Плезиохронная цифровая иерархия(PDH)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Плезиохронная цифровая иерархия(PDH)

Введение

Одной из первых систем, предназначенных для передачи информации в цифровом виде на большие расстояния, является PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy - плезиохронная цифровая иерархия). Первый релиз данного стандарта был разработан организацией по стандартизации ITU-T и выпущен в 1972 году под индексом G.703. Под «плезиохронной» (от греч. plesios - «близкий») понимается то, что PDH - почти синхронная система, суть этого будет разъяснена немного позже. Основой построения иерархии PDH является основной цифровой канал (ОЦК), скорость которого составляет 64 кбит/сек. Такая скорость выбрана не случайно. 64 кбит/сек как раз достаточно для передачи одного телефонного разговора, продискритизированного с частотой 4 кГц и проквантованного по 256 уровням. Общепризнано, что этого вполне достаточно для однозначного восприятия произнесенных слов и идентификации говорящего.

Скорости более высоких уровней иерархии PDH получаются путем перемножения скорости ОЦК, т.е. 64 кбит/сек на множитель. Скорость первичного цифрового канала (ПЦК) составляет 2Мбит/сек = 32хОЦК, т.е. ПЦК представляет собой 32 мультиплексированных ОЦК. Однако в исходном стандарте PDH не все 32 канала использовались для передачи в 0 слоте должен передаваться синхросигнал, а в 16 - сигнализация для всех остальных 30 разговорных таймслотов. В последствие каналы PDH получили широкое распространение при передаче не только голосовой информации, но и пакетных данных. Необходимость в использовании 0-го и 16-го таймслотов отпала и они во многих системах также стали задействоваться для передачи пользовательских данных.

Вторичный цифровой канал получается путем мультиплексирования 4-х ПЦК. В итоге получается скорость 8448 кбит/сек. Не четкая пропорциональность говорит о необходимости добавления служебной информации. Более высокие уровни иерархии получаются путем дальнейшего поэтапного мультиплексирования. Потоки, которые включаются в цифровой поток более высокого порядка называются трибутарными. Все возможные уровни представлены в таблице ниже.

В таблице представлены цифровые потоки и скорости принятые в Европе, в т.ч. и в России. В Северной Америке и Японии есть отличия. Обозначения для североамериканских цифровых потоков начинаются с буквы «Т», а японских «J». Также есть отличия и в числе потоков низшего уровня при образовании потока более высокого порядка. Кроме того в североамериканском варианте PDH отсутствует пятеричный цифровой канал, т.е. Т5.

Таблица не случайно ограничивается пятеричным цифровым каналом и скоростью 564992 кбит/сек. Это связано с существенным недостатком PDH - его плезиохронностью, т.е. «почти» синхронностью. Дело в том, что потоки образуют уровни более высокого порядка последовательным мультиплексированием, соответственно, для извлечения нужно проделать обратную процедуру - демультиплексирования. Таким образом для выделения на промежуточном пункте потока Е1 из Е4, например, необходимо будет выполнить 3 процедуры демультиплексирования, а затем 3 процедуры мультиплексрования для дальнейшей передачи. Подобная процедура потребует значительных производительных затрат, а также вызовет временную задержку для всех передаваемых данных. Кроме того, на каждом пункте, где потребуется извлечение хотя бы одного потока низшего уровня потребуется установка дорогостоящего оборудования. Поэтому применение цифровых потоков высоких уровней иерархии оказывается нецелесообразным. Полностью решить данную проблему удалось с появлением технологии SDH (Synchronous Digital Hierarchy). [1]

1. Особенности технологий PDH и SDH

При построении современных цифровых сетей следует различать следующие сетевые уровни: первичную сеть и вторичные сети. Основой любой реальной сети связи является уровень неспециализированной (универсальной) первичной сети, представляющей собой совокупность узлов и соединяющих их линий передач. Таким образом, первичная сеть - это базовая сеть типовых универсальных каналов передачи и сетевых трактов, на основе которой формируются и создаются вторичные сети.

Первичная сеть связи МПС строится с использованием следующих технологий цифровой передачи: PDH (плезиохронная цифровая иерархия), SDH (синхронная цифровая иерархия) и технология асинхронной передачи ATM в качестве среды передачи могут использоваться электрический и оптический интерфейсы.

Технология PDH была разработана в начале 80-х гг. Было разработано три системы технологии: Американская, Японская, Европейская и Южно-Американская (рис.).

Иерархия мультиплексирования PDH

Технология строилась по схеме каскадного соединения мультиплексоров различного уровня иерархии (с коэффициентом, кратным 4 для европейской системы) (рис.).

Схема мультиплексирования европейской системы PDH

При использовании жесткой синхронизации применяют метод мультиплексирования с чередованием бит, байт, октетов. Для цифровых сигналов первого уровня принимают мультиплексирование с чередованием байт.

В схемах второго и более высокого уровня используют мультиплексирование с чередованием бит, так называемый битинтерливинг (рис.).

Мультиплексирование с чередованием бит

Так как мультиплексор не формирует структуры, позволяющие определить позиции бита каждого канала, а выходные скорости разных каналов могут не совпадать, используется внутренняя побитовая синхронизация, при которой мультиплексор сам выравнивает скорости выходных потоков путем добавления нужного числа выравнивающих бит в каналы с относительно меньшими скоростями. Может быть использовано и изъятие бит. Далее на других ступенях схема повторяется. Информация о вставленных / изъятых битах передается по служебным каналам.

информация цифровой мультиплексирование

2. Недостатки PDH

1. Добавление выравнивающих бит делает невозможным идентификацию и вывод потока 64 кбит/с или 2048 кбит/с из потока 140 Мбит/с без полного демультиплексирования потока и удаления выравнивающих бит (т.е. начало цикла составляющего потока не фиксируется в потоке высшей ступени).

2. Слабые возможности в организации заголовков (нарушение схемы маршрутизации, особенно для ПД).

3. Слабые возможности в организации служебных каналов для цепей контроля и управления потоков сети (мониторинг и управление отсутствуют).

4. Небольшая загруженность заголовками приводит к недостатку при необходимости развитой маршрутизации (ввод / вывод в промежуточных пунктах).

5. Многоступенчатое восстановление требует достаточного времени.

Указанные недостатки PDH привели к разработке в США еще одной иерархии SONET (синхронной оптической сети), а в Европе - SDH (конец 80-х гг.).

Основным отличием SDH от PDH является переход на новый принцип мультиплексирования. Система PDH (почти синхронного) использует, например, для объединения 4-х потоков Е1 в Е2 (8448 кбит/с) процедуру выравнивания тактовых частот приходящих сигналов методом бит-стаффинга. В результате при демультиплексировании необходимо производить пошаговый процесс восстановления исходных сигналов (стаффинг - добавление нуля после последней «1», а потом удаление).

В системах SDH производится синхронное мультиплексирование/ демульти­плексирование, которое позволяет организовать непосредственный доступ к каналам PDH.

3. Преимущества и особенности SDH

Преимущества SDH:

1. Использование синхронной схемы передачи с побайтным чередованием при мультиплексировании. Синхронное мультиплексирование.

2. Использование процедуры прямого мультиплексирования (ввода / вывода).

3. Использование стандартных оптических и электрических интерфейсов.

4. Позволяет объединить системы PDH американской и европейской иерархии.

5. Обеспечивает управление и самодиагностику сети.

Особенности SDH:

1. Поддержка в качестве входных сигналов каналов доступа только трибов (компонентный сигнал, нагрузка, поток нагрузки) PDH или SDH.

2. Трибы упакованы в стандартные помеченные контейнеры. Возможные интерфейсы синхронного мультиплексора представлены на рис.

3. Положение VC определяется с помощью указателей.

4. Несколько контейнеров одного уровня могут быть сцеплены, образуя непрерывный контейнер.

5. Предусмотрен отдельный заголовок 9?9 = 82 байт (КПД). Один байт соответствует 64 кбит/с.

Принцип SDH основан на упаковке входящих цифровых потоков (EI, E2, АТМ и т.д.) в виртуальные контейнеры, которые затем синхронно мультиплексируются и передаются в нужную точку сети.

Блоки СЦИ (STM) имеют кадровую структуру. Кадры передаются синхронно с периодичностью 125 мкс. Иерархия SDH имеет следующие уровни, кратные четырем:

1. SТМ-1 - скорость передачи 155 Мбит/с.

2. SТМ-4 - 622 Мбит/с.

3. SТМ-16 - 2,4 Гбит/с.

4. SТМ-64 - 10 Гбит/с и т.д. [2]

Заключение

Список используемой литературы

1.http://celnet.ru/pdh.php

2. http://edu.dvgups.ru/METDOC/GDTRAN/YAT/TELECOMM/OPT_SIS_PER/

METOD/OPT_SYS_PERED/U_pos_2.htm

Размещено на Allbest.ru