Плезиохронная цифровая иерархия (Plesiochronous Digital Hierarchy, PDH) разработана корпорацией AT&T (Bell Labs) в 1960-х годах для передачи множества потоков оцифрованной голосовой информации по каналам связи. Основная цель разработки заключалась в повышении скорости многоканальной связи крупных телефонных коммутаторов друг с другом. Аппаратура T1 оцифровывала голос (телефонный разговор) с частотой 8000 Гц (8 бит на отсчет) и кодировала его импульсно-кодовой модуляцией, образуя поток 64Кбит/c. По каналу T1 (с мультиплексированием с разделением времени) передавались 24 голосовых канала. Четыре канала T1 объединяются в канал T2 (следующий уровень иерархии PDH), семь каналов T2 – в T3, шесть каналов T3 – в T4. Аппаратура T1, T2, T3 и T4 может взаимодействовать, образуя сеть с иерархией каналов.
Позже эта технология (с некоторыми отличиями от оригинального варианта) была стандартизована CCITT. В Америке, Канаде и Японии используется исходная американская версия, а в Европе – стандарт CCITT. Базовый канал в обеих версиях имеет скорость 64 Кбит/с. Основное отличие европейских каналов – в кратности вхождения низкоскоростных каналов в канал следующего уровня, и, соответственно, их скорости. Канал E1 (аналог T1) состоит из 30 базовых каналов, канал E2 – из 4 каналов E1, канал E3 – из 4 каналов E2, а канал E4 – из 4 каналов E3.
В технологии PDH все уровни скоростей (и форматы кадров для этих уровней) называются DS-n, где n – номер уровня (DS – от Digital Signal, цифровой сигнал).
Кадр DS-1, передаваемый по каналу T1, состоит из 24 последовательных байтов по одному из каждого базового канала, затем следует один бит синхронизации. Суммарная скорость составляет 24*64+8=1544 Кбит/с.
Управляющая информация в T1 передается младшим разрядом байтов данных (поскольку байт представляет собой значение замера голоса, было сочтено, что искажение младшего разряда не должно быть замечено слушателем). В ранних версиях младший бит каждого байта был служебным, фактически передавались 7-битные байты, а скорость передачи пользовательских данных составляла 56 Кбит/с. Затем для служебных целей использовался только каждый шестой кадр: в пяти кадрах в каждом байте передаются восемь битов пользовательских данных, а в шестом – только семь.
Кадр DS-2 состоит из четырех кадров DS-1, разделенных битами синхронизации, а сами кадры DS-2 разделяются 12 служебными синхробитами.
| Америка | Европа | |||||
| Уровень скорости (канал) | Кол-во каналов предыд. уровня | Кол-во базовых каналов | Скорость Кбит/с | Кол-во каналов предыд. уровня | Кол-во базовых каналов | Скорость Кбит/с |
| DS-0 | ||||||
| DS-1 (T1/E1) | ||||||
| DS-2 (T2/E2) | ||||||
| DS-3 (T3/E3) | ||||||
| DS-4 (T4/E4) |
Стандарт CCITT (G.700-G.706) отказался от использования отдельных разрядов байтов пользовательских данных для передачи служебной информации. Кадр DS-1, передаваемый по каналу E1, состоит из 30 пользовательских байтов (по одному из каждого базового канала) и 2 служебных байтов. Суммарная скорость составляет 32*64=2048 Кбит/с.
На физическом уровне технология PDH допускает использование витой пары, коаксиального и волоконно-оптического кабеля. В каналах T1/E1 используется преимущественно витая пара (две пары, разъем RJ-48), данные передаются с использованием кодов B8ZS (T1) и HDB3 (E1). Для каналов T2/E2 обычно используется коаксиальный кабель, а для T3/E3 – коаксиальный или волоконно-оптический кабель.
Основная проблема при использовании PDH – сложность выделения (демультиплексирования) пользовательских каналов. Это связано с использованием служебных бит синхронизации между кадрами. Если нужно выделить один базовый канал из кадров канала T3, нужно произвести полное демультиплексирование в кадры T2, кадр T2 – в кадры T1, а из кадра T1 выделить данные одного базового канала. Для уменьшения количества операций мультиплексирования используются специальные приемы, усложняющие работу сети и требующие специальной настройки.
Другой недостаток PDH – слабые средства управления сетью, недостаточное количество информации о состоянии канала, отсутствие процедур поддержки отказоустойчивости.
Наконец, предел скорости технологии PDH – 274 Мбит/с (T4) и 139 Мбит/с (E4), в то время, как современные кабели позволяют передавать данные со скоростями на порядок выше.