Sdh (синхронная цифровая иерархия) - документ

Вложение виртуальных контейнеров друг в друга

Рис. 4.3.6.4. Вложение виртуального контейнера VC-4 в STM-1

Структура заголовков и указателей позволяет не только размещать меньшие кадры в больших, но и большие — в малых. Но вряд ли это можно рекомендовать.

Рис. 4.3.6.5. VC-4, плавающий в AU-4

VC-4 (см. рис. 4.3.6.5) позволяет реализовать каналы с быстродействием 139.264 Кбит/с. Более высокая скорость обмена может быть достигнута путем соединения нескольких VC-4 вместе. Для более низких скоростей (около 50 Мбит/с) предлагается структура AU-3.

Три VC-3 помещаются в один кадр STM-1, каждый со своим au-указателем. Когда три VC-3 мультиплексируются в один STM-1, их байты чередуются, то есть за байтом первого VC-3 следует байт второго vc-3, а затем третьего. Чередование байтов (byte interleaving) используется для минимизации задержек при буферизации. Каждый VC-3 имеет свой AU-указатель, что позволяет им произвольно размещаться в пределах кадра STM-1.

Рис. 4.3.6.6. Три VC-3 в STM-1 кадре

Каждому VC-3 при занесении в STM-1 добавляется 2 колонки заполнителей, которые размещаются между 29 и 30, а также между 57 и 58-ой колонками контейнера VC-3. VC, соответствующие низким скоростям, сначала вкладываются в структуры, называемые TU (tributary units — вложенные блоки), и лишь затем в более крупные — VC-3 или VC-4. TU-указатели позволяют VC низкого уровня размещаться независимо друг от друга и от VC высокого уровня.

VC-4 может нести в себе три VC-3 непосредственно, используя TU-3 структуры, аналогичные AU-3. Однако транспортировка VC-1 и VC-2 внутри vc-3 несколько сложнее. Необходим дополнительный шаг для облегчения процесса мультиплексирования VC-1 и VC-2 в структуры более высокого уровня (см. рис. 4.3.6.7).

Рис. 4.3.6.7. Транспортировка VC при низких скоростях с использованием TU-структур

Сравнение PDH и SDH

SONET (стандарт ANSI, предназначенный для замены NADH — north american digital hierarchy) использует улучшенную PDH — (Plesiochronous Digital Hierarchy — plesios — близкий (греч.)) схему мультиплексирования каналов. В плезиохронной (почти синхронной) иерархии используется мультиплексирование с чередованием бит, а не байт. Мультиплексор формирует из N входных потоков один выходной (сети, где разные часы сфазированы с разными стандартами, но все они привязаны к одной базовой частоте называются плезиохронными). Так как скорости разных каналов могут не совпадать и нет структур, которые могли бы определить позиции битов для каждого из каналов, используется побитовая синхронизация. Здесь мультиплексор сам выравнивает скорости входных потоков путем введения (или изъятия) соответствующего числа бит. Информация о введенных и изъятых битах передается по служебным каналам. Помимо синхронизации на уровне мультиплексора происходит и формирование кадров и мультикадров. Так для канала Т2 (6312кбит/с) длина кадра равна 789 бит при частоте кадров 8 кГц. Мультикадр содержит 12 кадров. Помимо европейской и американской иерархии каналов существует также японская. Каждая из этих иерархий имеет несколько уровней. Сравнение этих иерархий представлено в таблице 4.3.6.1.

Таблица 4.3.6.1. Сравнение европейской и американской иерархии каналов

Уровень иерархии	Скорости передачи для иерархий
Американская 1544 Кбит/c	Европейская 2048 Кбит/c	Японская 1544 Кбит/c
64 (DS0)	64	64
1	1544 (DS1)	2048 (Е1)	1544 (DS1)
2	6312 (DS2)	8448 (Е2)	6312 (DS2)
3	44736 (DS3)	34368 (Е3)	32064 (DSJ3)
4	274176 (Не входит в рекомендации МСЭ-Т)	139264 (Е4)	97728 (DSJ4)

Но добавление выравнивающих бит в PDH делает затруднительным идентификацию и вывод потоков 64 Кбит/с или 2 Мбит/с, замешанных в потоке 140 Мбит/с, без полного демультиплексирования и удаления выравнивающих бит. Если для цифровой телефонии PDH достаточно эффективна, то для передачи данных она оказалась недостаточно гибкой. Именно это обстоятельство определило преимущество систем SONET/SDH. Эти виды иерархических систем позволяют оперировать потоками без необходимости сборки/разборки. Структура кадров позволяет выполнять не только маршрутизацию, но и осуществлять управление сетями любой топологии. Здесь использован чисто синхронный принцип передачи и побайтовое, а не побитовое чередование при мультиплексировании. Первичной скоростью SONET выбрана 50,688 Мбит/с (ОС1). Число уровней иерархии значительно расширено (до 48). Кратность уровней иерархии равна номеру уровня.

CCITT выработал следующие рекомендации на эту тему: G.707, G.708 и G.709. CCITT разработал рекомендации для высокоскоростных каналов H:

H0		384 Кбит/с=464 Кбит/с. 3h0=1,544 Мбит/с
H1	H11	1536 Кбит/с
H12	1920 Кбит/с
h4		~135 Мбит/с
H21		~34 Мбит/с
H22		~55 Мбит/с.

Принцип работы DWDM

Технология DWDM реализует частотное мультиплексирование световых волн

Рисунок 1 иллюстрирует процесс DWDM. На вход DWDM каждый кадр STM синхронной цифровой иерархии SDH назначается для модуляции отдельному лазеру. Каждый лазер излучает сигнал на своей отличной от других длине волны λ (лямбда) в определенном диапазоне. В результате мультиплексирования выходные сигналы лазеров объединяются в одном оптическом волокне.

Рис. 1 Процесс мультиплексирования DWDM

В системах DWDM может быть задействовано до 160 каналов на одном оптическом волокне, что обеспечивает скорости передачи данных для одного волокна до нескольких терабит в секунду. На рис. 2 показаны компоненты участка системы DWDM.

Рис. 2 Участок системы DWDM

На каждом конце участка находится терминальный мультиплексор системы DWDM. Этот мультиплексор обеспечивает распределение кадров синхронной цифровой иерархии SDH (или синхронной оптической сети SONET) по определенным длинам световых волн (λ), используемым для транспортировки. В тракт между терминальными мультиплексорами могут включаться оптические мультиплексоры ввода/вывода OADM (Optical Add/Drop Multiplexer). OADM поддерживает функции ввода/вывода на различных длинах волн. Вдоль участка на расстоянии порядка 150 км расположены оптические усилители. Хотя оптический усилитель восстанавливает мощность сигнала, он не полностью компенсирует (например, из-за распространения волн разной длины с разной скоростью). Поэтому для построения более протяженных участков DWDM между определенным количеством участков с оптическими усилителями (до семи) устанавливаются мультиплексоры DWDM, выполняющие регенерацию сигнала путем её преобразования в электрическую форму и обратно. Технология DWDM в отличие от использования оптических волокон в SDH и Gigabit Ethernet (где световые сигналы всегда преобразуются в электрические перед мультиплексированием и коммутированием) между оптическими усилителями эти операции выполняются также над световыми сигналами.

Рост сетевого трафика вызывает постоянное увеличение спроса на пропускную способность технологии уплотненного волнового мультиплексирования DWDM (Dense Wave Division Multiplexing). DWDM работают на оптических магистралях на терабитных скоростях. По прогнозам к 2020 году скорость передачи по одному волокну в опорных сетях наиболее развитых стран приблизится к 20 Тбит/с.

Сегодня системы такого класса востребованы ОАО «Ростелеком» и другими крупными операторами. Оборудование по данным разработчиков обладает запасом по дальности передачи до 5-6 тысяч км. Показана передача по каналу 100 Гбит/с на 400км без промежуточных усилителей.

В настоящей разработке для десятикратного повышения канальной скорости (с 10 до 100 Гбит/с) и общей емкости системы (с 0,8 до 8 Тбит/с) использовался формат DP-QPSK. В этом формате каждая из двух ортогональных поляризаций (DP) используется для передачи независимых потоков информации. В каждом из этих двух потоков информация передается с использованием 4-уровневой фазовой модуляции (QPSK). В результате скорость увеличивается в 4 раза (передается 4 бита на символ). В работе отмечается, что увеличение канальной емкости позволяет уменьшить число каналов, а это упрощает управление сетью.

Протоколы сетевого управления SONET / SDH

Общая функциональность

Системы управления сетью используются для настройки и мониторинга оборудования SDH и SONET как локально, так и удаленно.

Системы состоят из трех основных частей, которые будут рассмотрены позже более подробно:

Программное обеспечение, работающее на «терминале системы управления сетью», например, на рабочей станции, немом терминале или портативном компьютере, размещенном в АТС / центральном офисе.
Передача данных управления сетью между «терминалом системы управления сетью» и оборудованием SONET / SDH, например, с использованием протоколов TL1 / Q3.
Транспортировка данных управления сетью между оборудованием SDH / SONET с использованием «выделенных встроенных каналов передачи данных» (DCC) в пределах секции и линии.

Таким образом, основные функции сетевого управления включают:

Обеспечение сети и сетевых элементов: Чтобы распределить полосу пропускания по сети, каждый сетевой элемент должен быть настроен. Хотя это можно сделать локально, через специальный интерфейс, обычно это делается через систему управления сетью (находящуюся на более высоком уровне), которая, в свою очередь, работает через сеть управления сетью SONET / SDH.
Обновление программного обеспечения: Обновление программного обеспечения сетевых элементов выполняется в основном через сеть управления SONET / SDH в современном оборудовании.
Управление производительностью: Сетевые элементы имеют очень большой набор стандартов для управления производительностью. Критерии управления производительностью позволяют не только контролировать состояние отдельных сетевых элементов, но и изолировать и идентифицировать большинство сетевых дефектов или сбоев. Высший уровень сетевой мониторинг и управление программное обеспечение позволяют надлежащей фильтрацию и поиск неисправностей в масштабе всей сеть управления производительностью, так что дефекты и простои могут быть быстро выявлены и устранены.

Рассмотрим три части, определенные выше:

Терминал системы управления сетью

Интерфейс Local Craft: Местные «мастера» (инженеры телефонной сети) могут получить доступ к сетевому элементу SDH / SONET на «рабочем порту» и выдавать команды через « немой» терминал или программу эмуляции терминала, работающую на портативном компьютере. Этот интерфейс также может быть подключен к консольному серверу , что обеспечивает удаленное внешнее управление и ведение журнала .

Система управления сетью (находится на более высоком уровне)

Это часто будет состоять из программного обеспечения, работающего на рабочей станции, охватывающего несколько сетевых элементов SDH / SONET.

Протоколы TL1 / Q3

TL1

Оборудование SONET часто управляется протоколом TL1 . TL1 — это телекоммуникационный язык для управления и перенастройки сетевых элементов SONET. Командный язык, используемый сетевым элементом SONET, например TL1, должен передаваться другими протоколами управления, такими как SNMP , CORBA или XML .

3 квартал

SDH в основном управлялся с использованием набора протоколов интерфейса Q3, определенного в рекомендациях ITU Q.811 и Q.812. С конвергенцией SONET и SDH в матрице коммутации и архитектуре сетевых элементов более новые реализации также предлагают TL1.

Большинство сетевых элементов SONET имеют ограниченное количество определенных интерфейсов управления:

TL1 Электрический интерфейс: Электрический интерфейс, часто представляющий собой коаксиальный кабель с сопротивлением 50 Ом , отправляет команды SONET TL1 из локальной сети управления, физически размещенной в центральном офисе, где расположен сетевой элемент SONET. Это для локального управления этим сетевым элементом и, возможно, удаленного управления другими сетевыми элементами SONET.

Выделенные встроенные каналы передачи данных (DCC)

SONET и SDH имеют выделенные каналы передачи данных (DCC) внутри секции и линии для трафика управления. Как правило, используются служебные данные секции ( секция регенератора в SDH). Согласно ITU-T G.7712 для управления используются три режима:

Стек только IP , использование PPP в качестве канала передачи данных
Стек только OSI , использующий LAP-D в качестве канала передачи данных
Двойной стек (IP + OSI) с использованием PPP или LAP-D с функциями туннелирования для связи между стеками.

Для обработки всех возможных каналов и сигналов управления большинство современных сетевых элементов содержат маршрутизатор для сетевых команд и лежащих в основе (данных) протоколов.

Основы DWDM

DWDM считается одной из лучших технологий для увеличения пропускной способности по сравнению с существующей волоконной установкой. Он позволяет создавать несколько «виртуальных волокон» поверх одного физического волокна. Он делает это, передавая различные длины волн (или цвета) света вниз по волокну. DWDM первоначально был принят на вооружение дальними операторами связи, поскольку расходы на усиление, компенсацию дисперсии и регенерацию составляли большую часть стоимости сетевого оборудования в региональных и национальных сетях SONET. DWDM стал все более популярным в сетях метро, когда местные биржевые операторы расширили свои сети. Помимо исчерпания оптоволокна, объем трафика является основным экономическим фактором для развертывания технологии DWDM в сетях метро.

Частоты каналов DWDM

DWDM работает в диапазоне от 1530 до 1565 Нм, так называемом C-диапазоне, который соответствует окну низких потерь оптического волокна. Это диапазон, в котором работает волоконный усилитель (EDFA). Сетка допустимых длин волн/частот работы находится в соответствии с ITU-T, центрированной на частоте 193,1 ТГц или длине волны 1553,3 Нм, и все виды частот, разнесенных на кратные 25 ГГц (=0,2 Нм) вокруг этой центральной частоты. Коммерческие системы могут иметь каналы со скоростью 2,5 Гбит/с, 10 Гбит/с и 40 Гбит/с (причем последние в последнее время становятся коммерческими) в дополнение к комбинациям этих каналов в одной и той же системе. Чем выше скорость передачи битов, тем больше потребности от бюджета мощности, что означает, что лазеры должны иметь лучшие показатели сигнал-шум, расстояние между усилителями должно быть уменьшено, усиление должно быть выше, например, при использовании двух оптических усилителей DWDM последовательно. Обычно 64 канала DWDM со скоростью 10 Гбит/с достигают максимального расстояния около 1500 км при расстоянии между усилителями, близком к 100 км. Системы передачи данных на большие расстояния за пределы 1500 км и до 4500 км также будут коммерчески доступны с использованием передовых и гораздо более дорогих систем.

Применение технологии DWDM

Уровень DWDM не зависит от протокола и скорости передачи данных, что означает, что он может одновременно передавать ATM (асинхронный режим передачи), SONET и/или IP-пакеты. Технология WDM может также использоваться в пассивных оптических сетях (PONs), которые являются сетями доступа, в которых весь транспорт, коммутация и маршрутизация происходят в оптическом режиме. С включением последних устройств 3R (reshape, retime, retransmit), внутренних по отношению к системе DWDM, теперь можно построить схемы, использующие только оборудование DWDM, которые могут охватывать всю страну. В эти устройства встроены новые возможности мониторинга производительности, позволяющие осуществлять техническое обслуживание и ремонт канала связи. При использовании DWDM в качестве метода передачи пропускная способность существующей волоконной установки максимизируется.

Разновидности виртуальных контейнеров

Таблица 4.3.6.2. Виды виртуальных контейнеров

Виртуальный контейнер	Поддерживаемые услуги
VC-11	1.544 Мбит/с североамериканские каналы
VC-12	2.048 Мбит/с европейские каналы
VC-2	6.312 Мбит/с каналы (используются редко). VC-2 могут также объединяться для достижения больших скоростей
VC-3	34.368 Мбит/с и 44.736 Мбит/с каналы
VC-4	139.264 Мбит/с каналы и другие высокоскоростные услуги

В схеме мультиплексирования применены следующие обозначения:

С-n	Контейнер уровня n (n=1,2,3,4);
VC-n	Виртуальный контейнер уровня n (n=1,2,3,4);
TU-n	Трибные блоки уровня n (n=1,2,3);
TUG-n	Группа трибных блоков n (n=2,3);
AU-n	Административные блоки уровня n (n=3,4);
AUG	Группа административных блоков (стандарт G.709).

Контейнеры С-n используются для инкапсуляции сигналов каналов доступа или трибов, при этом уровни n соответствуют уровням PDH. Контейнер С-1 может нести в себе контейнер С-11, который содержит триб Т1=1,54 Мбит/с, и контейнер С-12, несущий триб Е1=2 Мбит/с. Контейнер С-2 разбивается на контейнер С-21, содержащий триб Т2=6 Мбит/с и контейнер С-22 с трибом Е2=8Мбит/с. Контейнер С-3 разбивается на контейнер С-31 (триб Е3=34 Мбит/с) и контейнер С-32 с трибом Т3=45Мбит/с. С-4 не имеет подуровней и несет в себе триб Е4=140 Мбит/с.

Виртуальный контейнер VC-3 делится на два виртуальных контейнера VC-31 и VC-32, полезная нагрузка VC-3 образуется из одного контейнера С-3 или с помощью мультиплексирования нескольких групп TUG-2.

Виртуальный контейнер VC-4 с полезной нагрузкой в виде контейнера С-4 или путем мультиплексирования нескольких групп TUG-2 и TUG-3.

Административный блок AU-3 разбивается на подуровни AU-31 и AU-32, поле данных которых формируется из виртуального контейнера VC-31 или VC-32 соответственно.

Административный блок AU-4 не имеет подуровней, его поле данных формируется из виртуального контейнера VC-4 или комбинаций других блоков: 4*VC-31 или 3*VC-32 или 21*TUG-21 или 16*TUG-22.

Рис. 4.3.6.2 Иерархия мультиплексирования SDH

Функциональная модель SDH

SDH содержит функции, которые могут быть назначены на уровень OSI 1. Функциональные блоки и их уровни обозначаются следующими терминами:

Оптические секции (фотонные) относятся к оптическим сигналам на стеклянных волокнах и преобразованиям оптические в электрические и наоборот.
Секция регенератора относится к секции оптоволокна, которая расположена между регенераторами (REG) или между регенератором и другим элементом сети. Секция регенератора назначена RSOH.
Секция мультиплексора соединяет два мультиплексора (также через несколько регенераторов). Секция мультиплексирования соединяет два оконечных порта STM-N с одинаковой скоростью. MSOH назначается мультиплексной секции.
Путь HO (путь или след высокого порядка) может передаваться через несколько сетевых элементов (например, через ADM, DCS и регенераторы) (без повторной синхронизации). Как сигнал, отображаемый на AU4, он содержит VC4 (или конкатенацию контейнеров VC4, например, для сигналов данных ATM) с сигналом данных полезной нагрузки со скоростью E4 или служит транспортным уровнем для трактов LO. VC4-POH назначается тракту HO. Кроме того, существуют также тракты HO со скоростью VC3, когда они отображаются в AU3.
Тракт LO (тракт или трейл низкого порядка) скоростей VC11, VC12, VC3 упаковываются в VC4 и транспортируют фактические сигналы данных пользователя со скоростями передачи, эквивалентными DS1 к E3. VC11 / 12/3-POH назначается тракту гетеродина.

Эти уровни характеризуются своими собственными функциями OAM (например, мониторинг ошибок передачи, сигнализация, защита), которые функционируют независимо от уровня передачи более высокого уровня. Например, частота ошибок по битам может быть измерена на уровне HO без необходимости прибегать к данным из секций мультиплексирования. Однако в противоположном направлении, если вышележащий уровень выходит из строя, подчиненному уровню назначается сигнал ошибки, т. Е. Если блок мультиплексирования выходит из строя, все содержащиеся в нем тракты HO и LO отбрасываются.

SDH нового поколения

SONET / SDH был создан для оптической передачи голоса и трафика данных с более высокими скоростями передачи. Пользовательские данные из контейнера, таким образом, определяется как будет вниз совместим с скоростями передачи данных от по PDH иерархии. Первоначальная идея заключалась в том, что трафик данных от ИТ-объектов также будет первоначально передаваться электрически с использованием общей скорости передачи данных PDH, такой как 2 Мбит / с ( E1 ), и что затем это будет объединено с другими сигналами PDH в мультиплексоре SDH совокупный оптический сигнал SDH мультиплексируется. Этот метод все еще распространен сегодня, но при более высоких скоростях передачи данных неиспользованная часть пропускной способности высока: например, для скорости передачи данных трафика Ethernet 100 Мбит / с требуется сигнал STM-1 со скоростью 155 Мбит / с.

Для эффективной передачи голоса и данных через общую платформу в ITU были определены протокол GFP, виртуальная цепочка (VCAT) и выборочное добавление или удаление емкости (LCAS). Эти расширения стандартной SDH называются SDH следующего поколения.

Общая процедура кадрирования

При использовании протокола GFP (ITU-T G.7041) кадры Ethernet и кадры из других распространенных сетевых технологий (Fibre Channel, ESCON, FICON, GbE, цифровое видео) отображаются в контейнер SDH с использованием сопоставления GFP. Определены два режима: прозрачный GFP (GFP-T) и GFP с отображением кадров (GFP-F).

Виртуальная конкатенация (VCAT)

Однако, поскольку определенные размеры контейнера SDH для передачи пакетов данных не были оптимальными, также было введено «виртуальное объединение» ( ITU-T G.707 ) нескольких контейнеров (VC12, VC3 или VC4). Это приводит к соответственно большей полезной нагрузке. Для Fast Ethernet требуется только два VC3 вместо одного VC4. Преимущество виртуальной конкатенации: отдельные контейнеры транспортируются по сети отдельно, аппаратное обеспечение необходимо адаптировать только к новым функциям на границах сети — в отличие от «непрерывной конкатенации».

Схема регулировки пропускной способности канала (LCAS)

Используя протокол LCAS (ITU-T G.7042), отдельные виртуальные контейнеры могут быть включены или выключены во время работы, так что квазидинамическое изменение транспортной емкости в сети с относительно коротким временем отклика и без вмешательства оператора (например, в случае сбоев в Сеть) возможно. Это означает, что, например, соединения (Ethernet через SDH, …) могут быть разделены на два пути (50/50), так что в случае сбоя одного пути соединение продолжает функционировать, хотя и с уменьшенной / половинной полосой пропускания. Защитная функция с использованием LCAS имеет преимущество перед другими методами, такими как SNCP, в том, что не требуется дополнительной пропускной способности (с SNCP требуется удвоенная пропускная способность — основной и альтернативный пути, каждый с полной целевой скоростью передачи).

Будущее NG-SDH и NG-SONET

GFP и LCAS позволяют SDH экономично передавать пакетные данные без потери полосы пропускания. Однако для защиты каналов SDH требуется 50% пропускной способности, что невыгодно с точки зрения цены. Восстановление с использованием GMPLS позволяет SDH более эффективно использовать высокоскоростные линии (STM16 или STM64). При восстановлении (общая сетка) альтернативный маршрут рассчитывается заранее динамически; несколько маршрутов имеют общий замещающий маршрут. NG-SDH может конкурировать с сетями IP / MPLS и Ethernet в глобальных сетях.

На оптическом испытательном стенде VIOLA в Германии тестируются новейшие технологии оптических сетей, такие как Ason-GMPLS и SDH нового поколения.

Мультисервисные платформы

Сетевые узлы NG-SDH с поддержкой IP, которые используют SDH или WDM в качестве транспортной сети, называются MSPP (мультисервисная платформа) или MSTP (мультисервисная транспортная платформа).

Примеры:

В октябре 2005 года на Всемирном форуме широкополосного доступа в Мадриде была представлена первая многофункциональная платформа, которая сочетает в себе 100% сочетание Ethernet / MPLS, SONET / SDH и WDM / OTN в одном устройстве. Коммутатор транспортных услуг Alcatel-Lucent 1850 больше не делает различий между услугами с коммутацией пакетов (IP) и коммутацией каналов. Он передает данные независимо от службы.

Технологии SDH

Образование групповых трактов высокого порядка. Плезиохронная цифровая иерархия

Известно, что широко распространенная технология мультиплексирования ИКМ-30 (ИКМ — импульсно-кодовая модуляция ) использует принципы образования группового тракта, который позволяет в течение 125 мкс передать информацию 32 каналов (30 пользовательских и 2 служебных). Однако по мере роста потребностей набор типов аппаратуры расширялся, и увеличивались скорости, достигаемые при передаче по физическим каналам. Появились устройства, способные за то же время 125 мкс передавать информацию для 120 каналов (ИКМ —120), 480 (ИКМ — 480), 1920 (ИКМ-1920) и 7680 каналов (ИКМ —7680). В международных документах они имеют следующие обозначения: ИКМ-30 — E1, ИКМ —120 -E2, ИКМ — 480 —E3, ИКМ-1920- E4, ИКМ —7680-E4. Для Северной Америки и Канады принята другая иерархия : 24 канала — DS-1 , 96 каналов — DS-2 , 672 канала — DS-3 , 4032 канала — DS-4 . Для Японии принята следующая иерархия : 24 канала — DS-1 , 96т каналов — DS-2 , 480 канала — DSJ-3, 1440 каналов — DSJ-4.

Эти ряды, перечисляющие возможные иерархии цифровой аппаратуры передачи информации, называются плезиохронной цифровой иерархией ПЦИ (PDH — Plesiochronous Digital Hierarchy).

Ниже в таблице 9.1. приведены основные характеристики систем,входящих в плезиохронную иерархию.Показанные в таблице 9.1 уровни цифровой иерархии имеют следующие названия:

0-й уровень — основной цифровой канал (ОЦК);
1-й уровень — первичный цифровой канал (ПЦК);
2-й уровень — вторичный цифровой канал (ВЦК);
3-й уровень — третичный цифровой канал (ТЦК);
4-й уровень — четвертичный цифровой канал (ЧЦК).

Уровень иерархии	Характеристики систем иерархии
Американские системы	Японские системы	Европейские системы
Скорость Кбитсек	Коэффициент мультиплексирования	Число каналов	Скорость	Коэффициент мультиплексирования	Число каналов	Скорость	Коэффициент мультиплексирования	Число каналов
	64	1	64	1	64	1
1	1544	24	24	1544	24	24	2048	30	30
2	6312	4	96	6312	4	96	8448	4	120
3	44736	7	672	32064	5	480	34368	4	480
4	274116	6	4032	97728	3	1440	13284	4	1920
564992	4	7680

Рассматриваемые системы передачи имели следующие недостатки.

Первый недостаток — многообразие систем передач с различными скоростями требовало согласования систем передач, что в большинстве случаев решалось только переходом к аналоговой форме сигнала и переходу от одной системы передачи к другой. На магистральных международных системах передачи при этом ухудшалось качество передаваемого сигнала. Такое изменение существенно сказывалось на сбыте продукции, поскольку установка различных систем не могла быть поддержана единой телекоммуникационной транспортной сетью.

Другой способ согласования различающихся скоростей — добавление при передаче выравнивающих бит ; при приеме эти биты изымаются. Добавления и изъятия усложняют промежуточный вывод отдельных каналов на транзитных участках. В результате проявляется второй недостаток.

Второй недостаток. После того как цифровые системы начали широко развиваться не только на магистральных направлениях (междугородних и международных), они стали применяться на межстанционных связях, а также для выделения в аренду различным предприятиям, где требуется относительно малое число каналов. Таким образом, выявилось противоречие между выпуском экономически выгодных систем, рассчитанных на большое число каналов, и массовыми потребностями в аренде малого числа каналов.

Третий недостаток плезиохронных систем — небольшое количество служебной информации. Из-за этого становится невозможной маршрутизация транспортных потоков, что существенно снижает способность транспортной сети к поддержанию связи во время отказов отдельных участков.

Для устранения этих недостатков в США разработана и принята система стандартов Синхронной оптической сети — Synchronous Optical Network —( SONET ). Эта система была принята в 1985 году комитетом T1/ X1 ANSI , а в 1988 году она была адаптирована ITU-T ( International Telecommunication Union — Telecommunication) к Европейским стандартам. Также была разработана единая версия синхронной цифровой иерархии — SONET / SDH (Synchronous Digital Hierarchy ) Вначале эта версия предназначалась для применения в оптических сетях, теперь она применяется и при наличии другой широкополосной физической сети.