الإشارة الرقمية 1

الإشارة الرقمية 1 ( DS1 ، وأحيانًا DS-1 ) هي مخطط إشارات حاملة T ابتكرته مختبرات بيل . ^[1] DS1 هو المعيار الأساسي للهاتف الرقمي المستخدم في الولايات المتحدة وكندا واليابان وهو قادر على نقل ما يصل إلى 24 مكالمة صوتية وبيانات متعددة عبر خطوط الهاتف. يتم استخدام الحامل الإلكتروني بدلاً من الحامل T خارج الولايات المتحدة وكندا واليابان وكوريا الجنوبية. DS1 هو نمط البت المنطقي المستخدم عبر خط T1 المادي ؛ في الممارسة العملية، غالبًا ما يتم استخدام المصطلحين DS1 و T1 بالتبادل. ^[أ]

يشير T1 إلى نظام الناقل الهاتفي الرقمي الأساسي المستخدم في أمريكا الشمالية. T1 هو نوع خط واحد من التسلسل الهرمي للناقلات PCM T. يصف T1 متطلبات الكابلات ونوع الإشارة وتوليد الإشارة لنظام الناقل.

التسلسل الهرمي لناقلات PCM T ^{[2] [3] [4]}

تعيين الإشارة الرقمية	معدل الخط	القنوات (DS0s)	خط
دي إس 0	64 كيلوبت/ثانية	1
دي إس 1	1.544 ميجابت/ثانية	24	ت1
دي إس 1 سي	3.152 ميجابت/ثانية	48	ت1ج
دي إس 2	6.312 ميجابت/ثانية	96	ت2
دي اس 3	44.736 ميجابت/ثانية	672	ت3
دي اس 4	274.176 ميجابت/ثانية	4032	ت4
دي اس 5	400.352 ميجابت/ثانية	5760	ت5

تتكون الإشارة المنقولة على خط T1، والتي يشار إليها باسم إشارة DS1، من بتات متسلسلة يتم إرسالها بمعدل 1.544 ميجابت/ثانية. يسمى نوع رمز الخط المستخدم بعكس العلامة البديلة (AMI). تسمية الإشارة الرقمية هي تصنيف معدلات البت الرقمية في التسلسل الهرمي المتعدد الرقمي المستخدم في نقل إشارات الهاتف من موقع إلى آخر. DS-1 هو بروتوكول اتصالات لإرسال تدفقات البتات لما يصل إلى 24 مكالمة هاتفية، إلى جانب بتين خاصتين : بت تأطير (لمزامنة الإطار ) وبت إشارة الصيانة، يتم إرسالهما عبر دائرة رقمية تسمى T1 . يبلغ الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات في T1 1.544 ميجابت في الثانية.

تقوم دائرة اتصالات DS1 بإرسال 24 DS0s . ^[1] تستهلك DS0s الأربع والعشرون التي تم أخذ عينات منها 8000 مرة في الثانية ( عينة PCM واحدة 8 بت من كل DSO لكل إطار DS1) 1.536 ميجابت/ثانية من عرض النطاق الترددي . يضيف بت تأطير واحد 8 كيلوبت/ثانية من النفقات العامة، بإجمالي 1.544 ميجابت/ثانية، محسوبًا على النحو التالي:

${\displaystyle {\begin{aligned}&\left(24\,{\frac {\mathrm {channels} }{\mathrm {frame} }}\times 8\,{\frac {\mathrm {bits} }{\mathrm {channel} }}\times 8,000\,{\frac {\mathrm {frames} }{\mathrm {second} }}\right)+\left(1\,{\frac {\mathrm {framing\ bit} }{\mathrm {frame} }}\times 8,000\,{\frac {\mathrm {frames} }{\mathrm {second} }}\right)\\={}&1,536,000\,{\frac {\mathrm {bits} }{\mathrm {second} }}+8,000{\frac {\mathrm {bits} }{\mathrm {second} }}\\={}&1,544,000\,{\frac {\mathrm {bits} }{\mathrm {second} }}\\\equiv {}&1.544\,{\frac {\mathrm {Mbit} }{\mathrm {second} }}\end{aligned}}}$

DS1 عبارة عن دائرة ثنائية الاتجاه كاملة ، ترسل وتستقبل في نفس الوقت 1.544 ميجابت في الثانية .

إن مزامنة الإطارات ضرورية لتحديد الفترات الزمنية داخل كل إطار مكون من 24 قناة. تتم المزامنة عن طريق تخصيص بت تأطير، أو بت 193. وينتج عن هذا 8 كيلوبت/ثانية من بيانات التأطير، لكل DS1. ولأن هذه القناة التي تبلغ 8 كيلوبت/ثانية تستخدمها معدات الإرسال كنفقات عامة ، فإن 1.536 ميجابت/ثانية فقط يتم تمريرها فعليًا إلى المستخدم. هناك نوعان من مخططات التأطير هما الإطار الفائق (SF) والإطار الفائق الممتد (ESF). يتكون الإطار الفائق من اثني عشر إطارًا متتاليًا بطول 193 بت، بينما يتكون الإطار الفائق الممتد من أربعة وعشرين إطارًا متتاليًا بطول 193 بت من البيانات. ونظرًا لتسلسلات البت الفريدة المتبادلة، فإن مخططات التأطير غير متوافقة مع بعضها البعض. يستخدم هذان النوعان من التأطير (SF وESF) قناة التأطير الخاصة بهما بطول 8 كيلوبت/ثانية بطرق مختلفة.

This section does not cite any sources. Please help improve this section by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. (September 2008) (Learn how and when to remove this message)

يشير مصطلح الاتصال إلى قدرة الناقل الرقمي على نقل بيانات العملاء من أي طرف إلى الطرف الآخر. وفي بعض الحالات، قد يتم فقدان الاتصال في اتجاه واحد ويتم الحفاظ عليه في الاتجاه الآخر. وفي جميع الحالات، تحدد المعدات الطرفية، أي المعدات التي تحدد نقاط النهاية في DS1، الاتصال من خلال جودة نمط التأطير المستلم.

يتم إنتاج الإنذارات عادةً بواسطة معدات الطرف المستقبل عند تعرض الإطار للخطر. هناك ثلاث حالات إشارة إنذار محددة ، يتم تحديدها من خلال مخطط ألوان تقليدي: الأحمر والأصفر والأزرق.

يشير الإنذار الأحمر إلى أن المعدات التي تعمل على الإنذار غير قادرة على استعادة الإطار بشكل موثوق. سيؤدي تلف الإشارة أو فقدانها إلى ظهور "إنذار أحمر". لقد تم فقدان الاتصال بالمعدات التي تعمل على الإنذار. لا توجد معلومات عن الاتصال بالطرف البعيد.

يشير الإنذار الأصفر ، المعروف أيضًا باسم إشارة الإنذار عن بعد (RAI)، إلى استقبال نمط بيانات أو تأطير يشير إلى أن الطرف البعيد في "إنذار أحمر". يتم نقل الإنذار بشكل مختلف في تأطير SF (D4) وESF (D5). بالنسبة لإشارات تأطير SF، يتم التلاعب بعرض النطاق الترددي للمستخدم و"يجب أن يكون البت الثاني في كل قناة DS0 صفرًا." ^[5] إن الخسارة الناتجة لبيانات الحمولة أثناء إرسال إنذار أصفر غير مرغوب فيها، وقد تم حلها في إشارات مؤطرة ESF باستخدام طبقة ارتباط البيانات . "يجب إرسال نمط متكرر مكون من 16 بت يتكون من ثمانية "واحدات" متبوعة بثمانية "أصفار" بشكل مستمر على رابط بيانات ESF، ولكن يمكن مقاطعته لفترة لا تتجاوز 100 مللي ثانية لكل انقطاع." ^[5] يتم إرسال كلا النوعين من الإنذارات طوال مدة حالة الإنذار، ولكن لمدة ثانية واحدة على الأقل.

يشير الإنذار الأزرق ، المعروف أيضًا باسم إشارة مؤشر الإنذار (AIS)، إلى حدوث انقطاع في مسار الاتصال بين المعدات الطرفية ومكررات الخط أو DCS . إذا لم يتم استقبال أي إشارة بواسطة الجهاز الوسيط، فإنه ينتج إشارة غير مؤطرة وكلها واحدة. يعرض الجهاز المستقبل "إنذارًا أحمر" ويرسل إشارة "إنذار أصفر" إلى الطرف البعيد لأنه لا يحتوي على إطار، ولكن عند واجهات الوسيط، سيبلغ الجهاز عن "AIS" أو إشارة مؤشر الإنذار . يُطلق على AIS أيضًا "كلها واحدة" بسبب نمط البيانات والتأطير.

تُصنف حالات الإنذار هذه أيضًا تحت مصطلح إنذار مجموعة الناقل (CGA). ويعني CGA فشل الاتصال على الناقل الرقمي. وتختلف نتيجة حالة CGA وفقًا لوظيفة الجهاز. وعادةً ما تُجبر معدات الصوت البتات المسروقة على إرسال إشارة إلى حالة تؤدي إلى تعامل الطرف البعيد بشكل صحيح مع الحالة، مع تطبيق حالة مختلفة غالبًا على معدات العميل المتصلة بالمعدات المنبهة. وفي الوقت نفسه، غالبًا ما تُجبر بيانات العميل على نمط 0x7F، مما يدل على حالة الجهد الصفري على معدات الصوت. وعادةً ما تمرر معدات البيانات أي بيانات قد تكون موجودة، إن وجدت، تاركة الأمر لمعدات العميل للتعامل مع الحالة.

بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة لـ T1 الصوتية، هناك نوعان رئيسيان: ما يسمى بـ T1 "العادية" أو Inband T1 وPRI ( واجهة المعدل الأساسي ). وبينما ينقل كلاهما مكالمات الهاتف الصوتية بنفس الطريقة، تُستخدم PRIs بشكل شائع في مراكز الاتصال ولا توفر فقط خطوط الهاتف الفعلية القابلة للاستخدام البالغ عددها 23 (المعروفة باسم قنوات B للناقل ) ولكن أيضًا الخط الرابع والعشرون (المعروف باسم قناة D للبيانات ^[6] ) الذي يحمل معلومات إشارات الخط . تحمل قناة D الخاصة هذه : معرف المتصل (CID) وبيانات تحديد الرقم التلقائي (ANI)، ونوع القناة المطلوبة (عادةً قناة B أو الناقل)، ومقبض الاتصال، ومعلومات خدمة تحديد الرقم المطلوب (DNIS)، ورقم القناة المطلوب وطلب الاستجابة. ^[7]

تتمتع أجهزة T1 داخل النطاق أيضًا بالقدرة على حمل معلومات CID وANI إذا تم تكوينها بواسطة الناقل عن طريق إرسال DTMF *ANI*DNIS*. ومع ذلك، تتعامل أجهزة PRI مع هذا بكفاءة أكبر. في حين أن جهاز T1 داخل النطاق يبدو أنه يتمتع بميزة طفيفة بسبب توفر 24 خطًا لإجراء المكالمات (على عكس جهاز PRI الذي يحتوي على 23 خطًا)، يجب على كل قناة في جهاز T1 داخل النطاق إجراء إعدادها وتفكيكها الخاص لكل مكالمة. يستخدم جهاز PRI القناة الرابعة والعشرين كقناة بيانات لإجراء جميع العمليات العامة للقنوات الثلاث والعشرين الأخرى (بما في ذلك CID وANI). على الرغم من أن جهاز T1 داخل النطاق يحتوي على 24 قناة، إلا أن جهاز PRI المكون من 23 قناة يمكنه إعداد المزيد من المكالمات بشكل أسرع بسبب قناة الإشارة الرابعة والعشرين المخصصة (قناة D).

قبل وجود تقنية T1 PRI، كان هناك تقنية T1 CAS. لا تعد تقنية T1 CAS شائعة اليوم ولكنها لا تزال موجودة. CAS هي تقنية الإشارات المرتبطة بالقناة. ويشار إليها أيضًا باسم إشارات البت المسروقة. CAS هي تقنية تعود جذورها إلى الستينيات وما قبلها.

جاء اسم T1 من حرف الناقل الذي خصصته شركة AT&T للتكنولوجيا في عام 1957، عندما تم اقتراح وتطوير الأنظمة الرقمية لأول مرة، قررت شركة AT&T تخطي Q وR وS واستخدام T لتقسيم الوقت . انتهى نظام التسمية بالحرف T، الذي يشير إلى شبكات الألياف. لم تكن الخلفاء المقدرون لنظام T1 للشبكات، والتي تسمى T1C و T2 و T3 و T4 ، نجاحات تجارية واختفت بسرعة. الإشارات التي كانت ستُنقل على هذه الأنظمة، والتي تسمى DS1 و DS2 و DS3 و DS4 ، تُنقل الآن على البنية التحتية T1. ^[8]

DS-1 تعني الخدمة الرقمية - المستوى 1 وتتعلق بالإشارة المحمولة - على عكس الشبكة التي توفرها (في الأصل 24 قناة صوتية رقمية عبر T1). نظرًا لأن ممارسة تسمية الشبكات انتهت بالحرف T ، ^[8] أصبحت المصطلحان T1 و DS1 مترادفين وتشمل مجموعة متنوعة من الخدمات بما في ذلك الصوت والبيانات وأنابيب القنوات الواضحة . تكون سرعة الخط دائمًا 1.544 ميجابت في الثانية، ولكن الحمولة يمكن أن تختلف بشكل كبير. ^[9]

الألياف الداكنة : تشير الألياف الداكنة إلى الألياف غير المستخدمة المتاحة للاستخدام. كانت الألياف الداكنة متاحة للبيع في سوق الجملة لكل من خطوط المترو والخطوط العريضة، ولكنها قد لا تكون متاحة في جميع الأسواق أو أزواج المدن.

تُستخدم سعة الألياف الداكنة عادةً من قبل مشغلي الشبكات لبناء شبكات SONET وشبكات الإرسال المتعدد بتقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM)، والتي تنطوي عادةً على شبكات من حلقات ذاتية الشفاء . والآن، تُستخدم أيضًا من قبل مؤسسات المستخدم النهائي لتوسيع شبكات المنطقة المحلية Ethernet ، وخاصة منذ اعتماد معايير IEEE لشبكات جيجابت إيثرنت و 10 جيجابت إيثرنت عبر الألياف أحادية الوضع. إن تشغيل شبكات إيثرنت بين المباني المنفصلة جغرافيًا هو ممارسة تُعرف باسم " إزالة شبكة WAN ".

DS1C هي إشارة رقمية تعادل دائرتي إشارة رقمية 1 ، مع بتات إضافية تتوافق مع معيار الإشارة 3.152 ميجابت/ثانية. لا يزال عدد قليل (إن وجد) من قدرات هذه الدائرة قيد الاستخدام اليوم. في الأيام الأولى من النقل الرقمي ونقل البيانات، تم استخدام معدل البيانات البالغ ثلاثة ميجابت في الثانية لربط أجهزة الكمبيوتر المركزية معًا. الجانب المادي من هذه الدائرة يسمى T1C. ^[10]

يتم تنفيذ بروتوكول T1/E1 كـ "وحدة واجهة خطية" في السيليكون. تحتوي شريحة أشباه الموصلات على جهاز فك تشفير/ترميز، وحلقات ارتداد، ومخففات اهتزاز، ومستقبلات، ومشغلات. بالإضافة إلى ذلك، توجد عادةً واجهات متعددة ويتم تصنيفها على أنها مزدوجة، أو رباعية، أو ثمانية، وما إلى ذلك، اعتمادًا على العدد.

الهدف الأساسي لشريحة الإرسال والاستقبال هو استرداد المعلومات من "الخط"، أي الخط الموصل الذي يعبر المسافة، عن طريق استقبال النبضات وتحويل الإشارة التي تعرضت للضوضاء والاهتزاز والتداخلات الأخرى، إلى نبضة رقمية نظيفة على الواجهة الأخرى للشريحة.

• إرسال متعدد للمكتب المركزي
• الإشارة الرقمية 0
• الإشارة الرقمية 3
• مخططات ترميز DS1 : B8ZS ، HDB3 ، AMI
• رمز الخط

• كل ما تريد معرفته عن T1 لكنك تخشى السؤال
• ستون، آلان، "كيف أصبحت أمريكا على الإنترنت: السياسة والأسواق والثورة في الاتصالات السلكية واللاسلكية"، (تايلور وفرانسيس، 1997)، ISBN 978-1-5632-4576-3 
• أباتي، جانيت ، "اختراع الإنترنت"، (مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، 1999)، رقم ISBN 978-0-2620-1172-3 
• مجلة الكمبيوتر الشخصي ، 6 فبراير 1996