E-carrier
Dans le cadre des télécommunications numériques, où une simple paire physique de fils peut être utilisée pour transporter de nombreuses communications vocales simultanées au moyen du multiplexage temporel, des standards à l'échelle mondiale ont été créés et déployés. La Conférence Européenne des administrations des Postes et Télécommunications (CEPT) a standardisé le système E-carrier, qui pourrait se traduire en transporteur E. Ce nouveau standard constitue une révision et une amélioration de la précédente technologie américaine T-carrier. E-carrier est à présent adopté par l'Union Internationale des Télécommunications, section de la standardisation des télécommunications (UIT-T). E-carrier est à présent utilisé dans presque tous les pays de la planète hors des États-Unis, du Canada et du Japon.
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Présentation
Les standards E-carrier[1] [2] font partie de la hiérarchie numérique plésiochrone (Plesiochronous Digital Hierarchy ou PDH an anglais). Dans cette hiérarchie, des groupes de circuits E1 circuits peuvent être regroupés pour former des liens E3 à capacité plus élevée entre centraux téléphoniques ou entre pays. Ce mécanisme permet aux opérateurs téléphoniques de fournir un circuit E1 privé de bout en bout reliant des clients dans des pays différents, ces pays étant reliés par des liens uniques à haut débit.
En pratique, on n'utilise que les versions E1 et E3. E1 transporte 32 tranches temporelles et E3 en transporte 512, dont une tranche servant à délimiter les trames, et parfois une autre allouée pour signaler les décrochages et raccrochages. Au contraire des transmissions de données sur Internet, les équipements E-carrier allouent les ressources pour les appels vocaux pour leur durée totale. Cela permet d'avoir des conversations téléphoniques de très bonne qualité, car les échantillons de voix arrivent tous avec le même délai restreint (latence) et le même débit à tout moment.
Les circuits E1 sont très courants dans la plupart des commutateurs téléphoniques et sont utilisés pour connecter des entreprises de moyenne ou grande taille, des commutateurs distants et la plupart du temps entre commutateurs. Les lignes E3 sont utilisées entre commutateurs, entre les opérateurs et entre les pays.
E1
Un lien E1 fonctionne avec deux jeux séparés de files, en général en paire torsadée. Un signal de 3 volts est encodé avec une méthode qui évite les longues périodes sans changement de polarité. Le débit sur la ligne est de 2,048 Mbit/s en full duplex, c'est-à-dire 2,048 Mbit/s dans un sens et 2,048 Mbit/s dans l'autre. Le signal est divisé en 32 tranches temporelles (timeslots) composées chacune de 8 bits. Chaque tranche temporelle contient un échantillon MIC sur 8 bits, codé d'habitude selon la loi A, 8 000 fois par seconde (8 x 8 000 x 32 = 2 048 000). C'est idéal pour les appels téléphoniques où la voix est échantillonnée à ce débit et reconstruite à l'autre bout. Les tranches temporelles sont numérotées de 0 à 31.
Au contraire des systèmes T-carrier développés auparavant en Amérique du Nord, tous les 8 bits de chaque échantillon sont disponibles pendant l'appel. Cela permet aux lignes E1 de servir à transférer des données informatiques sans perte d'informations, tout en restant un système à commutation de circuits.
Bien que le standard G.703 originel du CEPT considère plusieurs options pour la transmission physique, le codage HDB3 est pratiquement le seul à être utilisé.
Tranches temporelles spéciales
Un intervalle de temps spécial (IT_0) est réservé pour délimiter les trames en y transmettant une trame sur deux un motif fixe. Cela permet au récepteur de se caler sur le début de chaque trame et d'identifier chacun des autres canaux. Le standard permet de calculer une somme de contrôle de tous les bits transmis dans chaque trame, afin de détecter si le circuit perd des bits d'information, mais cette possibilité n'est pas toujours utilisée. Un signal d'alarme peut également être envoyé en utilisant l'intervalle de temps IT_0. Enfin, certains bits sont réservés pour l'usage national[3].
| numéro de bit | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| une trame sur deux |
somme de contrôle (0) ou usage international |
0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| l'autre trame | somme de contrôle (CRC4) ou usage international |
1 | alarme | usage national | ||||
Un autre intervalle de temps (IT_16) est souvent réservé à la signalisation, pour contrôler l'établissement et la rupture des appels en accord avec un ou plusieurs protocoles de télécommunications standard. Cela comprend le Channel Associated Signaling (CAS) où un ensemble de bits est utilisé pour répliquer l'ouverture et la fermeture du circuit (comme si l'on soulevait le combiné et si l'on tournait le cadran d'un ancien téléphone), ou en utilisant de la signalisation par fréquences vocales qui est passée par les circuits de voix proprement dits. Des systèmes plus récents comme le RNIS ou Signaling System 7 (SS7) utilisent le Common Channel Signaling (CCS) où l'on envoie des messages codés courts comportant plus d'informations sur l'appel, y compris l'identité de l'appelant, le type de transmission demandée, etc. Le RNIS est douvent utilisé entre le commutateur téléphonique local est le site d'une entreprise, tandis que SS7 est quasiment exclusivement utilisé entre les commutateurs et entre opérateurs. En théorie, une simple tranche de temps SS7 peut contrôler jusqu'à 4096 circuits par canal de signalisation grâce à un identifiant de canal (Channel Identification Code, CIC) sur 12 bits[4], ce qui permet d'utiliser de façon quelque peu plus efficace la bande passante globale de la transmission, car des liens E1 supplémentaires utiliseraient tous les 31 canaux de voix. ANSI utilise un code CIC plus étendu sur 14 bits et prend donc en charge jusqu'à 16 384 circuits. Dans la plupart des cas, on utilise des canaux de signalisation en double afin d'avoir de la redondance en cas de panne.
Glossaire
Lien (link) : un canal unidirectionnel résidant dans une tranche temporelle d'une ligne T1 ou E1 et transportant 64 kbit/s (64 000 bit/s) de données numériques brutes.
Ligne (line) : une connexion unidirectionnelle physique T1 ou E1.
Tronc (trunk) : une connexion physique bidirectionnelle physique T1 ou E1.
E3
Les lignes E3 offrent un débit de 34,368 Mbit/s. On peut les voir comme 4 lignes E2, lesquelles sont elles-mêmes constituées de 4 lignes E1.
Niveaux hiérarchiques
La hiérarchie numérique plésiochrone (Plesiochronous Digital Hierarchy, PDH en anglais) part du signal E0 et construit de nouveaux signaux à partir de celui-ci, chaque niveau supérieur multiplexant un certain nombre de signaux de niveau inférieur. Ainsi, E1 transporte 30 or 31 E0 canaux de données plus 1 ou 2 canaux spéciaux et tous les autres niveaux transportent 4 signaux du niveau immédiatement inférieur.
Comme on a besoin de bits de gestion en plus de ceux des canaux qui sont assemblés, le débit généré au niveau supérieur est supérieur à celui que l'on obtiendrait en multipliant le débit de niveau inférieur par le nombre de canaux. Ainsi, par exemple, le débit d'un canal E2 est de 8,448 Mbit/s et non de 8,192 Mbit/s auquel on pourrait s'attendre en multipliant le débit d'un canal E1 par 4.
Comme on entremêle les bits des différents canaux, il est très difficile de démultiplexer plusieurs niveaux à la fois, il faut démultiplexer un niveau à la fois jusqu'au niveau désiré (par exemple de E3 en E2, puis de E2 en E1).
Voir aussi
Références
- Recommandation G.703 de l'UIT-T
- Recommandation G.7043 de l'UIT-T
- E1 Environment, RAD data communications University Tutorials
- Signaling System No. 7 (SS7/C7): Protocol, Architecture, and Services, Lee Dryburgh, Jeff Hewett, 2004
