Технология PDH

Лекция 22. (+)Цифровые магистральные каналы

Цифровые выделенные линии образуются путем постоянной коммутации в первичных сетях, построенных на базе коммутационной аппаратуры, работающей на принципах разделения канала во времени - TDM. Первичные сети – это специальные цифровые каналы для передачи большого количества данных. Они строятся на кабельных системах: витой паре, коаксиальном и оптическом кабелях. Часто эти линии прокладывают телефонные компании т.к. эти линии используются для передачи любых данных: компьютерных, телепрограмм, радио и телефонных переговоров.

. Существуют два поколения технологий цифровых первичных сетей:

· PDH - технология плезиохронной («плезио» означает «почти», то есть почти синхронной) цифровой иерархии (Plesiochronic Digital Hierarchy)

· SDH - более поздняя технология - синхронная цифровая иерархия (Synchronous Digital Hierarchy). В Америке технологии SDH соответствует стандарт SONET.

Цифровая аппаратура мультиплексирования и коммутации была разработана в конце 60-х годов компанией AT&T для решения проблемы связи крупных коммутаторов телефонных сетей между собой. Каналы с частотным уплотнением, применяемые до этого на участках АТС-АТС, исчерпали свои возможности по организации высокоскоростной многоканальной связи по одному кабелю. В технологии FDM для одновременной передачи данных 12 или 60 абонентских каналов использовалась витая пара, а для повышения скорости связи приходилось прокладывать кабели с большим количеством пар проводов или более дорогие коаксиальные кабели. Кроме того, метод частотного уплотнения высоко чувствителен к различного рода помехам, которые всегда присутствуют в кабелях.

Для решения этой задачи была разработана аппаратура Т1, которая позволяла в цифровом виде мультиплексировать, передавать и коммутировать (на постоянной основе) данные 24 абонентов. Так как абоненты по-прежнему пользовались обычными телефонными аппаратами, то есть передача голоса шла в аналоговой форме, то мультиплексоры Т1 сами осуществляли оцифровывание голоса с частотой 8000 Гц и кодировали голос. В результате каждый абонентский канал образовывал цифровой поток данных 64 Кбит/с. Для соединения магистральных АТС каналы Т1 представляли собой слишком слабые средства мультиплексирования, поэтому в технологии была реализована идея образования каналов с иерархией скоростей:

· Т1 канал – 24 линии по 64 Кбит/с = 1,544 мБТИ/С

· Т2 = 4 канала Т1 объединяются в один канал = 6,312 Мбит/с,

· ТЗ = 7 каналов Т2 = 44,736 Мбит/с.

· Т4 = 6 каналов Т3 = 274,176 Мбит/с.

Аппаратура T1, T2 и ТЗ может взаимодействовать между собой, образуя иерархическую сеть с агистральными и периферийными каналами трех уровней скоростей.

С середины 70-х годов выделенные каналы, построенные на аппаратуре T1, стали сдаваться телефонными компаниями в аренду на коммерческих условиях, перестав быть внутренней технологией этих компаний. Сети T1, а также более скоростные сети T2 и ТЗ позволяют передавать не только голос, но и любые данные, представленные в цифровой форме, - компьютерные данные, телевизионное изображение, факсы и т. п.

Существует 2 иерархии каналов: Американская и Европейская

Американская версия (Т1, Т2, Т3 каналы) распространена сегодня кроме США также в Канаде и Японии (с некоторыми различиями),

Европейская - аналог каналов Т для Европы:

El – 30 абонентов по 64 Кбит/с = 2,048 Мбит/с,

E2 = 4* Е1 = 8,488 Мбит/с

ЕЗ = 4* E2 = 34,368 Мбит/с.

ЕЗ = 4* E2 = 139,264 Мбит/с

Несмотря на различия американской и европейской версий технологии цифровой иерархии, для обозначения иерархии скоростей принято использовать одни и те же обозначения - DSn (Digital Signal n). В табл. 1 приводятся значения для всех введенных стандартами уровней скоростей обеих технологий.

На практике в основном используются каналы Т1/Е1 и ТЗ/ЕЗ.

При передаче компьютерных данных канал Т1 предоставляет для пользовательских данных только 23 канала, а 24-й канал отводится для служебных целей, в основном - для восстановления искаженных кадров. Для одновременной передачи как голосовых, так и компьютерных данных используются все 24 канала. Техника использования восьмого бита для служебных целей получила название «кражи бита» (bit robbing).

Физический уровень технологии PDH поддерживает различные виды кабелей: витую пару, коаксиальный кабель и волоконно-оптический кабель..

Недостатки технологии PDH:

· сложность мультиплексирования и демультиплексирования данных - для извлечения пользовательских данных из объединенного канала необходимо полностью демультиплексировать кадры этого объединенного канала. Например, если требуется получить данные канала 64 Кбит/с из кадров канала ТЗ, необходимо произвести демультиплексирование до уровня Т2, затем - до уровня Т1, а затем извлечь канал 64 Кбит/с из Т1.

· отсутствие контроля и управления сетью. Служебные биты дают мало информации о состоянии канала, не позволяют его конфигурировать и т. п. Нет в технологии и процедур поддержки отказоустойчивости, которые очень нужны для первичных сетей, на основе которых строятся ответственные междугородные и международные сети.

· недостаточные скорости. Волоконно-оптические кабели позволяют передавать данные со скоростями в несколько гигабит в секунду по одному волокну, что обеспечивает консолидацию в одном кабеле десятков тысяч пользовательских каналов, но это свойство технология PDH не реализует - ее иерархия скоростей заканчивается уровнем 139 Мбит/с.

Все эти недостатки устранены в новой технологии первичных цифровых сетей, получившей название синхронной цифровой иерархии - Synchronous DigitalHierarchy, SDH.

Дата добавления: 2014-12-07