Сети PDH Функциональные модули и топология систем PDH

Сети PDH являются первым поколением цифровых первичных сетей. Они пришли на смену каналов топологии FDM, которые во многом исчерпали свои возможности по скорости и качеству передачи сигналов связи.

Сети PDH основаны на технологии плезиохорной (“плезиохорной” означает почти синхронной) цифровой иерархии (Plesiochronous Digital Hierarchy, PDH). Для решения проблем, присущих технологии FDМ – ЧРК было предложено использовать каналы типа Т1, которые позволяли передавать в цифровом виде данные от 24 абонентов. Передача голосового сигнала ведется по прежнему в аналоговом виде, а мультиплексоры Т1 осуществляют его оцифровывание с частотой 800Гц и кодирование с использованием импульсно-кодовой модуляцией ИКМ (РСМ). В результате каждый абонентский канал образовывает цифровой поток данных 64 кбит/с. Для соединения магистральных АТС каналы Т1 предоставляют слишком слабые средства мультиплексирования, поэтому в технологии реализована идея образования каналов с иерархией скоростей. Четыре канала типа Т1 объединяются в канал следующего уровня иерархии – Т2, передающий данные со скоростью 6,312 Мбит/с, а семь каналов Т2 образуют канал Т3, передающий данные со скоростью 44,736 Мбит/с. Аппаратура Т1, Т2, Т3 может взаимодействовать между собой, образуя иерархическую сеть с магистральными и периферийными каналами трех уровней скоростей. Являясь по своей природе цифровыми каналами сети Т1, а также более скоростные Т2 и Т3, позволяют передавать не только голос, но и любые данные, представленные в цифровой форме - компьютерные данные, телевизионные изображения, файлы и т.п.

Пользователь может арендовать несколько каналов 64 Мбит/с в канале Т1. В этом случае ему отводится несколько тайм-слотов работы мультиплексора канала.

В Европе принята следующая иерархия систем PDH: ИКМ-30 (2,048 Мб/с), ИКМ-120 (8,448 Мб/с), ИКМ-480 (34,368 Мб/с), ИКМ-1920 (139,264 Мб/с).

Физический уровень технологии PDH поддерживает различные виды кабелей: витую пару, коаксиальный кабель и волоконно-оптический кабель. Основной вариант абонентского доступа к каналам Е1/Т1 – кабель из двух витых пар для организации дуплексного режима передачи данных. Для усиления сигнала на линиях с определенной периодичностью (около 2 км) устанавливаются регинераторы и аппаратура контроля линии. Для организации канала Т2/Е2 используется коаксиальный кабель, а для работы каналов Т3/Е3 либо коаксиальный кабель, либо волоконно-оптический кабель.

Технология организации каналов по принципу PDH обладает рядом недостатков. Одним из основных недостатков является скорость и неэффективность операций мультиплексирования и демультиплексирования пользовательских данных. Отсутствие полной синхронности потоков данных при объединении низкоскоростных каналов в более высокоскоростные требует вставки битов синхронизации между передаваемыми кадрами. В результате для извлечения пользовательских кадров из объединенного канала необходимо полностью демультиплексировать кадры этого канала.

Вторым существенным недостатком технологии PDH является отсутствие развитых встроенных процедур контроля и управления сетью, а в современных сетях управлению сетей уделяется большое внимание, причем желательно, чтобы процедуры управления были встроены в основной протокол передачи данных.

Третий недостаток состоит в слишком низких скоростях передачи. Волоконно-оптический кабель позволяет передавать данные со скоростями в несколько гигабит в секунду, что позволяет образовывать в одном кабеле десятки тысяч пользовательских каналов, но эти свойства технология PDH не реализует.

Системы PDH позволяют реализовать следующие топологии: “точка-точка”, “линейная цепь” и “звезда”. В системах PDH широко используются топологии “точка-точка” и “линейная цепь”, позволяющие связать как терминальные, так и транзитные узлы. Эти системы в настоящее время используются для решения трех типов транспортных задач:

· транспорт сигналов в сетях PDH или в сетях доступа к сетям SDH (основная задача);

· транспорт ATM-ячеек по сети PDH (используется относительно недавно);

· транспорт виртуальных контейнеров SDH по сетям PDH для связи сетей SDH там, где существуют транспортные сегменты PDH, а аналогичных сегментов SDH нет или их строительство считается нецелесообразным (используется относительно недавно).

Топология «точка-точка»

Эта топология используется наиболее широко ввиду своей простоты. В простейшем случае соединяются два терминальных мультиплексора ТМ, расположенных максимально на расстоянии L, которое зависит от таких факторов, как бюджет мощности мультиплексной секции и затухания ВОК и составляет от 40 до 140 км. Оно может быть увеличено максимально до 2500-3000 км установкой одного или нескольких регенераторов R. Примером такого регенератора может служить устройство ОЛТ-25 («Морион»), Указанная топология может быть реализована на любых мультиплексорах PDH.

Топология «линейная цепь»

Эта топология отличается от предыдущей наличием транзитных узлов, на которых могут быть выделены определенные типы трибов, как правило, типа Е1, Топология реализуется на двух типах мультиплексоров: терминальных ТМ, расположенных в начале и конце линейной цели и ввода-вывода ADM. Из мультиплексоров, только мультиплексор ТЛС-31 («Морион») относится к этой категории.

Обе указанные выше топологии могут использовать схему резервирования потоков типа “1+1”, при которой резервируются каналы в среде передачи или среда передачи (волокна/жилы в кабеле), на примере топологии “точка-точка”. Эта топология требует удвоения используемого оборудования.

Топология звезда

Этот тип топологии используется значительно реже, так как требует наличия еще одного типа устройств - концентратора или хаба выполняющего функции устройства сбора (концентрации) и перераспределения (кросс-коммутации) потоков. Если функции концентрации различных трибов (например, E1 и E2) еще могут быть выполнены некоторыми мультиплексорами, например, ENE 6055 («ЭЗАН») и ОТГ-35 («Морион»), то для выполнения функции кросс-коммутации приходится использовать современные цифровые АТС, или специальные кросс-коммутаторы (которых нет в линейке оборудования PDH), позволяющие осуществлять кросс-коммутацию, по крайней мере, на уровне Е1.

Проблемы транспортировки сигналов в сетях PDH специально не рассматривается, а лишь иллюстрируется схемами смешанных (РDН + SDH) сетей. В них сегменты сетей PDH управляются теми же системами управления типа TMN, что и сегменты сетей SDH. Транспорт ATM-ячеек регламентируется стандартом ITU-T G.804