Структуры цикла вторичного цифрового сигнала.
Цикл передачи ИКМ-120, представленный на рис. 6.11, содержит 1056 импульсных позиций, из которых 1024 занимают информационные символы, и 32 – служебные. Весь цикл разбит на 4 группы. В каждой группе 264 позиции, 256 из которых отведены под передачу информационных сигналов, а 8 позиций занимают служебные сигналы. Таким образом, в каждой группе передается 64 символа от каждого из четырех компонентных потоков.
Синхронная цифровая иерархия. Предпосылки создания.
Как уже отмечалось ранее, широкое внедрение волоконно-оптических линий привело к созданию синхронной цифровой иерархии – SDH, предусматривающей, в отличие от PDH, использование синхронного объединения цифровых потоков. При группообразовании в системах SDH на каждой ступени формируется агрегатный сигнал, имеющий определенную структуру (цикл передачи) и названный синхронным транспортным модулем (STM). В качестве базовой скорости в SDH принята скорость сигнала STM первого уровня иерархии (STM-1), равная 155520 кбит/с, а каждая следующая иерархическая скорость ровно в четыре раза превышает предыдущую. В соответствии с этим, различают следующие уровни иерархии:
STM-1 – 155520 кбит/с;
STM-4 – 622080 кбит/с;
STM-16 – 2488320 кбит/с;
STM-64 – 9953280 кбит/с;
STM-256 – 39813120 кбит/с.
Исключение составляет введенный несколько позже STM-0, скорость которого в три раза меньше, чем у STM-1, и равна 51840 кбит/с.
ПРЕДПОСЫЛКИ
Цифровые системы передач PDH в свое время являлись значительным шагом в развитии связи по сравнению с аналоговыми системами. Системы PDH изначально создавались для передачи телефонных сообщений на соединительных линиях между АТС в виде цифровых сигналов с ИКМ. В качестве среды распространения использовался симметричный или коаксиальный кабель, коэффициент затухания, которого возрастал при увеличении тактовой частоты (скорости передачи). При построении более высокоскоростных систем снижалась длина регенерационного участка и требовалась увеличение числа регенераторов, что приводило к существенному увеличению капитальных и эксплуатационных затрат.
Благодаря появлению в середине 80-х годов современных волоконно-оптических кабелей оказались достижимыми высокие скорости передачи в линейных трактах ЦСП с одновременным удлинением секции регенерации. Производительность таких линейных трактов превышает производительность цифровых трактов на кабелях с металлическими парами во много раз, что увеличивает их экономическую эффективность. Однако использование существующей плезиохронной системы группообразования цифровых потоков для получения высокоскоростных сигналов приводило к громоздким и малонадежным решениям.
Системы PDH обладают несколькими существенными недостатками.
1. Наличие сразу нескольких иерархий (европейской, американской и японской).
Как видно, из данной таблицы, каждая иерархия имеет различные скорости передачи на разных уровнях иерархии, что затрудняет установление международных соединений.
2. Плезиохронный характер мультиплексирования, обуславливающий трудность ввода и вывода каналов в промежуточных пунктах. Для доступа к составляющим (компонентным) цифровым потокам требуется многоступенчатое расформирование группового сигнала. Кроме того, при нарушении синхронизации группового сигнала в PDH сравнительно много времени требуется для многоступенчатого восстановления синхронизации компонентных потоков.
3. Отсутствие возможностей организации дополнительных каналов. В результате этого, почти полное отсутствие средств сетевого автоматизированного контроля и управления, без которых невозможно создать надежную сеть связи с высоким качеством обслуживания.
Преодолеть недостатки, оставаясь в рамках PDH, было невозможно. Поэтому, когда применение волоконно-оптических линий связи позволило существенно повысить скорости передачи, а внедрение цифровых коммутационных станций дало возможность создавать полностью цифровые синхронные сети, началась работа по переходу к SDH.
Впервые структуру новой синхронной сети разработала в 1986 году комиссия ANSI (American National Standards Institute – американский национальный институт стандартов). Эта сеть была зарегистрирована как SONET (Synchronous Optical Network – Синхронная оптическая сеть), она базируется на основном иерархическом уровне STS-1 (Synchronous Transport Signal) для электрического сигнала или OC-1 (Optical Carrier) для оптического со скоростью цифрового потока 51,84 Мбит/с. Однако иерархия SONET не была приспособлена для передачи плезиохронных потоков европейской иерархии.
Для создания единой цифровой сети, удовлетворяющей как американским требованиям, предусматривающим передачу сигнала на скорости 51,84 Мбит/с, так и европейским, предусматривающим передачу сигнала на скорости 139,268 Мбит/с, был определен основной иерархический уровень новой структуры мультиплексирования, равный 155,520 Мбит/с, что является результатом умножения в три раза скорости 51,84 Мбит/с. В ноябре 1988 года ITU-T был принят первый пакет соглашений по новой сети SONET/SDH (или просто SDH), который объединяет европейский стандарт ETSI (European Telecommunication Standards Institute – европейский институт телекоммуникационных стандартов) и американский стандарт ANSI.
Выводы
С развитием волоконно-оптической техники появилась возможность построения более гибких высокоскоростных систем. Однако существующие на сетях системы PDH обладали рядом существенных недостатков, которые оказались непреодолимыми, и было принято решение начать работу по переходу к синхронным системам.
Первой синхронной сетью была созданная ANSI – SONET со скоростью цифрового потока 51,84 Мбит/с. Однако иерархия SONET была не приспособлена для передачи плезиохронных потоков европейской иерархии. В 1988 году ITU-T был определен основной иерархический уровень систем SDH равный 155,520 Мбит/с, который удовлетворяет для передачи сигналов всех существующих плезиохронных иерархий.
В качестве компонентных сигналов при формировании STM-1 используются потоки, соответствующие европейской и американской плезиохронным цифровым иерархиям (исключением является только европейский вторичный поток со скоростью 8448 кбит/с, использование которого в системах SDH не предусмотрено).