PDH光傳輸設備

PDH光傳輸設備，在數(shù)字通信系統(tǒng)中，傳送的信號都是數(shù)字化的脈沖序列。這些數(shù)字信號流在數(shù)字交換設備之間傳輸時，其速率必須完全保持一致，才能保證信息傳送的準確無誤，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“準同步數(shù)字系列”（Plesiochronous Digital Hierarchy），簡稱PDH；另一種叫“同步數(shù)字系列”（Synchronous Digital Hierarchy），簡稱SDH。

采用準同步數(shù)字系列（PDH）的系統(tǒng)，是在數(shù)字通信網的每個節(jié)點上都分別設置高精度的時鐘，這些時鐘的信號都具有統(tǒng)一的標準速率。盡管每個時鐘的精度都很高，但總還是有一些微小的差別。為了保證通信的質量，要求這些時鐘的差別不能超過規(guī)定的范圍。因此，這種同步方式嚴格來說不是真正的同步，所以叫做“準同步”。

在以往的電信網中，多使用PDH設備。這種系列對傳統(tǒng)的點到點通信有較好的適應性。而隨著數(shù)字通信的迅速發(fā)展，點到點的直接傳輸越來越少，而大部分數(shù)字傳輸都要經過轉接，因而PDH系列便不能適合現(xiàn)代電信業(yè)務開發(fā)的需要，以及現(xiàn)代化電信網管理的需要。SDH就是適應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，傳送的信號都是數(shù)字化的脈沖序列。這些數(shù)字信號流在數(shù)字交換設備之間傳輸時，其速率必須完全保持一致，才能保證信息傳送的準確無誤，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“準同步數(shù)字系列”（Plesiochronous Digital Hierarchy），簡稱PDH；另一種叫“同步數(shù)字體系”（Synchronous Digital Hierarchy），簡稱SDH。

速率不同的低次群分路信號若直接復用成高次群信號會在高次群信號中產生碼元的重疊錯位，使接收端無法正常分接、恢復低次群分路信號。因此，速率不同的低次群分路信號不能直接復用，要在復用之前對各分路信號速率進行統(tǒng)一的調整，使各分路信號速率達到同步。調整方法通常采用正碼速調整法，即在各分路信號中插入一些脈沖，通過控制插入脈沖的多少來調整各分路信號的速率。

PDH歷史

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

PDH復用

我們和親人朋友打電話時，需要把信號傳送到對端的電話機上，一路話音信號是64 kbit/s，如果每次在傳輸線路中只傳一路話音信號那對電信資源來講就是極大的浪費。因此，我們需要把很多話音信號復用到一起變成一個高速率的信號來傳送。PDH就是一種用來傳送高速信號的傳輸制式。

那PDH是如何來將64 kbit/s的話音信號變成高速信號的呢？我們拿個形象的比喻來說明一下它的原理。假設我們要從廠家送一批杯子到商店里去賣，我們肯定不會一次只送一只杯子去，這樣太浪費資源了。我們會把很多的杯子裝在箱子里一次送過去。為了裝卸和運輸?shù)姆奖�，也為了杯子在運輸過程中不被損壞，我們準備好大小不同的4種箱子，由小到大分別標上1、2、3、4號箱。我們先將30只杯子裝在一個1號箱子里，再將四個1號箱子裝到一個2號箱子中。由于2號箱子的體積比四個1號箱子還大一些，為防止1號箱子在2號箱子中滑動，我們給2號箱子里塞一些泡沫作為填充物。同樣，我們再將四個2號箱子裝到一個3號箱子中，四個3號箱子裝到一個4號箱子中，3號箱子和4號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將話音信號變成高速信號的過程叫做復用，其反變換叫做解復用。PDH的復用過程就和裝杯子的過程類似。我們將1號箱對應的PDH信號稱為基群信號，它包含30路話音信號和2路信令信號，因此對應速率為64 kbit/s*32=2048 kbit/s，也就是我們現(xiàn)在還在使用的E1信號。再往上，每4路低次群信號復用成1路高次群信號。我們可以用下表來表示箱子和PDH的對應關系：

我們看一下表中的“速率”一列，會發(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。這是因為在復用過程中為了適配和容納各級支路信號的速率差異插入了一些填充字節(jié)，就好比在2號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。正因為這種復用不是完全同步的，所以被稱為“準同步復用”。

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

PDH三大系列

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

PDH存在問題

• PDH主要是為話音業(yè)務設計，而現(xiàn)代通信的趨勢是寬帶化、智能化和個人化。

• PDH傳輸線路主要是點對點連接，缺乏網絡拓撲的靈活性。

• 存在相互獨立的兩大類、三種地區(qū)性標準（日本、北美、歐洲），難以實現(xiàn)國際互通。

  PDH只有地區(qū)性的電接口規(guī)范，沒有統(tǒng)一的世界性標準。三種地區(qū)性標準的電接口速率等級以及信號的幀結構、復用方式均不相同，這種局面造成了國際互通的困難，不適應通信的發(fā)展趨勢。

• 異步復用，需逐級碼速調整來實現(xiàn)復用/解復用。

  正因為PDH不是同步復用，導致無法從PDH的高速信號中直接分離/插入低速信號。例如，要想從140 Mbit/s的信號中直接分離/插入2 Mbit/s的信號，就需要經過一次一次的復用/解復用。這樣會使信號在復用/解復用過程中帶來損傷，使傳輸性能劣化。在大容量長距離傳輸時，此種缺陷是不能容忍的。

• 缺少統(tǒng)一的標準光接口，無法實現(xiàn)橫向兼容。

  PDH沒有世界性統(tǒng)一的光接口規(guī)范。為了完成設備對光路上的傳輸性能進行監(jiān)控，各廠家各自采用自行開發(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，冗余碼的作用是實現(xiàn)設備對線路傳輸性能的監(jiān)控功能。這使同一等級上光接口的信號速率大于電接口的標準信號速率，不僅增加了光通道的傳輸帶寬要求；而且由于各廠家的設備在進行線路編碼時，在信息碼后加上不同的冗余碼，導致不同廠家同一速率等級的光接口碼型和速率也不一樣，致使不同廠家的設備無法實現(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備，給組網應用、網絡管理及互通帶來困難。

• 網絡管理的通道明顯不足，建立集中式傳輸網管困難。

  PDH信號的幀結構里用于運行管理維護（OAM）的開銷字節(jié)不多，這也就是為什么在設備進行光路上的線路編碼時，要通過增加冗余編碼來完成線路性能監(jiān)控功能。由于PDH信號管理運行維護工作的開銷字節(jié)少，這對完成傳輸網的分層管理、性能監(jiān)控、業(yè)務的實時調度、傳輸帶寬的控制、告警的分析和故障定位是很不利

• 網絡的調度性差，很難實現(xiàn)良好的自愈功能。

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

正因為PDH的這些缺點，在20世紀90年代，PDH逐漸被SDH（同步數(shù)字系列）所取代。