نظام الناقل الإلكتروني E-carrier system

مع نمو شبكات الاتصالات السلكية واللاسلكية في تجربة كميات أكبر من حركة المرور، كانت هناك حاجة إلى طريقة لتوحيد نقل البيانات، حيث تم اشتقاق نظام قائم على نظام “T-Carrier” وأصبح هذا معروفاً باسم نظام الناقل الإلكتروني “E1″، كما أنّ نظام الكابلات في تعريف شبكة “E1” بسيط نسبياً؛ للسماح بنقل العديد من المحادثات عبر خط واحد، وحيث تم إنشاء خطوط “E1” لتعزيز الموثوقية والكفاءة في صناعة الاتصالات مع تجنب التكرار المفرط للشبكة.

ما هو نظام E-carrier system؟

نظام الناقل الإلكتروني “E-carrier system”: هو نظام نقل البيانات الرقمية المستخدم في أوروبا على غرار نظام “T-Carrier” المستخدم من قبل شركات الاتصالات في أمريكا، حيث يعتمد نظام الناقل الإلكتروني على الإشارة الرقمية “DS0” كوحدة أساسية، كما يوفر لك خط “E1” إمكانية الوصول إلى قنوات “DS0” متعددة بسعة إجمالية تبلغ “2.048 ميجابت في الثانية”.

قام المؤتمر الأوروبي للاتصالات “CEPT” بتوحيد نظام الناقل الإلكتروني، ومن أجل توفير معيار صناعي للإرسال الرقمي للصوت والبيانات، ونظام “E-Carrier” الذي عمل على مراجعة وتحسين تقنية “T-carrier” الأمريكية السابقة، وقد تم اعتماده من قبل قطاع تحديد الاتصالات بالاتحاد الدولي للاتصالات “ITU-T” لموثوقيته وفعالية التكلفة، حيث تسمح أنظمة الناقل الإلكتروني بالنقل السريع للبيانات عبر شبكة سلكية.

بدأ ظهور معايير الناقل “E” في أوائل الستينيات، حيث تم اختراع الترانزستور قبل بضع سنوات نظام تعدد إرسال صوتي؛ لتمكين الاستخدام الأفضل للخطوط المطلوبة، ولتوفير أداء محسن من التقنيات التماثلية التي تم استخدامها، حيث حولت الإشارة إلى تنسيق رقمي بدفق بيانات “64 كيلو بت في الثانية”، كما تتمثل المرحلة التالية في تجميع 24 من تدفقات البيانات في دفق بيانات مهيكل بمعدل بيانات إجمالي يبلغ “1.544 ميجابت في الثانية”، وتسمى هذه الإشارة المنظمة “DS1”.

نظام “E1″ و”T1” ثابتان لاستعمال الاتصالات، ولكن مع التقنيات الجديدة مثل “ADSL” و”DSL” والأنظمة الأخرى القائمة على بروتوكول الإنترنت والتي يتم نشرها الآن على نطاق واسع، فإنّ هذه ستوضح نهاية “E1” و”T1″، ومع ذلك فقد قدموا خدمة جيدة على مدار سنوات عديدة، وسيبقون قيد الاستخدام نتيجة لهذا الانتشار الواسع لعدة سنوات قادمة.

• “DS” هي اختصار لـ “Digital Signal”.

• “ADSL” هي اختصار لـ “Asymmetric Digital Subscriber Line”.

• “DSL” هي اختصار لـ “Digital Subscriber Line”.

• “CEPT” هي اختصار لـ “Conference of Postal and Telecommunications Administrations”.

• “ITU-T” هي اختصار لـ “International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector”.

كيفية إدارة شبكة E1:

أولاً: هناك تحديات متعددة لمراقبة المواقع والتحكم فيها عن بُعد باستخدام اتصال “E1” فقط:

• جهاز مراقبة عن بعد، ومعظم وحدات “RTU” تدعم “LAN” فقط.

• توفر مجموعة متنوعة من المعدات في الموقع تدعم شبكة “LAN” فقط.

• من المحتمل أن يكون موقع “OSP” الذي يحتوي على “E1” فقط بعيداً جداً ويتطلب مراقبة ممتازة للبطاريات والمولدات.

ملاحظة:“RTU” هي اختصار لـ “Remote terminal units” و”LAN” هي اختصار لـ “Local Area Network”.

ملاحظة:“OSP” هي اختصار لـ “Open Settlement Protocol”.

ثانياً: يجب أن يكون لأي حل لهذه التحديات العديد من القدرات الأساسية:

• تواصل باستخدام “E1”.

• اخترق “LAN” للأجهزة التي لا تدعم “E1”.

• المراقبة والتحكم عن بعد في المدخلات المنفصلة والمدخلات التماثلية ومرحلات التحكم.

• معالجة متقدمة لمراقبة المولد ومراقبة البطارية.

• موثوقية عالية؛ لأنّ الموقع على الأرجح بعيد جداً.

أساسيات وتنسيق الإطار E1:

الفاصل الزمني “TS0”:

هو الفاصل الذي يتم استخدامه لإطار “E1” هذا للمزامنة والإنذارات والرسائل، كما إنّه محجوز لأغراض الهيكل “framing”، وينقل نمطاً ثابتاً بالتناوب، حيث يتيح ذلك لجهاز الاستقبال قفل بداية كل إطار ومطابقة كل قناة على حدة، كما تسمح المعايير بإجراء فحص التكرار الدوري الكامل عبر جميع وحدات البت المرسلة في كل إطار.

الفاصل الزمني “TS1 – TS15”:

هي الفواصل الزمنية التي تُستخدم لبيانات المستخدم.

الفاصل الزمني “TS16”:

هو الفاصل الزمني المُستخدم لنقل بيانات الإشارات “E1” على “TS16″، وهذا يشمل التحكم وإعداد المكالمات والتفكيك، كما يتم تحقيق ذلك باستخدام البروتوكولات القياسية بما في ذلك إرسال الإشارات المرتبط بالقناة “CAS”، حيث يتم استخدام مجموعة من البتات لتكرار فتح وإغلاق الدائرة، كما يمكن أيضاً استخدام إشارات النغمة ويتم تمرير ذلك عبر الدوائر الصوتية نفسها، كما تُستخدم الأنظمة الأحدث إرسال الإشارات القناة المشتركة “CCS” مثل “ISDN” أو نظام “SS7″ الذي يرسل رسائل قصيرة مشفرة تحتوي على معلومات المكالمة” مثل معرف المتصل، حيث يمكن حمل البيانات في هذه الفترة الزمنية.

الفاصل الزمني “TS17 – TS31”:

هي الفواصل التي تُستخدم في أوقات الإطار “E1” هذه لنقل بيانات المستخدم.

ملاحظة:“TS” هي اختصار لـ “Time Slot” و”CAS” هي اختصار لـ “Channel Associated Signalling”.

ملاحظة:“ISDN” هي اختصار لـ “Integrated Services Digital Network” و”CCS” هي اختصار لـ “Common Channel Signalling”.

ملاحظة:“SS” هي اختصار لـ “Signalling System”.

تطبيقات ومعايير E1:

تشكل معايير الناقل الإلكتروني جزءاً من المخطط الهرمي الرقمي المتزامن الشامل “SDH”، ممّا يسمح بدمج مجموعات من الدوائر “E1″، وكل منها يحتوي على “30 دائرة” لإنتاج سعة أعلى، كما تم تعريف “E1” إلى “E5” وهناك موجات حاملة في مضاعفات متزايدة للنسق “E1″، ولكن في الواقع يتم استخدام “E3” فقط على نطاق واسع ويمكن أن يحمل “480 دائرة” وبسعة إجمالية تبلغ “34.368 ميجابت في الثانية”.

يتم إرسال خط “E1” فعلياً على هيئة “32 فترات زمنية” بينما يتم إرسال خط “E3” إلى “512 فترة زمنية” وعلى عكس خدمات بيانات الإنترنت التي تعتمد على بروتوكول الإنترنت، فإنّ أنظمة الناقل الإلكتروني يتم تبديلها بالدائرة وتخصيص السعة بشكل دائم لمكالمة صوتية طوال مدتها بالكامل، حيث يضمن ذلك جودة عالية للمكالمات لأنّ الإرسال يصل مع نفس زمن الانتقال أو التأخير ولديه نفس السعة في جميع الأوقات ومع ذلك، لا توفر خطوط تبديل الدارات نفس المرونة والكفاءة التي توفرها أنظمة بيانات تبديل الحزمة.

نظراً للقدرات المختلفة للروابط “E1″ و”E3” يتم استخدامها لتطبيقات مختلفة، حيث تُستخدم الدوائر
E1″ على نطاق واسع للاتصال بالشركات المتوسطة والكبيرة والمبادلات الهاتفية، كما يمكن استخدامها أيضاً لتوفير روابط بين بعض التبادلات، حيث يتم استخدام خطوط “E3” عند الحاجة إلى سعة أعلى، وغالباً ما يتم تثبيتها بين التبادلات ولتوفير الاتصال بين البلدان.

• “SDH” هي اختصار لـ “Synchronous Digital Hierarchy”.

أساسيات واجهة E1:

تعتمد واجهة “E1” تعريفاً دقيقاً في المعيار أو المواصفات؛ لضمان أنّ المعدات من مختلف الموردين قادرة على العمل معاً، ومع أنظمة “E1” وخطوط “E1” المنتشرة على نطاق واسع تم تخصيص واجهة “E1” لضمان تشغيلها بنجاح، كما تعين الواجهة المادية “E1” المعلمات المتنوعة المطلوبة لضمان التشغيل الكهربائي الصحيح للدائرة، ويحدد معيار “ITU G.703” مختلف المعلمات المادية للواجهة المادية، وتشمل هذه عدداً من العناصر.

يجب أيضاً تحديد توهين خطوط النقل المستخدمة لنقل البيانات، حيث أنّ الخسارة عند التردد الأساسي للعملية “2048 كيلوهرتز”، ويجب أن تكون في النطاق من “0 إلى 6 ديسيبل”، كما يجب أن تأخذ هذه الخسارة في الاعتبار أي خسارة يتم تكبدها في إطار التوزيع الرقمي بين المعدات الطرفية، أي تكون الخسارة المطلوبة بين المرسل والمتلقي.

أمّا الهدف من مراقبة الأخطاء هو التحقق باستمرار من جودة الإرسال دون التأثير على حركة مرور المعلومات وعندما لا تكون هذه الجودة بالمعيار المطلوب، حيث يتم اتخاذ الخطوات اللازمة لتحسينها وحركة الهاتف ذات اتجاهين، ممّا يعني أنّ المعلومات تنتقل في كلا الاتجاهين بين طرفي الاتصال، وهذا بدوره يعني أنّه يجب مراعاة قناتين “2 ميجابت في الثانية” واتجاهين للإرسال.