Ierarhia digitală Pleziocronă

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

În telecomunicații, Ierarhia digitală plesiohronică sau PDH este o tehnologie de rețea de strat fizic și un protocol utilizat în rețelele de telecomunicații pentru a transmite cantități mari de date prin multiplicarea acestora pe o rețea de transport digital , cum ar fi fibrele optice sau sistemele radio cu microunde . Prin extensie, rețelele care implementează acest protocol la nivel fizic se numesc rețele PDH. Tehnologia este un standard ITU-T descris de reglementările relative G.702, G.703, G.704, G.705 și G.706 [1] în ceea ce privește caracteristicile diferitelor fluxuri și de reglementările incluse între G 731 și G.755 în ceea ce privește ierarhiile și metodele de multiplexare [1] .

Caracteristici

Termenul plesiochron derivă din grecescul plēsios , care înseamnă apropiat, și cronos , care înseamnă timp și se referă la faptul că elementele rețelelor PDH în timp ce lucrează la aceeași frecvență de cifre nominale nu sunt de fapt perfect sincrone între ele datorită variațiile semnalelor de frecvență ale diferitelor sincronizări ale ceasului (cronosegnali) utilizate, de exemplu, diferența datorată diferențelor de temperatură care operează pe dinamica oscilatoarelor care le generează. Această terminologie a fost introdusă ca urmare a concepției și dezvoltării tehnologiilor de transmisie sincronă ( SDH și SONET ).

Prin urmare, tehnologia PDH permite transmiterea datelor ale căror rate (rata), deși au nominal aceeași valoare, sunt susceptibile să sufere ușoare fluctuații în jurul valorii nominale. Prin analogie, este ca și cum două ceasuri funcționează nominal la aceeași viteză, dar, în absența oricărei legături de sincronizare între cele două, nu este posibil să se garanteze că sincronizarea lor nu va fluctua în timp. Această desincronizare are implicații asupra mecanismelor de transmisie ale rețelei PDH, deoarece protocolul PDH trebuie să facă față acestei probleme evitând pierderea de informații din cauza depășirii pe dispozitive sau, dimpotrivă, transferul de informații redundante care nu aparțin fluxului original ( underrun ) [2] ] [3] .

Implementare

Protocolul / rețeaua PDH definește în detaliu specificațiile de transmisie în ceea ce privește multiplexarea [3] , indiferent de capacitatea maximă a canalului presupusă a fi adecvată și / sau mai mare decât specificațiile în sine, implementând o multiplexare de divizare a timpului pentru semnale digitale și bit intercalare ( intercalare de biți ): fluxul multiplexat este construit luând câte un bit la fiecare semnal tributar de intrare (care fiecare are un buffer de intrare dedicat), grație eșantionării acționate de un semnal de timp de codificare / multiplexare și aranjarea biților produși în ordine fiecare în intervalul de timp relativ al cadrului fluxului de ieșire agregat [2] . Această operațiune este efectuată de un aparat numit multiplexor sau multiplexor PDH.

La recepție, un semnal de timp de decodare / demultiplexare ( undă pătrată ) a fluxului de intrare multiplexat, cu o frecvență de eșantionare nominală sincronă cu cea a semnalului de timp de codificare / multiplexare în transmisie, va permite, printr-o operație de decodare / demultiplexare inversă, să extragă din fluxul de informații agregate biții individuali ai fiecărui flux tributar [3] .

Într-un sistem plesiocron, având în vedere că fiecare dintre afluenții care intră au o frecvență efectivă similară, dar fără legătură cu cea a celorlalți afluenți, este necesar un mecanism de compensare pentru a sincroniza frecvența fluxurilor afluente de intrare cu cea a semnalului de timp multiplexant în transmisie. evitarea fenomenelor de tamponare subestimată , adică eșantionarea de codare / multiplexare cu o frecvență mai mare decât frecvența unor astfel de fluxuri de date, care ar genera astfel biți redundanți greșiți. Prin urmare, în faza de transmisie, multiplexorul introduce sloturi suplimentare cu biți nesemnificativi pentru a compensa avansul sau întârzierea unui bit util în raport cu frecvența nominală de multiplexare, astfel încât să facă posibilă decodarea corectă în timpul fazei de recepție. Astfel de sloturi se numesc biți de justificare sau de umplere [4] . La recepție, demultiplexorul va recunoaște biții de umplere neutilizabili datorită biților de semnalizare justificativi suplimentari adecvați, aruncați întregul [4] . Pe de altă parte, în cazul eșantionării de codificare / multiplexare în transmisie cu o frecvență mai mică decât frecvența de inter-sosire a biților fluxurilor tributare care urmează să fie multiplexate, adică cu pierderea de biți ( buffer overflow ), nicio formă de compensarea este posibilă, dar trebuie pur și simplu evitată apariția acestei situații.

Dezavantaje

Principalul dezavantaj al unui protocol / sistem PDH, precum și slăbiciunea inerentă, este că pentru a extrage un singur afluent dintr-un flux multiplexat cu ierarhie superioară, este necesar să se demultiplexeze întregul flux, inclusiv ceilalți afluenți (trecători), prin efectuând o operație inversă cu cea de multiplexare, trebuind apoi să multiplicați din nou totul din nou [3] . Această caracteristică limitează considerabil flexibilitatea în configurațiile de rețea obținute cu această tehnologie și implică, de asemenea, pentru afluenții de trecere, un timp de întârziere suplimentar datorat operațiilor de demultiplexare și multiplexare.

Un alt dezavantaj al sistemelor PDH, în special în comparație cu sistemele SDH / SONET, este deficitul de informații suplimentare despre servicii ( overhead ) disponibile pentru monitorizarea în bandă și pentru auto-protecție împotriva eșecurilor în timp real [2] .

În sfârșit, un alt dezavantaj este că sistemul PDH nu este unic peste tot, ci prevede trei standarde diferite (european, SUA și japonez), care, deși împărtășesc același mecanism de bază, diferă în unele detalii de funcționare și în ierarhiile de multiplexare. ( a se vedea tabelul) [3] [5] care previn efectiv interoperabilitatea .

Nivel America de Nord Europa Japonia
Ierarhie Mbit / s Canale Ierarhie Mbit / s Canale Ierarhie Mbit / s Canale
1 T1 / DS1 1,544 24 E1 2.048 32 J1 1,544 24
2 T2 / DS2 6.312 96 E2 8.448 128 J2 6.312 96
3 T3 / DS3 44,736 672 E3 34,368 512 J3 32.064 480
4 DS4 274.176 4032 E4 139.264 2048 J4 97,728 1440
5 DS5 400.352 5760 E5 564,992 8192 J5 565.148 8192

Sistemele PDH sunt acum aproape complet înlocuite de sisteme SDH / SONET sincrone în toate rețelele de telecomunicații și supraviețuiesc doar în porțiunile terminale ale rețelelor.

Ierarhia europeană PDH

Cadrul PDH de bază din standardul european (numit E1) constă dintr-un flux de 2.048 Mbit / s [6] , structurat în treizeci și două de intervale de timp de 64 kbit / s fiecare (un flux de 64 kbit / s corespunde unui telefon cu un singur canal ) [7] . Dintre acestea, treizeci de sloturi sunt utilizate pentru transportul de date, în timp ce două sunt utilizate pentru transmiterea informațiilor de serviciu ale sistemului. Rata de date exactă este controlată de un ceas intern la frecvența nominală de 2.048 MHz, corespunzător cu 2.048 Mbit / s rezultat. Cu toate acestea, poate suferi mici variații de ordinul (+/-) 50ppm (părți pe milion), astfel încât debitul rezultat, comparativ cu un debit similar la aceeași viteză nominală, dar generat de un alt multiplexor, are o rată efectivă diferită.

Fluxurile de 2.048 Mbit / s astfel create sunt apoi grupate în grupuri de patru pentru a crea un singur flux de 8.448 Mbit / s, care reprezintă al doilea nivel al ierarhiei europene (E2) [8] . De asemenea, în acest caz multiplexarea este de tipul intercalării de biți și, de asemenea, în acest caz, diferențele în rata efectivă între cele patru fluxuri de impozite sunt compensate prin biți de justificare și umplere. La rândul lor, patru afluenți ai E2 pot fi multiplexați pentru a obține un debit al treilea nivel (E3) de 34,368 Mbit / s [9] ; patru afluenți E3 formează un debit de 139,264 Mbit / s (E4) [10] și patru afluenți de 140 Mbit / s formează un debit de 564,992 Mbit / s. În practică, astăzi sunt utilizate numai fluxuri de tip E1, E3 și E4, care sunt cele mai potrivite pentru a fi transportate în ierarhia sincronă SDH. Celelalte tipuri de flux (E2, E5) sunt de fapt învechite și nu mai sunt utilizate dacă nu marginal în părți foarte vechi ale rețelei.

Ierarhia PDH din America de Nord

Cadrul de bază din standardul nord-american (numit T1 sau DS1, flux digital de nivel 1) constă dintr-un flux de 1.544 Mbit / s, structurat în douăzeci și patru de intervale de timp de 64 Kbit / s fiecare, astfel egal cu 24 de canale telefonice vocale [ 11] . Această viteză este rezultatul dimensionării experimentale pentru o transmisie optimizată de-a lungul unei bobine de cupru de 2000 de metri lungime.

Debitele la 1.544 Mbit / s sunt apoi multiplexate în grupuri de patru pentru a forma fluxul ierarhic superior, T2 sau DS2, la 6.312 Mbit / s, egal cu 96 de canale [12] . Următoarea ierarhie (T3 / DS3) constă în multiplexarea a șapte afluenți T2 / DS2, pentru o rată de biți echivalentă de 44,736 Mbit / s [13] . Ierarhia DS4 prevede multiplexarea a șase afluenți T3 / DS3, pentru o rată de biți de 244,176 Mbit / s. În cele din urmă, ierarhia finală DS5 constă în multiplexarea a șaizeci de afluenți T2 / DS2, egală cu 400,352 Mbit / s. Ca și în cazul PDH european, fluxurile utilizate în practică sunt T1 / DS1 și T3 / DS3, toate celelalte sunt de fapt învechite.

Ierarhia japoneză PDH

De asemenea, în standardul japonez, cadrul de bază (J1) constă dintr-un flux de 1.544 Mbit / s, structurat în douăzeci și patru de intervale de timp de 64 Kbit / s fiecare, egal cu 24 de canale telefonice vocale [11] .

Debitele la 1.544 Mbit / s sunt apoi multiplexate în grupuri de patru pentru a forma fluxul ierarhic superior, J2, la 6.312 Mbit / s, egal cu 96 de canale, ca în standardul nord-american [12] . Este posibilă și multiplexarea la 7,786 Mbit / s egală cu 120 de canale. Următoarea ierarhie (J3) la 32.064 Mbit / s constă în multiplexarea a cinci afluenți J2 la 6.312 Mbit / s sau patru afluenți J2 la 7.768 Mbit / s. Ierarhia J4 prevede multiplexarea a trei afluenți J3, pentru o rată de biți de 97,728 Mbit / s. În cele din urmă, ierarhia J5 se obține prin multiplexarea a cinci afluenți J4 și adăugarea informațiilor de serviciu, pentru o rată de biți totală de 565.148 Mbit / s, adică la aceeași rată de biți ca ierarhia europeană E5, cu care, totuși, nu este compatibilă datorită la structura diferită a complotului.

Notă

  1. ^ a b Sisteme și mijloace de transmisie ITU-T, sisteme și rețele digitale , recomandări din seria G.
  2. ^ a b c G.704 .
  3. ^ a b c d și G.705 .
  4. ^ a b A se vedea G.742, G.743, G.745, G.751, G.752, G.753, G.754
  5. ^ G.702 , pagina 3 .
  6. ^ G.732 .
  7. ^ G.735 .
  8. ^ G.744 .
  9. ^ G.753 .
  10. ^ G.754 .
  11. ^ a b G.733 .
  12. ^ a b G.746 .
  13. ^ G.755 .

Bibliografie

Alte proiecte

Telematică Portal telematic : accesați intrări Wikipedia care vorbesc despre rețele, telecomunicații și protocoale de rețea
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Plesiochronous_Digital_Hierarchy&oldid=120387195 ”