Plesiochronous Digital Hierarchy ( PTSI , de asemenea PDH din engleză Plesiochronous Digital Hierarchy ) este o metodă de transmisie digitală a datelor bazată pe diviziunea în timp a canalului și tehnologia de prezentare a semnalului folosind modularea codului de impuls ( PCM rusă , PCM engleză ).
În tehnologia PDH, semnalul canalului digital principal (FCC) este utilizat ca intrare , iar la ieșire se formează un flux de date cu viteze de n × 64 kbit/s. Grupul de biți de serviciu necesar pentru implementarea procedurilor de sincronizare și fază, semnalizare, control al erorilor ( CRC ) se adaugă la grupul de BCC-uri care transportă sarcina utilă , în urma căruia grupul ia forma unui ciclu.
La începutul anilor 80 au fost dezvoltate 3 astfel de sisteme (în Europa, America de Nord și Japonia). În ciuda acelorași principii, sistemele au folosit diferiți factori de multiplexare la diferite niveluri ale ierarhiilor. Joncțiunile acestor interfețe și niveluri de multiplexare sunt descrise în Recomandarea G.703 . Fluxul E5 nu există conform G.702 (11/88) [1] .
| Nivelul ierarhiei digitale | Notaţie | ||
|---|---|---|---|
| Standard american (T x ) | Standard japonez (DS x ) J x | Standard european (Ex x ) | |
| 1, primar | T1 | DS1, J1 | E1 |
| 2, secundar | T2 | DS2, J2 | E2 |
| 3, terțiar | T3 | DS3, J3 | E3 |
| 4, cuaternar | T4 | DS4, J4 | E4 |
| 5, quinar | nefolosit | DS5, J5 | E5 |
| Nivelul ierarhiei digitale | Rate de transmisie corespunzătoare diferitelor sisteme de ierarhie digitală, kbps | ||
|---|---|---|---|
| Standard american (T x ) | Standard japonez (DS x ) J x | Standard european (Ex x ) | |
| 1, primar | 1544 | 1544 | 2048 |
| 2, secundar | 6312 | 6312 | 8448 (4x2048 + 256) |
| 3, terțiar | 44736 | 32064 | 34368 (4x8448 + 576) |
| 4, cuaternar | 274176 | 97728 | 139264 (4x34368 + 1792) |
| 5, quinar | nefolosit | 397200 | 564992 |
| Nivelul ierarhiei digitale | Număr de canale la 64 kbps | ||
|---|---|---|---|
| Standard american (T x ) | Standard japonez (DS x ) J x | Standard european (Ex x ) | |
| 1, primar | 24 | 24 | 32 |
| 2, secundar | 96 | 96 | 120 |
| 3, terțiar | 672 | 480 | 480 |
| 4, cuaternar | 4032 | 1440 | 1920 |
| 5, quinar | nefolosit | ||
Spre deosebire de SDH ulterioară , PDH se caracterizează prin multiplexarea fluxului eșalonat, deoarece fluxurile de nivel superior sunt asamblate prin intercalare de biți. Adică, de exemplu, pentru a introduce un flux primar într-unul terțiar, trebuie mai întâi demultiplexul terțiar în secundar, apoi secundar în primar și numai după aceea va fi posibilă reasamblarea fluxurilor. Dacă luăm în considerare faptul că la asamblarea fluxurilor de nivel superior, se adaugă biți suplimentari de egalizare a ratei, canale de comunicație de supraîncărcare și alte încărcături non-utile, atunci procesul de terminare a fluxurilor de nivel scăzut se transformă într-o procedură foarte complexă care necesită soluții hardware complexe. [2] .
Astfel, dezavantajele PDH includ: intrare-ieșire dificilă a fluxurilor digitale de funcții intermediare, lipsa controlului și managementului automat al rețelei, precum și prezența a trei ierarhii diferite. Aceste neajunsuri au condus la dezvoltarea în SUA a ierarhiei rețelelor optice sincrone SONET și în Europa a unei ierarhii SDH similare, care au fost propuse pentru utilizare pe liniile de comunicații automate. Din cauza ratei de transfer alese fără succes, s-a decis să se renunțe la crearea rețelei SONET și să se construiască o rețea SONET / SDH pe baza acesteia .
Ciclul de flux E1 constă din 32 de intervale de timp, numerotate de la 0 la 31. Treizeci de intervale de timp (1-15 și 17-31) sunt folosite pentru a transmite trafic (de exemplu, voce) și două - zero și șaisprezecea - pentru a transmite informații de serviciu, cum ar fi mesajele de sincronizare și de semnalizare a apelurilor. Echipamentul de compresie care combină 30 BCC și primește fluxul digital primar E1 la ieșire se numește IKM-30.
Caracteristicile electrice ale joncțiunilor interfețelor digitale pentru transmiterea vocii sau a datelor prin canale digitale precum T1 , E1 sau DS-1 sunt descrise de recomandarea G.703 (Recomandarea ITU-T G.703.Caracteristicile fizice / electrice ale ierarhiei digitale). Interfețe.1972 modificat ultima dată în 1991).
Ca canal de transmisie fizică, poate fi utilizată o pereche răsucită simetrică (Z = 100–120 Ohm) sau un cablu coaxial (R = 75 Ohm), amplitudinea impulsului = 1–3 V.
Există mai multe niveluri de sincronizare: ceas, ciclic și multi-cadru. Mai mult, vorbim doar despre sincronizarea ceasului.
Generatoarele tuturor elementelor rețelei trebuie să funcționeze la aceeași frecvență cu o abatere minimă (atât echipamentele de transport, cât și cele terminale). Cadrul este primit și transmis sincron (aproape sincron). Există rețele în care semnalele de sincronizare diferă de semnalele informaționale, dar în rețelele PDH nu există astfel de diferențe. Frecvența de ceas de 2048000 bps poate fi extrasă din cadrul complet al semnalului de intrare ("de la linie"). Generatorul de echipamente terminale are de obicei fie o intrare separată (port) pentru sincronizare (de exemplu, de la un oscilator principal secundar), fie ajustează frecvența de la linie (din fluxul de informații). În funcție de implementare, plăcile E1 pot avea un generator pentru toate liniile E1 sau un generator individual pentru fiecare linie E1.
În cazul unei rețele PDH mici, cum ar fi o rețea de oraș, sincronizarea tuturor dispozitivelor din rețea dintr-un punct este destul de simplă. Cu toate acestea, pentru rețelele mai mari, cum ar fi rețelele naționale care constau dintr-un număr de rețele regionale, sincronizarea tuturor dispozitivelor de rețea este o problemă. O abordare generală pentru rezolvarea acestei probleme este descrisă în ITU-T G.810 (1988, 1996) [3] [4] . Constă în organizarea unei ierarhii a surselor de referință ale semnalelor de ceas în rețea, precum și a unui sistem de distribuire a semnalelor de ceas către toate nodurile rețelei.
Fiecare rețea majoră trebuie să aibă cel puțin un ceas de referință primar ( PRC ) . Aceasta este o sursă de ceas foarte precisă capabilă să genereze semnale de ceas cu o precizie relativă a frecvenței de cel puțin 10 -11 (aceasta precizie este cerută de standardele ITU-T G.811 și ANSI T1.101, acesta din urmă folosește numele Stratum 1 pentru descrie acuratețea PEG ). În practică, fie ceasuri atomice de sine stătătoare (hidrogen sau cesiu) sunt folosite ca PEG, fie ceasuri sincronizate de la sisteme de sateliti precise, cum ar fi GPS sau GLONASS . De obicei, precizia PEG ajunge la 10 -13 . Semnalul de ceas standard este un semnal de ceas de nivel DS1, adică 2048 kHz pentru versiunea internațională a standardelor PDH și 1544 kHz pentru versiunea americană a acestor standarde. Semnalele de sincronizare de la PEG sunt alimentate direct la intrările de sincronizare ale dispozitivelor backbone ale rețelei PDH special desemnate în acest scop. În cazul în care aceasta este o rețea compusă, atunci fiecare rețea majoră care face parte din rețeaua compozită (de exemplu, o rețea regională care face parte dintr-o rețea națională) are propriul PEG. Pentru a sincroniza nodurile non-trunk, este utilizat un generator de ceas secundar (SGC), care se numește Ceas de referință secundar (SRC) în versiunea ITU-T și generatorul de nivel Stratum 2 în versiunea ANSI . VZG funcționează în modul de sincronizare forțată, fiind un cronometru slave în perechea PEG-VZG. De obicei, VZG primește semnale de ceas de la unele PEG prin noduri intermediare ale rețelei, în timp ce biți ai octeților de cadru sunt utilizați pentru a transmite semnale de ceas, de exemplu, octetul zero al cadrului E-1 în versiunea internațională a PDH. Precizia WIG este mai mică decât acuratețea PEG: ITU-T în standardul G.812 îl definește ca „nu mai rău de 10 -9 ”, iar precizia generatoarelor Stratum 2 nu ar trebui să fie „mai proastă de 1,6 x 10 -8 ”. Ierarhia generatoarelor de referință poate fi extinsă dacă este necesar, cu precizia fiecărui nivel inferior scăzând în mod natural. Generatoarele de niveluri inferioare, începând de la VZG, pot folosi mai multe generatoare de referință de un nivel superior pentru a-și genera semnalele de ceas, dar în același timp, în orice moment, unul dintre ei trebuie să fie cel principal, iar restul - backup; o astfel de construcţie a sistemului de sincronizare asigură toleranţa la erori a acestuia. Cu toate acestea, în acest caz este necesar să se prioritizeze semnalele generatoarelor de niveluri superioare. În plus, atunci când se construiește un sistem de sincronizare, este necesar să se asigure că nu există bucle de sincronizare.
Atât versiunile americane, cât și cele internaționale ale tehnologiei PDH au dezavantaje, principala dintre ele fiind complexitatea și ineficiența multiplexării și demultiplexării datelor utilizatorului. Utilizarea tehnicilor de umplere de biți pentru a egaliza ratele de flux are ca rezultat demultiplexarea completă a cadrelor de canal combinate pentru a extrage datele utilizatorului din canalul combinat. De exemplu, pentru a obține date de la un canal de abonat de 64 Kbps din cadrele de canal T-3, este necesar să se demultiplexeze aceste cadre la nivelul de cadru T-2, apoi la nivelul de cadru T-1 și, în final, să se demultiplexeze T-ul. -cadre în sine.una. Dacă rețeaua PDH este folosită doar ca coloană vertebrală între două noduri mari, atunci operațiunile de multiplexare și demultiplexare sunt efectuate exclusiv la nodurile de capăt și nu există probleme. Dar dacă este necesar să se aloce unul sau mai multe canale de abonat în nodul intermediar al rețelei PDH, atunci această sarcină nu are o soluție simplă. Opțional, se propune instalarea a două multiplexoare de nivelul ТЗ/ЕЗ și mai mare în fiecare nod al rețelei. Primul este conceput pentru a oferi demultiplexarea completă a fluxului și a redirecționa unele dintre canalele de viteză redusă către abonați, al doilea este să reasamblați canalele rămase împreună cu cele nou introduse în fluxul de mare viteză de ieșire. În același timp, numărul echipamentelor de operare se dublează.
O altă opțiune este „livrarea retur”. În nodul intermediar, unde este necesar să se separe și să devieze fluxul de abonat, este instalat un singur multiplexor de mare viteză, care pur și simplu transmite date în tranzit mai departe de-a lungul rețelei fără a le demultiplexa. Această operație este efectuată numai de multiplexorul nodului final, după care datele abonatului corespunzător sunt returnate printr-o linie de comunicație separată către nodul intermediar. Desigur, astfel de relații complexe de comutatoare complică funcționarea rețelei, necesită o configurație fină a acesteia, ceea ce duce la o cantitate mare de muncă manuală și erori. În plus, tehnologia PDH nu oferă instrumente încorporate de toleranță la erori și de administrare a rețelei. În cele din urmă, dezavantajul PDH este că ratele de transfer de date sunt prea scăzute conform conceptelor moderne. Cablurile de fibră optică vă permit să transferați date la viteze de câțiva gigabiți pe secundă pe o singură fibră, ceea ce asigură consolidarea a zeci de mii de canale de utilizator într-un singur cablu, dar tehnologia PDH nu implementează această posibilitate - ierarhia sa de viteză se termină la 139 Mbps.
De asemenea, PDH nu conține mecanisme standard de monitorizare și control și nu definește interfețe fizice standard [5] .