Особенности построения цифровых систем передачи. Иерархии цифровых систем передачи

Глава 5. Цифровые системы передачи.

Основной тенденцией развития телекоммуникаций во всем мире является цифровизация сетей связи, предусматривающая построение сети на базе цифровых методов передачи и коммута­ции с помощью цифровых систем передачи (ЦСП) и циф­ровых систем коммутации. Это объясняется следующими сущест­венными преимуществами цифровых методов передачи перед аналоговыми:

v Высокая помехоустойчивость. Представление информации в цифровой форме позволяет осуществлять регенерацию (восста­новление) сигналов при передаче их по линии связи, что резко снижает влияние помех и искажений на качество передачи ин­формации.

v Слабая зависимость качества передачи от длины линии связи. В пределах каждого регенерационного участка искажения передаваемых сигналов оказываются ничтожными. Длина регене­рационного участка и оборудование регенератора при передаче сигналов на большие расстояния остаются практически такими же, как и в случае передачи на малые расстояния. Так, при увеличении длины линии в 100 раз для сохранения неизменным качества пе­редачи информации достаточно уменьшить длину регенерацион­ного участка лишь на несколько процентов.

v Стабильность параметров каналов. Стабильность и иден­тичность параметров каналов (остаточного затухания, частотной и амплитудной характеристик и др.) определяются в основном уст­ройствами обработки сигналов в аналоговой форме. Поскольку такие устройства составляют незначительную часть оборудования ЦСП, стабильность параметров каналов в таких системах значи­тельно выше, чем в аналоговых. Этому способствует также отсут­ствие в ЦСП влияния загрузки системы на параметры отдельных каналов.

v Эффективность использования пропускной способности ка­налов для передачи дискретных сигналов. При вводе дискретных сигналов непосредственно в групповой тракт ЦСП скорость их передачи может приближаться к скорости передачи группового сигнала. Если, например, при этом будут использоваться временные пози­ции, соответствующие только одному каналу ТЧ, то скорость пере­дачи будет близка к 64 кбит/с, в то время как в аналоговых систе­мах она обычно не превышает 33,6 кбит/с.

v Возможность построения цифровой сети связи. Цифровые системы передачи в сочетании с цифровыми системами коммута­ции являются основой цифровой сети связи, в которой передача, транзит и коммутация сигналов осуществляются в цифровой фор­ме. При этом параметры каналов практически не зависят от струк­туры сети, что обеспечивает возможность построения гибкой раз­ветвленной сети, обладающей высокими качественными показателями и надежностью.

v Высокие технико-экономические показатели. Передача и коммутация сигналов в цифровой форме позволяют реализовывать оборудование на единых аппаратных платформах. Это позволяет резко снизить трудоемкость изготовления оборудования, значительно уменьшить его стоимость, потребляемую энергию и габариты. Кроме того, существенно упрощается эксплуатация сис­тем и повышается их надежность.

Требования к ЦСП определены в рекомендациях ITU-T серии G.

Структура первичной сети предопределяет объединение и разделение потоков передаваемой информации, поэтому исполь­зуемые на ней системы передачи строятся по иерархическому принципу. Применительно к цифровым системам этот принцип за­ключается в том, что число каналов ЦСП, соответствующее данной ступени иерархии, больше числа каналов ЦСП предыдущей ступе­ни в целое число раз.

Аналоговые системы передачи с частотным разделением ка­налов также строятся по иерархическому принципу, но в отличие от ЦСП для них ступенями иерархии являются не системы переда­чи, а типовые группы каналов.

Цифровая система передачи, соответствующая первой ступе­ни иерархии, называется первичной; в этой ЦСП осуществляется прямое преобразование относительно небольшого числа первич­ных сигналов в первичный цифровой поток. Системы передачи второй ступени иерархии объединяют определенное число пер­вичных потоков во вторичный цифровой поток и т.д.

В рекомендациях ITU-T представлено два типа иерархий ЦСП: плезиохронная цифровая иерархия (ПЦИ-PDH) и синхронная цифровая иерархия (СЦИ-SDH).

Первичным сигналом для всех типов ЦСП является цифровой поток со скоростью передачи 64 кбит/с, называемый основным цифровым каналом (ОЦК). Для объединения сигналов ОЦК в групповые высокоскоростные цифровые сигналы использу­ется рассмотренный ранее принцип временного разделения кана­лов. Для преобразования первичных аналоговых (в том числе речевых телефонных) сигналов в ОЦК используется ИКМ.

Появившаяся исторически первой плезиохронная цифровая иерархия (Plesiochronous Digital Hierarchy-PDH) имеет европей­скую, североамериканскую и японскую разновидности (табл.).

Значения скоростей передачи в технической литературе обычно округляются.

В североамериканской и японской PDH для цифровых потоков применяется обозначение T (иногда DS), в европейской PDH - E, а в японской - J. Цифровые потоки первого уровня обозначаются соответственно Т1 и Е1, второго Т2 и Е2 и т.д. На практике исполь­зуются цифровые потоки до Е4 и ТЗ включительно.

Для сетей связи РФ принята европейская PDH.