Методы и системы уплотнения.
Мультиплекси́рование (англ. multiplexing, muxing) — уплотнение канала, т. е. передача нескольких потоков (каналов) данных с меньшей скоростью (пропускной способностью) по одному каналу, при помощи устройства под названием мультиплексор.
Мультиплексирование с разделением по частоте (FDM)
Мультиплексирование с разделением по частоте (англ. FDM, Frequency Division Multiplexing) предполагает размещение в пределах полосы пропускания канала нескольких каналов с меньшей шириной. Наглядным примером может послужить радиовещание, где в пределах одного канала (радиоэфира) размещено множество радиоканалов на разных частотах (в разных частотных полосах).
Используется в сетях мобильной связи (см. FDMA) для разделения доступа, в оптоволоконных каналах аналогом является мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM, Wavelength Division Multiplexing) (где частота — это цвет излучения излучателя), в природе — все виды разделений по цвету (частота электромагниных колебаний) и тону (частота звуковых колебаний).
Мультиплексирование с разделением по времени (TDM)
Плезиохронная цифровая иерархия (PDH, Plesiochronous Digital Hierarchy) — цифровой метод передачи данных и голоса, основанный на временном разделении канала и технологии представления сигнала с помощью импульсно-кодовой модуляции (ИКМ).
В технологии PDH в качестве входного используется сигнал основного цифрового канала (ОЦК), а на выходе формируется поток данных со скоростями n × 64 кбит/с. К группе ОЦК, несущих полезную нагрузку, добавляются служебные группы бит, необходимые для осуществления процедур синхронизации и фазирования, сигнализации, контроля ошибок (CRC), в результате чего группа приобретает форму цикла.
В начале 80-х годов было разработано 3 таких системы (в Европе, Северной Америке и Японии). Несмотря на одинаковые принципы, в системах использовались различные коэффициенты мультиплексирования на разных уровнях иерархий.
|
Европа |
Северная Америка |
Япония |
||||||
Уровень иерархии |
Скорость Мбит/с |
Кол-во каналов |
|
Скорость Мбит/с |
Кол-во каналов |
|
Скорость Мбит/с |
Кол-во каналов |
|
1 |
2,048 |
30 |
E1 |
1,544 |
24 |
T1 |
1,544 |
24 |
J1 |
2 |
8,448 |
120 |
E2 |
6,312 |
96 |
T2 |
6,312 |
96 |
J2 |
3 |
34,368 |
480 |
E3 |
44,736 |
672 |
T3 |
32,064 |
4480 |
J3 |
4 |
139,264 |
1920 |
E4 |
27,4176 |
4032 |
T4 |
97,728 |
1140 |
J4 |
-
затруднённый ввод/вывод цифровых потоков
в промежуточных пунктах;
- отсутствие средств сетевого автоматического контроля и управления;
- многоступенчатое восстановление синхронизма требует большого времени;
- наличие трёх различных иерархий.
Синхронная Цифровая Иерархия (СЦИ: англ. SDH — Synchronous Digital Hierarchy) — это технология транспортных телекоммуникационных сетей. Стандарты СЦИ определяют характеристики цифровых сигналов, включая структуру фреймов (циклов), метод мультиплексирования, иерархию цифровых скоростей и кодовые шаблоны интерфейсов и т. д. Поскольку низкоскоростные сигналы SDH мультиплексируются в структуру фрейма высокоскоростных сигналов SDH посредством метода побайтового мультиплексирования, их расположение во фрейме высокоскоростного сигнала фиксировано и определено или, скажем, предсказуемо. Поэтому низкоскоростной сигнал SDH, например 155 Мбит/с (STM-1) может быть напрямую добавлен или выделен из высокоскоростного сигнала, например 2.5 Гбит/с (STM-16). Это упрощает процесс мультиплексирования и демультиплексирования сигнала и делает SDH иерархию особенно подходящей для высокоскоростных волоконно-оптических систем передачи, обладающих большой производительностью. SDH имеет высокую совместимость. Это означает, что сеть передачи SDH и существующая сеть PDH могут работать совместно, пока идет установление сети передачи SDH. Сеть SDH может быть использована для передачи услуг PDH, а также сигналов других иерархий, таких как ATM, Ethernet и FDDI.
В системах SDH термин «защита» используется для описания способа повышения надежности сети. Для этого все сети SDH стараются строить в виде замкнутых «колец». При этом в случае повреждения кабеля сеть продолжает работать за счет специального механизма переключения: каждый мультиплексор в сети передает сигнал сразу в две стороны и, соответственно, принимает тоже сразу с двух сторон. При этом используется для вывода «наружу» только один сигнал. При пропадании сигнала с одной стороны мультиплексор просто переключается на использование другого сигнала. Типичное время переключения составляет десятки миллисекунд. Обратной стороной такого повышения надежности является уменьшение общей емкости сети.