Особенности плезиохронной цифровой иерархии

Наличие стандартных скоростей передачи и фиксированных коэффициентов мультиплексирования позволило говорить о трех схемах мультиплексирования - американской, японской и европейской (называемой часто СЕРТ или ЕТSI/СЕРТ).

При использовании жесткой синхронизации при приеме/передаче можно было бы применить метод мультиплексирования с чередованием октетов или байтов, как это делалось при формировании цифровых сигналов первого уровня, для того, чтобы иметь принципиальную возможность идентификации байтов или групп байтов каждого канала в общем потоке. Однако, учитывая, что общая синхронизация входных последовательностей, подаваемых на мультиплексор от разных абонентов/пользователей, отсутствует, в схемах второго и более высокого уровней мультиплексирования был использован метод мультиплексирования с чередованием бит (а не байт). В этом методе мультиплексор, например, второго уровня формирует выходную цифровую последовательность (со скоростью 6 Мбит/с - АС, ЯС или 8 Мбит/c - ЕС) путем чередования бит входных последовательностей от разных каналов (для АС и ЯС это каналы Т 1, а для ЕС - каналы Е 1).

Так как мультиплексор не формирует структуру, которая могла бы быть использована для определения позиции бита каждого канала, а входные скорости разных каналов могут не совпадать, то используется внутренняя побитовая синхронизация, при которой мультиплексор сам выравнивает скорости входных потоков путем добавления нужного числа выравнивающих бит в каналы с относительно меньшими скоростями передачи (наиболее простой вариант, хотя могут использоваться другие варианты, когда выравнивание скоростей осуществляется путем изъятия бит из каналов с большими скоростями, или сочетаются оба процесса добавления/изъятия). Благодаря этому на выходе мультиплексора формируется синхронизированная цифровая последовательность. Информация о вставленных/изъятых битах передается по служебным каналам, формируемым отдельными битами в структуре фрейма. На последующих уровнях мультиплексирования эта схема повторяется, добавляя новые выравнивающие биты. Эти биты затем удаляются/добавляются при демультиплексировании на приемной стороне для восстановления исходной цифровой последовательности. Такой процесс передачи получил название плезиохронного (т. е. почти синхронного), а цифровые иерархии АС, ЯС и ЕС соответственно название плезиохронных цифровых иерархий ПЦИ/ РDН.

Кроме синхронизации, на уровне мультиплексора второго порядка также происходит формирование фреймов и мультифреймов, которые позволяют структурировать последовательность в целом. Например, для тракта Т 2 (6312 кбит/с) длина фрейма равна 789бит при естественном сохранении частоты повторения фрейма 8000 Гц. Мультифрейм соответствует 12 фреймам. Для тракта Е 2 (8448 кбит/с) длина фрейма равна 1056 бит, и также может быть использован мультифрейм из 12 фреймов. Формирование фреймов и мультифреймов и их выравнивание особенно важно для локализации на приемной стороне каждого фрейма, что позволяет в свою очередь получить информацию о сигнализации и кодовых группах контролирующих избыточных кодов (С R С) и информацию служебного канала данных.

В АС используется два уровня мультиплексирования - 1,5 6 и 6 45 плюс один возможный дополнительный 45 140 для сопряжения с ЕС. В ЯС используются три уровня мультиплексирования -1,5 6, 6 32 и 32 98 плюс один возможный дополнительный 32®140 для сопряжения с ЕС. В ЕС используются три уровня мультиплексирования - 2 8, 8 34 и 34®140.

Общая схема канала передачи с использованием технологии РDН даже в самом простом варианте топологии сети "точка-точка" на скорости 140 Мбит/с должна включать три уровня мультиплексирования на передающей стороне (для ЕС, например, 2 8, 8 34 и 34®140) и три уровня демультиплексирования на приемной стороне, что приводит к достаточно сложной аппаратурной реализации таких систем. Однако существенное удешевление цифровой аппаратуры за последнее десятилетие ХХ в. и использование оптических кабелей в качестве среды распространения РDН сигнала привели к тому, что ЦСП с использованием технологии РDН получили значительное распространение. Эти системы позволили транспортировать большое количество каналов цифровой высококачественной телефонной связи. Например, один канал 140 Мбит/с эквивалентен 1920 (30x4x4x4 = 1920) каналам 64 кбит/с, которые в первую очередь использовались для передачи речи, но могут быть использованы, в частности, для передачи данных.

С использованием современных методов ИКМ (например дифференциальной ИКМ - ДИКМ) можно использовать скорость 32 кбит/с для передачи одного речевого канала, что приводит к схемам трактов Т 1 или Е1, позволяющих передавать 48 или 60 телефонных каналов. Современная техника сжатия данных позволила последовательно увеличить эти показатели в 2 раза (16 кбит/с на речевой канал), затем в 4 раза (8 кбит/с на канал) и, наконец, благодаря использованию техники кодирования с линейным преобразованием по кодовой книге, в 5 раз (6,4 кбит/с на канал).

Более важным результатом этого развития, однако, стало то, что ЦСП/ РDН стали использоватя для передачи данных, и в первую очередь банковских транзакций, используя главным образом каналы 64 кбит/с с протоколом пакетной коммутации Х. 25. Казалось, что от этого привлекательность новой технологии только выиграет за счет привлечения новой мощной группы пользователей. Однако этого не произошло – РDН технология продемонстрировала на этом этапе возросшего к ней интереса свою негибкость.