Построение систем передачи плезиохронной цифровой иерархии. 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 х 8000 х 32=2048000 бит/с = 2 Мбит/с (далее скорости округляются).

Примеров 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.

Для нормального функционирования ЦСП необходима синхронизация аппаратуры на обоих концах линии. Однако, различные ЦСП могут не быть полностью синхронированы, поэтому при мультиплексировании потоков по 2 Мбит/с в один поток 8 Мбит/с приходится осуществлять выравнивание скоростей компонентных потоков путем вставки при необходимости специальных выравнивающих битов, которые удаляются на приемном конце при демультиплексировании (вся эта процедура называется стаффингом).

Аналогично производится мультиплексирование и на последующих уровнях, поэтому описанная система называется плезиохронной цифровой иерархией (ПЦИ или PDH), так как по-гречески “плезиохронный” означает “почти синхронный”.

Вставка на каждом уровне ПЦИ выравнивающих битов приводит к тому, что не производя полностью демультиплексирования, нельзя выделить какой-либо составляющий поток из группового. Например, если из потока 140 Мбит/с необходимо в промежуточном узле выделить один из 64 составляющих его потоков по 2 Мбит/с, то поток 140 Мбит/с должен быть полностью демультиплексирован с прохождением промежуточных уровней (34 Мбит/с и 8 Мбит/с), а после выделения требуемого потока в 2 Мбит/с все операции повторяются в обратном порядке (рис. 1.1).

Рис. 1.1 Структура ПЦИ/PDH. Выделение потока 2Мбит/с в PDH.

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.

Таблица 1.1.

Недостатки плезиохронной цифровой иерархии

Выше уже были упомянуты два существенных недостатка ПЦИ-PDH. Один из них - трудность ввода и вывода каналов в промежуточных пунктах. Второй - наличие двух различных иерархий (европейской и американской).

Другим существенным недостатком ПЦИ-PDH является отсутствие средств сетевого автоматизированного контроля и управления, без которых невозможно создать сеть связи, удовлетворяющую современным требованиям к качеству обслуживания и надежности. Такие средства (в ограниченном объеме) имеются в ПЦИ лишь на уровне линий передачи, однако, они не стандартизированы, поэтому разработанные различными производителями оборудования ПЦИ-PDH системы контроля и управления линейных трактов несовместимы. Они не способны осуществлять контроль и управление групповыми трактами “из конца в конец” и тем более всей сетью.

При нарушениях синхронизации группового сигнала в ПЦИ-PDH сравнительно большое время требуется на многоступенное восстановление синхронизации компонентных потоков.

Преодолеть недостатки, оставаясь в рамках ПЦИ-PDH, было невозможно. Поэтому, когда в середине 80-х годов применение волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) позволило существенно повысить скорости передачи, а внедрение цифровых коммутационных станций дало возможность создавать полностью цифровые синхронные сети, началась работа по переходу к СЦИ-SDH (sinhronius digital hierarhy).