重化を容易にしました。 T2およびT3回線チャネルは、多重化された複数のT1チャネルを伝送し、それぞれ6.312および44.736 Mbit / sの伝送速度になります。 T3回線は28のT1回線で構成され、各回線は1.544 Mbit / sの合計信号速度で動作します。わずかなT3回線を取得することができます。これは、28回線の一部がオフになっているT3回線を意味し、転送速度は遅くなりますが、通常はコストが削減されます。

おそらく、シカゴのAT&T Long Linesが行ったテストが地下で行われたため、1.544 Mbit / sレートが選択されたと思われます。テストサイトは当時のプラント外のベルシステムに典型的なもので、コイルを収容するために、ケーブルボールマンホールは物理的に2,000メートル(6,600フィート)離れていて、リピーターの間隔を決定していました。最適なビットレートは経験的に選択されました。障害レートが許容できないレベルになるまで容量を増やし、その後マージンを残すために容量を減らしました。この元のT1 / D1システムでは、圧縮により、PCMサンプルごとに7ビットのみで許容可能なオーディオパフォーマンスが得られました。後のD3およびD4チャネルバンクには拡張フレーム形式があり、サンプルあたり8ビットを許可し、チャネルの状態を通知するために1ビットが「奪われた」場合、6サンプルごとに7ビットに減少しました。標準では、バイナリゼロの長い文字列を生成し、リピータがビット同期を失う原因となるすべてゼロのサンプルは許可されていません。ただし、データ(Switched 56)を運ぶ場合、ゼロの長い文字列が存在する可能性があるため、サンプルごとに1ビットが「1」(ジャムビット7)に設定され、7ビット×8,000フレーム/秒のデータが残ります。

1.544 Mbit / sのレートがチャネルにどのように分割されたかのより詳細な理解は次のとおりです。 (この説明では、T1音声通信について説明し、主に関係する番号を扱います。)電話システムの公称音声帯域(ガードバンドを含む)が4,000 Hzである場合、必要なデジタルサンプリングレートは8,000 Hzです(ナイキストレートを参照)。各T1フレームには、24チャネルのそれぞれに1バイトの音声データが含まれているため、そのシステムは、24の同時音声チャネルを維持するために1秒あたり8,000フレームを必要とします。 T1の各フレームの長さは193ビット(24チャネル×チャネルあたり8ビット+ 1フレーミングビット= 193ビット)であるため、8,000フレーム/秒に193ビットを乗算して、1.544 Mbit / s(8,000× 193 = 1,544,000)。

当初、T1はAlternate Mark Inversion(AMI)を使用して周波数帯域幅を削減し、信号のDC成分を除去しました。その後、B8ZSが一般的になりました。 AMIの場合、各マークパルスは前のパルスと反対の極性を持ち、各スペースはゼロレベルでしたが、3レベルの信号になりましたが、バイナリデータのみを伝送していました。 1970年代に1.536メガボーであった英国の同様の23チャネルシステムには、3B2Tまたは4B3Tコードを使用して将来の音声チャネル数を増やすことを期待して、3進信号リピータが装備されていましたが、1980年代にはヨーロッパの標準に置き換えられました。アメリカのTキャリアは、AMIまたはB8ZSモードでのみ動作します。

AMIまたはB8ZS信号により、単純なエラーレート測定が可能になりました。セントラルオフィスのD銀行は、極性が間違っているビット、つまり「双極違反」を検出し、アラームを鳴らすことができます。後のシステムでは、違反や再フレームの数をカウントしたり、信号品質を測定したりして、より高度なアラーム表示信号システムを実現できます。

193ビットフレームを使用する決定は1958年に行われました。フレーム内の情報ビットの識別を可能にするために、2つの代替案が検討されました。 (a)追加ビットを1つだけ割り当てるか、(b)フレームごとに追加の8ビットを割り当てます。 8ビットの選択肢はよりクリーンで、結果として200ビットフレーム、25の8ビットチャネル 、そのうち24がトラフィック、1つの8ビットチャネルが運用、管理、およびメンテナンス(OA&M)に使用可能になります。 AT&Tは、必要なビットレート(1.544対1.6 Mbit / s)を低下させないようにフレームごとにシングルビットを選択しましたが、AT&T Marketingは「OA&M機能に8ビットが選択された場合、誰かがこれを音声チャネルとして販売しようとするため、そしてあなたは何もせずに終わります。」

1962年にT1が商業的に成功した直後、T1エンジニアリングチームは、ハウスキーピング機能に対する需要の高まりに対応するために1ビットしか持たないという間違いに気付きました。彼らはAT&T管理に8ビットフレーミングへの変更を請願しました。これは、インストールされたシステムを廃止するため、完全に拒否されました。

この後知恵を得て、約10年後、CEPTはヨーロッパのE1をフレーミングするために8ビットを選択しましたが、恐れているように、余分なチャネルが音声またはデータに割り当てられることもあります。

高T

1970年代、ベル研究所はより高速のシステムを開発しました。より高度な変調方式を備えたT1Cは、それをサポートできる平衡ペアケーブルで3 Mbit / sを伝送しました。 T-2は6.312 Mbit / sを伝送し、発泡断熱材を備えた特別な低容量ケーブルが必要です。これはPicturephoneの標準でした。 T-4およびT-5は、AT&T Long Linesで使用されていた古いLキャリアと同様の同軸ケーブルを使用しました。 TDマイクロ波無線中継システムには、音声サービスには品質が低すぎるFMスペクトルの一部でDS1信号を伝送できるように、高速モデムも装備されていました。その後、DS3およびDS4信号を伝送しました。 1980年代には、RLH Industries、Inc.などの企業が光ファイバー上でT1を開発しました。業界はまもなく多重化されたT1伝送方式を開発および進化させました。

デジタル信号相互接続

DS1信号は通常、DSX-1として知られる共通の金属クロスコネクトポイントのセントラルオフィスの場所で相互接続されます。 DS1が金属製の外部プラントケーブルを介して伝送される場合、信号はT1スパンと呼ばれる調整されたケーブルペアを介して伝送されます。 T1スパンは、ラインまたは「スパン」電力線リピータ、およびT1 NIU(T1スマートジャック)への関連する4線ケーブルペアに最大+ -130ボルトのDC電力を重畳できます。 T1スパンリピーターは、通常、ケーブルゲージに応じて最大6,000フィート(1,800 m)離れて設計されており、繰り返しスパンを必要とする前に36 dB以下の損失で設計されています。ケーブルブリッジタップまたはロードコイルをペアに配置することはできません。

T1銅線スパンは光伝送システムに置き換えられていますが、銅(金属)スパンが使用される場合、T1は通常、HDSLでエンコードされた銅線で伝送されます。 4線式HDSLは、従来のT1スパンほど多くのリピーターを必要としません。新しい2線式HDSL(HDSL-2)機器は、24ゲージケーブルがすべて使用されている場合、最大約1万2千(12,000)フィート(3.5 km)の単一銅線ペアで完全な1.544 Mbit / s T1を転送します。 HDSL-2は、従来の4線式HDSLまたは新しいHDSL-4システムのように複数のリピーターを使用しません。

HDSLの1つの利点は、限られた数のブリッジタップで動作できることです。タップはHDSLトランシーバーから500フィート(150 m)以内にありません。送信または受信に個々のケーブルペアを使用する従来のT1サービスと比較して、2線または4線のHDSL機器は同じケーブルワイヤペアで送受信します。

DS3信号は、相互接続に使用され、SONET回線に多重化される前の中間ステップとして使用される建物内を除き、まれです。これは、T3回線はリピーター間で約600フィート(180 m)しか通れないためです。 DS3を注文した顧客は、通常、ビル内で実行されるSONET回線と、ユーティリティボックスに取り付けられたマルチプレクサを受け取ります。 DS3は、端にBNCコネクタを備えた2本の同軸ケーブル(送信用と受信用1本)の使いやすい形式で提供されます。

ビット強奪

12個のDS1フレームが単一のT1スーパーフレーム(T1 SF)を構成します。各T1スーパーフレームは、2つのシグナリングフレームで構成されています。インバンドシグナリングを使用するすべてのT1 DS0チャネルは、回線シグナリング状態または状態を示す論理ZEROまたはONEビットのいずれかによって、完全な64 kbit / s DS0ペイロードから8ビットを上書きまたは「奪取」されます。したがって、損失ビットシグナリングは、T1 SFフレーム回線を構成する12個のDS1フレームのうちの2つで、DS0チャネルをわずか56 kbit / sのレートに制限します。 T1 SFフレーム回線は、2つの独立したシグナリングチャネル(A&B)を生成します。T1ESFフレーム回線は、4つの独立したシグナリングチャネル(A、B、C、D)を生成する24フレーム拡張フレーム形式の4つのシグナリングフレームを生成します。

56 kbit / s DS0チャネルは、デジタルデータサービス(DDS)サービスに関連付けられており、通常、A&B帯域外シグナリングを使用する音声回線としてDS0の8ビット目を利用しません。 1つの例外は、スイッチド56kbit / s DDSです。 DDSでは、ビット8を使用して、送信するDTE要求(RTS)条件を識別します。 Switched 56 DDSでは、SW56 DDS CSU / DSUとデジタルエンドオフィススイッチ間で2つの状態のダイヤルパルスシグナリング情報を送信するために、ビット8がパルス化されます(交互に論理ZEROおよびONEに設定されます)。

アメリカのrobbed-bitシグナリングの使用は、オフィス間のダイヤルトランク上のSignaling System No 7(SS7)の結果として大幅に減少しています。 SS7では、完全な64 kbit / s DS0チャネルを接続で使用でき、サポートするT1キャリアエンティティが選択されている場合、64 kbit / sおよび128 kbit / s ISDNデータコールがスイッチドトランクネットワーク接続上に存在できます。 B8ZS(クリアチャネル対応)。

キャリア価格

キャリアは、さまざまな方法でDS1回線の価格を設定します。ただし、ほとんどの場合、2つの単純なコンポーネントに要約されます。ローカルループ(エンドユーザーのセントラルオフィス(別名CO)からプレゼンスのポイント(別名POP)に信号を転送するためのローカルチャージングコスト)キャリア)およびポート(キャリアのネットワークを介して電話ネットワークまたはインターネットにアクセスするためのコスト)。通常、ポート価格はアクセス速度と年間コミットメントレベルに基づいており、ループは地理に基づいています。 COとPOPが遠いほど、ループのコストは高くなります。

ループ価格には、マイレージ計算(標準のGPS座標ではなくV / H座標で実行)および電話会社の部品など、いくつかのコンポーネントが組み込まれています。地元の各ベル事業会社(つまり、Verizon、AT&T Inc.、およびQwest)は、マイルあたりの料金が異なるTキャリアに課金します。したがって、価格の計算には2つの距離ステップがあります。ジオマッピングと現地の価格調整の決定です。

ほとんどの通信事業者は上記の地理的価格設定モデルを利用していますが、TelePacific、Integra Telecom、tw telecom、Windstream、Level 3 Communications、XO Communicationsなどの一部の競合地域通信事業者(CLEC)は国内価格を提供しています。

このDS1価格モデルでは、プロバイダーはサービスを提供するすべての地域で同じ価格を請求します。国内価格は、Tキャリア市場での競争の激化とTキャリア製品のコモディティ化の結果です。全国的な価格戦略を採用したプロバイダーは、サプライヤであるBellの事業会社(Verizon、AT&T Inc.、Qwestなど)が卸売価格であるにもかかわらず地理的な価格モデルを維持しているため、マージンが大きく異なる可能性があります。

音声DS1回線の場合、ポート(インターネットアクセスに必要)がLDU(長距離使用とも呼ばれる)に置き換えられることを除いて、計算はほとんど同じです。ループの価格が決定されると、音声関連の料金のみが合計に追加されます。つまり、合計価格=ループ+ LDU x使用分。