13.2. Цифровая первичная сеть

Первичной сетью называется совокупность типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов системы электросвязи, образованная на базе сетевых узлов, сетевых станций, оконечных устройств первичной сети и соединяющих их линий передачи системы электросвязи. В основе современной системы электросвязи лежит использование цифровой первичной сети, основанной на использовании цифровых систем передачи. Как следует из определения, в состав первичной сети входит среда передачи сигналов и аппаратура систем передачи.

Первичная сеть строится на основе типовых каналов, образованных системами передачи. Рассмотрим ту часть первичной сети, которая связана с передачей информации в цифровом виде.

Цифровой сигнал типового канала имеет определенную логическую структуру, включающую

— цикловую структуру сигнала,

— тип линейного кода.

Цикловая структура сигнала используется для синхронизации, процессов мультиплексирования и демультиплексирования между различными уровнями иерархии каналов первичной сети, а также для контроля блоковых ошибок.

Линейный код обеспечивает помехоустойчивость передачи цифрового сигнала.

Аппаратура передачи осуществляет преобразование цифрового сигнала с цикловой структурой в модулированный электрический сигнал, передаваемый затем по среде передачи. Тип модуляции зависит от используемой аппаратуры и среды передачи. Современные системы передачи используют в качестве среды передачи сигналов электрический и оптический кабель, а также радиочастотные средства (радиорелейные и спутниковые системы передачи) — рис. 13.4.

Рисунок 13.4 — Физические среды передачи первичной сети

Таким образом, внутри цифровых систем передачи осуществляется передача электрических сигналов различной структуры, на выходе цифровых систем передачи образуются каналы цифровой первичной сети, соответствующие стандартам по скорости передачи, цикловой структуре и типу линейного кода.

Обычно каналы первичной сети приходят на узлы связи, откуда кроссируются для использования во вторичных сетях. Можно сказать, что первичная сеть представляет собой банк каналов, которые затем используются вторичными сетями (сетью телефонной связи, сетями передачи данных, сетями специального назначения и т.д.). Существенно, что для всех вторичных сетей этот банк каналов един, откуда и вытекает обязательное требование, чтобы каналы первичной сети соответствовали общим стандартам.

Современная цифровая первичная сеть строится на основе трех основных технологий:

— плезиохронной иерархии (PDH),

— синхронной иерархии (SDH),

— асинхронного режима передачи (ATM).

Рисунок 13.5 — Технологии цифровой первичной и их место сети в системе электросвязи

Из перечисленных технологий только первые две в настоящее время могут рассматриваться как основа построения цифровой первичной сети.

Рассмотрим более подробно историю построения и отличия плезиохронной и синхронной цифровых иерархий.

Первичная цифровая сеть на основе PDH/SDH состоит из:

— узлов мультиплексирования (мультиплексоров), выполняющих роль преобразователей между каналами различных уровней иерархии стандартной пропускной способности (ниже),

— регенераторов, восстанавливающих цифровой поток на протяженных трактах,

— цифровых кроссов, которые осуществляют коммутацию на уровне каналов и трактов первичной сети.

Схемы плезиохронных цифровых систем (ПЦС) были разработаны в начале 80-х. Всего их было три:

1) принята в США и Канаде, в качестве скорости сигнала первичного цифрового канала ПЦК (DS1) была выбрана скорость 1544 кбит/с и давала последовательность DS1 — DS2 — DS3 — DS4 или последовательность вида: 1544 — 6312 — 44736 — 274176 кбит/с. Это позволяло передавать соответственно 24, 96, 672 и 4032 канала DS0 (ОЦК 64 кбит/с);

2) принята в Японии, использовалась та же скорость для DS1; давала последовательность DS1 — DS2 — DSJ3 — DSJ4 или последовательность 1544 — 6312 — 32064 — 97728 кбит/с, что позволяло передавать 24, 96, 480 или 1440 каналов DS0;

3) принята в Европе и Южной Америке, в качестве первичной была выбрана скорость 2048 кбит/с и давала последовательность E1 — E2 — E3 — E4 — E5 или 2048 — 8448 — 34368 — 139264 — 564992 кбит/с. Указанная иерархия позволяла передавать 30, 120, 480, 1920 или 7680 каналов DS0.

Комитетом по стандартизации ITU-T был разработан стандарт, согласно которому:

— были стандартизированы три первых уровня первой иерархии, четыре уровня второй и четыре уровня третьей иерархии в качестве основных, а также схемы кросс-мультиплексирования иерархий (рис. 13.5);

— последние уровни первой и третьей иерархий не были рекомендованы в качестве стандартных.

Рисунок 13.4 — Мультиплексирование цифровых потоков ПЦС (PDH)

Указанные иерархии, известные под общим названием плезиохронная цифровая иерархия PDH, или ПЦИ, сведены в таблицу 13.1.

Однако технология PDH обладала рядом недостатков, а именно:

— затруднённый ввод/вывод цифровых потоков в промежуточных пунктах;

— отсутствие средств сетевого автоматического контроля и управления;

— многоступенчатое восстановление синхронизации требует достаточно большого времени.

Также можно считать недостатком наличие трёх различных иерархий.

Таблица 13.1. Три схемы ПЦС: американская (АС); японская (ЯС); европейская (ЕС)