[показать]
Никогда бы не подумал что разговор по телефону – это всего лишь 64 kbit/s. И это в независимости от содержания беседы – и томное молчание, и конкретный «мужской разговор», и девичьи несмолкаемые беседы. Как установили в лабораториях Белла в 1957 году, для передачи человеческого голоса с приемлемым уровнем качества по телефонным проводам вполне достаточно оцифровывать звук (т.е. аналоговый сигнал*) с дискретизацией 8 бит и периодом 125 мкс. Отсюда магические 64k (8bit*8000Hz). Необходимость оцифровывать сигналы возникла из-за бурного развития телефонии, причем в первую очередь на уровнях города, штата, региона, страны. Если в каком-нибудь отдельном здании еще можно соединить каждого абонента с телефонной станцией, то как соединить две телефонные станции с множеством абонентов с каждой стороны? До 1957 года решение было только одно – один абонент полностью занимает весь канал, и для одновременной связи хотя бы сотни абонентов из двух соседних городов необходимо 50 каналов связи (т.е. очень много недешевой меди). Следствием этого было медленное развитие сети и высокая стоимость услуг операторов. Выход из тупика был найден только с приходом эры «Digital».
Совершенствование технологий передачи электрического сигнала по медным проводам позволило передавать сигналы с частотой до 60 MHz, что согласно теореме Найквиста означает информационный поток в 120 Mbit/s. Также был разработан метод импульсно-кодовой модуляции сигнала (PCM). Эти две предпосылки открыли дорогу методу временного разделения канала, названному мультиплексированием с временным разделением. Все те же лаборатории Белла создали первую систему T1, которая мультиплексировала 24 потока по 64k в один. Потом, как это часто бывает, этот мультиплексированный поток стал американским стандартом DS1 (он же T1), а DS0 стал соответствовать «потоку» 64k. Потом решили мультиплексировать потоки T1 и так далее. Появилась иерархия потоков названная PDH – плезиохронная цифровая иерархия. Вложение нескольких потоков в более «крупный» поток – идея реки и притоков.
Как же связать потоки в один. Представьте склад на товарной станции. К вам на нескольких (допустим N) транспортерных лентах поступают грузы (ящики с яблоками). Чтобы погрузить их в вагон, нужно двигаться со скоростью равной N скоростей транспортерных лент. Ok, говорите вы себе, сейчас настроюсь, в смысле войду в синхронизм, и все пойдет на ура. Но не тут то было, скорости транспортерных лент во-первых не одинаковы, а во-вторых они еще и непостоянны во времени. Так что о синхронизме говорить сложно, скорее о плезиохронизме (плезио – как бы). Как говаривал Петачок (из мультфильма) – «А что же делать?». Выход был предложен такой – скорость движения грузчика должна быть заведомо больше максимальной скорости транспортерных лент, с учетом любых возможных их изменений. Естественно, что какое-то незначительное время вы станете работать в холостую, поэтому, чтобы вы не бегали перекуривать (т.е. не выходили из синхронизма) вам подбрасывают пустые ящики (в терминах PDH это назвается выравниванием скоростей методом вставки битов). Но эти пустые ящики надо как-то маркировать, чтобы принимающая сторона смогла бы их оперативно идентифицировать и, соответственно, игнорировать. Применительно к потокам PDH информация о битах заполнения прописывается в самом макрокадре потока (в строго определенных местах, тайм-слотах). В этом кроется принципиальный недостаток схемы мультиплексирования PDH – информация о выравнивании скоростей составляющих частей потока находится в самом потоке. Так как изменение скоростей – дело случайное, то количество и положение битов вставки для каждого макрокадра потока разное! Если бы все ограничилось только потоком T1, то это можно было и не замечать. Но когда мультиплексируются потоки T1 в поток T2, а потоки T2 в свою очередь объединяются в поток Т3 и так далее – на каждом уровне иерархии происходит выравнивание скоростей и появляется информация о битах выравнивания. Когда же вам надо из потока Т3 выделить один поток DSO, придется разбирать поток Т3 на составляющие, проверять информацию о битах вставки уровня Т3. После проверки необходимо выделить интересующий поток Т2 и проделать туже процедуру проверки, но уже на уровне Т2. Потом уровень Т1 и наконец вы достигните интересующий вас канал DSO. Согласитесь, неприятно каждый раз разбирать 100 мегабитный поток ради выделения канала 64k. А если поток не 100Mbit, а 40Gbit становится совсем грустно. Встает проблема выбора: с одной стороны оборудование PDH не требует жесткой синхронизации всех элементов транспортной сети, и это есть GOOD!, но с другой стороны каждый раз разваливать потоки ради мелочи, не есть GOOD как в технической реализации, так в эстетическом смысле.
Но как всегда в этой Жизни, решение было найдено.

Сергей Хвесин
20.05.2005