Plesiochronní digitální hierarchie - Plesiochronous digital hierarchy

Plesiochronní digitální hierarchie ( PDH ) je technologie používaná v telekomunikačních sítích pro přepravu velkého množství dat přes digitální dopravních prostředků a zařízení, jako je optické vlákno , a mikrovlnných rádiových systémů. Termín plesiochronous je odvozen z řeckého plēsios , což znamená čas blízký a chronos , a odkazuje na skutečnost, že sítě PDH běží ve stavu, kdy jsou různé části sítě téměř, ale ne zcela dokonale, synchronizovány .

Páteřní dopravní sítě nahradily sítě PDH sítěmi synchronní digitální hierarchie (SDH) nebo synchronními optickými sítěmi (SONET) v průběhu deseti let končících na přelomu tisíciletí (2000), jejichž pohyblivá užitečná zatížení uvolnila přísnější požadavky načasování síťové technologie PDH. Jen v roce 1998 činily náklady v Severní Americe 4,5 miliardy USD, s. 171.

PDH umožňuje přenos datových toků, které nominálně běží stejnou rychlostí, ale umožňují určité variace rychlosti kolem nominální rychlosti. Analogicky, jakékoli dvě hodinky běží nominálně stejnou rychlostí a každou minutu dosahují 60 sekund. Mezi hodinkami však neexistuje žádná souvislost, která by zaručovala, že běží přesně stejnou rychlostí, a je vysoce pravděpodobné, že jedny běží o něco rychleji než ostatní.

Implementace

Rychlost dat je řízena hodinami v zařízení generujícím data. Rychlost se může měnit o ± 50 ppm 2048 kbit / s (podle doporučení ITU-T). To znamená, že různé datové toky mohou (a pravděpodobně i) běžet navzájem mírně odlišnými rychlostmi.

Aby bylo možné přenášet více datových toků z jednoho místa na druhé přes společné přenosové médium, jsou multiplexovány ve skupinách po čtyřech. Protože každý ze čtyř datových toků nemusí nutně běžet stejnou rychlostí, je třeba zavést určitou kompenzaci. Multiplexer typicky bere data ze 4 příchozích datových toků 2,048 Mbit / s a ​​přivádí každý do proudu 2,122 Mbit / s přes vyrovnávací paměť, přičemž v každém rámci ponechává řadu pevných mezer.

Datový tok je tedy 2,112 Mbit / sx (počet bitů v rámci - počet mezer) / (počet bitů v rámci)

To je o něco větší než 2,048 Mbit / s + 50ppm. Pokud je přidána další mezera, je to o něco menší než 2,048 Mbit / s - 50ppm. V průměru tedy lze rychlost přenosu dat přesně rovnat rychlosti příchozích přidáním mezery v některých rámcích, v jiných nikoli. Tato zvláštní mezera je na pevném místě v rámu a označuje se jako „výplňový bit“. Pokud neobsahuje data (tj. Je to mezera), je „nacpaný“. Data ze 4 datových toků, která jsou nyní obsažena ve 4 datových tocích 2,122 Mbit / s, která jsou synchronní a lze je snadno multiplexovat, aby poskytla jediný tok 8,448 Mbit / s odebráním 1 bitu z proudu č. 1, následovaného 1 bitem ze streamu č. 2, poté č. 3, poté č. 4 atd. Některé pevné mezery obsahují synchronizační slovo, které demultiplexoru umožňuje identifikovat začátek každého rámce, jiné obsahují řídicí bity pro každý stream, které říkají, zda je či není použitelný bit je nacpaný nebo ne (tj. obsahuje data nebo ne). Proces pak může být obrácen demultiplexorem a vytvořeny 4 datové toky s přesně stejnou bitovou rychlostí jako předchozí. Nepravidelnost časování se vyžehlí pomocí smyčky fázového závěsu.

Toto schéma neumožňuje přidání naplněného bitu, jakmile je to nutné, protože plnitelný bit je v pevném bodě v rámci, takže je nutné počkat, až se časový slot naplnitelného bitu. Výsledkem tohoto čekání je „jitter čekací doby“, který může mít libovolně nízkou frekvenci (tj. Až na nulu), takže jej nelze zcela vyloučit filtračními účinky smyčky fázového zámku. Nejhorší možný poměr plnění by byl 1 snímek ve 2, protože to dává teoretický 0,5 bit chvění, takže poměr plnění je pečlivě zvolen tak, aby poskytoval teoretický minimální chvění. V praktickém systému však může být skutečné rozhodnutí zaplnit nebo ne učinit porovnáním adresy pro čtení a adresy pro zápis do vyrovnávací paměti pro ukládání, takže pozice v rámci, když je rozhodnutí učiněno, se mění a přidává druhou proměnnou v závislosti na délce obchodu.

Proces se někdy nazývá „zarovnání pulzu“, protože „zarovnání“ v tisku přidává mezery, takže každý řádek zabírá celou šířku sloupce. Předpokládá se, že tento termín byl upřednostňován, protože „...... nacpávání výplňových bitů“ a „čekací doba chvění je chvění, které se vyskytne při čekání na ucpání naplnitelného kousku“, i když je to technicky správné, zní jako pleonasm !

Podobné techniky se používají ke kombinování čtyř × 8 Mbit / s dohromady, plus bitové plnění a zarovnání rámce, což dává 34 Mbit / s. Čtyři × 34 Mbit / s, dává 140. Čtyři × 140 dává 565.

Nezávislé hodiny

V telekomunikačních sítích jsou nezávislé hodiny volně běžící přesné hodiny umístěné v uzlech, které se používají k synchronizaci .

Variabilní vyrovnávací paměti úložiště , instalované tak, aby vyhovovaly změnám v přenosovém zpoždění mezi uzly, jsou dostatečně velké, aby vyhovovaly malým časovým ( fázovým ) odchylkám mezi uzlovými hodinami, které řídí přenos. Provoz může být občas přerušen, aby bylo možné vyprázdnit vyrovnávací paměť některých nebo všech uložených dat .

Viz také

Reference