Плезиохронная цифровая иерархия ( PDH ) — это технология, используемая в телекоммуникационных сетях для передачи больших объемов данных по цифровому транспортному оборудованию, такому как волоконно-оптические и микроволновые радиосистемы . [1] Термин «плезиохронный» происходит от греческого слова plēsios , что означает «близкий», и слова chronos , «время», и относится к тому факту, что сети PDH работают в состоянии, когда различные части сети почти, но не совсем идеально, синхронизированы .
Магистральные транспортные сети заменили сети PDH на оборудование синхронной цифровой иерархии (SDH) или синхронной оптической сети (SONET) в течение десяти лет, закончившихся на рубеже тысячелетий (2000), [2] плавающие полезные нагрузки которых смягчили более строгие требования к синхронизации сетевой технологии PDH. Стоимость в Северной Америке составила 4,5 млрд долларов только в 1998 году, [2] стр. 171.
PDH позволяет передавать потоки данных, которые номинально работают с одинаковой скоростью, но допускают некоторые вариации скорости вокруг номинальной скорости. По аналогии, любые двое часов номинально работают с одинаковой скоростью, отсчитывая 60 секунд каждую минуту. Однако между часами нет связи, которая гарантировала бы, что они работают с одинаковой скоростью, и весьма вероятно, что одни часы работают немного быстрее других.
Скорость передачи данных контролируется часами в оборудовании, генерирующем данные. Скорость может изменяться на ±50 ppm от 2048 кбит/с (согласно рекомендации ITU-T [3] ). Это означает, что различные потоки данных могут (и, вероятно, работают) с немного отличающимися скоростями друг от друга.
Для того чтобы транспортировать несколько потоков данных из одного места в другое по общей среде передачи, они мультиплексируются в группы по четыре. Поскольку каждый из четырех потоков данных не обязательно работает с одинаковой скоростью, необходимо ввести некоторую компенсацию. Обычно мультиплексор берет данные из 4 входящих потоков данных 2,048 Мбит/с и подает каждый в поток 2,112 Мбит/с через буферное хранилище, оставляя ряд фиксированных промежутков в каждом кадре.
Скорость передачи данных, таким образом, составляет 2,112 Мбит/с x (количество бит в кадре – количество пробелов)/(количество бит в кадре).
Это немного больше, чем 2,048 Мбит/с + 50 ppm. Если добавить дополнительный зазор, это немного меньше, чем 2,048 Мбит/с – 50 ppm. Таким образом, в среднем скорость передачи данных можно сделать точно равной входящей скорости, добавив зазор в некоторые кадры и не добавляя в другие. Этот дополнительный зазор находится в фиксированном месте в кадре и называется «заполняемым битом». Если он не содержит данных (т. е. это зазор), он «заполняется». Данные из 4 потоков данных теперь содержатся в 4 потоках данных по 2,112 Мбит/с, которые синхронны и могут быть легко мультиплексированы для получения одного потока 8,448 Мбит/с, взяв 1 бит из потока № 1, затем 1 бит из потока № 2, затем № 3, затем № 4 и т. д. Некоторые из фиксированных зазоров вмещают слово синхронизации, которое позволяет демультиплексору идентифицировать начало каждого кадра, а другие содержат контрольные биты для каждого потока, которые говорят, заполнен ли заполняемый бит или нет (т. е. содержит данные или нет). Затем процесс может быть обращен демультиплексором, и 4 потока данных будут созданы с точно такой же скоростью передачи данных, как и в предыдущем случае. Неравномерность синхронизации сглаживается с помощью петли фазовой автоподстройки частоты .
Эта схема не позволяет добавлять заполненный бит сразу, как только это требуется, поскольку заполняемый бит находится в фиксированной точке в кадре, поэтому необходимо ждать до временного интервала заполняемого бита. Это ожидание приводит к «джиттеру времени ожидания», который может быть произвольно низким по частоте (т. е. вплоть до нуля), поэтому не может быть полностью устранен фильтрующими эффектами контура фазовой автоподстройки частоты. Наихудшим возможным коэффициентом заполнения будет 1 кадр из 2, поскольку это дает теоретический 0,5 бит джиттера, поэтому коэффициент заполнения тщательно выбирается, чтобы обеспечить теоретический минимальный джиттер. Однако в практической системе фактическое решение о заполнении или нет может быть принято путем сравнения адреса чтения и адреса записи хранилища входного буфера, поэтому позиция в кадре, когда принимается решение, меняется и добавляет вторую переменную в зависимости от длины хранилища.
Этот процесс иногда называют «импульсным выравниванием», потому что «выравнивание» в печати — это добавление пробелов, чтобы каждая строка занимала полную ширину столбца. Считается, что этот термин был предпочтителен, потому что «… заполнение заполняемых битов», а «джиттер времени ожидания — это джиттер, который вы получаете, ожидая заполнения заполняемого бита», хотя технически это правильно, звучит как плеоназм !
Аналогичные методы используются для объединения четырех × 8 Мбит/с вместе, плюс бит-стаффинг и выравнивание кадров, что дает 34 Мбит/с. Четыре × 34 Мбит/с дают 140. Четыре × 140 дают 565.
В телекоммуникационных сетях независимые часы — это автономно работающие прецизионные часы, расположенные в узлах , которые используются для синхронизации .
Буферы переменного хранения , установленные для учета изменений задержки передачи между узлами, сделаны достаточно большими, чтобы учитывать небольшие отклонения времени ( фазы ) среди узловых часов, которые управляют передачей. Трафик может иногда прерываться, чтобы позволить буферам быть очищенными от некоторых или всех их сохраненных данных . [4]
В этой статье использованы материалы из федерального стандарта 1037C, являющиеся общественным достоянием . Администрация общих служб . Архивировано из оригинала 22.01.2022.