Плезиохронной цифровой иерархии что это
Технология PDH была разработана в конце 60-х годов компанией AT&T для решения проблемы связи крупных коммутаторов телефонных сетей между собой. Линии связи FDM, применяемые ранее для решения этой задачи, исчерпали свои возможности в плане организации высокоскоростной многоканальной связи по одному кабелю. В технологии FDM для одновременной передачи данных 12 абонентских каналов использовалась витая пара, а для повышения скорости связи приходилось прокладывать кабели с большим количеством пар проводов или более дорогие коаксиальные кабели. Об оптических кабелях на данный момент речи и не шло.
Иерархия скоростей PDH
Начало технологии PDH было положено разработкой мультиплексора Т1, который позволял в цифровом виде мультиплексировать, передавать и коммутировать (на постоянной основе) голосовой трафик 24 абонентов. Так как абоненты по-прежнему пользовались обычными телефонными аппаратами, то есть передача голоса шла в аналоговой форме, то мультиплексоры Т1 сами осуществляли оцифровку голоса с частотой 8000 Гц и кодирование голоса методом импульсно-кодовой модуляции. В результате каждый абонентский канал образовывал цифровой поток данных 64 Кбит/с, а мультиплексор Т1 обеспечивал передачу 1,544 Мбит/с.
Каналы Т1 сами по себе были негибки и слишком медленны для передачи больших объемов информации, поэтому была реализована идея мультиплексирования большого числа каналов T1 на основе иерархии скоростей.
Технология систем Т-каналов была стандартизована Американским национальным институтом стандартов (ANSI), а позже — международной организацией ITU-T, с тем отличием, что европейский вариант иерархии скоростей имел обозначение E-каналов, а также E1 канал включал в себя не 24 элементарных голосовых канала, а 30 каналов. Таким образом начальная скорость передачи данных была на 1,544 Мбит/с, а 2,048 Мбит/с.
Иерархия скоростей PDH
Формирование кадра
При организации потока данных T1, кадр состоит из 24 байт, каждый из которых относится к своему канал, а также присутствует бит синхронизации.
Американский вариант кадра PDH
1 – 24 – байты информации каждого из 24 абонентов
С – бит синхронизации
24 х 64 = 1,536 Мбит/с – пользовательская информация + 8 Кбит/с (биты синхронизации)
В итоге получаем: 1,544 Мбит/с
Байт пользовательской информации состоит из 7 бит, использующихся для реальной передачи голосового трафика, а восьмой бит применяется для служебной информации, что в телефонии называется сигнальным протоколом. Следовательно скорость пользовательских данных равна 56 Кбит/с. Техника применения восьмого бита для служебных целей получила название «кражи» бита.
При передаче компьютерных данных канал Т-1 предоставляет для пользовательских данных только 23 канала, а 24-й канал отводится для служебных целей, в основном — для восстановления искаженных кадров. Компьютерные данные передаются со скоростью 64 Кбит/с, так как восьмой бит не «крадется». При одновременной передаче как голосовых, так и компьютерных данных используются все 24 канала, причем и компьютерные, и голосовые данные передаются со скоростью 56 Кбит/с.
В Европейском варианте отсутствует механизм «кражи» бита.
Европейский вариант кадра PDH
Вместо этого для служебных целей используются нулевой и 16-й канальные интервалы
0 – используется для целей синхронизации приемника и передатчика
16 – используется для служебной информации
Бит-стаффинг
При мультиплексировании нескольких пользовательских потоков в мультиплексорах PDH применяется техника, называемая бит-стаффингом. К этой технике прибегают, когда скорость пользовательского потока оказывается несколько меньше, чем скорость объединенного потока. В результате мультиплексор PDH периодически сталкивается с ситуацией, когда ему «не хватает» бита для представления в объединенном потоке того или иного пользовательского потока. В этом случае мультиплексор просто вставляет в объединенный поток бит-вставку и отмечает этот факт в служебных битах объединенного кадра. Отсутствие полной синхронности потоков данных при объединении низкоскоростных каналов в высокоскоростные и дало название технологии PDH («плезиохронный» означает «почти синхронный»).
Физический уровень
Физический уровень технологии PDH поддерживает различные виды кабелей: витую пару, коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель. Основным вариантом абонентского доступа к каналам Т-1/Е-1 является кабель из двух витых пар с разъемами RJ-45. Две пары требуются для организации дуплексного режима передачи данных со скоростью 1,544/2,048 Мбит/с. Коаксиальный кабель благодаря своей широкой полосе пропускания поддерживает один канал Т-2/Е-2 или 4 канала Т-1/Е-1. Для работы каналов Т-З/Е-З обычно используется либо коаксиальный кабель, либо волоконно-оптический кабель, либо каналы СВЧ.
Синхронизация сетей PDH
Синхронизация сетей PDH
В случае небольшой сети PDH, например сети города, синхронизация всех устройств сети из одной точки представляется достаточно простым делом. Однако для более крупных сетей, например сетей масштаба страны, которые состоят из некоторого количества региональных сетей, синхронизация всех устройств сети представляет собой проблему. Общий подход к решению этой проблемы описан в стандарте ITU-T G.810. Он заключается в организации в сети иерархии эталонных источников синхросигналов, а также системы распределения синхросигналов по всем узлам сети.
Вторичные задающие генераторы синхронизируются от Первичных эталонных генераторов и передают синхросигнал в нижележащие по иерархии источники синхросигналов.
Недостатки
В американском и международном европейском вариантах систем PDH присутствуют сходные недостатки, заключающиеся в сложности мультиплексирования и демультиплексирования потоков данных, а также операций ввода-вывода данных из каналов связи. А применение бит-стаффинга приводит к необходимости полного демультиплексирования кадров объединённого канала передачи данных. При этом выстраивается большая гирлянда мультиплексоров-демультиплексоров, которые значительно увеличивают стоимость строительства и эксплуатации линии связи, построенной на системе PDH.
Мультиплексирование-демультиплексирование канала PDH
Также в сетях PDH не предусмотрено средств обеспечения администрирования сети и её отказоустойчивости. Также на сегодняшний день данная технология обладает крайне низкой скоростью передачи данных.
Следовательно данная технология является вымирающей и изучается в качестве исторической технологии, заложившей начало развития синхронных сетей передачи данных.
Плезиохронная цифровая иерархия
Плезиохронная цифровая иерархия (PDH, Plesiochronous Digital Hierarchy) — цифровой метод передачи данных и голоса, основанный на временном разделении канала и технологии представления сигнала с помощью импульсно-кодовой модуляции (ИКМ).
Содержание
Основные принципы
В технологии PDH в качестве входного используется сигнал основного цифрового канала (ОЦК), а на выходе формируется поток данных со скоростями n × 64 кбит/с. К группе ОЦК, несущих полезную нагрузку, добавляются служебные группы бит, необходимые для осуществления процедур синхронизации и фазирования, сигнализации, контроля ошибок (CRC), в результате чего группа приобретает форму цикла.
В начале 80-х годов было разработано 3 таких системы (в Европе, Северной Америке и Японии). Несмотря на одинаковые принципы, в системах использовались различные коэффициенты мультиплексирования на разных уровнях иерархий. Описание стыков этих интерфейсов и уровней мультиплексирования дано в рекомендации G.703. Потока E5 не существует согласно рекомендации G.702 (11/88).
| Уровень цифровой иерархии | Обозначения | ||
|---|---|---|---|
| Американский стандарт (Tx) | Японский стандарт (DSx) Jx | Европейский стандарт (Ex) | |
| 1, первичный | T1 | DS1, J1 | E1 |
| 2, вторичный | T2 | DS2, J2 | E2 |
| 3, третичный | T3 | DS3, J3 | E3 |
| 4, четвертичный | T4 | DS4, J4 | E4 |
| 5, пятеричный | не используется | DS5, J5 | |
| Уровень цифровой иерархии | Скорости передачи, соответствующие различным системам цифровой иерархии, кбит/с | ||
|---|---|---|---|
| Американский стандарт (Tx) | Японский стандарт (DSx) Jx | Европейский стандарт (Ex) | |
| 1, первичный | 1544 | 1544 | 2048 |
| 2, вторичный | 6312 | 6312 | 8448 |
| 3, третичный | 44736 | 32064 | 34368 |
| 4, четвертичный | 274176 | 97728 | 139264 |
| 5, пятеричный | не используется | 397200 | |
| Уровень цифровой иерархии | Количество каналов по 64 кбит/с | ||
|---|---|---|---|
| Американский стандарт (Tx) | Японский стандарт (DSx) Jx | Европейский стандарт (Ex) | |
| 1, первичный | 24 | 24 | 32 |
| 2, вторичный | 96 | 96 | 120 |
| 3, третичный | 672 | 480 | 480 |
| 4, четвертичный | 4032 | 1440 | 1920 |
| 5, пятеричный | не используется | ||
В отличие от более поздней SDH, для PDH характерно поэтапное мультиплексирование потоков, так как потоки более высокого уровня собираются методом чередования бит. То есть, например, чтобы вставить первичный поток в третичный, необходимо сначала демультиплексировать третичный до вторичных, затем вторичный до первичных, и только после этого будет возможность произвести сборку потоков заново. Если учесть, что при сборке потоков более высокого уровня добавляются дополнительные биты выравнивания скоростей, служебные каналы связи и прочая неполезная нагрузка, то процесс терминирования потоков низкого уровня превращается в весьма сложную процедуру, требующую сложных аппаратных решений.
Таким образом, к недостаткам PDH можно отнести: затрудненный ввод/вывод цифровых потоков промежуточных функций, отсутствие средств автоматического сетевого контроля и управления, а также наличие трех различных иерархий. Данные недостатки привели к разработке в США иерархии синхронной оптической сети SONET, а в Европе аналогичной иерархии SDH, которые были предложены для использования на автоматических линиях связи. Из-за неудачно выбранной скорости передачи было принято решение отказаться от создания сети SONET и построить на её основе сеть SONET/SDH.
Структура потока E1 (2048 кбит/с)
Цикл потока Е1 состоит из 32 канальных интервалов, нумеруемых от 0 до 31. Тридцать канальных интервалов (1—15 и 17—31) используются для передачи трафика (например голоса), а два — нулевой и шестнадцатый — для передачи служебной информации, таких как синхронизации и сигнальные сообщения вызовов. Аппаратура уплотнения, объединяющая 30 ОЦК и получающая на выходе первичный цифровой поток E1, называется ИКМ-30.
Электрические характеристики стыков цифровых интерфейсов передачи голоса или данных через цифровые каналы типа T1 и E1 описываются рекомендацией G.703 (ITU-T Recommendation G.703.Physical/Electrical Characteristics of Hierarchical Digital Interfaces. 1972 last amended in 1991).
В качестве физического канала передачи может использоваться витая пара (Z = 100—120 Ом) или коаксиальный кабель (R = 75 Ом), амплитуда импульса = 1—3 В.
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Плезиохронная цифровая иерархия» в других словарях:
Плезиохронная цифровая иерархия — (ПЦИ, PDH) иерархические серии стандартизованных цифровых скоростей передачи, не происходящих от одного генератора и поддерживаемых в установленных пределах. Источник: ИЗМЕРИТЕЛИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОШИБОК И ПАРАМЕТРОВ ДРОЖАНИЯ И ДРЕЙФА ФАЗЫ ЦИФРОВЫХ… … Официальная терминология
плезиохронная цифровая иерархия — — [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN plesiochronous digital hierarchyPDH … Справочник технического переводчика
Плезиохронная цифровая иерархия — 3.5. Плезиохронная цифровая иерархия (ПЦИ, PDH) иерархические серии стандартизованных цифровых скоростей передачи, не происходящих от одного генератора и поддерживаемых в установленных пределах. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
иерархия плезиохронная цифровая — ПЦИ Иерархические серии цифровых скоростей передачи и цифровых транспортных структур, стандартизованных Рекомендациями G.702 и G.711 G.757 МСЭ Т (бывший МККТТ). [Руководящий документ «Основные положения развития Взаимоувязанной сети связи… … Справочник технического переводчика
Иерархия — У этого термина существуют и другие значения, см. Gerarchia. Иерархия (от др. греч. ἱεραρχία, из ἱερός «священный» и ἀρχή «правление») порядок подчинённости низших звеньев высшим, организация их в структуру типа дерево; принцип управления в … Википедия
ПЦИ — Плезиохронная цифровая иерархия … Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого
Цифровой канал — Плезиохронная цифровая иерархия (PDH, Plesiochronous Digital Hierarchy) цифровой метод передачи данных и голоса, основанный на временном разделении канала и технологии представления сигнала с помощью импульсно кодовой модуляции (ИКМ). Основные… … Википедия
Цифровой канал связи — Плезиохронная цифровая иерархия (PDH, Plesiochronous Digital Hierarchy) цифровой метод передачи данных и голоса, основанный на временном разделении канала и технологии представления сигнала с помощью импульсно кодовой модуляции (ИКМ). Основные… … Википедия
Аббревиатуры телефонии — Эта страница глоссарий. Аббревиатуры, используемые в телефонии и связи … Википедия
ОСТ 45.134-99: Приборы для измерения дрожания и дрейфа фазы в цифровых сигналах электросвязи. Технические требования. Методы испытаний — Терминология ОСТ 45.134 99: Приборы для измерения дрожания и дрейфа фазы в цифровых сигналах электросвязи. Технические требования. Методы испытаний: 3.1 Виртуальный контейнер информационная структура, используемая в СЦИ для поддержки соединений… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Лекция 3: Образование групповых трактов высокого порядка. Плезиохронная цифровая иерархия
В лекции 3 курса «Оконечные устройства и линии абонентского участка информационной сети» при описании правил мультиплексирования рассмотрены принципы образования группового тракта (мультиплексирования), который позволяет в течение 125 мкс передать информацию 32 каналов (30 пользовательских и 2 служебных). Аппаратура с такими характеристиками получила название ИКМ-30 (ИКМ-импульснокодовая система). Однако по мере роста потребностей набор типов аппаратуры расширялся, и увеличивались скорости, достигаемые при передаче по физическим каналам.
Появились устройства, способные за то же время 125 мкс передавать информацию для 120 каналов (ИКМ-120), 480 (ИКМ-480), 1920 (ИКМ-1920) и 7680 каналов (ИКМ-7680). В международных документах они имеют следующие обозначения:
ИКМ-30-E1, ИКМ-120-E2, ИКМ-480-E3, ИКМ-1920-E4, ИКМ-7680-E5.
Для Северной Америки и Канады принята другая иерархия : 24 канала-DS-1, 96 каналов-DS-2, 672 канала-DS-3, 4032 канала-DS-4.
Для Японии принята следующая иерархия : 24 канала-DS-1, 96 каналов-DS-2, 480 канала-DSJ-3, 1440 каналов-DSJ-4.
Ниже в таблице 3.1 приведены основные характеристики систем, входящих в плезиохронную иерархию. Показанные в таблице 3.1 уровни цифровой иерархии имеют следующие названия:
0-й уровень — основной цифровой канал (ОЦК);
1-й уровень — первичный цифровой канал (ПЦК);
| Уровень цифровой иерархии | характеристики систем иерархии | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Американские системы | японские системы | европейские системы | |||||||
| Скорость Кбит/с | Коэффициент мультиплек-сирования | Число каналов | Скорость Kбит/с | Коэффициент мультиплек-сирования | Число каналов | Скорость Кбит/с | Коэффициент мультиплек-сирования | Число каналов | |
| 0 | 64 | 1 | 64 | 1 | 64 | 1 | |||
| 1 | 1544 | 24 | 24 | 1544 | 24 | 24 | 2048 | 30 | 30 |
| 2 | 6312 | 4 | 96 | 6312 | 4 | 96 | 8448 | 4 | 120 |
| 3 | 44736 | 7 | 672 | 32064 | 5 | 480 | 34368 | 4 | 480 |
| 4 | 274116 | 6 | 4032 | 97728 | 3 | 1440 | 13964 | 4 | 1920 |
| 564992 | 4 | 7680 | |||||||
2-й уровень — вторичный цифровой канал (ВЦК);
3-й уровень — третичный цифровой канал (ТЦК);
4-й уровень — четвертичный цифровой канал (ЧЦК).
Рассматриваемые системы передачи имели следующие недостатки.
Такое изменение существенно сказывалось на сбыте продукции, поскольку установка различных систем не могла быть поддержана единой телекоммуникационной транспортной сетью.
Другой способ согласования различающихся скоростей-добавление при передаче выравнивающих бит ; при приеме эти биты изымаются. Добавления и изъятия усложняют промежуточный вывод отдельных каналов на транзитных участках. В результате проявляется второй недостаток.
Второй недостаток. После того как цифровые системы начали широко развиваться не только на магистральных направлениях (междугородних и международных), они стали применяться на межстанционных связях, а также для выделения в аренду различным предприятиям, где требуется относительно малое число каналов. Таким образом, выявилось противоречие между выпуском экономически выгодных систем, рассчитанных на большое число каналов, и массовыми потребностями в аренде малого числа каналов.
Третий недостаток плезиохронных систем-небольшое количество служебной информации. Изза этого становится невозможной маршрутизация транспортных потоков, что существенно снижает способность транспортной сети к поддержанию связи во время отказов отдельных участков.
Технология PDH (Плезиохронная цифровая иерархия)
Технология PDH, несмотря на свой солидный, по современным меркам, возраст, продолжает активно использоваться при развертывании новых сетей и расширении существующих. Безусловно, на данный момент технология PDH не является образцом передовой технической мысли, но ее надежность в совокупности с экономичностью позволяют ей на равных конкурировать с более современными технологиями.
Обзор технологии PDH
В Европе действует отличный от остальных стран стандарт технологии PDH, согласно европейскому стандарту для передачи объединяется 32 канала по 64 кбит/с. 30 из этих каналов используются для передачи данных, 2 служебных канала используются для передачи сигналов управления и сигнализации. В России данный стандарт также называется ИКМ-30. Скорость передачи данных в суммарном потоке составляет 2048 Кбит/c ( 2048000 бит/с).
Последующие уровни иерархии образуются мультиплексированием четырех потоков предыдущего уровня. Таким образом, скорость передачи на следующих уровнях составляет 8 Мбит/с, 34 Мбит/с и 140 Мбит/с. На более высоких уровнях агрегация потоков происходит побитно, а не побайтно, как на первом уровне.
Япония и Северная Америка использует другие стандарты технологии PDH, отличающиеся количеством объединямых потоков. По этому стандарту на первом уровне объединяется 24 канала по 64 кбит/с. Соответственно на втором и третьем уровне цифровые потоки передаются на скоростях 6 Мбит/с и 45 Мбит/с соответственно.
Таблица 1.1.
| Уровень иерархии | Европа | Северная Америка, Япония |
| 0 | 64 кбит/с | 64 кбит/с |
| 1 | 2 Мбит/с | 1,5 Мбит/с |
| 2 | 8 Мбит/с | 6 Мбит/с |
| 3 | 34 Мбит/с | 45 Мбит/с |
| 4 | 140 Мбит/с | — |
Такая разница в стандартах серьезно затрудняет подключение сетей, работающих с разными его версиями.
PDH (Плезиохронная цифровая иерархия)
Обзор технологии PDH
В соответствии с принятыми в Европе стандартами при построении Цифровых Систем Передачи (ЦСП) объединяются 32 канала по 64 кбит/с. Из них 30 каналов предназначены для передачи пользовательской информации, а два являются служебными и используются для передачи сигналов синхронизации и управления. При этом поочередно из каждого канала передается по одному байту. Длительность цикла составляет 125 мкс, т.е. в групповом сигнале в течение 1 с передаются по 8 000 байт из каждого канала. Это дает цифровой поток, имеющий скорость 8 × 8000 х 32=2048000 бит/с = 2 Мбит/с (далее скорости округляются).
Примером ЦСП с такой скоростью может служить распространенная в нашей стране ИКМ-30.
Следующие уровни иерархии образуются мультиплексированием четырех цифровых потоков предыдущего уровня, что приводит к скоростям 8 Мбит/с, 34 Мбит/с и 140 Мбит/с. При этом объединение компонентных потоков в агрегатный осуществляется уже не побайтно, а побитно.
В Северной Америке и Японии были приняты другие стандарты ПЦИ, в соответствии с которыми в ЦСП первого уровня объединяются 24 канала по 64 кбит/с, что приводит к скорости 1,5 Мбит/с. При переходе ко второму уровню происходит мультиплексирование четырех потоков, а к третьему семи, в результате чего возникают потоки со скоростями 6 Мбит/с и 45 Мбит/с соответственно.
Обе системы ПЦИ приведены в табл. 1.1. Различия между ними делает весьма затруднительным их взаимодействие между собой.