Кіріспе
Телекоммуникациялық желілерде қолданылатын технология Плезиохронды цифрлық иерархия (PDH) – телекоммуникациялық желілерде оптикалық талшықтар мен микротолқынды радиожүйелер сияқты цифрлық тасымалдау жабдықтары арқылы үлкен көлемде деректерді тасымалдау үшін қолданылатын технология. Плезиохронды термині грек тіліндегі plēsios, яғни "жақын", және chronos, яғни "уақыт" сөздерінен алынған. Ол PDH желілерінде желінің әртүрлі бөліктері толық синхронды емес, бірақ уақыт бойынша жақын жұмыс істейтінін көрсетеді. Арқалық көлік желілері PDH желілерін синхронды цифрлық иерархия (SDH) немесе синхронды оптикалық желі (SONET) жабдықтарымен, мыңжылдықтың басында (2000) аяқталатын он жыл ішінде алмастырды. SDH/SONET жабдықтарының жүзбелі пайдалы жүктемелері PDH желілік технологиясының қатаң уақыт талаптарын жеңілдетті. Солтүстік Америкада 1998 жылы ғана 4,5 миллиард доллар жұмсалды. Бұл әртүрлі дерек ағындары бір-бірінен сәл әртүрлі жылдамдықпен жұмыс істей алады (және, мүмкін, істейді) дегенді білдіреді. Бірнеше дерек ағынын ортақ беру арнасы арқылы бір жерден екінші жерге тасымалдау үшін олар төрттен тұратын топтарда мультиплекстеледі. Төрт дерек ағынының әрқайсысы бірдей жылдамдықпен жұмыс істемейтіндіктен, белгілі бір өтемақы енгізу қажет. Әдетте, мультиплексор 4 кіріс 2,048 Мбит/с дерек ағынынан деректерді алады және әрқайсысын буферлік сақтау арқылы 2,112 Мбит/с ағымға жібереді, әр кадрда бірқатар тұрақты саңылаулар қалдырады. Осылайша, дерек беру жылдамдығы 2,112 Мбит/с х (рамдағы бит саны – саңылаулар саны) / (рамдағы бит саны) болады. Бұл 2,048 Мбит/с + 50ppm-ден сәл артық. Егер қосымша саңылау қосылса, ол 2,048 Мбит/с-тан сәл кішірек болады. Демек, орташа есеппен, кейбір кадрларда саңылау қосып, кейбірінде қоспау арқылы деректерді беру жылдамдығын кіріс жылдамдығына дәл теңдеуге болады. Бұл қосымша саңылау кадрдағы тұрақты жерде орналасқан және "толтырылатын бит" деп аталады. Егер онда деректер болмаса (яғни ол бос орын болса), ол "толтырылған" деп аталады. 4 дерек ағынындағы деректер енді 4 дерек ағынында 2,112 Мбит/с, олар синхронды және оңай мультиплекстелуі мүмкін, сондықтан 1 битті №1 ағынынан, содан кейін 1 битті №2 ағынынан, содан кейін №3 ағынынан, содан кейін №4 ағынынан және т.б. алып, 8,448 Мбит/с бір дерек ағынын беруге болады. Кейбір тұрақты саңылауларда синхронизациялық сөз орналасады, ол әр кадрдың басталуын анықтауға мүмкіндік береді, ал басқаларында әр ағын үшін бақылау биттері бар, олар толтырылатын бит толтырылған ба, жоқ па (яғни деректер бар немесе жоқ) айтады. Бұл процесті демультиплексормен кері қайтаруға болады және 4 дерек ағыны бұрынғыдай бірдей бит жылдамдығымен шығарылады. Уақыт ауытқулары фазалық бұранда арқылы түзетіледі. Бұл схема қажет болған кезде бірден толтырылған бит қосуға мүмкіндік бермейді, өйткені толтырылатын бит кадрдағы белгіленген нүктеде, сондықтан толтырылатын бит уақыт аралығы болғанда күту керек. Бұл күту "күту уақытының дрейфін" тудырады, ол жиілігі жағынан кез келген төмен (яғни нөлге дейін) болуы мүмкін, сондықтан фазалық бұғаттауыштың сүзгілеу әсерімен толық жойыла алмайды. Ең нашар толтырылу коэффициенті 2 кадрдан 1 кадр болады, өйткені бұл теориялық 0,5 бит джиттер береді, сондықтан толтыру коэффициенті теориялық ең аз джиттерді беру үшін мұқият таңдалады. Алайда, практикалық жүйеде, материалды толтыру немесе толтыру туралы нақты шешім енгізу буферінің оқу және жазу мекенжайын салыстыру арқылы қабылдануы мүмкін, сондықтан шешім қабылданған кезде кадрдағы орын өзгереді және сақтаудың ұзындығына байланысты екінші айнымалыны қосады. Бұл процесс кейде "пульсті ақталу" деп аталады, өйткені баспада "ақталу" әр жолдың толық бағана енін алып отыратын бос орындарды қосу болып табылады. Бұл термин "жабдықты толтыру" және "күту уақытының дрейфі – бұл толтыруды күту кезінде пайда болатын дрейф", техникалық жағынан дұрыс болса да, плеоназм сияқты естіледі! Дәл осындай әдістер 4 × 8 Мбит/с, біт толтыру және фреймді сәйкестендіруді біріктіру үшін қолданылады, бұл 34 Мбит/с береді. Төрт × 34 Мбит/с, 140 береді. Төрт есе 140 – 565.
The plesiochronous digital hierarchy (PDH) is a technology used in telecommunications networks to transport large quantities of data over digital transport equipment such as fibre optic and microwave radio systems. The term plesiochronous is derived from Greek plēsios, meaning near, and chronos, time, and refers to the fact that PDH networks run in a state where different parts of the network are nearly, but not quite perfectly, synchronized. Backbone transport networks replaced PDH networks with synchronous digital hierarchy (SDH) or synchronous optical networking (SONET) equipment over the ten years ending around the turn of the millennium (2000), whose floating payloads relaxed the more stringent timing requirements of PDH network technology. The cost in North America was $4.5 billion in 1998 alone,). This means that different data streams can (and probably do) run at slightly different rates from one another. In order to transport multiple data streams from one place to another over a common transmission medium, they are multiplexed in groups of four. Because each of the four data streams is not necessarily running at the same rate, some compensation has to be introduced. Typically the multiplexer takes the data from the 4 incoming 2.048 Mbit/s data streams and feeds each into a 2.112 Mbit/s stream via a buffer store leaving a series of fixed gaps in each frame. The data rate is thus 2.112 Mbit/s x (number of bits in a frame – number of gaps)/(number of bits in a frame)
This is slightly greater than 2.048 Mbit/s + 50ppm. If an extra gap is added, this is slightly smaller than 2.048 Mbit/s – 50ppm. Thus on average the data rate can be made exactly equal to the incoming rate by adding a gap in some frames and not others. This extra gap is in a fixed place in the frame and is referred to as the "stuffable bit". If it does not contain data (i. e. it's a gap) it is "stuffed". The data from the 4 data streams in now contained in 4 data streams of 2.112 Mbit/s which are synchronous and can easily be multiplexed to give a single stream of 8.448 Mbit/s by taking 1 bit from stream #1, followed by 1 bit from stream #2, then #3, then #4 etc. Some of the fixed gaps accommodate a synchronisation word which allows the demultiplexer to identify the start of each frame and others contain control bits for each stream which say whether or not the stuffable bit is stuffed or not (i. e. contains data or not). The process can then be reversed by the demultiplexer and 4 data streams produced with exactly the same bit rate as previous. The timing irregularity is ironed out using a phase locked loop. This scheme does not allow the addition of a stuffed bit as soon as it is required because the stuffable bit is in a fixed point in the frame so it is necessary to wait until the stuffable bit time slot. This wait results in "waiting time jitter" which can be arbitrarily low in frequency (i. e. down to zero) so cannot be entirely eliminated by the filtering effects of the phase lock loop. The worst possible stuffing ratio would be 1 frame in 2 as this gives a theoretical 0.5 bit of jitter so the stuffing ratio is carefully chosen to give theoretical minimum jitter. In a practical system however, the actual decision to stuff or not may be made by comparing the read address and write address of the input buffer store so the position in the frame when the decision is made varies and adds a second variable dependent on the length of the store. The process is sometimes called "pulse justification" because "justification" in printing is adding gaps so that each line takes up a full column width. It is believed that this term was preferred because " stuffing stuffable bits", and "waiting time jitter is the jitter you get while waiting to stuff a stuffable bit", though technically correct, does sound like a pleonasm! Similar techniques are used to combine four × 8 Mbit/s together, plus bit stuffing and frame alignment, giving 34 Mbit/s. Four × 34 Mbit/s, gives 140. Four × 140 gives 565.
Тәуелсіз сағаттар
Телекоммуникациялық желілерде тәуелсіз сағаттар – синхрондау үшін пайдаланылатын, тораптарда орналасқан еркін жұмыс істейтін жоғары дәлдікті сағаттар. Тораптар арасындағы беріліс уақытының өзгеруін өтеу үшін орнатылған өзгермелі сақтау буферлері, берілісті басқаратын тораптық сағаттар арасындағы шағын уақыт (фаза) айырмашылықтарын қабылдауға жеткілікті көлемде жасалады. Буферлерді сақталған деректердің бір бөлігінен немесе барлығынан босату үшін трафик уақыт-уақыт тоқтатылуы мүмкін.