Plezjochroniczna hierarchia cyfrowa PDH i SDH - synchronizacja

Budowa strumienia 2Mb/s

informacje są przekazywane w postaci 8 bitowych pakietów informacji (256 stanów),

Próbkowanie odbywa się z częstotliwością 8kHz, czyli co 125ms,

Ramka ma budowę według zasady bajt po bajcie (30 kanałów użytecznych) z dodanym bajtem wzoru fazowania ramki (FAW) i bajtem sygnalizacji dla szczelin czasowych.

Wzór Fazowania Ramki (FAW), Słowo serwisowe

• Umożliwia właściwe rozpoznanie kolejnych numerów ramek i w związku z tym właściwą interpretację przychodzących danych - synchronizację ramki.

• Umożliwia obliczanie stopy błędów (10-3, 10-5), czyli wierność przesyłu danych.

• Ma stałą postać "X0011011", gdzie X to wartość dowolna. Słowo serwisowe jest nadawane w szczelinie zerowej w ramce nieparzystej, zaś wzór fazowania ramki, też w szczelinie zerowej, ale w ramce parzystej włącznie z zerową.

Wieloramka sygnalizacyjna w szczelinie 16

W strumieniu 2Mbit/s są 32 szczeliny. Zerowa zawiera wzór synchronizacji całej ramki lub słowo serwisowe. Pozostałe szczeliny wymagają dla siebie też sygnalizacji kanałowej. W tym celu zajęta jest szczelina 16 w każdej ramce. Do dyspozycji użytkowników pozostaje 30 kanałów użytecznych z sygnalizacją. Sygnalizacja niesie ze sobą wzór fazowania wieloramki oraz bit informacji alarmowej Dk. I tak szczeliny 16 ramki 1 niosą informację kolejno 4 bity dla kanału 1 i 4 bity dla kanału 16, a potem w ramce 2 niosą informację kolejno 4 bity dla kanału 2 i 4 bity dla kanału 17, itd. Schemat taki powtarza się od ramki 1 do 15, poczym od nowa od ramki 16 do 30, itd. 6.

Zwielokrotnienia

Systemy cyfrowe przesyłają ograniczoną ilość danych, co umożliwia przyspieszanie sygnału przed zwielokrotnieniem i wysłanie w tej samej jednostce czasowej większej ilości danych uporządkowanych w szczeliny czasowe. Daje to możliwość stosowania zwielokrotnienia z podziałem czasu w sposób nie ograniczony, zwiększając przepustowość teoretycznie niemal w nieskończoność. Faktycznie takie coś jest nie możliwe, gdyż urządzenia teletransmisyjne mają ograniczoną szybkość i stąd nie można skracać im czasu trwania szczelin w nieskończoność, gdyż w którymś momencie przestaną zauważać wszystkie informacje. Dodatkowo występuje jeszcze ograniczenie wynikające z możliwości synchronizacyjnych urządzeń nadawczych i odbiorczych w systemach PDH, które jak sama nazwa wskazuje są plezjochroniczne i pomiędzy sygnałami synchronizacyjnymi muszą się posiłkować własnymi zegarami, które mają ograniczona dokładność.

Zwielokrotnienie z przeplataniem bitów (bit po bicie) - np. systemy PDH

Wnioski:

System PDH przy multipleksacji korzysta ze zwielokrotnienia TDM. Polega ono na wysyłaniu w jednym paśmie sygnału i rozdzielaniu czasu równo pomiędzy wszystkich użytkowników, tutaj każdy strumień 64kbit/s.

Do ostatniego punktu we wnioskach

W przypadku telefonii komórkowej stosuje się kompresję kanałów rozmownych mającą na celu wtłoczenie maksymalnie dużej ilości kanałów w jedną szczelinę o przepustowości 64kbit/s.

W przypadku ludzi, którzy przy takim, a nie innym łączu telefonicznym chce się połączyć przez modem z np. internetem, musi on stosować kompresję np. Lempela-Ziv'a opisaną w standardzie V.42bis, a należącą pierwotnie do MNP5 Microcomu, aby uzyskać maksymalnie wysoki transfer danych. Oprócz tego musi on stosować modulację TCM (Trellis-Coded Modulation), by pokonać barierę ograniczonej jakości linii telefonicznej i dostać maksymalnie wielką szybkość transmisji. Przy przepustowości 64kbit/s modem teoretycznie jest w stanie przesłać 56kbit/s, ale w rzeczywistości z włączoną kompresją danych i korekcją błędów nie więcej niż 52kbit/s, a częściej coś ponad 33,6kbit/s.

SDH

Wstep.

Generują ramki co 125µs o stałej budowie nagłówka. Stałe lub zmienne poślizgi fazy w punkcie odbiorczym sygnału wynikające ze zmieniających się warunków światłowodów transmisyjnych poprawia się za pomocą znaczników AU przyporządkowanych do kontenera wirtualnego VC.

Znacznik AU w VC wskazuje początek przestrzeni adresowej kontenera lub przesunięcie go względem znacznika. Przesunięcie może być dodatnie i zerowe (możliwe w PDH) oraz ujemne (tylko w SDH). Stosowanie takiej samej metody tworzenia nagłówków i znaczników w kontenerze zarówno wyższego rzędu, jak i niższego pozwala swobodnie wydzielać z kontenera np. STM-1 dowolny strumień 2Mb/s lub nawet 64kb/s (np. rozmowa telefoniczna).

Zegary

Układ wyjściowy generuje strumień synchronizujący 2Mb/s lub2MHz

PRC (Primary Reference Clock) - Pierwotny Zegar odniesienia.
Jest to zegar, który wytwarza przebiegi wzorcowe dla całej sieci SDH. Wymaga się, aby zegar taki miał dużą stabilność częstotliwości, był pozbawiony znacznych fluktuacji fazy i był niezawodny. Norma CCiTT G.811 definiuje maksymalny błąd przedziału czasu takiego generatora - MTIE:

100*S dla 0.0005<S<5, (5*S + 500)ns dla 5<S<500 3ms dla S>500, gdzie

S - czas obserwacji wyrażony w sekundach.

Z doświadczenia wiadomo, że tylko generatory cezowe są w stanie wytworzyć przebieg o żądanej stałości. Zegar jest zbudowany z kilku generatorów cezowych, których żywotność waha się w granicach pięciu lat. Struktura taka nosi nazwę nadmiarowej. Oprócz 4 generatorów cezowych w układzie wytwarzania przebiegu jest jeszcze układ porównywania (komparacji) częstotliwości, głosowania większościowego. Układ pracuje z tzw. gorącą rezerwą, tj. jeden generator pracuje w warunkach zbliżonych do tego generatora, który jest aktualnie wykorzystywany. Układ porównywania zajmuje się przełączanie na tą właśnie rezerwę, w przypadku awarii lub wymiany generatorów.

SSU (Synchronization Supply Unit) - Zegary sieciowe SSU.
Jest to urządzenie, które podejmuje decyzję z którego źródła należy synchronizować urządzenia całego systemu SDH w danym obiekcie (węzeł telekomunikacyjny). SSU może wybierać z pośród sygnałów wejściowych 2Mb/s, 2MHz, 5MHz lub innych dostępnych. Urządzenie DPLL to mała pętla fazowa, która odszumia przychodzący sygnał zegarowy - czyli stabilizuje go. SSU na wyjściu oferuje zegar o częstotliwości 2MHz.

Urządzeń może być połączone kaskadowo i synchronizować do 20 krotnic na raz (zalecenie G.803).

Wymaga się od SSU, aby miały wysoką dokładność odtwarzania zegara z sygnału wejściowego (niskie fluktuacje fazy - CCiTT G81s ), co najmniej taką jak centrale tranzytowe.

2. Układy zegarowe krotnicy SDH są ostatnią deską ratunku w przypadku zaniku synchronizacji centralnej systemu.

3. Synchronizacja sygnałem przychodzącym jest ostatnią możliwością synchronizacji. Jest ona wysoce niedokładna i podatna na zakłócenia.

RSOH - nagłówek sekcji regeneracji

MSOH - nagłówek sekcji zwielokrotnienia

Graficzna zwielokrotnienia

Sygnał jest przesyłany do kontenera(Cm), następnie do kontenera wirtualnego(VCm), jak również do kontenera wirtualnego doprowadzany jest nagłówek ścieżki POH . Następnie z kontenera wirtualnego przekazywane jest do kontenerów wirtualnych niższego rzędu. Następnie sygnał przekazywany jest do kontenerów wirtualnych wyższego rzędu. Gdzie stąd jest przekazywany do synchronicznego modułu transportowego (nagłówek sekcji SOH)

OLC - 2000 system dostępu abonanckiego

SLM - 2000 multiplekser liniowy

DACS V-2000 - przełącznica

Zalety

• Zgodność standardów w Europie, Japonii i USA,

• Dane przesyłane są synchroniczne,

• Przepływność podstawowa to 155Mb/s,

• Dla wielu systemów zwielokrotnienia ten sam nagłówek uzupełniany tylko za każdym razem o potrzebne informacje,

• Przepływności STM są kolejnymi całkowitymi mnożnikami wartości 155Mb/s, np. 1, 4, 6, 8 ... ,

• Zwielokrotnienie następuje bajtowo, a nie bitowo, · Możliwość transportowania danych plezjochronicznych,

• Zwielokrotnienie oparte na wskaźnikach, · Możliwość dopełniania bitowego dodatniego, ujemnego lub zerowego,

• Wskaźniki umożliwiają swobodne oddzielenie danych od nagłówka, co umożliwia wyseparowanie dowolnego zwielokrotnienia nawet na trasie.

---