Robbed-Bit-Signalisierung - Robbed-bit signaling

In Kommunikationssystemen ist die Robbed-Bit-Signalisierung ( RBS ) ein Schema zum Bereitstellen von Wartungs- und Leitungssignalisierungsdiensten auf vielen digitalen T1-Trägerschaltungen unter Verwendung einer kanalbezogenen Signalisierung (CAS). Die T1-Trägerschaltung ist eine Art dedizierter Schaltung, die derzeit in Nordamerika und Japan verwendet wird.

Kontext

Die T1-Schaltung ist in 24 Kanäle unterteilt, die jeweils 8.000 Abtastwerte pro Sekunde mit einer Länge von jeweils 8 Bit enthalten. Der Super Frame (SF) besteht aus 12 Frames mit 24 Kanälen. Die DS1-Bezeichnung besteht aus 24 Frames, die als Extended Super Frame (ESF) bezeichnet werden. Bei beiden Bezeichnungen werden diese Kanäle zusammen gemultiplext und mit 8000  Bit/s abgetastet. Im Superframe werden zehn Frames vollständig für Sprache/Daten verwendet und zwei werden teilweise für Sprache verwendet. Somit ergibt jeder der beiden Teilrahmen 7 × 8000  Bit/s = 56  kbit/s für Sprachdaten pro Kanal, verglichen mit den 8 × 8000  Bit/s = 64  kbit/s pro Kanal in den anderen Rahmen.

Intuitiv haben 5 von 6 Frames eine 8-Bit-Auflösung von 64  kbit/s (8 Bit × 8.000 Samples pro Sekunde = 64  kbit/s) und 1 von 6 Frames hat eine 7-Bit-Auflösung (7 Bit × 8.000 .). Samples pro Sekunde = 56  kbit/s). Die Gesamtrate für einen Kanal beträgt somit 62,666  kbit/s. Der Verzerrungseffekt auf Sprach- und Datensignale ist vernachlässigbar, wenn ein Modem zur Modulation verwendet wird. Bei einem 64-  kbit/s-Digitalsignal machen die Daten jedoch Fehler, wenn ein Datensignal übertragen wird. Wenn dies der Fall ist, sollte die Robbed-Bit-Signalisierung ausgeschaltet werden.

Bitraub

Das Robbed-Bit-Signalschema wird in der Super-Frame-Schaltung (SF) verwendet. Es nimmt das niedrigstwertige Bit jedes Kanals in jedem sechsten Rahmen und verwendet es, um den Status des Ein- oder Aushängens und des Besetztsignals auf Telefonleitungen zu übermitteln. Das erste von sechs Bit wird als A-Bit bezeichnet, das zweite Bit wird als B-Bit bezeichnet.

RBS wurde zu der Zeit entwickelt, als AT&T von analogen Amtsleitungen auf digitale Geräte umstellte . Dadurch konnte AT&T 24 digitale Telefonleitungen auf der gleichen Anzahl von Drähten betreiben, die 2 analoge Telefonleitungen benötigt hätten, was Geld spart und die Anrufqualität verbessert, ohne die hohen Kosten des Frequenzmultiplexings .

Wie bei anderen Trägersystemen fehlen die physikalischen Eigenschaften eines tatsächlichen Hauptkabels. Bei analogen Amtsleitungen, um den Geräten am entfernten Ende zu signalisieren, dass eine Amtsleitung verwendet werden soll, "schleifen" die Geräte die Leitung, indem sie die Drähte an einem Ende miteinander verbinden oder eine der Drähte mit Masse beginnen (je nach Art der Amtsleitung). ) und gehen Sie umgekehrt vor, um den Kofferraum in den Leerlauf zu versetzen. Bei einer digitalen Amtsleitung war eine andere Methode erforderlich, um zwischen den Enden zu signalisieren.

Um dies zu tun, "stiehlt" die Signalisierungsausrüstung das achte Bit jedes Kanals in jedem sechsten Frame (siehe Super Frame und Extended Super Frame ) und ersetzt es durch Signalisierungsinformationen. Dies bedeutet, dass das Bit niedriger Ordnung bei jedem sechsten Abtastwert in jedem auf dem T1 übertragenen DS0 in jeder Richtung durch Signalisierungsinformationen ersetzt wird. Einfache PCM-codierte Sprache reagiert nicht sehr empfindlich auf den Verlust dieser Daten in einigen ihrer niederwertigen Bits, sodass die Sprachqualität nicht stark beeinträchtigt wird; Bei der Übertragung von Daten ist der Unterschied jedoch erheblich und reduziert die verfügbare nutzbare Datenrate um 12,5 %. Bei vollen 64  kbit/s hat ein Sprachkanal ein Signal-Rausch-Verhältnis von 37 Dezibel (dB). Bei 56  kbit/s hat ein Sprachkanal ein Signal-Rausch-Verhältnis von 31  dB. Da nur jedes sechste niedrigstwertige Bit geraubt wird, liegt das Signal-Rausch-Verhältnis zwischen 31 und 37  dB. Da jedoch einzelne T1-Links im Allgemeinen nicht miteinander synchronisiert sind, kann bei einem DS0, der mehrere verkettete, unsynchronisierte T1-Spans passiert, das untere Bit in mehr als einem Frame gestohlen werden, was die Leistung in der realen Welt häufig näher an die untere Grenze bringt als die obere Grenze des Signal-Rausch-Verhältnisses.

Die Robbed-Bit-Signalisierung kann sich unter Umständen auf die Audioqualität auswirken. Wenn ein Sprachanruf mit einer leisen Terminierung verbunden ist, wie dies beim Halten in einer PBX passieren kann, die keine Wartemusik oder Komfortgeräusch aktiviert hat und bestimmte Arten von Framing-Schaltungen verwendet werden, kann das Rauschen aufgrund der Robbed-Bit-Signalisierung im Mobilteil als schwacher 1333-  Hz-Ton zu hören, wobei diese Frequenz das Ergebnis einer Low-Bit-Korruption mit einer Frequenz von 8000 Hz / 6 = 1333  Hz ist. Dies ist normalerweise kein sehr auffälliges Problem, aber wenn der Audiopfad eine Inline- Sprachkomprimierung enthält , wie beispielsweise G.729 , kann der Ton durch den Komprimierungsalgorithmus verstärkt und moduliert werden, um den Benutzer zu ärgern.

Beim Super Frame- Framing werden die geraubten Bits mit A und B bezeichnet. Beim Extended Super Frame wird der gleiche Stream in vier Bits mit den Namen A, B, C und D unterteilt. Die Bedeutung dieser Bits hängt von der Art der Signalisierung ab auf dem Kanal bereitgestellt. Die gebräuchlichsten Signalisierungsarten sind Loop-Start , Ground-Start und E&M .

Im Gegensatz zu T1-Systemen verwenden die meisten Telefonsysteme der Welt E1- Systeme, die alle 8 Bits jedes Samples transparent durchlassen. Diese Systeme verwenden einen separaten out-of-Band - Kanal , um die Signalisierungsinformation zu transportieren.

Verweise