3. Плезиохронная цифровая иерархия

Плезиохронная цифровая иерархия (PlesiochronousDigitalHierarchy,PDH) разработана корпорациейAT&T(BellLabs) в 1960-х годах для передачи множества потоков оцифрованной голосовой информации по каналам связи. Основная цель разработки заключалась в повышении скорости многоканальной связи крупных телефонных коммутаторов друг с другом. АппаратураT1 оцифровывала голос (телефонный разговор) с частотой 8000 Гц (8 бит на отсчет) и кодировала его импульсно-кодовой модуляцией, образуя поток 64Кбит/c. По каналуT1 (с мультиплексированием с разделением времени) передавались 24 голосовых канала. Четыре каналаT1 объединяются в каналT2 (следующий уровень иерархииPDH), семь каналовT2 – вT3, шесть каналовT3 – вT4. АппаратураT1,T2,T3 иT4 может взаимодействовать, образуя сеть с иерархией каналов.

Позже эта технология (с некоторыми отличиями от оригинального варианта) была стандартизована CCITT. В Америке, Канаде и Японии используется исходная американская версия, а в Европе – стандартCCITT. Базовый канал в обеих версиях имеет скорость 64 Кбит/с. Основное отличие европейских каналов – в кратности вхождения низкоскоростных каналов в канал следующего уровня, и, соответственно, их скорости. КаналE1 (аналогT1) состоит из 30 базовых каналов, каналE2 – из 4 каналовE1, каналE3 – из 4 каналовE2, а каналE4 – из 4 каналовE3.

В технологии PDHвсе уровни скоростей (и форматы кадров для этих уровней) называютсяDS-n, гдеn– номер уровня (DS– отDigitalSignal, цифровой сигнал).

Кадр DS-1, передаваемый по каналуT1, состоит из 24 последовательных байтов по одному из каждого базового канала, затем следует один бит синхронизации. Суммарная скорость составляет 24*64+8=1544 Кбит/с.

Управляющая информация в T1 передается младшим разрядом байтов данных (поскольку байт представляет собой значение замера голоса, было сочтено, что искажение младшего разряда не должно быть замечено слушателем). В ранних версиях младший бит каждого байта был служебным, фактически передавались 7-битные байты, а скорость передачи пользовательских данных составляла 56 Кбит/с. Затем для служебных целей использовался только каждый шестой кадр: в пяти кадрах в каждом байте передаются восемь битов пользовательских данных, а в шестом – только семь.

Кадр DS-2 состоит из четырех кадровDS-1, разделенных битами синхронизации, а сами кадрыDS-2 разделяются 12 служебными синхробитами.

	Америка			Европа
Уровень скорости (канал)	Кол-во каналов предыд. уровня	Кол-во базовых каналов	Скорость Кбит/с	Кол-во каналов предыд. уровня	Кол-во базовых каналов	Скорость Кбит/с
DS-0	1	1	64	1	1	64
DS-1 (T1/E1)	24	24	1544	30	30	2048
DS-2 (T2/E2)	4	96	6312	4	120	8488
DS-3 (T3/E3)	7	672	44736	4	480	34368
DS-4 (T4/E4)	6	4032	274176	4	1920	139264

Стандарт CCITT(G.700-G.706) отказался от использования отдельных разрядов байтов пользовательских данных для передачи служебной информации. КадрDS-1, передаваемый по каналуE1, состоит из 30 пользовательских байтов (по одному из каждого базового канала) и 2 служебных байтов. Суммарная скорость составляет 32*64=2048 Кбит/с.

На физическом уровне технология PDHдопускает использование витой пары, коаксиального и волоконно-оптического кабеля. В каналахT1/E1 используется преимущественно витая пара (две пары, разъемRJ-48), данные передаются с использованием кодовB8ZS(T1) иHDB3 (E1). Для каналовT2/E2 обычно используется коаксиальный кабель, а дляT3/E3 – коаксиальный или волоконно-оптический кабель.

Основная проблема при использовании PDH– сложность выделения (демультиплексирования) пользовательских каналов. Это связано с использованием служебных бит синхронизации между кадрами. Если нужно выделить один базовый канал из кадров каналаT3, нужно произвести полное демультиплексирование в кадрыT2, кадрT2 – в кадрыT1, а из кадраT1 выделить данные одного базового канала. Для уменьшения количества операций мультиплексирования используются специальные приемы, усложняющие работу сети и требующие специальной настройки.

Другой недостаток PDH– слабые средства управления сетью, недостаточное количество информации о состоянии канала, отсутствие процедур поддержки отказоустойчивости.

Наконец, предел скорости технологии PDH– 274 Мбит/с (T4) и 139 Мбит/с (E4), в то время, как современные кабели позволяют передавать данные со скоростями на порядок выше.