Глава 6. Цифровые иерархии

6.1. Плезиохронная цифровая иерархия

Потребности людей в общении, в обмене различного рода информацией очень индивидуальны. Изучение информационных потоков позволяет выяснить, сколько требуется для общения людей каналов связи. Для различных населенных пунктов это число разное. Например, в таком крупном городе, как Москва, междугородная телефонная станция вынуждена предоставлять своим абонентам несколько десятков тьюяч только телефонных каналов с разными городами, а кроме того, есть запросы на междугородные каналы для телеграфа, ви-диотелефона, ЭВМ и т.п. В то же время в небольшом районном центре оказалось достаточным иметь десятка два-три телефонных каналов, да с десяток телеграфных.

Цифровые потоки - это последовательности О и 1, передаваемых по линии связи. Нули и единицы могут нести информацию о речи, тексте, изображении и т.д. При этом скорости потоков будут, естественно, отличаться: для текста - 50...100 бит/с, для компьютерных данных - 200 бит/с и выше, для речи - 64 кбит/с, для подвижной картинки - более 100 Мбит/с.

Как же строить цифровые системы передачи? Сколько цифровых потоков можно объединять и направлять в одну линию связи -провод в электрическом кабеле, ствол в радиорелейной или спутниковой линиях, волоконный световод в оптическом кабеле? Можно ли стандартизировать скорости передачи?

Начнем с того, что узлы различных систем передачи должны быть однотипными, или унифицированными.

Цифровые системы передачи создают во всем мире; коммуникации связи не знают государственных границ. Каждая страна должна выпускать аппаратуру, согласовывая ее со стандартами, принятыми в других странах. Государства должны договориться, на каких принципах строить аппаратуру. С этой целью создан межгосударственный орган - Международный союз электросвязи (МСЭ). Он рекомендует строить цифровые системы передачи по иерархическому принципу.

Примером иерархического построения системы является календарь. Иерархия календаря состоит в следующем. За единицу измерения выбраны сутки. Семь суток объединяются в неделю. Из четырех или четырех с половиной недель образуется месяц. Три месяца со-

Рис. 6.1. Иерархия календаря

ставляют квартал. Четыре квартала - это год (рис. 6.1). Годы складываются в десятилетия и века, а века - в тысячелетия. При необходимости эту иерархию можно продолжить и вниз от суток: сутки состоят из 24 ч, час - из 60 мин и т.д.

Иерархия, рекомендованная для цифровых систем передачи, чем-то похожа на иерархию календаря. Прежде всего необходимо было выбрать некоторую единицу измерения - элементарную скорость цифрового потока, единую для всех стран и предприятий, выпускающих аппаратуру систем передачи, и позволяющую измерять скорость суммарных цифровых потоков. Такая единичная скорость во всем мире - скорость передачи цифровой речи, равная, как вы помните, 64 кбит/с. Выбор этой величины в качестве единицы объединения цифровых потоков связан, скорее, с традициями, нежели с какими-то другими соображениями.

Канал, в котором биты передаются со скоростью 64 ООО цифр/с, получил название основного цифрового канала. Возможности любой цифровой системы передачи оцениваются числом организованных с ее помощью именно таких стандартных каналов.

На какое же число каналов рассчитаны современные системы передачи?

Чем выше ступень иерархии, тем больше организуется каналов и тем мощнее цифровой поток или, другими словами, тем выше его скорость. К системам передачи, стоящим в самом низу иерархической лестницы, относится аппаратура ИКМ-30. У подобных систем передачи сравнительно невысокая скорость цифрового потока (около 2 Мбит/с), что делает их пригодными для организации связи между АТС по обычным городским и сельским кабелям связи, образующим довольно обширную сеть подземных магистралей. Объединение цифровых потоков в этих системах осуществляется, как мы видели, по принципу чередования кодовых комбинаций . Введение в них

Сутки

синхросигнала и различных служебных символов потребовало дополнительных каналов и привело к тому, что скорость объединенного цифрового потока стала больше суммы скоростей объединяемых потоков.

Скорость передачи по междугородным симметричным кабелям связи может быть увеличена до 8 Мбит/с. По каждой паре этих кабелей могут работать четыре системы ИКМ-30 или пять систем ИКМ-24. Чтобы обеспечить одновременную работу этих систем, нужно объединять их выходные потоки. Аппаратура, осуществляющая это объединение, называется по числу образованных каналов - ИКМ-120. Скорость потока на выходе этой аппаратуры 8,448 Мбит/с.

Более мощные потоки цифровой информации можно гнать по парам коаксиальных кабелей, волокнам оптических кабелей, стволам спутниковых и радиорелейных линий связи. Для образования высокоскоростных потоков объединяют цифровые потоки четырех систем ИКМ-120. В результате скорость передачи в пинии возрастает до 34,368 Мбит/с. Число каналов в новой системе равно 480, поэтому она получила название ИКМ-480.

Поступая далее аналогичным образом, получаем при слиянии четырех потоков систем передачи ИКМ-480 суммарный цифровой поток со скоростью 139,264 Мбит/с. Это уже аппаратура ИКМ-1920.

Только с помощью одной коаксиальной пары или одного оптического волокна можно связать друг с другом почти 2000 телефонных аппаратов в одном городе с таким же количеством аппаратов в другом городе. А ведь в кабелях не одна такая пара и не одно такое волокно. Но на этом иерархия цифровых систем передачи (рис 6.2) не заканчивается. Можно продолжать укрупнять потоки и дальше.

Кбит/с 64,0

Мбит/с 34,368

34,368

34,368

34368 ИКМ-30

Мбит/с 139,264

Рис. 6.2. Иерархия плезиохронных цифровых систем передачи