Введение

Основным направлением развития системы связи Вооруженных Сил России, как составной части системы управления Вооруженных Сил, является поэтапный переход к более совершенной форме ее организации и интеграции в единое телекоммуникационное пространство на основе применения современных сетевых технологий. Это должно осуществляться за счет полной цифровизации первичных и вторичных сетей связи, посредством замены аналоговых средств и комплексов на цифровые.

Существующая система связи Вооруженных Сил и большинство эксплуатируемых в настоящее время комплексов (средств) связи в результате происшедших изменений в области телекоммуникационных и информационных технологий морально и физически устарели. Наблюдается ее глубокое технологическое отставание от сетевых технологий, используемых на Единой сети электросвязи РФ.

Управление войсками, силами и оружием, как показывает практика ведения современных боевых действий, непрерывно усложняется и включает оценку все большего количества факторов. Это потребует своевременной обработки возрастающих объемов информации с одновременным сокращением на всех уровнях управления сроков подготовки и принятия решения.

В связи с этим, особую актуальность приобретает создание единого информационного пространства, объединяющего все уровни управления Вооруженными Силами, и обеспечение информационного обмена в масштабе времени, близком к реальному. При этом необходимо расширение количества пользователей услуг связи, а также внедрение новых видов служб и услуг связи и их интеграция.

Внедрение новых видов служб и услуг связи требует увеличения пропускной способности сетей в десятки и сотни раз. Реальная скорость передачи по аналоговым каналам связи составляет не более 32 кбит/с, а цифровые каналы (тракты) связи позволяют обеспечить скорости передачи информации в сотни и тысячи Мбит/с. Соответственно, применение таких каналов позволяет существенно повысить объем и своевременность доведения информации, а также обеспечить требуемое качество обслуживания пользователей.

В связи с этим принципы построения, структура, состав, задачи и функции системы связи требуют концептуального пересмотра, а их техническое оснащение - коренного перевооружения. Реализация этого возможна только на основе цифровых технологий.

Глава 1. Цифровые иерархии

1. Плезиохронная цифровая иерархия

Плезиохронная цифровая иерархия ПЦИ (PDH) - это принцип построения цифровых систем передачи, которые используют групповой мультиплексированный ИКМ-сигнал, состоящий из цифровых 30-канальных потоков (2,048 Мбит/сек) и требующий синхронизации скоростей цифровых потоков на входе оборудования группообразования.

Под термином «плезиохронные» (то есть «почти синхронные») понимается то, что скорости входных 30-канальных групп немного отличаются друг от друга вследствие допустимой нестабильности задающего генератора каналообразующего оборудования этих потоков. Поэтому прежде чем приступить к объединению этих потоков в 2,048 Мбит/сек, их нужно привести к одной скорости передачи путем добавления специальных синхронизирующих битов выравнивания скоростей. Эта процедура нашла название «битовое выравнивание скоростей»(битовый стаффинг-bit staffing).

Биты выравнивания должны распознаваться на приемной стороне, когда происходит разделение (демультиплексирование) потоков из группового и выделение первоначального сигнала. Такой групповой сигнал, состоящий из нескольких элементарных плезиохронных 30-канальных групп, называется плезиохронной цифровой иерархией ПЦИ (Plesiochronous Digital Hierarchy -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 × 8000 х 32=2048000 бит/с = 2 Мбит/с (далее скорости округляются).

Следующие уровни иерархии образуются мультиплексированием четырех цифровых потоков предыдущего уровня, что приводит к скоростям 8 Мбит/с, 34 Мбит/с и 140 Мбит/с., что соответствует ряду коэффициентов: n=30, m=4, l=4, k=4, i=4. При этом объединение компонентных потоков в агрегатный осуществляется уже не побайтно, а побитно.

Указанная иерархия позволяет передавать соответственно 30, 120, 480, 1920 и 7680 каналов. Эту схему иерархии будем называть ниже европейской системой иерархии (ЕС).

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. Различия между ними делает весьма затруднительным их взаимодействие между собой.

Стандарты ПЦИ

Таблица 1

Уровень иерархии	Европа	Северная Америка, Япония
0	64 кбит/с	64 кбит/с
1	2 Мбит/с	1,5 Мбит/с
2	8 Мбит/с	6 Мбит/с
3	34 Мбит/с	45 Мбит/с
4	140 Мбит/с	274 и 397 Мбит/с
5	565 Мбит/с	-

Параллельное развитие трех различных иерархий объективно мешало развитию глобальных телекоммуникаций в мире в целом, поэтому комитетом по стандартизации ITU-T, или МСЭ-Т, были сделаны шаги по их унификации и возможному объединению. В результате был разработан стандарт, согласно которому:

1. Были стандартизованы три (не считая основного) первых уровня американской иерархии (DS1-DS2-DS3), четыре уровня японской иерархии (DS1-DS2-DSJ3-DSJ4) и четыре уровня европейской (E1-E2-E3-E4) в качестве базовых и указаны схемы кросс-мультиплексирования иерархий (взаимного перехода из одной иерархии в другие), например, из европейской иерархии в американскую иерархию (с первого на второй уровень) и обратно (с третьего на четвертый уровень), а также из японской иерархии (с третьего уровня) в европейской иерархию (на четвертый уровень), см. рис. 1 (коэффициенты мультиплексирования проставлены на линиях связи блоков).

2. Последние уровни иерархий (274, 397 и 565 Мбит/с, соответственно) не были рекомендованы в качестве стандартных.

3. Была сохранена ветвь 32064 – 97728 кбит/с (приближенно 32 – 98 Мбит/с) в японской иерархии, т.е. уровни DSJ3 и DSJ4, соответствующие уровням DS3 и DS4 в американской иерархии, и Е3 и E4 в европейской иерархии. Уровень DSJ3 фактически соответствует уровню E3, что облегчает кросс-мультиплексирование с третьего уровня (DSJ3) на четвертый (E4).

Характерной особенностью PDH является то, что мультиплексирование потоков осуществляется по шагам:

2 Мбит/с  4  8 Мбит/с х 4  34 Мбит/с х 4  140 Мбит/с (рис.2).

Доступ к любому потоку Е1 (2 Мбит) из сформированного потока Е4 (140 Мбит) возможен только после полного демультиплексирования (расшивки), для чего необходимо пройти через все ступени преобразований вниз, что неизбежно приводит к увеличению количества оборудования. Причиной таких громоздких преобразований является то, что применяя технику побитового выравнивания скоростей на каждом уровне иерархии, невозможно указать точное место нахождения сигнала 2 Мбит/с без демультиплексирования каждого уровня.

Рис. 2. Выделение первичного группового сигнала

из плезиохронного цифрового потока 140 Мбит/с

Недостатки плезиохронной цифровой иерархии

1. Трудность ввода и вывода каналов в промежуточных пунктах.

2. Наличие различных иерархий .

3. Отсутствие средств сетевого автоматизированного контроля и управления, без которых невозможно создать сеть связи, удовлетворяющую современным требованиям к качеству обслуживания и надежности.

4. При нарушениях синхронизации группового сигнала в ПЦИ-PDH

сравнительно большое время требуется на многоступенное восстановление синхронизации компонентных потоков.

5. Небольшое количество служебной информации. Из-за этого становится

невозможной маршрутизация транспортных потоков, что существенно снижает способность транспортной сети к поддержанию связи во время отказов отдельных участков.

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).