Plesiochrone Digitale Hierarchie

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Die Plesiochrone Digitale Hierarchie (PDH) (griech. plesio „fast, beinahe“; chronos „Zeit“) ist eine international standardisierte Technik zum Multiplexen digitaler Datenströme, die über Weitverkehrsstrecken übertragen werden. Die Datenströme müssen annähernd synchron sein; üblich ist eine Abweichung ihrer Taktrate von maximal 50 ppm. Heute wird diese Technik fast nur noch bei Datenübertragungsraten bis zu 45 Mbit/s verwendet. Höhere Datenübertragungsraten werden mit der leistungsfähigeren Multiplextechnik der Synchronen Digitalen Hierarchie (SDH) übertragen. Grundlegender Unterschied von PDH und SDH sind die Verfahren, mit denen die unterschiedlichen Taktraten ausgeglichen werden. Die PDH-Technik arbeitet mit der sogenannten "Stopftechnik", die SDH-Technik mit Pointern.

Die Stopftechnik besteht darin, dass mit Hilfe zusätzlicher Stopf- oder Füllbits, die an genau definierten Stellen im Signal eingefügt beziehungsweise herausgenommen werden, die variierenden Bitraten der Datenströme ausgeglichen werden. Würde das nicht gemacht, könnten Bitslips auftreten, die beim Empfänger zu schwerwiegenden Fehlern wegen der Fehlinterpretation ganzer Bitfolgen führen könnten. Die Stopftechnik hat den Nachteil, dass der Zugriff auf einen Datenstrom der untersten Multiplex-Ebene erst möglich ist, wenn vorher alle höher gemultiplexten Datenströme demultiplext und die Stopfbits entfernt wurden. Dies erfordert aufwändige Hardwarelösungen und somit kostenintensive PDH-Netzwerkkomponenten beziehungsweise auch koppelnde Zwischenstationen, welche unterschiedliche Datenraten ermöglichen. Bei der SDH ist mit Hilfe von Pointern ein direkter Zugriff auf die Datenströme der verschiedenen Multiplex-Ebenen möglich.

Die PDH-Technik lässt sich in Verbindung mit allen üblichen Übertragungstechniken einsetzen, zum Beispiel auf Leitungen (Doppelader, Koaxialkabel, Glasfaserkabel), Richtfunkstrecken oder Satellitenstrecken.

Die Netze der meisten weltweit agierenden Carrier basieren auf PDH- und SDH-Technik. Aufgrund der gestiegenen Bitraten (üblich GBit/s) wurde die PDH-Technik vielfach durch die SDH-Technik ersetzt, sie kommt aber insbesondere in der „letzten Meile“ nach wie vor zum Einsatz. So basiert beispielsweise der ISDN-Primärmultiplexanschluss mit 30 Nutzkanälen auf der Bitrate E1 (2 Mbit/s). Die Bitrate E3 (34 Mbit/s) wird verwendet, um beispielsweise Firmenstandorte über große Entfernungen hinweg zu verbinden, indem man bei einem Carrier eine entsprechende Leitung mietet. Die Bitraten E4 und E5 wurden fast ausschließlich innerhalb großer Carriernetze eingesetzt. Die Bitrate E2 erlangte nur geringe Verbreitung.

In Europa, den USA und Japan wurden verschiedene Standards entwickelt. Deswegen ist bei interkontinentaler Übertragung in PDH-Technik ein „Umpacken“ der gemultiplexten Datenströme erforderlich. Diese Notwendigkeit besteht bei SDH-Technik nicht.

Ebene Europa Nordamerika Japan
Mbit/s ppm Rahmenlänge Rahmendauer Bezeichnung Mbit/s Bezeichnung Mbit/s Bezeichnung
1 2,048 ±50 256 bit 125,0 µs E1, PCM30 1,544 T1 1,544 J1
2 8,448 ±30 848 bit 100,37 µs E2, PCM120 6,312 T2 6,312 J2
3 34,368 ±20 1536 bit 44,6927 µs E3, PCM480 44,736 T3 32,064 J3
4 139,264 ±15 2928 bit 21,024 µs E4, PCM1920 274,176 T4 97,728 J4
5 564,992 ±15 2688 bit 4,7575 µs E5, PCM7680 397,200 J5

Die elektrischen Schnittstellen von Leitungen, die PDH-strukturierten Datenverkehr übertragen, wurden von der ITU-T in der Empfehlung G.703 standardisiert, die Multiplextechnik in G.732, G.742 und G.751.

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