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:: Redes Digitais Plesiócronas

José Mauricio Santos Pinheiro em 21/12/2004

 

Normalmente, a capacidade dos meios de comunicação é bastante superior às necessidades de transmissão de cada fonte de informação individual. Entretanto, quando são necessários vários canais para estabelecer a comunicação entre dois pontos, uma economia significativa pode ser conseguida enviando-se todas as informações através de um meio de transmissão único que utilize uma técnica de multiplexação dos sinais.

Multiplexação

A multiplexação é a transmissão de vários sinais usando uma única linha de comunicação ou canal, e pode se dar no domínio do tempo (TDM), do espaço (SDM) ou da freqüência (FDM). Por exemplo, nos sistemas telefônicos modernos, os 32 sinais de 64Kbps são reunidos em um único canal de 2048Kbps (2Mbps) com o uso de multiplexadores. Com a utilização desta técnica é possível transmitir simultaneamente 32 conversas telefônicas em um único meio de comunicação. É óbvio que novas multiplexações podem ser realizadas, juntando-se vários sinais de 2Mbps em um novo sinal multiplexado de freqüência ainda maior. Desta maneira pode haver vários níveis de multiplexação e demultiplexação.

Um fator imprescindível para que a comunicação seja possível é que os sinais sejam enviados sem nenhum erro e uma hierarquia de multiplexação como a telefônica possui alguns problemas de sincronismo nos multiplexadores que podem dificultar ou mesmo inviabilizar a transmissão das informações.

Hierarquia PDH

A solução encontrada para solucionar os problemas de transporte nas redes de telefonia, ou seja, a falta de sincronismo dos sinais de entrada do multiplexador, foi usar a multiplexação plesiócrona. A palavra plesiócrona vem do grego: PLESÍOS (QUASE) + KRONOS (TEMPO). Uma tradução para plesiócrona poderia ser quase síncrona. A multiplexação plesiócrona é realizada por multiplexador plesiócrono.

No PDH cada canal multiplexado opera de forma plesiócrona, ou seja, com um relógio que não é sincronizado com os relógios dos outros canais apesar de ser nominalmente idêntico. Como na hierarquia do sistema telefônico existem vários níveis de multiplexação, todo o conjunto de multiplexadores plesíocronos recebe o nome de hierarquia digital plesiócrona, abreviado para PDH (do inglês Plesiochronous Digital Hierarchy).

As redes digitais que utilizam a Hierarquia Digital Plesiócrona surgiram na área de telecomunicações para atender os sistemas de telefonia onde sinais de alto nível são obtidos de múltiplos sinais de baixo nível adicionados a "bits de enchimento" visando compatibilizar as diferentes velocidades de transmissão.

O PDH constitui-se na hierarquia digital mais simples de ser implementada, existindo dois padrões principais para sua implementação, o europeu e o americano/japonês, ambos formados pela multiplexação síncrona de uma seqüência de 32 canais de 64Kbps, diferindo-se apenas pelo número de canais:

Padrão europeu – 32 canais de 64Kbps e 2048Kbps de velocidade primária;

Padrão americano – 24 canais de 64Kbps e 2048Kbps de velocidade primária.

Para ambos, há a necessidade da correta sincronização dos extremos da rede para a correta multiplexação / demultiplexação dos sinais, de forma a garantir a integridade da informação transmitida.

Nas tabelas seguintes estão representadas as velocidades empregadas nos sistemas de transmissão dos EUA e Japão e aquelas normalizadas pelo ITU-T (International Telecommunication Union), através da recomendação G.702 para a Europa:

Figura 1 - Padrões PDH existentes

As características dos níveis de multiplexação PDH nos sistemas de transmissão europeu, americano e japonês mostram que em cada nível de multiplexação é levado em conta o fato de que os relógios dos tributários, além de serem distintos, não são exatamente iguais, mas quase iguais, dentro de uma certa tolerância, e por isso são chamados sinais plesíocronos.

 Aos relógios de cada tributário deste sistema é permitida uma pequena variação. O multiplexador amostra cada tributário a uma taxa máxima de relógio permitida, e, quando não há nenhum bit no registrador de entrada, porque os bits vêm a uma taxa um pouco menor, é adicionado um bit de enchimento, conhecido como "stuff bit", no fluxo de bits agregado. É claro que existe um mecanismo que sinalizará ao demultiplexador que foi feito um "enchimento" e que este bit deverá ser retirado do fluxo na recepção. 

Limitações da tecnologia

A principal limitação da tecnologia PDH reside no problema de se retirar e inserir canais de menor capacidade. Esse problema de flexibilidade fica mais destacado quando existe a necessidade de, por exemplo, prover o fornecimento de um canal dedicado de 2Mbps para a conexão de uma rede de computadores. Se uma concessionária de serviços de telecomunicações possui próximo a esse cliente equipamento que disponha de um canal de 140Mbps (equivalente ao nível 4 da G.702), para extrair essa capacidade solicitada pelo usuário, deverá ocorrer primeiramente a demultiplexação em canais de 34Mbps e 2Mbps e, na ordem inversa, uma vez inserida a informação da rede do cliente, os sinais devem ser remontados, isto é, multiplexados novamente a fim de alcançarem novamente a taxa de transmissão de 140Mbps.

Fica óbvio que esse problema de retirar e inserir canais não oferece flexibilidade e não permite uma provisão rápida de serviços, além de elevar o custo de cada canal uma vez que se torna grande o número de equipamentos envolvidos no processo.

Dentre as desvantagens que limitam as aplicações da tecnologia PDH, podemos destacar as mais importantes:

Falta de flexibilidade na retirada/inserção de sinais nos diferentes níveis;

Custos operacionais elevados, o que dificulta o acesso à tecnologia;

Gerenciamento deficiente da rede;

Monitoramento ruim;

Número elevado de equipamentos necessários para operacionalizar a rede;

Dificuldades na integração de novos serviços como videoconferência ou mesmo internet.

Conclusão

Considerando as diferenças entre as hierarquias PDH existentes, fica evidente a dificuldade para interligar estes sistemas em uma rede de comunicação unificada. Este fato, além de outros fatores, contribuíram para a definição de novos sistemas de comunicação digital que suportam altas taxas de transmissão, além de perfeita compatibilidade entre as diversas hierarquias de multiplexação digitais existentes. Também foram fatores decisivos, a necessidade de maior flexibilidade e confiabilidade destes sistemas, além de facilidades de gerenciamento, reconfiguração e supervisão.

José Maurício Santos Pinheiro
Professor Universitário, Projetista e Gestor de Redes, 
membro da BICSI, Aureside e IEC.

Autor dos livros:
 
· Guia Completo de Cabeamento de Redes ·
· Cabeamento Óptico ·
· Infraestrutura Elétrica para Redes de Computadores
·
· Biometria nos Sistemas Computacionais - Você é a Senha ·

E-mail: jm.pinheiro@projetoderedes.com.br

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