Цифровые выделенные линии

Цифровые выделенные линии образуются путем постоянной коммутации в первичных сетях, построенных на базе коммутационной аппаратуры, работающей на принципах разделения канала во времени - TDM. Существуют три поколения технологий цифровых первичных сетей - технология плезиохронной («плезио» означает «почти», то есть почти синхронной) цифровой иерархии PDH (Plesiochronic Digital Hierarchy) и более поздняя технология - синхронная цифровая иерархия SDH (Synchronous Digital Hierarchy). В Америке технологии SDH соответствует стандарт SONET. Технология уплотненного волнового мультиплексирования DWDM (Dense Wave Division Multiplexing).

Первичные сети предназначены для создания коммутируемой инфраструктуры, с помощью которой можно быстро и гибко организовать постоянный канал с двухточечной топологией между двумя пользовательскими устройствами. В первичных сетях используется техника коммутации каналов.

Технология плезиохронной цифровой иерархии

Технология была разработана в конце 60-х годов компанией AT&T для связи крупных предприятий.

Для развития технологии был разработан мультиплексор Т-1, который позволял в цифровом виде мультиплексировать, передавать и коммутировать голосовой трафик 24 абонентов. Мультиплексоры оцифровывали голос с частотой 8000 Гц и кодировали методом импульсно-кодовой модуляции. В результате каждый абонентский канал образовывал цифровой поток со скоростью в 64 Кбит/с, а объединение 24 каналов давало скорость в 1,544 Мбит/с.

При объединении 4 каналов типа Т-1 получается канал следующего уровня Т-2 со скоростью 6,312 Мбит/с. Канал Т-3 состоит из семи каналов Т-2 и скорость 44,736 Мбит/с. Канал Т-4 объединяет 6 каналов Т-3, в результате получается скорость 274,176 Мбит/с. Эта технология называется системой Т-каналов.

После стандартизации американским институтом ANSI и международным комитетом CCITT, появились различия в системе каналов. В США, Канаде, Япония используется система Е каналов. Канал Е-1 состоит из 30 абонентских каналов и имеет скорость 2,048 Мбит/с. Каналы Е-2, Е-3, Е-4 состоят из 4 каналов предыдущего и имеют скорости 8,488 Мбит/с, 34,368 Мбит/с, 139,264 Мбит/с.

Мультиплексоры передают кадры 24-х абонентов последовательно по одному байту каждого абонента, а после 24 байт вставляется один бит синхронизации. Мультиплексоры и коммутаторы работают на централизованной тактовой частоте, распределяемой из одной точки всей сети. Суммарная скорость пользовательских каналов составляет 24х64 = 1,536 Мбит/с, а еще 8 Кбит/с добавляют биты синхронизации, итого получается 1,544 Мбит/с. При передачи голоса, с помощью этого бита, передается служебная информация, переносящая номер вызываемого абонента и др. сведения, необходимые для установления соединения между абонентами сети. Протокол обеспечивающий такое соединение, называется в телефонии сигнальным протоколом. Техника использования восьмого бита для служебных целей получила название «кражи» бита.

При передачи компьютерных данных канал Т-1 предоставляет для пользовательских данных только 23 канала, а 24-й канал отводится для служебных целей, и в основном используется для восстановления искаженных кадров, при этом восьмой бит не крадется.

При одновременной передаче голосовых и компьютерных данных передаются со скоростью 56 Кбит/с.

В американской технологии для служебных целей используется 2 байта из 32, нулевой (для целей синхронизации приемника и передатчика) и шестнадцатый (в нем содержится служебная сигнальная информация).

Физический уровень технологии PDH поддерживает витую пару, коаксиальный кабель, и оптоволоконный кабель.

Для усиления сигнала на линиях Т-1 через каждые 1800 м устанавливают регенераторы и аппаратуру контроля линии.

Недостатками данной технологии является сложность и неэффективность операций мультиплексирования и демультиплексирования пользовательских данных. Сложные взаимоотношения коммутаторов усложняют работу сети, требуют ее тонкого ручного конфигурирования.

В технологии PDH не предусмотрены встроенные средства обеспечения отказоустойчивости и администрирования сети.