Plesiochronous Digital Hierarchy ( PTSI , også PDH fra engelsk Plesiochronous Digital Hierarchy ) er en digital datatransmissionsmetode baseret på kanaltidsdeling og signalpræsentationsteknologi ved hjælp af pulskodemodulation ( russisk PCM , engelsk PCM ).
I PDH-teknologi bruges signalet fra den digitale hovedkanal (FCC) som input , og en datastrøm med hastigheder på n × 64 kbit/s dannes ved udgangen. Tjenestegruppen af bit, der er nødvendig for implementeringen af synkronisering og faseinddeling, signalering, fejlkontrol ( CRC ) procedurer tilføjes til gruppen af BCC'er, der bærer nyttelasten , som et resultat af hvilken gruppen tager form af en cyklus.
I begyndelsen af 80'erne blev 3 sådanne systemer udviklet (i Europa, Nordamerika og Japan). På trods af de samme principper brugte systemerne forskellige multipleksingsfaktorer på forskellige niveauer af hierarkierne. Forbindelserne mellem disse grænseflader og multipleksingsniveauer er beskrevet i anbefaling G.703 . E5-strømmen findes ikke ifølge G.702 (11/88) [1] .
| Digitalt hierarkiniveau | Notation | ||
|---|---|---|---|
| Amerikansk standard (T x ) | Japansk standard (DS x ) J x | Europæisk standard (E x ) | |
| 1, primær | T1 | DS1, J1 | E1 |
| 2, sekundær | T2 | DS2, J2 | E2 |
| 3, tertiær | T3 | DS3, J3 | E3 |
| 4, kvartær | T4 | DS4, J4 | E4 |
| 5, quinary | anvendes ikke | DS5, J5 | E5 |
| Digitalt hierarkiniveau | Transmissionshastigheder svarende til forskellige digitale hierarkisystemer, kbps | ||
|---|---|---|---|
| Amerikansk standard (T x ) | Japansk standard (DS x ) J x | Europæisk standard (E x ) | |
| 1, primær | 1544 | 1544 | 2048 |
| 2, sekundær | 6312 | 6312 | 8448 (4x2048 + 256) |
| 3, tertiær | 44736 | 32064 | 34368 (4x8448 + 576) |
| 4, kvartær | 274176 | 97728 | 139264 (4x34368 + 1792) |
| 5, quinary | anvendes ikke | 397200 | 564992 |
| Digitalt hierarkiniveau | Antal kanaler ved 64 kbps | ||
|---|---|---|---|
| Amerikansk standard (T x ) | Japansk standard (DS x ) J x | Europæisk standard (E x ) | |
| 1, primær | 24 | 24 | 32 |
| 2, sekundær | 96 | 96 | 120 |
| 3, tertiær | 672 | 480 | 480 |
| 4, kvartær | 4032 | 1440 | 1920 |
| 5, quinary | anvendes ikke | ||
I modsætning til den senere SDH er PDH karakteriseret ved forskudt stream-multipleksing, da de højere niveau-strømme samles ved bit-interleaving. Det vil sige, for eksempel at indsætte en primær strøm i en tertiær, skal du først demultiplekse den tertiære til den sekundære, derefter den sekundære til den primære, og først derefter vil det være muligt at samle strømmene igen. Hvis vi tager i betragtning, at når vi samler streams på højere niveau, tilføjes yderligere bits af hastighedsudligning, overhead-kommunikationskanaler og andre ikke-nyttelaster, så bliver processen med at afslutte lavniveau-streams til en meget kompleks procedure, der kræver komplekse hardwareløsninger [2] .
Ulemperne ved PDH omfatter således: vanskelig input-output af digitale strømme af mellemfunktioner, manglen på automatisk netværkskontrol og -styring samt tilstedeværelsen af tre forskellige hierarkier. Disse mangler førte til udviklingen i USA af SONET synkrone optiske netværkshierarki og i Europa af et lignende SDH-hierarki, som blev foreslået til brug på automatiske kommunikationslinjer. På grund af den mislykket valgte overførselshastighed blev det besluttet at opgive oprettelsen af SONET-netværket og bygge et SONET/SDH -netværk baseret på det .
E1-streamcyklussen består af 32 tidsintervaller, nummereret fra 0 til 31. Tredive tidsintervaller (1-15 og 17-31) bruges til at transmittere trafik (for eksempel tale), og to - nul og sekstende - til at transmittere serviceinformation, såsom synkronisering og opkaldssignaleringsmeddelelser. Kompressionsudstyret, der kombinerer 30 BCC og modtager den primære digitale strøm E1 ved udgangen, kaldes IKM-30.
De elektriske egenskaber ved overgangene til digitale grænseflader til transmission af tale eller data over digitale kanaler såsom T1 , E1 eller DS-1 er beskrevet af G.703-anbefalingen (ITU-T-anbefaling G.703. Fysiske/elektriske karakteristika for Hierarchical Digital Interfaces. 1972 senest ændret i 1991).
Som fysisk transmissionskanal kan der bruges et symmetrisk snoet par (Z = 100–120 Ohm) eller et koaksialkabel (R = 75 Ohm), pulsamplitude = 1–3 V.
Der er flere niveauer af synkronisering: ur, cyklisk og multi-frame. Yderligere taler vi kun om klokkesynkronisering.
Generatorer af alle elementer i netværket skal fungere på samme frekvens med en minimum afvigelse (både transport og terminaludstyr). Rammen modtages og transmitteres synkront (næsten synkront). Der er netværk, hvor synkroniseringssignalerne adskiller sig fra informationssignalerne, men i PDH-netværk er der ingen sådanne forskelle. Klokkefrekvensen på 2048000 bps kan udtrækkes fra hele rammen af det indkommende signal ("fra linjen"). Terminaludstyrsgeneratoren har normalt enten en separat indgang (port) til synkronisering (for eksempel fra en sekundær masteroscillator) eller justerer frekvensen fra linjen (fra informationsstrømmen). Afhængigt af implementeringen kan E1-kort have én generator til alle E1-linjer eller en individuel generator for hver E1-linje.
I tilfælde af et lille PDH-netværk, såsom et bynetværk, er det ret ligetil at synkronisere alle enheder i netværket fra ét punkt. Men for større netværk, såsom nationale netværk, der består af en række regionale netværk, er synkronisering af alle netværksenheder et problem. En generel tilgang til løsning af dette problem er beskrevet i ITU-T G.810 (1988, 1996) [3] [4] . Det består i at organisere et hierarki af referencekilder for clock-signaler i netværket, samt et system til at distribuere clock-signaler til alle netværksknuder.
Ethvert større netværk skal have mindst ét Primary Reference Clock ( PRC ) . Dette er en meget nøjagtig klokkilde, der er i stand til at generere kloksignaler med en relativ frekvensnøjagtighed på mindst 10 -11 (denne nøjagtighed er påkrævet af ITU-T G.811 og ANSI T1.101 standarder, sidstnævnte bruger navnet Stratum 1 til at beskrive PEG-nøjagtighed ). I praksis bruges enten stand-alone atomare (brint eller cæsium) ure som PEG'er, eller ure synkroniseret fra præcise verdenstidssatellitsystemer såsom GPS eller GLONASS . Normalt når nøjagtigheden af PEG 10-13 . Standard clock-signalet er et DS1-niveau clock-signal, det vil sige 2048 kHz for den internationale version af PDH-standarderne og 1544 kHz for den amerikanske version af disse standarder. Synkroniseringssignalerne fra PEG'en føres direkte til synkroniseringsindgangene på backbone-enhederne i PDH-netværket, der er specielt designet til dette formål. I tilfælde af at dette er et sammensat netværk, så har hvert større netværk, der er en del af det sammensatte netværk (f.eks. et regionalt netværk, der er en del af et nationalt netværk) sin egen PEG. For at synkronisere ikke-trunnknuder bruges en sekundær clockgenerator (SGC), som kaldes Secondary Reference Clock (SRC) i ITU-T-versionen og Stratum 2 -niveaugeneratoren i ANSI-versionen . VZG'en fungerer i tvungen synkroniseringstilstand, idet den er en slavetimer i PEG-VZG-parret. Normalt modtager VZG clock-signaler fra nogle PEG gennem mellemliggende backbone-knudepunkter i netværket, mens bits af frame-bytes bruges til at transmittere clock-signaler, for eksempel nul-byten af E-1-rammen i den internationale version af PDH. WIG-nøjagtigheden er mindre end PEG-nøjagtigheden: ITU-T i G.812-standarden definerer den som "ikke værre end 10 -9 ", og nøjagtigheden af Stratum 2-generatorer bør ikke være "værre end 1,6 x 10 -8 ". Hierarkiet af referencegeneratorer kan udvides om nødvendigt, idet nøjagtigheden af hvert lavere niveau naturligt falder. Generatorer på de lavere niveauer, startende fra VZG, kan bruge flere referencegeneratorer på et højere niveau til at generere deres clock-signaler, men på samme tid, på et givet tidspunkt, skal en af dem være den vigtigste, og resten - backup; en sådan konstruktion af synkroniseringssystemet sikrer dets fejltolerance. Men i dette tilfælde er det nødvendigt at prioritere signalerne fra generatorerne af højere niveauer. Når man bygger et synkroniseringssystem, er det desuden nødvendigt at sikre, at der ikke er nogen synkroniseringsløkker.
Både de amerikanske og internationale versioner af PDH-teknologien har ulemper, hvoraf den vigtigste er kompleksiteten og ineffektiviteten ved multipleksing og demultipleksing af brugerdata. Brugen af bit-stuffing-teknikker til at udligne strømhastigheder resulterer i, at de kombinerede kanalrammer demultiplekses fuldstændigt for at udtrække brugerdata fra den kombinerede kanal. For at opnå data fra en 64 Kbps abonnentkanal fra T-3-kanalrammer er det for eksempel påkrævet at demultiplekse disse rammer til T-2-rammeniveauet, derefter til T-1-rammeniveauet og til sidst demultiplekse T-billedet. -rammer sig selv, en. Hvis PDH-netværket kun bruges som et backbone mellem to store knudepunkter, så udføres multipleks- og demultipleksoperationerne udelukkende ved endeknuderne, og der er ingen problemer. Men hvis det er nødvendigt at allokere en eller flere abonnentkanaler i PDH-netværkets mellemknude, så har denne opgave ikke en simpel løsning. Som en mulighed foreslås det at installere to multipleksere på niveauet ТЗ/ЕЗ og højere i hver netværksknude. Den første er designet til at give fuldstændig demultipleksing af strømmen og omdirigere nogle af lavhastighedskanalerne til abonnenter, den anden er at samle de resterende kanaler sammen med de nyligt introducerede i højhastighedsoutputstrømmen. Samtidig fordobles antallet af driftsmateriel.
En anden mulighed er "returfragt". I den mellemliggende knude, hvor det er nødvendigt at adskille og omdirigere abonnentstrømmen, er en enkelt højhastighedsmultiplekser installeret, som blot transmitterer data i transit videre langs netværket uden at demultiplekse det. Denne operation udføres kun af multiplekseren af slutknudepunktet, hvorefter dataene fra den tilsvarende abonnent returneres via en separat kommunikationslinje til den mellemliggende knude. Naturligvis komplicerer sådanne komplekse forhold af switches driften af netværket, kræver dets fine konfiguration, hvilket fører til en stor mængde manuelt arbejde og fejl. Derudover sørger PDH-teknologien ikke for indbyggede fejltolerance- og netværksadministrationsværktøjer. Endelig er ulempen ved PDH, at dataoverførselshastighederne er for lave ifølge moderne koncepter. Fiberoptiske kabler giver dig mulighed for at overføre data med hastigheder på flere gigabit i sekundet over en enkelt fiber, hvilket sikrer konsolideringen af titusindvis af brugerkanaler i ét kabel, men PDH-teknologien implementerer ikke denne mulighed - dens hastighedshierarki slutter kl. 139 Mbps.
PDH indeholder heller ikke standardovervågnings- og kontrolmekanismer og definerer ikke fysiske standardgrænseflader [5] .