Интерфейсы между узловыми элементами в сетях стандарта LTE
Структура сети стандарта LTE претерпела значительные изменения по сравнению с сетями предыдущих поколений. Это повлияло также и на изменение интерфейсов между узлами сети. На рисунке ниже представлена общая модель сети стандарта LTE и ее основные интерфейсы.
Интерфейсы сети стандарта LTE
Рассмотрим основные интерфейсы сети LTE:
X2- интерфейс между eNodeB. Базовые станции в сети LTE соединены по принципу «каждый с каждым»
S1 – интерфейс связывающий подсистему базовых станций E-UTRAN и MME. По данному интерфейсу передаются данные управления.
S1-U – интерфейс между E-UTRAN и SAE, по которому передаются пользовательские данные
S2 – интерфейс для организации соединения между PDN-Gateway и сетями доступа, которые не разрабатывались 3GPP
S3 – интерфейс, предоставляющий прямое соединение SGSN и MME. Он служит для передачи данных управления для обеспечения мобильности между LTE и 2G/3G сетями
S4 – интерфейс, связывающий SAE и SGSN. Он служит для передачи пользовательских данных для обеспечения мобильности между LTE и 2G/3G сетями
S5 – интерфейс между SAE и PDN-Gateway. S5 предназначен для передачи пользовательских данных между SAE и PDN-Gateway
S6 – интерфейс между MME и HSS. Он используется для передачи данных абонентского профиля, а также осуществления процедур аутентификации в сети LTE
Gx – интерфейс между PDN-Gateway и PCRF. Gx предназначен для передачи правил тарификации от PCRF к PDN-Gateway
База знаний
Стандарты физического сетевого интерфейса RJ 08.09.2016 06:39
Registered Jack (RJ, читается «ар-джей») — стандартизированный физический сетевой интерфейс, включающий описание конструкции обеих частей разъёма («вилки» и «розетки») и схемы их коммутации. Используется для соединения телекоммуникационного оборудования. К таким стандартам относятся RJ11, RJ14, RJ25, RJ45 и другие. Зачастую в России названия стандартов ошибочно используются для обозначения разъёмов.
Рассматриваемые в данной статье стандарты Registered Jack были первоначально разработаны и запатентованы компанией Bell Labs в 1975 г., для возможности унификации используемых разъёмов и упрощения работ при подключении оконечного оборудования.
Благодаря поддержке Федерального агентства по связи США, они очень быстро получили массовое распространение в телефонных сетях как стандарт при подключении абонентов.
В таблице приведены основные виды используемых стандартов.
| Название стандарта | Тип разъёма | Описание |
| «RJ9» | 4P4C | Четырехпроводный. Используется для подключения телефонных трубок к телефонному аппарату. |
| RJ11 | 6P2C | Двухпроводный. Используется для подключения двухпроводных телефонных аппаратов. |
| RJ12 | 6P6C | Шестипроводный. Используется для подключения шестипроводных телефонных аппаратов. |
| RJ14 | 6P4C | Четырехпроводный. Используется для подключения четырехпроводных телефонных аппаратов. |
| RJ21 | 50-контактный | Используется для соединения АТС или другого телекоммуникационного оборудования, может называться разъём «Telco», или «Amphenol». |
| RJ25 | 6P6C | Шестипроводный. Используется для подключения шестипроводных телефонных аппаратов. |
| RJ45S | 8P4C с ключом | Четырехпроводный. Используется для подключения модемов. |
| «RJ45» | 8P8C | Восьмипроводный. Используется для построения ЛВС. |
| «RJ50» | 10P10C | Десятипроводный. Используется в ИБП American Power Conversion и Eaton Corporation. |
С этими стандартами связана большая путаница. Шестиместный разъём 6P6C, часто применяемый в телефонии, может быть использован стандартами RJ11, RJ12, RJ14 и RJ25. RJ11 предполагает двухжильное соединение, RJ14 — четырёхжильное, а RJ12 и RJ25 используют все шесть жил.
В России термин «RJ45» ошибочно употребляется для именования разъёма 8P8C, который используется для построения ЛВС; в то время, как стандарт RJ45 (точнее RJ45S) использует разъём 8P4C с ключом, который физически не совместим с разъёмом 8P8C. Ошибочное употребление термина «RJ45» вызвано, вероятно, тем, что стандарт RJ45S не получил широкого применения, а также внешним сходством разъёмов.
Стык с пользователем (с2)
В (ТКС) цифровых телекоммуникационных системах в качестве пользователя оконечное оборудование данных (ООД, ПЭВМ). Его сопряжение с аппаратурой передачи данных (АПД) осуществляется через пользовательский стык. В роли такого стыка применяют преобразовательный стык С2.
В настоящее время модемы используют (поставляют) со встроенным АВУ. Для обмена модема с каналом используют стык С1, а для обмена модема с ПЭВМ (ООД)-стык С2.
Стык С2 автоматически должен обеспечить выполнение следующих функций:
— Установление соединения при работе по коммутации канала связи;
— После установления соединения обмен служебной информацией, связанной с управлением и синхронизацией;
— Стык обеспечивает обмен данными между абонентами;
— После окончания обмена данными стык разъединяет соединение.
Функциональные характеристики физического уровня определяют тип, число и назначение цепей стыка ООД (УВВ) / АПД, СПД (ПК). При разработке стандартов находят применение два (метода) варианта:
1 — При установлении физического соединения и разъединения активную роль в обмене служебными сигналами играет АПД.
2 — В этом случае роль играет ООД, которое в процессе установления и разъединения формирует и передает соответствующие служебные знаки по цепи передачи и, соответственно, распознает их по цепи приема (включая и имп.набора номера).
В первом случае между ООД и АПД имеется ряд цепей, которые можно разбить на следующие группы: цепи заземления, синхронизации, приема и передачи данных, управления (индикации), автоматического установления соединения МСЭ (рис.1.).
Первый метод нашел применение при создании Рекомендаций V. 24, определяющей цепи стыка ООД/АКД для работы по аналоговым телефонным каналам. На основе этой Рекомендации разработан как европейский так и отечественный стандарт на стык С2.
Второй подход нашел своё отражение в Рекомендациях цепей стыка цифровых сетей Х.24. Это позволило существенно сократить число цепей стыка. Перечень обозначений цепей обмена между ООД и АКД в сетях передачи данных общего пользования дан в Рекомендации Х.24.
Таким образом, функциональные характеристики физического уровня, стандартизированы двумя основными Рекомендациями – V.24-для аналоговых телефонных и Х.24— для цифровых сигналов.
Рекомендации V.24 функционально представляют собой цепи на стыке С2 при последовательном вводе/выводе данных. Эта рекомендация определяет перечень цепей стыка и технические требования к ним.
Все цепи на стыке ООД/АПД делятся на 2 основные группы: цепи серии 100 (общего назначения) и серии 200 (автоматического вызова). Цепи серии 100 включают до 34 цепей. В зависимости от протоколов обмена, они предназначены для передачи данных и управления стыком цепи. Серии 200 включают 12 цепей.
Связной интерфейс rs-366a(V.25)
По описанию цепей обмена рекомендациии V.25.
V.25 определяет автоматическое вызывное устройство (АВУ), что позволяет с помощью ПЭВМ устанавливать связь через комм. сеть ОП.
АВУ подключают с помощью 2-х 25 контактных разъёмов: один интерфейс для серии цепей 100, (V.24./V.28.), другой для цепей серии 200 (V.25./V.28.).
Цепи серии 100 служат для передачи и приёма данных. Цепи серии 200 предназначены для реализации автоматического вызова, в том числе для передачи номера вызываемого абонента. Номер транслируется в АКД из ООД, например, по цепям серии 200 в параллельном коде в двоично-десятичном 4-разрядном виде.
Что такое I2S?
В прошлом месяце мы отметили 40-летие компакт-диска , и это был также некролог, как праздник, потому что эти поликарбонатные диски быстро стали редкостью. Есть еще одна технология из эпохи компакт-дисков, которая до сих пор остается у нас, и она соответствует стандарту для передачи последовательного цифрового звука между чипами. Протокол называется I2S и поставляется как аппаратное периферийное устройство на многих микроконтроллерах. Это удивительно простой интерфейс, с которым довольно легко работать, и, следовательно, его можно взломать, поэтому его стоит немного изучить.
Что такое I2S?
I2S (Inter-IC Sound) — это конструкция последовательной шины (тракта) для цифровых аудиоустройств и технологий, таких как проигрыватели компакт-дисков ( CD ), цифровые звуковые процессоры и звук цифрового телевидения ( DTV ). Конструкция I2S обрабатывает аудиоданные отдельно от тактовых сигналов. Разделяя данные и тактовые сигналы, ошибки, связанные со временем, что устраняет необходимость в устройствах, предотвращающих джиттер. Конструкция шины I2S состоит из трех последовательных шинных линий: линия с двумя каналами данных мультиплексирования с временным разделением ( TDM ), линия выбора и линия синхронизации.
I²S ( Inter-IC Sound ), — стандарт интерфейса последовательной электрической шины, используемой для соединения цифровых аудиоустройств. Он используется для передачи аудиоданных ИКМ между интегральными схемами в электронном устройстве. Шина I²S разделяет тактовые сигналы и сигналы последовательных данных, в результате чего получатели становятся проще, чем те, которые требуются для асинхронных систем связи, которым необходимо восстановить тактовые импульсы из потока данных. Альтернативно I²S пишется как I2S или IIS. Несмотря на похожее название, I²S не имеет отношения к двунаправленной шине I²C (IIC).
ЦАП I2S DSD256-PCM
Немного истории I2S
Этот стандарт был введен в 1986 году компанией Philips Semiconductor (в настоящее время NXP Semiconductors ) и в последний раз пересматривался 5 июня 1996 года
Протокол I²S описывает один конкретный тип цифровой аудиосвязи PCM с определенными параметрами, указанными в спецификации Philips.
Состоит он как минимум из трех линий:
- Официально «Word Select (WS)». Обычно называется «левый-правый тактовый генератор (LRCLK)» или «кадровая синхронизация (FS)».
- 0 = левый канал, 1 = правый канал
- По крайней мере, одна мультиплексированная линия данных
- Официально «последовательные данные (SD)», но их можно назвать SDATA, SDIN, SDOUT, DACDAT, ADCDAT и т. д.
И2С также может включать следующие строки:
- Основные часы (обычно 256 x LRCLK)
- Это не является частью стандарта I2S но обычно используется для синхронизации внутренней работы аналого-цифровых преобразователей.
- Мультиплексированная строка данных для загрузки
Битовая тактовая частота пульсирует один раз для каждого дискретного бита данных в строках данных. Тактовая частота битов является воспроизведением частоты дискретизации , количества бит на канал и количества каналов. Так, например, CD Audio с частотой дискретизации 44,1 кГц, с точностью 16 бит и двумя каналами (стерео) имеет тактовую частоту:
44,1 кГц × 16 × 2 = 1,4112 МГц
Часы выбора слова позволяют устройству узнать, отправляется ли в данный момент канал 0 или канал 1, поскольку I²S позволяет отправлять два канала по одной и той же линии данных. Это сигнал с коэффициентом заполнения 50%, частота которого совпадает с частотой дискретизации. Для стерео материала спецификация I²S гласит, что левый звук передается в низком цикле тактового сигнала выбора слова, а правый канал передается в верхнем цикле. Обычно он синхронизируется с задним фронтом последовательных часов, так как данные фиксируются на переднем фронте.
I2S ЦАП
Данные подписываются , сначала кодируются как два дополнения с MSB ( старший значащий бит ). Это позволяет произвольному числу битов в кадре без согласования между передатчиком и приемником.
В качестве аудио-соединения I2S
В звуковом оборудовании I²S иногда используется как внешнее соединение между проигрывателем компакт-дисков и отдельным блоком ЦАП, в отличие от чисто внутреннего соединения внутри одного блока проигрывателя. Это может сформировать альтернативу обычно используемым стандартам AES / EBU или Toslink или S / PDIF.
Соединение I²S не предназначалось для использования через кабели, и большинство интегральных микросхем не будет иметь правильного сопротивления для коаксиальных кабелей. Поскольку ошибка адаптации импеданса, связанная с разной длиной линии, может привести к разнице в задержке распространения между тактовой линией и строкой данных, это может привести к проблеме синхронизации между SCK, WS и сигналами данных, в основном на высокой частоте дискретизации и битрейте. Поскольку I²S не имеет никакого механизма обнаружения ошибок, это может вызвать важную ошибку декодирования.
ЦАП 4398+2706
Для этого применения нет стандартного соединительного кабеля. Некоторые производители предоставляют просто три разъема BNC, разъем 8P8C («RJ45») или разъем DE-9 . Другие, такие как Audio Alchemy (ныне несуществующая), использовали разъемы DIN. А вот PS Audio, Musica Pristina и Wyred4Sound используют разъем HDMI. Голландский производитель Van Medevoort внедрил Q-link в своем оборудовании, передает i2s через 4 разъема RCA (Data, MCK, LRCK, BCK).
ЭТО ДОСТАТОЧНО ПРОСТОЙ ИНТЕРФЕЙС
Не путайте его с другим протоколом Philips Semiconductor: I2C. Протокол Inter-Integrated Circuit имеет инициалы IIC, и двойная буква была сокращена, чтобы придумать номенклатуру «в квадрате», которую мы полюбили с I2C. Возрожденный в 1982 году, этот предшествующий I2S на четыре года, что объясняет несколько странную аббревиатуру «Inter-Integrated Circuit Sound».
i2s_dac
Протокол застрял, потому что он очень не удобен для работы с последовательных данных, связанных с высококачественным цифровым звуком. Это так не удобно, что вы, вероятно, слышали о том, что он используется для других целей, кроме аудио. Но сначала, что на самом деле делает 2S?
Цифровой источник звука обычно создает два слова данных, одно для левого канала и одно для правого, один раз для каждого интервала выборки. Например, источник аудио CD с частотой дискретизации 44,1 кГц, который будет передавать два 16-битных слова 44 100 раз каждую секунду. На одной последовательной линии это колоссальные 1 411 200 бит в секунду (44100 x 16 x 2).
ЦАП Audiophile V2 на 9038 + клон FM711
Как справляется эта плохая последовательная линия передачи данных? Ну, одна строка последовательных данных не может легко передать границы слов для левой и правой. Также трудно (или невозможно) надежно извлечь часы из него без джиттера. Поэтому для передачи аудио нам действительно нужны другие способы доставки этих фрагментов информации.
I2S решает обе эти проблемы с помощью дополнительных строк, предоставляя строку выбора слова (также иногда называемую тактовыми импульсами L / R) для выбора левого или правого отсчетов, а также битовую линию тактового сигнала для синхронизации всего. Вот и все, что есть в I 2 S: строка данных, строка синхронизации слов и строка синхронизации битов.
Спецификация была формализована Philips в документе 1986 года, благодаря которому подразделение полупроводников компании стало NXP, но, к сожалению, исчезло с веб-сайта NXP. К счастью, у Wayback Machine она есть , поэтому она все еще доступна. Читая документ, становится очевидным, что даже в 1980-х годах это был не сложный интерфейс для работы, и он даже дает базовые диаграммы для передатчика и приемника. Не исключено, что при наличии некоторых микросхем TTL и цепочки резисторов будет возможно создать ЦАП I2S из первых принципов на вашем стенде, хотя это и не очень высокопроизводительный пример.
Итак, у вас есть I2S
Все, что вам нужно знать о межкомпонентных аудиоразъемах, в четырех удобных параграфах.
I2S для цифрового звука — только начало. Это простая и несложная спецификация, которую легко реализовать, и в то же время легко злоупотреблять. Например, он не определяет верхний предел тактовой частоты. Естественно, его потенциал как очень быстрого последовательного вывода побудил аппаратных хакеров использовать его для других целей. Мы видели, что он используется как радиопередатчик AM , видеовыход NTSC , VGA-выход и даже карта Ethernet . Как же они это делают !
Ответ заключается в модуляции плотности импульсов , форме аналого-цифрового преобразования, в которой число логических 1 битов в данный период времени зависит от уровня аналогового сигнала. Это необработанный вывод АЦП с дельта-сигмой , и он имеет удобное свойство, заключающееся в том, что при наличии только потока данных PDM этап цифроаналогового преобразования может быть выполнен только с помощью простого фильтра нижних частот. Если вы увеличите битрейт на интерфейсе I 2 S до максимума, а затем передадите ему слова, которые образуют поток данных PDM, вы можете добавить фильтр нижних частот, чтобы создать АЦП с максимальной пропускной способностью, равной половине его бита. темп.
ESP32 I2S намного сложнее, чем базовый стандарт.
В приведенном выше списке примеров проектов, использующих I2S, есть дополнение, которое касается некоторых из тех, которые мы не представили. ESP32 имеет модуль I 2 S, и благодаря ему были реализованы некоторые впечатляющие проекты, такие как этот полноцветный генератор VGA . Однако, рискуя спором, эти проекты не используют I2S в самом строгом смысле. Страница 303 технического справочника ESP32 проливает некоторый свет на это, показывая, что периферийное устройство I 2 S в части Espressif является многофункциональным. Наряду с обработкой звука I2S, как описано выше, также обрабатывает интерфейсы для камер и ЖК-дисплеев, как если бы вы представляли разъемы камеры и ЖК-дисплея на Raspberry Pi, направленные на один и тот же кусок кремния.
Raspberry Pi 4 + клон дартЗил
Возможно, эта номенклатура имеет корни в ESP8266, имеющем периферийное устройство I 2 S на чипе, и общее периферийное устройство в более позднем устройстве.
Raspberry Pi 4 + клон Зил
Поскольку большинство интерфейсов I 2 S могут работать с тактовой частотой в несколько мегагерц, их пропускная способность может быть на удивление высокой. Это то же самое, что и принцип, заложенный в любой программно-определяемый радиопередатчик: одним махом и с очень небольшим количеством дополнительного оборудования вы перенесли задачу создания произвольных спектров в диапазоне МГц с аппаратного на программное обеспечение.
Raspberry Pi 4 и флешка
Даже самые современные микроконтроллеры обладают достаточной вычислительной мощностью для выполнения этой задачи, что делает относительно простыми некоторые приложения для I 2 S, которые были бы за гранью воображения тех инженеров Philips 1980-х годов. Однако, I2S к которой можно было только подключить аудио ЦАП, не останавливает аудиофилов от подключения, и этот интерфейс становится намного полезнее, а возможности безграничны.
Я надеюсь, что эта статья «Что такое I2S?» немного помогла. Пожалуйста, оставляйте комментарии ниже, чтобы я мог вернуться к вам. Не бойтесь меня и добавляйтесь в ВК, Ютуб
Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт.
Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске своего звука!
На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.
Вам нужен хороший фонокорректор, новый ламповый усилитель или отличный ЦАП, плеер, наушники, АС или другую звуковую технику, (усилитель, ресивер и т.д.) то пишите в ВК, помогу выгодно и с гарантией приобрести хорошую звуковую технику…