Lektsia_PDH (Электронные лекции), страница 2

Указанная иерархия позволяетпередавать соответственно 30, 120, 480, 1920 и 7680 каналов DS0, чтоотражается и в названии ИКМ систем: ИКМ-30, ИКМ-120, ИКМ-480 и т.д..Эту схему иерархии называют европейской системой иерархии (ЕС).Указанные иерархии, известные больше под общим названиемплезиохронная цифровая иерархия PDH, сведены в таблТри системы цифровых иерархий: американская (АС), японская (ЯС) иевропейская (ЕС)Уровень цифровойиерархииDS0 (основной)DS1 (первичный)DS2 (вторичный)DS3 (третичный)DS4 (четверичный)DS5 (пятеричный)Скорости передачи, соответствующие различным системамцифровой иерархии, кбит/сАСЯСЕС64646415441544204863126312844844736320643436827417697728139264397200564992Параллельное развитие трех различных иерархий объективномешало развитию глобальных телекоммуникаций в мире в целом,поэтому комитетом по стандартизации ITU-T были сделаны шаги по ихунификации и возможному объединению.

В результате был разработанстандарт, согласно которому:во-первых, были стандартизованы три (не считая основного)первых уровня АС (DS1-DS2-DS3), четыре уровня ЯС (DS1-DS2-DSJ3DSJ4) и четыре уровня ЕС (E1-E2-E3-E4) в качестве базовых и указанысхемы кросс-мультиплексирования иерархий (взаимного перехода изодной иерархии в другие), например, из ЕС иерархии в АС иерархию (спервого на второй уровень) и обратно (с третьего на четвертыйуровень), а также из ЯС иерархии (с третьего уровня) в ЕС иерархию (начетвертый уровень), см.

рис. (коэффициенты мультиплексированияпроставлены на линиях связи блоков);во-вторых, последние уровни 1-3 иерархий (274, 397 и 565 Мбит/с,соответственно) не были рекомендованы в качестве стандартных;в-третьих,быласохраненаветвь32064–97728кбит/с(приближенно 32 – 98 Мбит/с) в ЯС, т.е. уровни DSJ3 и DSJ4,соответствующие уровням DS3 и DS4 в АС, и Е3 и E4 в ЕС. УровеньDSJ3 фактически соответствует уровню E3, что облегчает кроссмультиплексирование с третьего уровня (DSJ3) на четвертый (E4).Работы по стандартизации иерархий как в Европе, так и в Америкеимели два важных последствия:разработка схемы плезиохронной цифровой иерархии (PDH);разработка схемы синхронной цифровой иерархии (SONET/SDH).Схема мультиплексирования и кросс-мультиплексирования в 1 - американской(АС), 2 - японской (ЯС) и 3 - европейской (ЕС) цифровых иерархияхБолее подробно структура фреймов Е1 и Е2 определена встандарте G.704, а фреймов Е3 и Е4 – в стандарте G.751.Лекция 2 PDH (продолжение)Уровеньиерархии количествоголосовыхканаловDS-0DS-1DS-2DS-3DS-4АСЕСколичество скорость кбит/сканаловпред.уровня124966724032124476количество количество скорость кбит/сголосовых каналовканаловпред.уровн6415446312447362741761301204801920130444642048848834368139264Перечисленные в таблице стандарты цифровой передачи (DS0DS4) реализуются в системе физических носителей.

В СевернойАмерике общепринятой считается система Т-каналов, а в Европе –системаЕ-каналовВыделенныелинии,предоставляемыеэтимисистемами, обозначаются буквой "Т" и буквой «Е» соответственно.Например, реализованная на канале Т-типа выделенная линия, котораяподчиняется стандарту DS-1, известна как Т1. Эта важная особенностьчасто упускается из виду. В результате термины DSn и Тn/Еn (где п —этоцелоечисло)взаимозаменяемыечастопонятия.используютсяЭтитерминынекорректнонекакявляютсявзаимозаменяемыми! DSn обозначает стандарт, а Тn/Еn — канал,соответствующий этому стандарту.Рассмотрим принцип кодирования и формирования кадров в PDH напримере T-канала.Система Т-канала в качестве линейного кода использует код AMI –альтернативное инвертирование логических единиц.Хотяэтокодированиерешилопроблемуразделенияпоследовательных логических единиц, но все же остается опасностьпотери синхронизации после передачи последовательности логическихнулей.

Чтобы учесть этот недостаток, в системе Т-канала реализованпротокол под названием правило одинарной плотности (Ones DensityRule), которое гласит, что последовательно может быть передано неболее 15 нулей. Для внедрения этого правила разработали методику,которая заменяет последовательность из восьми нулей на заранеезаданную маску. Эта маска называется словом, а рассмотреннаяметодика — методом биполярной замены 8 нулей (Bipolar Eight ZeroSubstitution — B8ZS).Конечно,существуеткакая-товероятностьтого,чтозарезервированная случайная последовательность из восьми бит длязамены восьми нулей может встретиться в потоке данных, в результатечего вместо передаваемых полезных данных могут быть подставленынули.

Поэтому чтобы каким-то образом различать слова с полезнымиданными и бессмысленные слова, заменившие последовательностинулей, решили изменять порядок чередования знаков напряжения,соответствующих логическим единицам. Таким образом, передача двухпоследовательных положительных импульсов свидетельствует о начале"бессмысленного" слова. Эта ситуация проиллюстрирована на рисункеМетод B8ZS используется для синхронизации в каналах Т-1.

Онподдерживается модулями CSU/DSU на каждом конце выделеннойлинии.011101110100Два последовательных положительных импульса соответствуют началу "бессмысленного "слова.Форматы кадровой синхронизацииСистемаТ-каналапризнаетформирования кадра, а именно:• Формат D-4триопределенныхалгоритма• Формат формирования расширенных суперкадров (extendedsuperframe — ESF)• Формат М1-3Формат D-4Самым распространенным алгоритмом формирования кадров длялиний Т-1 является формат D-4. Согласно этой методике перед каждым24 октетом данных устанавливается синхронизующий бит (24 — этоколичество 8-битных каналов, поддерживаемых Т-1).

Таким образом,один кадр D-4 содержит:• 1 бит синхронизующего сигнала• 192 бита поля данныхВ 192 бита поля данных входит по одному октету с каждой линииТ-1. (8х24).Из битов синхронизации составляется специальная12-битовая маска, которую называют сигналом выравнивания кадра (framealignment signal). После передачи каждых 12 кадров этот сигналгенерируется заново, позволяя устройствам на обоих концах соединенияопределить изменение статуса линии. Группа из 12 кадров формата D4называется суперкадром.СУПЕРКАДР D-4123…..12Формат кадра D-4123…….C24Формат формирования суперкадров-ESFПротоколESFразработалидлядальнейшегоулучшенияфункциональной эффективности линий Т-1. Суть этой доработкисостоит в увеличении размера суперкадра с 12 кадров до 24 при всокращении количества бит синхронизации, используемых в формате D4 (если для суперкадра формата D-4 требуется 24 синхронизующихбита, для ESF — только шесть).

Теперь только каждый четвертый кадрразмером 193 бита имеет синхронизующий бит – всего шесть, шесть битиспользуется для коррекции ошибок, а оставшиеся 12 — для текущегоконтроля за состоянием сети. При этом текущий контроль не влияет наработу сети, поскольку не создает избыточного потока служебнойинформации.Формат М1-3ВлинияхТ-3используетсясовершеннодругаяметодикаформирования кадра под названием М1-3. Это условное обозначениенепосредственносвязаносфункционированиемметодики:онауплотняет (мультиплексирует) каналы DS-1 в канал DS-3.

Математически28 каналов DS-1 имеют суммарную пропускную способность 43.232Мбит/с, что соответствует пропускной способности 44.736 Мбит/с каналаDS-3 плюс еще небольшая полоса пропускания для выравниваниякадров, определения ошибок и синхронизации.Кадр протокола М1-3 состоит из 4760 бит, из которых 4704 битпредназначеныдляпередачиданных,аоставшиеся56битиспользуются для коррекции ошибок и синхронизации.Т-технология и модель 0SIЛинии Т-типа непосредственно взаимодействуют с первыми тремяуровнями (физическим, канальным и сетевым) модели OSI. Состальными уровнями взаимодействует аппаратное и программноеобеспечение сети пользователя.Физический уровеньФизический уровень модели OSI формулирует требования каппаратномуобеспечению,проводке,разъемамидругимэлектрическим и физическим характеристикам сетевого соединения.Если говорить об установленном по линии Т-типа соединении, этитребования распространяются на проводку и устройства обслуживанияканала и данных (channelservice unit / data service unit - CSU/DSU),которые завершают соединение на физическом и электрическомуровне и отслеживают физическое состояние линии.Канальный уровеньКанальный уровень модели OSI поддерживает соединение иосуществляет коррекцию ошибок.

В Т-системах функции канальногоуровня выполняют протоколы формирования кадров (будь то D-4, ESFили М1-3).Сетевой уровеньВ модели OSI сетевой уровень определяет процедуры обменаданными между сетью и пользователями. В Т-системах простейшиефункции маршрутизации выполняют протоколы формирования кадров, аза генерацию и распознавание электрических сигналов отвечаютустройства CSU/DSU.Проводка и аппаратные средства Т-1Сраспространениемцифровыхвыделенныхлинийсоответствующее аппаратное обеспечение становилось все проще ипроще. К настоящему времени ассортимент категорий необходимого дляподключения к цифровой службе оборудования сократился до проводки,обслуживающихмодулей,мультиплексоровибанков,атакжетерминальных устройств.Проводка и соединенияВидеальномслучаелинииТ-типаиспользуютвкачествефизической среды передачи экранированные кабели из витых пар,обладающиенизкойемкостью.Многиекомпаниипытаются(инебезуспешно) использовать существующую телефонную проводку извитых пар.