#31 60 G.711 kanal için 3,84-Mbit/s voice payload hesaplama; yalnız explicit real-low-pass 6-MHz, ideal 12-MS/s ve 8-bit/sample modelinde video payload'ını 96 Mbit/s, toplamı 99,84 Mbit/s bulma; G.702'nin E1/E2/E3/E4 line rates'i içinde E4'ü ilk nominal raw-rate pass seçme; 39,424-Mbit/s farkı ve %71,69 oranı usable headroom/utilization saymadan mapping, framing, justification, signalling, protection, traffic/QoS, SLA ve lifecycle kapılarıyla gerçek fit'i doğrulama

Aşağıda defterde yazılan bütün satırlar ve bunlara eşlik eden sesli anlatımın tam metni bulunur.

1. 1. Problem modelini kur ve bandwidth, payload rate, line rate ayrımını sabitle

   

   Tekrar hoş geldiniz.

   Bugün simplified legacy-PDH screening exercise çözüyoruz; deployable intercity backbone seçimi ayrıca interface, mapping, resilience, SLA ve lifecycle design ister.

   İşte kurulum.

   İki şehir arası bir omurga link tasarlıyoruz.

   Bu linkteki trafik iki akıştan oluşuyor.

   Birinci: altmış adet ses telefon kanalı — yerel santraller arası noktadan noktaya trunk.

   İkinci: bir adet tam televizyon kanalı — aynı linki paylaşan sürekli bir video yayın akışı.

   Üç sorumuz var.

   a şıkkı: stated encoding assumptions altında iki akışın aggregate payload bit rate'ini hesapla; analog bandwidth ile digital bit rate'i aynı quantity sayma.

   b şıkkı: verilen legacy G.702 PDH line rates arasında raw-rate screen'i geçen ilk level'i bul; actual mapping fit'i ayrıca doğrula.

   c şıkkı: o taşıyıcıyı kurduktan sonra ne kadar yedek kapasite kalır?

   Sesli anlatım metni

   Tekrar hoş geldiniz. Bugün kısa, çok pratik bir mühendislik egzersizi — gerçek bir omurga linki için doğru iletim taşıyıcısını nasıl seçeriz. İşte kurulum. İki şehir arası bir omurga link tasarlıyoruz. Bu linkteki trafik iki akıştan oluşuyor. Birinci: altmış adet ses telefon kanalı — yerel santraller arası noktadan noktaya trunk. İkinci: bir adet tam televizyon kanalı — aynı linki paylaşan sürekli bir video yayın akışı. Üç sorumuz var. a şıkkı: bu iki akış birlikte ne kadar toplam bant genişliği istiyor? b şıkkı: Avrupa E-taşıyıcı hiyerarşisinin yeterli olan en küçük üyesi hangisidir? c şıkkı: o taşıyıcıyı kurduktan sonra ne kadar yedek kapasite kalır?

2. 2. G.702 PDH hızlarını ve E1 frame/payload sınırını doğru kur

   

   Seçime başlamadan önce E-taşıyıcı merdivenini masaya koyalım.

   Beş basamak.

   E bir — saniyede iki nokta sıfır dört sekiz megabit.

   E1 2048-kbit/s frame 32×64-kbit/s time slot taşır; TS0 frame alignment/CRC/alarm uses içerir, TS16'nın signalling kullanımı CAS/CCS configuration'a bağlıdır ve nominal voice payload çoğu classic case'de 30 channel'dır.

   E2 line rate 8,448 Mbit/s'dir; dört 2,048-Mbit/s tributary plesiochronous multiplexing, framing ve justification ile taşınır, bu yüzden 4×E1 line rate'e eşit değildir.

   120 yalnız 4×30 nominal voice-channel equivalent'tir; directly usable payload mapping/signalling/framing'e bağlıdır.

   E3 line rate 34,368 Mbit/s'dir; 16×E1 tributary equivalence'i hierarchical multiplexing/overhead içerir, exact arithmetic line-rate multiple değildir.

   480 yalnız 16×30 nominal voice-channel equivalent'tir; arbitrary user payload capacity değildir.

   E4 line rate 139,264 Mbit/s'dir; 64×E1 tributary equivalence'i framing/justification overhead ile gelir ve actual service mapping ayrıca gerekir.

   1920 yalnız 64×30 nominal voice-channel equivalent'tir; 139,264 Mbit/s'nin tamamı usable service payload değildir.

   564,992-kbit/s historical higher-order systems bulunmuştur; bunu G.702'nin universal five-rung ladder'ı veya tüm digital hierarchies'in top'u saymayın.

   Her higher PDH level dört lower-level tributary taşır; line rate'ler framing, service ve justification overhead nedeniyle exact 4× arithmetic multiples değildir.

   Bu exercise yalnız listed legacy interfaces arasında seçim yapar; modern Ethernet/SDH/OTN/flex-rate options ve grooming/mapping choices requirements'a göre değerlendirilir.

   Sesli anlatım metni

   Seçime başlamadan önce E-taşıyıcı merdivenini masaya koyalım. Beş basamak. E bir — saniyede iki nokta sıfır dört sekiz megabit. Otuz ses kanalı, her biri saniyede altmış dört kilobit, artı bir sinyalleşme kanalı ve bir senkronizasyon kanalı — çerçeveyi dolduran bu. E iki — saniyede sekiz nokta dört dört sekiz megabit, dört E bir paketlenmiş. Yüz yirmi ses kanalı. E üç — saniyede otuz dört nokta üç altı sekiz megabit, on altı E bir. Dört yüz seksen ses kanalı. E dört — saniyede yüz otuz dokuz nokta iki altı dört megabit, altmış dört E bir. Bin dokuz yüz yirmi ses kanalı. Ve E beş — saniyede beş yüz altmış beş megabit, merdivenin tepesi. Her basamak altındakinin katı. Bir taşıyıcı seçtiğinizde özel bir sayı seçemezsiniz — trafiğiniz sığana kadar bu merdiveni tırmanırsınız.

3. 3. 60 G.711 kanal için 3,84-Mbit/s ses payload'ını hesapla

   

   a şıkkı — birinci akış — ses.

   Bir uncompressed G.711 voice channel output'u 64 kbit/s'dir; başka codecs, silence suppression veya packetization farklı rates/overhead üretir.

   G.711 8-kHz sampling ve sample başına 8-bit A-law/µ-law PCM codeword tanımlar; 64 kbit/s sonuç standardın output rate'idir.

   Narrowband telephony voice-frequency interface tipik olarak yaklaşık 300–3400 Hz bandıyla sınırlandırılır; 8-kHz sample rate transition/filter allowance içerir.

   Ideal bandlimited model f_s≥2B sınırını verir; realizable anti-alias filtering strict guard ister ve G.711 kullanımında 8 kHz normative choice'dır.

   G.711 her sample'ı 8-bit A-law veya µ-law companded PCM codeword olarak kodlar; quality tek başına bit sayısıyla garanti edilmez.

   Saniyede sekiz bin örnek çarpı örnek başına sekiz bit, saniyede altmış dört kilobite eşittir.

   Altmış kanal, her biri saniyede altmış dört kilobit.

   Toplam ses bant genişliği altmış çarpı altmış dört, saniyede üç bin sekiz yüz kırk kilobit — saniyede üç nokta sekiz dört megabit.

   3,84 Mbit/s yalnız voice service payload'ıdır; framing/signalling/protection overhead yoktur ve tek E1'in classic 30-channel payload kapasitesini aşar.

   Sesli anlatım metni

   a şıkkı — birinci akış — ses. Tek bir ses araması, iletim için sayısallaştırıldığında saniyede altmış dört kilobit ister. Bu sayının arkasındaki akıl yürütme bu derste kullandığımız Nyquist artı P C M zinciridir. Ses spektrumu dört kilohertzde biter. Nyquist bunun iki katında örneklemeyi söyler, yani saniyede sekiz bin örnek. P C M her örneği sekiz bit olarak kodlar, kuantizasyon gürültüsünü düşük tutmak için. Saniyede sekiz bin örnek çarpı örnek başına sekiz bit, saniyede altmış dört kilobite eşittir. Altmış kanal, her biri saniyede altmış dört kilobit. Toplam ses bant genişliği altmış çarpı altmış dört, saniyede üç bin sekiz yüz kırk kilobit — saniyede üç nokta sekiz dört megabit. Rahatlıkla küçük.

4. 4. 96-Mbit/s video sonucunu explicit low-pass sampling modeline bağla

   

   a şıkkı devam — ikinci akış — video.

   Problem için source'u real low-pass B=6 MHz olarak ayrıca varsayıyoruz; 6-MHz RF television channel occupancy aynı signal modelini otomatik vermez.

   Ideal real low-pass boundary f_s=2B=12 MS/s'dir; realizable anti-alias filters guard ister ve bandpass/component video sampling farklıdır.

   Yalnız bu explicit modelde raw payload R=12 MS/s×8 bit=96 Mbit/s olur; blanking, chroma/audio, coding, framing ve transport overhead dahil değildir.

   Aynı hypothetical 12-MS/s modelinde 10 bit/sample 120 Mbit/s verir; 8 bit universal TV standardı değildir ve BT.601 component sampling gibi formats farklı rates kullanır.

   Akışları topla.

   Saniyede üç nokta sekiz dört megabit ses, artı saniyede doksan altı megabit video, toplamda yaklaşık saniyede doksan dokuz nokta sekiz dört megabite eşittir.

   Bu assumptions altında video fraction 96/99,84≈%96,15'tir; voice 3,84 Mbit/s yine capacity/mapping ledger'da tutulur.

   Dominance bu raw encoding assumptions'a özgüdür; codec, resolution, frame rate, content, quality target ve service mix değişince oran değişir.

   Sesli anlatım metni

   a şıkkı devam — ikinci akış — video. Bir analog televizyon kanalı altı megahertz bant genişliği işgal eder. Nyquist uygula: bunun iki katında örnekle, saniyede on iki milyon örnek. Örnek başına sekiz bit P C M kodlama televizyon kanalı başına saniyede doksan altı megabit verir. Daha yüksek kalite için alıcı on bit kuantizasyon gerektiriyorsa hız saniyede yüz yirmi megabite çıkar — ama bu problemde standart sekiz bit değerini kullanıyoruz, saniyede doksan altı megabit. Akışları topla. Saniyede üç nokta sekiz dört megabit ses, artı saniyede doksan altı megabit video, toplamda yaklaşık saniyede doksan dokuz nokta sekiz dört megabite eşittir. Videonun ne kadar baskın olduğuna hemen dikkat edin — toplamın yüzde doksan altısından fazlası, ve ses yuvarlama gürültüsü. Bu, video başka bir şeyle bir linki paylaştığında ortaya çıkan tipik asimetridir.

5. 5. E4 raw line-rate pass, 39,424-Mbit/s fark ve %71,69 oranını hesapla

   

   b şıkkı — taşıyıcı seçimi.

   Merdiveni tırmanıyoruz.

   E1 raw line rate 2,048 Mbit/s'dir; 3,84-Mbit/s voice payload tek E1'i aşar ve classic E1 user capacity yalnız 30×64=1,92 Mbit/s'dir.

   E2 8,448-Mbit/s line rate fails; stated aggregate payload tam 99,84 Mbit/s'dir, 100'ün üzerinde değil.

   E üç — otuz dört megabit — daha yakın, ama hâlâ çok yetersiz.

   Sadece video bile onu aşıyor.

   E4 raw line rate 139,264 Mbit/s, 99,84-Mbit/s payload toplamından büyüktür; actual fit supported mapping/container ve overhead bütçesi geçerse doğrulanır.

   Doksan dokuz nokta sekiz dörde ihtiyacımız var; yüz otuz dokuzumuz var.

   c şıkkı — ne kadar pay?

   Yüz otuz dokuz nokta iki altı dört eksi doksan dokuz nokta sekiz dört eşittir saniyede otuz dokuz nokta dört iki megabit yedek kapasite.

   Kullanım oranı doksan dokuz nokta sekiz dört bölü yüz otuz dokuz nokta iki altı dört, yaklaşık yüzde yetmiş iki.

   Bu oran tek başına health/SLA kararı vermez; loss/blocking/delay, availability, protection, growth ve failure-state load ayrıca geçmelidir.

   Yedekle ne yapabiliriz?

   Başka bir TV kanalı doksan altı megabit ister — sığmaz.

   Ek services yalnız supported grooming/mapping ve residual usable payload budget hesaplandıktan sonra kabul edilir; raw difference doğrudan allocatable channels değildir.

   Reserved capacity, traffic model ve SLA'ya göre tanımlanır; constant circuit allocations ile bursty packet queues aynı utilization semantics'i kullanmaz.

   Sesli anlatım metni

   b şıkkı — taşıyıcı seçimi. Merdiveni tırmanıyoruz. E bir — iki megabit — sığmıyor, sadece sesimiz neredeyse onu dolduruyor. E iki — sekiz megabit — sığmıyor, ses artı video yüzün üzerine ihtiyaç duyuyor. E üç — otuz dört megabit — daha yakın, ama hâlâ çok yetersiz. Sadece video bile onu aşıyor. E dört — saniyede yüz otuz dokuz nokta iki altı dört megabit — sonunda sığıyor. Doksan dokuz nokta sekiz dörde ihtiyacımız var; yüz otuz dokuzumuz var. c şıkkı — ne kadar pay? Yüz otuz dokuz nokta iki altı dört eksi doksan dokuz nokta sekiz dört eşittir saniyede otuz dokuz nokta dört iki megabit yedek kapasite. Kullanım oranı doksan dokuz nokta sekiz dört bölü yüz otuz dokuz nokta iki altı dört, yaklaşık yüzde yetmiş iki. Sağlıklı. Yedekle ne yapabiliriz? Başka bir TV kanalı doksan altı megabit ister — sığmaz. Ama yedek kapasiteyi veriyle doldurabiliriz: dosya transferleri, sinyalleşme yükü, ya da birkaç yüz ek ses kanalı. Ya da trafik tepe noktaları için mühendislik marjı olarak tutarız.

6. 6. E4 kararını mapping, overhead, protection ve SLA kapılarıyla sınırla

   

   Üç mühendislik alımı.

   Bir: kapasite planlaması merdiven tırmanmaktır.

   Bu legacy shortlist'te next passing interface seçilir; gerçek network'te grooming, bonding, Ethernet/SDH/OTN/flexible rates ve architecture alternatives bulunabilir.

   Standard hierarchies ortak rates, framing, multiplexing ve interfaces ile interoperability sağlar; pricing tek bir teknik varlık nedeni değildir.

   İki: universal %60–80 utilization sweet spot yoktur; target traffic model, technology, SLA, protection state, growth horizon ve cost riskinden türetilir.

   Low nominal ratio waste kanıtı değildir; protection, resilience, forecast uncertainty, burst absorption veya growth reserve olabilir.

   Circuit allocations %80 eşiğinde otomatik queue oluşturmaz; packet queueing offered-load distribution, burst, scheduler, buffers ve QoS policy'ye bağlıdır.

   %71,69 yalnız nominal arithmetic result'tır; accepted operating target değildir.

   Üç: karışık linklerde video baskındır.

   Bu hypothetical 96-Mbit/s video payload, 64-kbit/s G.711 payload'a göre 1500:1'dir; formats ve transport overhead eşleştirilmemiştir.

   Bir video akışı linke katıldığı an, ses bütçesi dipnota dönüşür.

   Video compression yaygındır fakat uncompressed production/transport da vardır; MPEG families, H.264 ve AV1 output rate'i resolution/frame rate/content/quality/profile'e bağlıdır, universal 4–5 Mbit/s veya vanished asymmetry sonucu yoktur.

   Sesli anlatım metni

   Üç mühendislik alımı. Bir: kapasite planlaması merdiven tırmanmaktır. Özel boyutlu bir boru sipariş edemezsiniz — toplam trafiğinizi hesaplar ve onun üstündeki bir sonraki standart hızı seçersiniz. E-taşıyıcı ve S D H gibi hiyerarşilerin var olma sebebi budur: fiyatlandırmayı, çoğullama ekipmanını ve birlikte çalışabilirliği yönetilebilir kılarlar. İki: yüzde altmış ile seksen arası kullanım tatlı noktadır. Yüzde altmışın altında, kullanmadığınız kapasite için para ödüyorsunuz. Yüzde seksenin üstünde, linkiniz tepe yüklerinde kuyruk oluşturmaya başlar ve hizmet kalitesi düşer. Yüzde yetmiş iki — örneğimiz gibi — tam olmak istediğiniz yerdir. Üç: karışık linklerde video baskındır. Sıkıştırılmamış bir televizyon kanalı, ham bant genişliğinde yaklaşık bin beş yüz ses aramasıdır. Bir video akışı linke katıldığı an, ses bütçesi dipnota dönüşür. Gerçek dünyadaki her video servisinin sıkıştırılmış olmasının altta yatan sebebi budur — M P E G, H iki altı dört, A V bir — o doksan altı megabitlik ham P C M sayısını dört ya da beş megabite indirirler, ve aniden asimetri kaybolur.

Kaynak video: Haberleşme Temelleri #31 Örnek Soru Çözümü: E-Taşıyıcı Seçimi — Tek Omurga Linkte Ses + Video (6:14)