Иерархия цифровых каналов. Процедура стаффинга. Первичный групповой сигнал Е1

3.2.4 Иерархия цифровых каналов

Основой иерархии цифровых каналов ISDN является канал ИКМ для речевого сигнала с полосой 3,1 кГц при частоте дискретизации 8кГц и разрядностью кодового слова 8, обеспечивающий скорость передачи 64 кбит/с. В США и Японии используется неравномерная ИКМ с μ-законом компандирования, а в Европе – с А-законом. В соответствии с рекомендацией МККТТ G.133 возможен переход от  к  А-закону компандирования. Для улучшения разборчивости и верности восприятия речи в ISDN вводится новая телефонная служба с полосой 7 кГц, реализованная с помощью адаптивной дифференциальной ИКМ (АДИКМ) с частотой дискретизации 16 кГц и разрядностью кодового слова 4, что требует скорость передачи 64 кбит/с (рекомендация G.722). Для обычных телефонных сигналов с полосой от 0,3 до 3,4 кГц могут использоваться скорости передачи 32, 16, 8 кбит/с. Кодеки со скоростью 8 и 16 кбит/с используются в сетях подвижной связи. При этом применяются непрозрачные типы соединений ИКМ-АДИКМ, ИКМ-ДМ (рекомендация  G.6.821).

В рекомендации МККТТ G.702 приведена структура европейской иерархии цифровых каналов (табл. 3.2).

Таблица 3.2

Европейская иерархия цифровых каналов

Уровень иерархии	1	2	3	4
Скорость, кбит/с	2048	8448	34368	139264
Число каналов	30	120	480	1920
Среда	Симметрич- ный кабель ВОЛС	Коаксиаль-ный кабель ВОЛС, РРЛ	Коаксиаль-ный кабель ВОЛС, РРЛ	Коаксиаль-ный кабель ВОЛС, РРЛ
Рекомендация	G.952,G.956	G.954,G.956	G.954,G.956	G.954,G.956

Структура первого канала ИКМ была разработана компанией АТТ в 1962 году на 24 сигнала с семи разрядным кодированием и восьмым символом для сигнализации. При этом на 24×(7+1) символов вводился еще один символ синхронизации, что обеспечивало скорость передачи   [(24×8)+1]×8000  (1/с)= =1544 кбит/с (канал передачи Т1) (рис. 3.12).

В каналах Т1 нельзя передавать длинные последовательности нулей, в  этом случае 5 искусственно для неречевых сообщений в каждый октет вводится единица в восьмой символ. При передаче речевых сигналов октеты из одних нулей не применяются. Символы внутри 24-го канала необходимы для различения циклов и сверхциклов, а также для извещения об аварии и передачи проверочных символов (система CRC-6).

Рис. 3.12. Первичный групповой сигнал Т1

В Европе используется система с тридцатью телефонными каналами (Е1), а сигнализация полностью отделена от передачи речи.

Рис.3.13.  Первичный групповой сигнал Е1

Канальные интервалы с 1-го по 15-тый с 17-го по 31-ый предназначены для телефонных сигналов, 16-ый канал − для канальной сигнализации (ОКС−7), а 0-вой канал для цикловой синхронизации и извещении об аварии (система     CRC-4, П − первичный символ, А − символ аварии, Р − резерв ).

В США на более высоких уровнях иерархии используется группообразование цифровых каналов с коэффициентами 3, 4, 5, 7, а в Европе − 4 на каждом уровне, т. е. всегда объединяются четыре сигнала предыдущего уровня.

Реализуются эти уровни с помощью цифровых систем передачи (ЦСП) − ИКМ-30, ИКМ-120 и т. д., на основе плезиохронной цифровой иерархии (ПЦИ, PDH). При временном группообразовании скорость объединяемых цифровых потоков незначительно отличаются друг от друга на различных станциях сети. Для согласования скоростей цифровых потоков применяются специальные меры перед объединением в поток более высокой ступени иерархии, эта процедура называется стаффингом. Для группообразования обычно используется согласование скоростей потоков на выходе УК с двухсторонними вставками, а в ФРГ – только с положительными вставками (рекомендации МККТТ G.753, G.754).

Например, входной сигнал записывается в буферную память УК на своей собственной частоте, а считывание сигнала производится