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PDH

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Definizione

Acronimo dell'inglese Plesiochronous Digital Hierarchy (gerarchia digitale plesiocrona), gerarchia di multiplazione di segnali di tipo numerico, nella quale i segnali di temporizzazione, i cronosegnali dei flussi di partenza, flussi tributari, e di quello multiplo, ottenuto dall'aggregazione dei tributari, possono avere frequenze diverse dal valore nominale prefissato entro limiti specificati; tali segnali vengono perciò detti plesiocroni (quasi sincroni).

Telecomunicazioni

Per effettuare la multiplazione è necessario preventivamente rendere tra loro sincroni i tributari inserendo dei bit di riempimento, pulse stuffing, e operando la cosiddetta “giustificazione” per compensare le differenze di frequenza. La strategia di multiplazione PDH è stata applicata alle reti numeriche fin dagli anni Settanta del XX secolo, permettendo di superare i problemi derivanti dall'impossibilità di creare delle reti di sincronizzazione affidabili, benché la struttura del segnale aggregato sia in questo modo divenuta notevolmente complessa. Le gerarchie plesiocrone sono ottimizzate per reti di tipo punto-punto e si adattano con difficoltà a reti commutate, flessibili e riconfigurabili tramite gestione centralizzata come quelle attuali. La scarsa capacità dei canali di controllo e la struttura così complessa della trama rende difficoltose le operazioni di inserimento e di estrazione di un tributario da un flusso aggregato. A partire dalla metà degli anni Ottanta, grazie alla disponibilità di nuove tecnologie (oscillatori ad elevata stabilità, apparati per la distribuzione del segnale di sincronizzazione in maniera affidabile, fibre ottiche), sono state definite delle gerarchie di multiplazione sincrona, in particolare la SDH (Synchronous Digital Hierarchy, gerarchia digitale sincrona), che sostituiscono progressivamente la gerarchia plesiocrona, su cui in ogni modo si basa ancora la maggior parte delle reti telefoniche.

Telefonia

Il segnale dell'utente è limitato nella banda lorda di frequenze compresa tra 0 e 4 KHz, all'interno della quale la voce mantiene inalterate gran parte delle caratteristiche di intelligibilità e riconoscibilità. La trasformazione del segnale in forma numerica prevede l'effettuazione di un campionamento eseguito a una frequenza almeno doppia rispetto alla massima frequenza contenuta nel segnale stesso, per evitare la perdita di contenuto informativo, poiché il segnale d'utente è limitato a 4 KHz, la frequenza Fc utilizzata per il campionamento è pari a 8 KHz, corrispondente a un impulso ogni 125 MS (l'intervallo di campionamento Tc è pari a 1/fc=1/4[KHz]=125 MS). Ogni campione viene successivamente codificato con otto simboli binari (bit) creando un segnale PCM, con frequenza di cifra pari a f0=8[bit]·38[KHz]=64 Kbit/s. Il segnale PCM relativo al singolo canale d'utente costituisce il livello zero della gerarchia numerica ed è comune a tutte le gerarchie plesiocrone; il primo livello e i successivi, invece, differiscono secondo il tipo di gerarchia plesiocrona utilizzata: americana, giapponese o europea. In particolare, quella europea prevede di multiplare in maniera sincrona 32 flussi a 64 Kbit/s per produrre il flusso del primo livello gerarchico, avente frequenza di cifra pari a f1=32.364[Kbit/s]=2048Kbit/s, di solito indicato come flusso a 2 Mbit/s. La multiplazione avviene allocando sequenzialmente i vari byte (pacchetto di 8 bit), rappresentanti la codifica dei singoli campioni relativi ai vari canali, all'interno di una struttura detta trama. In realtà dei 32 canali inseriti nella trama, 30 sono effettivamente dedicati al trasporto di altrettanti canali fonici, mentre gli altri due canali sono dedicati rispettivamente alla segnalazione telefonica e alla gestione della multiplazione stessa. I flussi di ordine gerarchico superiore vengono ottenuti tramite multiplazioni asincrone successive di gruppi di quattro flussi di ordine inferiore: si hanno flussi del secondo ordine a 8,448 Mbit/s, del terzo ordine a 34,368 Mbit/s e del quarto a 139,264 Mbit/s. Per esempio un flusso a 8,448 Mbit/s è ottenuto dalla multiplazione di quattro flussi primari a 2,048 Mbit/s e trasporta 128 (pari a 3234) canali a 64 Kbit/s. Si noti che la frequenza di cifra del flusso di ordine superiore non è semplicemente data dalla somma delle frequenze di cifra dei flussi tributari, ma è leggermente superiore per la necessità di operare la giustificazione, riempiendo i vuoti che si vengono a formare a causa della asincronicità dei flussi tributari (per esempio, un flusso del secondo ordine ha una frequenza di 8,448 Mbit/s superiore a quella ottenuta dai quattro tributari a 2,048 Mbit/s).

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