Plesiochronous Digital Hierarchy ( PTSI , även PDH från engelska Plesiochronous Digital Hierarchy ) är en digital dataöverföringsmetod baserad på kanaltidsdelning och signalpresentationsteknik med hjälp av pulskodmodulering ( ryska PCM , engelska PCM ).
I PDH-teknik används signalen från den digitala huvudkanalen (FCC) som en ingång , och en dataström med hastigheter på n × 64 kbit/s bildas vid utgången. Tjänstegruppen av bitar som är nödvändiga för implementeringen av synkronisering och fasning, signalering, felkontroll ( CRC ) procedurer läggs till gruppen av BCC som bär nyttolasten , som ett resultat av vilket gruppen tar formen av en cykel.
I början av 80-talet utvecklades 3 sådana system (i Europa, Nordamerika och Japan). Trots samma principer använde systemen olika multiplexeringsfaktorer på olika nivåer i hierarkierna. Kopplingarna mellan dessa gränssnitt och multiplexeringsnivåer beskrivs i rekommendation G.703 . E5-strömmen finns inte enligt G.702 (11/88) [1] .
| Digital hierarkinivå | Notation | ||
|---|---|---|---|
| Amerikansk standard (T x ) | Japansk standard (DS x ) J x | Europeisk standard (E x ) | |
| 1, primär | T1 | DS1, J1 | E1 |
| 2, sekundär | T2 | DS2, J2 | E2 |
| 3, tertiär | T3 | DS3, J3 | E3 |
| 4, kvartär | T4 | DS4, J4 | E4 |
| 5, quinary | inte använd | DS5, J5 | E5 |
| Digital hierarkinivå | Överföringshastigheter motsvarande olika digitala hierarkisystem, kbps | ||
|---|---|---|---|
| Amerikansk standard (T x ) | Japansk standard (DS x ) J x | Europeisk standard (E x ) | |
| 1, primär | 1544 | 1544 | 2048 |
| 2, sekundär | 6312 | 6312 | 8448 (4x2048 + 256) |
| 3, tertiär | 44736 | 32064 | 34368 (4x8448 + 576) |
| 4, kvartär | 274176 | 97728 | 139264 (4x34368 + 1792) |
| 5, quinary | inte använd | 397200 | 564992 |
| Digital hierarkinivå | Antal kanaler vid 64 kbps | ||
|---|---|---|---|
| Amerikansk standard (T x ) | Japansk standard (DS x ) J x | Europeisk standard (E x ) | |
| 1, primär | 24 | 24 | 32 |
| 2, sekundär | 96 | 96 | 120 |
| 3, tertiär | 672 | 480 | 480 |
| 4, kvartär | 4032 | 1440 | 1920 |
| 5, quinary | inte använd | ||
Till skillnad från den senare SDH kännetecknas PDH av förskjuten strömmultiplexering, eftersom strömmarna på högre nivå sammansätts genom bitinterfoliering. Det vill säga, för att till exempel infoga en primär ström i en tertiär, måste du först demultiplexa den tertiära till den sekundära, sedan den sekundära till den primära, och först efter det kommer det att vara möjligt att återmontera strömmarna. Om vi tar med i beräkningen att vid sammansättning av strömmar på högre nivå läggs ytterligare bitar av hastighetsutjämning, overheadkommunikationskanaler och andra icke-nyttolaster till, så blir processen att avsluta lågnivåströmmar till en mycket komplex procedur som kräver komplexa hårdvarulösningar [2] .
Sålunda inkluderar nackdelarna med PDH: svår input-output av digitala strömmar av mellanfunktioner, avsaknaden av automatisk nätverkskontroll och hantering, såväl som närvaron av tre olika hierarkier. Dessa brister ledde till utvecklingen i USA av SONETs synkrona optiska nätverkshierarki och i Europa av en liknande SDH-hierarki, som föreslogs för användning på automatiska kommunikationslinjer. På grund av den misslyckade överföringshastigheten beslutades det att överge skapandet av SONET-nätverket och bygga ett SONET/SDH -nätverk baserat på det .
E1-strömcykeln består av 32 tidluckor, numrerade från 0 till 31. Trettio tidluckor (1-15 och 17-31) används för att överföra trafik (till exempel röst), och två - noll och sextonde - för att överföra tjänstinformation, som synkronisering och samtalssignaleringsmeddelanden. Kompressionsutrustningen som kombinerar 30 BCC och tar emot den primära digitala strömmen E1 vid utgången kallas IKM-30.
De elektriska egenskaperna hos korsningarna av digitala gränssnitt för att överföra röst eller data över digitala kanaler såsom T1 , E1 eller DS-1 beskrivs av G.703-rekommendationen (ITU-T Recommendation G.703.Physical / Electrical Characteristics of Hierarchical Digital Interfaces. 1972 senast ändrad 1991).
Som fysisk överföringskanal kan ett symmetriskt tvinnat par (Z = 100–120 Ohm) eller en koaxialkabel (R = 75 Ohm) användas, pulsamplitud = 1–3 V.
Det finns flera nivåer av synkronisering: klocka, cyklisk och multi-frame. Vidare talar vi bara om klocksynkronisering.
Generatorer för alla delar av nätverket måste arbeta med samma frekvens med en minimal avvikelse (både transport och terminalutrustning). Ramen tas emot och sänds synkront (nästan synkront). Det finns nätverk där synkroniseringssignalerna skiljer sig från informationssignalerna, men i PDH-nät finns inga sådana skillnader. Klockfrekvensen på 2048000 bps kan extraheras från hela bilden av den inkommande signalen ("från linjen"). Terminalutrustningsgeneratorn har vanligtvis antingen en separat ingång (port) för synkronisering (till exempel från en sekundär masteroscillator) eller justerar frekvensen från linjen (från informationsströmmen). Beroende på implementeringen kan E1-kort ha en generator för alla E1-linjer eller en individuell generator för varje E1-linje.
När det gäller ett litet PDH-nätverk, till exempel ett stadsnät, är det ganska enkelt att synkronisera alla enheter i nätverket från en punkt. Men för större nätverk, såsom nationella nätverk som består av ett antal regionala nätverk, är synkronisering av alla nätverksenheter ett problem. Ett allmänt tillvägagångssätt för att lösa detta problem beskrivs i ITU-T G.810 (1988, 1996) [3] [4] . Det består i att organisera en hierarki av referenskällor för klocksignaler i nätverket, samt ett system för att distribuera klocksignaler till alla nätverksnoder.
Varje större nätverk måste ha minst en Primary Reference Clock ( PRC ) . Detta är en mycket exakt klockkälla som kan generera klocksignaler med en relativ frekvensnoggrannhet på minst 10 -11 (denna noggrannhet krävs av ITU-T G.811 och ANSI T1.101 standarder, den senare använder namnet Stratum 1 för att beskriv PEG-noggrannheten ). I praktiken används antingen fristående atomklockor (väte eller cesium) som PEG, eller klockor synkroniserade från satellitsystem med exakt världstid som GPS eller GLONASS . Vanligtvis når noggrannheten för PEG 10-13 . Standardklocksignalen är en DS1-nivåklocksignal, det vill säga 2048 kHz för den internationella versionen av PDH-standarderna och 1544 kHz för den amerikanska versionen av dessa standarder. Synkroniseringssignalerna från PEG:n matas direkt till synkroniseringsingångarna hos stamnätsenheterna i PDH-nätverket speciellt designade för detta ändamål. I händelse av att detta är ett sammansatt nätverk så har varje större nätverk som ingår i det sammansatta nätverket (till exempel ett regionalt nätverk som ingår i ett nationellt nätverk) sin egen PEG. För att synkronisera icke-trunknoder används en sekundär klockgenerator (SGC), som kallas Secondary Reference Clock (SRC) i ITU-T-versionen och Stratum 2 - nivågeneratorn i ANSI-versionen . VZG arbetar i det påtvingade synkroniseringsläget, och är en slavtimer i PEG-VZG-paret. Vanligtvis tar VZG emot klocksignaler från vissa PEG genom mellanliggande stamnätsnoder i nätverket, medan bitar av rambytes används för att sända klocksignaler, till exempel nollbyten för E-1-ramen i den internationella versionen av PDH. WIG-noggrannheten är mindre än PEG-noggrannheten: ITU-T i G.812-standarden definierar den som "inte sämre än 10 -9 ", och noggrannheten för Stratum 2-generatorer bör inte vara "sämre än 1,6 x 10 -8 ". Hierarkin av referensgeneratorer kan utökas vid behov, varvid noggrannheten för varje lägre nivå naturligt minskar. Generatorer på de lägre nivåerna, med början från VZG, kan använda flera referensgeneratorer på en högre nivå för att generera sina klocksignaler, men samtidigt, vid varje given tidpunkt, måste en av dem vara den huvudsakliga, och resten - säkerhetskopiering; en sådan konstruktion av synkroniseringssystemet säkerställer dess feltolerans. Men i detta fall är det nödvändigt att prioritera signalerna från generatorerna av högre nivåer. När man bygger ett synkroniseringssystem är det dessutom nödvändigt att säkerställa att det inte finns några synkroniseringsslingor.
Både den amerikanska och internationella versionen av PDH-tekniken har nackdelar, varav den främsta är komplexiteten och ineffektiviteten i att multiplexera och demultiplexa användardata. Användningen av bitfyllningstekniker för att utjämna strömhastigheter resulterar i att de kombinerade kanalramarna demultiplexeras fullständigt för att extrahera användardata från den kombinerade kanalen. Till exempel, för att erhålla data från en 64 Kbps abonnentkanal från T-3-kanalramar, krävs det att demultiplexera dessa ramar till T-2-ramnivån, sedan till T-1-ramnivån och slutligen demultiplexa T- -ramar in sig själva. Om PDH-nätverket endast används som ett stamnät mellan två stora noder, så utförs multiplexerings- och demultiplexeringsoperationerna uteslutande vid ändnoderna, och det finns inga problem. Men om det är nödvändigt att allokera en eller flera abonnentkanaler i PDH-nätverkets mellannod, så har denna uppgift inte en enkel lösning. Som ett alternativ föreslås det att installera två multiplexorer av nivån ТЗ/ЕЗ och högre i varje nätverksnod. Den första är utformad för att tillhandahålla fullständig demultiplexering av strömmen och avleda några av låghastighetskanalerna till abonnenter, den andra är att återsammansätta de återstående kanalerna tillsammans med de nyligen introducerade till den utgående höghastighetsströmmen. Samtidigt fördubblas antalet driftutrustningar.
Ett annat alternativ är "returfrakt". I den mellanliggande noden, där det är nödvändigt att separera och avleda abonnentströmmen, installeras en enda höghastighetsmultiplexerare, som helt enkelt sänder data under överföring vidare längs nätverket utan att demultiplexera den. Denna operation utförs endast av multiplexorn för slutnoden, varefter data från motsvarande abonnent returneras via en separat kommunikationslinje till mellannoden. Naturligtvis komplicerar sådana komplexa relationer av switchar driften av nätverket, kräver dess fina konfiguration, vilket leder till en stor mängd manuellt arbete och fel. Dessutom tillhandahåller inte PDH-tekniken inbyggda feltolerans- och nätverksadministrationsverktyg. Slutligen är nackdelen med PDH att dataöverföringshastigheterna är för låga enligt moderna koncept. Fiberoptiska kablar låter dig överföra data med hastigheter på flera gigabit per sekund över en enda fiber, vilket säkerställer konsolideringen av tiotusentals användarkanaler i en kabel, men PDH-teknik implementerar inte denna möjlighet - dess hastighetshierarki slutar kl. 139 Mbps.
Dessutom innehåller PDH inte standardövervaknings- och kontrollmekanismer och definierar inte fysiska standardgränssnitt [5] .