Очевидно, что одного вида цифрового тракта - тридцатиканального - недостаточно для построения сетей связи. Для этого необходимо увеличение количества трактов. Последовательность цифровых трактов, по мере нарастания их пропускной способности, носит название иерархии цифровых трактов. Использующиеся в мире иерархии цифровых трактов представлены в таблице 10.1.
Цифровые групповые сигналы более высокого уровня иерархии (агрегатные) образуются из сигналов предыдущего уровня иерархии (компонентных). Образование агрегатных сигналов из компонентных производится путем временного объединения: длительности тактовых интервалов для передачи битов каждого компонентного сигнала уменьшаются, и в каждом тактовом интервале, который ранее использовался для передачи одного бита компонентного сигнала, размещается по одному биту каждого из компонентных сигналов. Полученный при этом сигнал является агрегатным, собранным из компонентных.
Табл. 10.1.
| Уровень иерархии | Плезиохронные цифровые иерархии | ||||||
| Европейская | Североамериканская | Японская | |||||
| Обозна чение | Скорость передачи кбит/с | Число кана- лов | Обоз наче ние | Скор. пере- дачи кбит/с | Числ кана- лов | Скорость передачи кбит/с | |
| Первый | Е 1 | DS-1 | |||||
| Второй | Е 2 | DS-2 | |||||
| Третий | Е 3 | DS-3 | |||||
| Четвертый | Е 4 | DS-4 | |||||
| Пятый | Е 5 | - | - | - | - |
В названии плезиохронная цифровая иерархия слово ²плезио² означает ²как бы².
Аппаратура, в которой осуществляется образование агрегатного сигнала из компонентных, носит название аппаратуры временного группообразования или мультиплексора/демультиплексора (сокращенно мульдекса).
В европейской иерархии, при переходе от одного уровня иерархии к следующему, число каналов учетверяется. Из табл. 10.1 видно, что скорость передачи агрегатного сигнала отличается в большую сторону от суммы скоростей компонентных сигналов. Например, при переходе от четырех первичных групповых сигналов ко вторичному получаем:
4 ´ 2048 кбит/с = 8192 кбит/с = 8848 кбит/с - 256 кбит/с.
Избыточная скорость передачи, равная 256 кбит/с, используется для служебных целей. Во-первых, для новой цикловой синхронизации на приемной стороне необходимо отличить друг от друга каждый из компонентных цифровых сигналов. Во-вторых, назначением служебных символов является, так называемое, цифровое выравнивание.
Агрегатный групповой сигнал может быть образован из компонентных только в том случае, если скорости передачи компонентных сигналов будут каким-то образом связаны со скоростью передачи агрегатного сигнала. Если этого на сделать, то будут наблюдаться так называемые проскальзывания, т.е. пропуск или сдваивание в передаче какого-либо бита из компонентного сигнала в составе агрегатного. Это связано с тем, что каждый компонентный сигнал формируется, как правило, от независимого генератора, никак не связанного с задающим генератором агрегатного сигнала. Сущность цифрового выравнивания состоит в том, что для предотвращения проскальзываний при образовании агрегатного сигнала, для передачи каждого компонентного сигнала в агрегатном сигнале, отводится сигнал-носитель с заведомо большей скоростью передачи, чем скорость передачи компонентного сигнала. В этом случае, время от времени, происходит нехватка битов компонентного сигнала для заполнения сигнала-носителя. В таких случаях, на заранее выделенных тактовых позициях агрегатного сигнала передаются специальные служебные кодовые комбинации, прием которых приводит к восстановлению на приемной стороне исходного компонентного сигнала.
В последние годы возникла новая разновидность цифровой иерархии - синхронная цифровая иерархия (см. табл. 10.2), которая является унифицированной МСЭ для всего мирового сообщества.
Табл. 10.2.
| Уровень иерархии | Синхронная цифровая иерархия | |
| Обозначения | Скорость передачи, кбит/с | |
| Первый | STM-1 | 155 520 |
| Четвертый | STM-4 | 622 080 |
| Шестнадцатый | STM-16 | 2 488 320 |
Сигналы цифровых групповых трактов синхронной цифровой иерархии строятся на принципах отличных от построения групповых сигналов плезиохронной цифровой иерархии. Они состоят из двух частей (во времени): информационной и служебной. В информационной размещаются специально упакованные в контейнеры сигналы из плезиохронной цифровой иерархии в определенных сочетаниях. В служебной указывается, где, как и какие контейнеры расположены в информационной части. Кроме того, в служебной части предусмотрены временные места для сигналов служебной связи, телеконтроля и телеуправления, и др. Такая структура сигнала с различным информационным заполнением повторяется через каждые 125 мкс, т.е. с частотой повторения 8 кГц.
Основными причинами введения синхронной цифровой иерархии являются ее преимущества над плезиохронной цифровой иерархией, а именно:
n из сигналов синхронной цифровой иерархии можно извлекать контейнеры с сигналами плезиохронной цифровой иерархии, не разбирая групповых сигналов; в отличие от этого, при плезиохронной иерархии для извлечения компонентного сигнала требуется полностью разбирать агрегатный сигнал;
n указанное свойство позволяет легко реализовать аппаратуру синхронной иерархии в режимах выделения и оперативного переключения контейнеров (групповых трактов) из одного тракта в другой, что позволяет легко перестраивать сеть связи при аварийных ситуациях и плановых переключениях;
n предусмотренная в аппаратуре возможность обмениваться сигналами телеконтроля и телеуправления позволяет построить автоматизированную систему технической эксплуатации сети связи, которая автоматически производит опросы состояния отдельных элементов сети, дает команды на перестроение сети, следит за состоянием отдельных участков, производя контрольные проверки;
n аппаратура синхронной иерархии приспособлена к использованию в линиях передачи кольцевых структур (т.е. построенных в виде кольца), что повышает надежность: при авариях связь не прекращается, а восстанавливается за счет перестроения кольцевой структуры.
Предполагается, что цифровые тракты синхронной иерархии, которые работают преимущественно по волоконным оптическим кабелям, со временем займут доминирующее положение на сети связи.
[T1]