PDH光傳輸設(shè)備

PDH光傳輸設(shè)備，在數(shù)字通信系統(tǒng)中，傳送的信號(hào)都是數(shù)字化的脈沖序列。這些數(shù)字信號(hào)流在數(shù)字交換設(shè)備之間傳輸時(shí)，其速率必須完全保持一致，才能保證信息傳送的準(zhǔn)確無(wú)誤，這就叫做“同步”。

在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，有兩種數(shù)字傳輸系列，一種叫“準(zhǔn)同步數(shù)字系列”（Plesiochronous Digital Hierarchy），簡(jiǎn)稱PDH；另一種叫“同步數(shù)字系列”（Synchronous Digital Hierarchy），簡(jiǎn)稱SDH。

采用準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）的系統(tǒng)，是在數(shù)字通信網(wǎng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上都分別設(shè)置高精度的時(shí)鐘，這些時(shí)鐘的信號(hào)都具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)速率。盡管每個(gè)時(shí)鐘的精度都很高，但總還是有一些微小的差別。為了保證通信的質(zhì)量，要求這些時(shí)鐘的差別不能超過(guò)規(guī)定的范圍。因此，這種同步方式嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不是真正的同步，所以叫做“準(zhǔn)同步”。

在以往的電信網(wǎng)中，多使用PDH設(shè)備。這種系列對(duì)傳統(tǒng)的點(diǎn)到點(diǎn)通信有較好的適應(yīng)性。而隨著數(shù)字通信的迅速發(fā)展，點(diǎn)到點(diǎn)的直接傳輸越來(lái)越少，而大部分?jǐn)?shù)字傳輸都要經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)接，因而PDH系列便不能適合現(xiàn)代電信業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)的需要，以及現(xiàn)代化電信網(wǎng)管理的需要。SDH就是適應(yīng)這種新的需要而出現(xiàn)的傳輸體系。

PDH介紹

在數(shù)字通信系統(tǒng)中，傳送的信號(hào)都是數(shù)字化的脈沖序列。這些數(shù)字信號(hào)流在數(shù)字交換設(shè)備之間傳輸時(shí)，其速率必須完全保持一致，才能保證信息傳送的準(zhǔn)確無(wú)誤，這就叫做“同步”。

PDH同步處理流程圖[6]

在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，有兩種數(shù)字傳輸系列，一種叫“準(zhǔn)同步數(shù)字系列”（Plesiochronous Digital Hierarchy），簡(jiǎn)稱PDH；另一種叫“同步數(shù)字體系”（Synchronous Digital Hierarchy），簡(jiǎn)稱SDH。

速率不同的低次群分路信號(hào)若直接復(fù)用成高次群信號(hào)會(huì)在高次群信號(hào)中產(chǎn)生碼元的重疊錯(cuò)位，使接收端無(wú)法正常分接、恢復(fù)低次群分路信號(hào)。因此，速率不同的低次群分路信號(hào)不能直接復(fù)用，要在復(fù)用之前對(duì)各分路信號(hào)速率進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)整，使各分路信號(hào)速率達(dá)到同步。調(diào)整方法通常采用正碼速調(diào)整法，即在各分路信號(hào)中插入一些脈沖，通過(guò)控制插入脈沖的多少來(lái)調(diào)整各分路信號(hào)的速率。

PDH歷史

PDH是一種早期的通信傳輸制式，主要興盛于20世紀(jì)80年代至90年代初，后隨著SDH的興起而逐漸衰落。

PDH復(fù)用

我們和親人朋友打電話時(shí)，需要把信號(hào)傳送到對(duì)端的電話機(jī)上，一路話音信號(hào)是64 kbit/s，如果每次在傳輸線路中只傳一路話音信號(hào)那對(duì)電信資源來(lái)講就是極大的浪費(fèi)。因此，我們需要把很多話音信號(hào)復(fù)用到一起變成一個(gè)高速率的信號(hào)來(lái)傳送。PDH就是一種用來(lái)傳送高速信號(hào)的傳輸制式。

那PDH是如何來(lái)將64 kbit/s的話音信號(hào)變成高速信號(hào)的呢？我們拿個(gè)形象的比喻來(lái)說(shuō)明一下它的原理。假設(shè)我們要從廠家送一批杯子到商店里去賣(mài)，我們肯定不會(huì)一次只送一只杯子去，這樣太浪費(fèi)資源了。我們會(huì)把很多的杯子裝在箱子里一次送過(guò)去。為了裝卸和運(yùn)輸?shù)姆奖悖�也為了杯子在運(yùn)輸過(guò)程中不被損壞，我們準(zhǔn)備好大小不同的4種箱子，由小到大分別標(biāo)上1、2、3、4號(hào)箱。我們先將30只杯子裝在一個(gè)1號(hào)箱子里，再將四個(gè)1號(hào)箱子裝到一個(gè)2號(hào)箱子中。由于2號(hào)箱子的體積比四個(gè)1號(hào)箱子還大一些，為防止1號(hào)箱子在2號(hào)箱子中滑動(dòng)，我們給2號(hào)箱子里塞一些泡沫作為填充物。同樣，我們?cè)賹⑺膫�(gè)2號(hào)箱子裝到一個(gè)3號(hào)箱子中，四個(gè)3號(hào)箱子裝到一個(gè)4號(hào)箱子中，3號(hào)箱子和4號(hào)箱子中也需要塞一些填充物。最后，我們終于可以安全地把杯子送到目的地了。

PDH將話音信號(hào)變成高速信號(hào)的過(guò)程叫做復(fù)用，其反變換叫做解復(fù)用。PDH的復(fù)用過(guò)程就和裝杯子的過(guò)程類似。我們將1號(hào)箱對(duì)應(yīng)的PDH信號(hào)稱為基群信號(hào)，它包含30路話音信號(hào)和2路信令信號(hào)，因此對(duì)應(yīng)速率為64 kbit/s*32=2048 kbit/s，也就是我們現(xiàn)在還在使用的E1信號(hào)。再往上，每4路低次群信號(hào)復(fù)用成1路高次群信號(hào)。我們可以用下表來(lái)表示箱子和PDH的對(duì)應(yīng)關(guān)系：

我們看一下表中的“速率”一列，會(huì)發(fā)現(xiàn)二次群的速率并不是基群速率的4倍，而是比基群速率的4倍略大一點(diǎn)。這是因?yàn)樵趶?fù)用過(guò)程中為了適配和容納各級(jí)支路信號(hào)的速率差異插入了一些填充字節(jié)，就好比在2號(hào)箱中塞入了填充物一樣。同樣，三次群和四次群的速率也有這種情況。正因?yàn)檫@種復(fù)用不是完全同步的，所以被稱為“準(zhǔn)同步復(fù)用”。

以上我們說(shuō)的這種速率的PDH是我們國(guó)家采用的系列，歐洲也采用這種系列，實(shí)際上，PDH在國(guó)際上有三大系列，另外兩種分別稱為日本北美系列，如下圖所示（為簡(jiǎn)化表示，圖中速率都用簡(jiǎn)稱）。

PDH三大系列

日本和北美使用的基群信號(hào)速率為1.5 Mbit/s，也就是現(xiàn)在還在使用的T1信號(hào)。

PDH存在問(wèn)題

• PDH主要是為話音業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)，而現(xiàn)代通信的趨勢(shì)是寬帶化、智能化和個(gè)人化。

• PDH傳輸線路主要是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，缺乏網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞撵`活性。

• 存在相互獨(dú)立的兩大類、三種地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)（日本、北美、歐洲），難以實(shí)現(xiàn)國(guó)際互通。

  PDH只有地區(qū)性的電接口規(guī)范，沒(méi)有統(tǒng)一的世界性標(biāo)準(zhǔn)。三種地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)的電接口速率等級(jí)以及信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)、復(fù)用方式均不相同，這種局面造成了國(guó)際互通的困難，不適應(yīng)通信的發(fā)展趨勢(shì)。

• 異步復(fù)用，需逐級(jí)碼速調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)用/解復(fù)用。

  正因?yàn)镻DH不是同步復(fù)用，導(dǎo)致無(wú)法從PDH的高速信號(hào)中直接分離/插入低速信號(hào)。例如，要想從140 Mbit/s的信號(hào)中直接分離/插入2 Mbit/s的信號(hào)，就需要經(jīng)過(guò)一次一次的復(fù)用/解復(fù)用。這樣會(huì)使信號(hào)在復(fù)用/解復(fù)用過(guò)程中帶來(lái)?yè)p傷，使傳輸性能劣化。在大容量長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，此種缺陷是不能容忍的。

• 缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)光接口，無(wú)法實(shí)現(xiàn)橫向兼容。

  PDH沒(méi)有世界性統(tǒng)一的光接口規(guī)范。為了完成設(shè)備對(duì)光路上的傳輸性能進(jìn)行監(jiān)控，各廠家各自采用自行開(kāi)發(fā)的線路碼型。典型的例子是mBnB碼。其中mB為信息碼，nB是冗余碼，冗余碼的作用是實(shí)現(xiàn)設(shè)備對(duì)線路傳輸性能的監(jiān)控功能。這使同一等級(jí)上光接口的信號(hào)速率大于電接口的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)速率，不僅增加了光通道的傳輸帶寬要求；而且由于各廠家的設(shè)備在進(jìn)行線路編碼時(shí)，在信息碼后加上不同的冗余碼，導(dǎo)致不同廠家同一速率等級(jí)的光接口碼型和速率也不一樣，致使不同廠家的設(shè)備無(wú)法實(shí)現(xiàn)橫向兼容。這樣在同一傳輸線路兩端必須采用同一廠家的設(shè)備，給組網(wǎng)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)管理及互通帶來(lái)困難。

• 網(wǎng)絡(luò)管理的通道明顯不足，建立集中式傳輸網(wǎng)管困難。

  PDH信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)里用于運(yùn)行管理維護(hù)（OAM）的開(kāi)銷字節(jié)不多，這也就是為什么在設(shè)備進(jìn)行光路上的線路編碼時(shí)，要通過(guò)增加冗余編碼來(lái)完成線路性能監(jiān)控功能。由于PDH信號(hào)管理運(yùn)行維護(hù)工作的開(kāi)銷字節(jié)少，這對(duì)完成傳輸網(wǎng)的分層管理、性能監(jiān)控、業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)調(diào)度、傳輸帶寬的控制、告警的分析和故障定位是很不利

• 網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度性差，很難實(shí)現(xiàn)良好的自愈功能。

  由于PDH沒(méi)有網(wǎng)管功能，更沒(méi)有統(tǒng)一的網(wǎng)管接口，不利于形成統(tǒng)一的電信管理網(wǎng)。

正因?yàn)镻DH的這些缺點(diǎn)，在20世紀(jì)90年代，PDH逐漸被SDH（同步數(shù)字系列）所取代。