La hiérarchie d'interfaces décrite dans la norme G.703 permet de transmettre un certain nombre de canaux à 64 kbps. Le canal de base à 64 kbps peut servir à transmettre une communication téléphonique non compressée, mais aussi d'autres informations numériques.
Les interfaces G.703 sont présentes dans certains de nos produits, tels que les routeurs G.703 et les convertisseurs G.703.
À propos de G.703, il convient de mentionner également d'autres normes, comme G.704 et G.706. La norme G.703 ne décrit que les paramètres électriques des interfaces (niveaux de tension, forme des impulsions, codage en ligne, etc.). La norme G.704 décrit le découpage du flux en intervalles de temps (timeslots), c'est-à-dire en canaux à 64 kbps. La norme G.706 définit les règles d'obtention de la synchronisation entre deux équipements ainsi que les méthodes de calcul et de transmission de la somme de contrôle CRC4.
Débits
Les normes G.703/G.704 définissent les flux de données suivants :
- 64 kbps
- 1544 kbps (24 canaux de 64 kbps chacun, utilisé aux États-Unis, appelé T1)
- 2048 kbps (30 canaux de 64 kbps chacun, utilisé en Europe, appelé E1)
- 6312 kbps (4 flux de 1544 kbps concaténés, T2)
- 8448 kbps (4 flux de 2048 kbps concaténés, E2)
- 32 064 kbps (5 flux de 6312 kbps chacun, utilisé au Japon)
- 34 368 kbps (4 flux de 8448 kbps chacun, E3)
- 44 736 kbps (7 flux de 6312 kbps chacun, T3)
- 97 728 kbps (3 flux de 32 064 kbps chacun)
- 139 264 kbps (4 flux de 34 368 kbps chacun, E4)
La somme des sous-canaux composants est inférieure au canal complet (par ex. 4 * 2048 kbps = 8192 kbps, et non 8448 kbps) ; le reste du flux sert à la synchronisation ou à la transmission des alarmes et des sommes de contrôle.
Fig. 1 Hiérarchie PDH
La figure ci-dessus montre les relations entre les différents flux. Les débits supérieurs décrits dans d'autres normes y figurent également.
Le terme « plésiochrone » signifie « presque synchrone ». « Presque », car il n'existe pas de synchronisation d'horloge parfaite entre tous les équipements ; de légères différences de fréquence peuvent donc exister entre les liaisons successives. Les techniques de multiplexage utilisées permettent le bit stuffing, c'est-à-dire l'insertion et la suppression de bits supplémentaires qui compensent les différences de débit. Ces bits sont retirés lors du démultiplexage.
Codage des bits
Le schéma de codage de base est l'AMI (Alternate Mark Inversion). Un zéro est codé par un zéro, un un par une impulsion +1 ou -1 d'une durée de 50 % du bit, suivie d'un zéro pendant les 50 % restants.
Pour éviter l'apparition d'une composante continue, les uns sont codés en alternance : d'abord +1, puis -1, et ainsi de suite. Cette règle peut parfois être enfreinte (+1 envoyé après +1, ou -1 après -1) afin d'introduire les autres codages décrits ci-dessous.
Grâce au codage des uns, un tel signal peut servir à synchroniser l'horloge du récepteur. Malheureusement, un flux composé uniquement de zéros ne contient aucune impulsion permettant la synchronisation. De nouveaux schémas de codage ont donc été introduits, dans lesquels les séquences de zéros sont modifiées de manière appropriée :
- B3ZS (HDB2 - High Density Bipolar 2) : chaque séquence de 3 zéros est remplacée par 00V ou B0V, où « B » désigne une impulsion conforme à l'AMI (comme s'il y avait un un à cette position) et « V » une violation de la règle AMI décrite ci-dessus. Le choix entre 00V et B0V est fait de façon à garantir un nombre impair d'impulsions B entre deux impulsions V successives. Autrement dit, les impulsions V successives doivent être de polarité opposée afin d'éviter l'apparition d'une composante continue.
- HDB3 : analogue à HDB2, chaque séquence de 4 zéros est remplacée par 000V ou B00V.
- B6ZS : une séquence de 6 zéros est remplacée par 0VB0VB
- B8ZS : une séquence de 8 zéros est remplacée par 000VB0VB
Le codage HDB3 est utilisé à 2048 kbps, 8448 kbps et 34 368 kbps.
Fig. 2 Codage HDB
Tramage
La méthode de tramage diffère selon le débit ; nous nous concentrerons donc sur le tramage à 2048 kbps, celui utilisé dans les équipements Tahoe.
Une trame se compose de 256 bits numérotés de 1 à 256. Les trames sont émises à une fréquence de 8000 Hz, ce qui donne un débit total de 2048000 bits par seconde. Chaque groupe de 8 bits consécutifs d'une trame forme un intervalle de temps (timeslot). Chaque timeslot occupant 8 bits de chaque trame et les trames étant émises 8000 fois par seconde, un timeslot a un débit de 64 kbps.
Les 8 premiers bits (timeslot 0) servent à la synchronisation. Ces bits prennent des fonctions alternées dans les trames successives :
| Bit : | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Trame contenant le FAS (Frame Alignment Signal) | Si | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| Trame sans FAS | Si | 1 | A | Sa4 | Sa5 | Sa6 | Sa7 | Sa8 |
Si - bit à usage international (par ex. somme de contrôle CRC4)
A - information d'alarme
Sa4-Sa8 - bits de réserve, utilisables à d'autres fins
Outre le timeslot 0 utilisé pour la synchronisation, le timeslot 16 est utilisé pour la signalisation, par ex. pour transmettre l'information d'un appel téléphonique entrant sur l'un des canaux.
La signalisation est envoyée sur 16 trames successives. Dans la première, le 16e timeslot ne contient que des bits de réserve. Dans chacune des trames suivantes, on trouve 4 bits pour deux canaux (soit 8 bits au total, un timeslot entier). Ainsi, 15 trames contiennent la signalisation de l'ensemble des 30 timeslots libres (de 1 à 15 et de 17 à 31).
| Timeslot 16 de la trame 0 | Timeslot 16 de la trame 1 | Timeslot 16 de la trame 2 | ... | Timeslot 16 de la trame 15 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0000xyxx | abcd canal 1 | abcd canal 16 | abcd canal 2 | abcd canal 17 | ... | abcd canal 15 | abcd canal 30 |
- Les numéros de canal désignent les canaux téléphoniques. Les canaux 1 à 30 sont affectés respectivement aux timeslots 1 à 15 et 17 à 31.
- a, b, c et d désignent 4 canaux de signalisation de 500 bps chacun.
- x - bits inutilisés
- y - information d'alarme
CRC4
Le bit Si peut servir à transmettre la somme de contrôle CRC4. Cette somme de contrôle sur quatre bits est transmise dans les bits Si de huit trames successives. Elle est calculée à partir des 2048 bits de données envoyés dans les 8 trames précédentes. Une telle séquence de huit trames est appelée sous-multitrame (SMF). Une SMF sur deux contient des bits supplémentaires servant à signaler les erreurs détectées pendant la transmission. Une séquence de deux SMF forme une multitrame complète.
| Sous- multitrame | Numéro de trame | Bits de la trame | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |||
| M u l t i t r a m e | 1 | C1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | |
| 2 | 0 | 1 | A | Sa4 | Sa5 | Sa6 | Sa7 | Sa8 | ||
| 3 | C2 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||
| I | 4 | 0 | 1 | A | Sa4 | Sa5 | Sa6 | Sa7 | Sa8 | |
| 5 | C3 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||
| 6 | 1 | 1 | A | Sa4 | Sa5 | Sa6 | Sa7 | Sa8 | ||
| 7 | C4 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||
| 8 | 0 | 1 | A | Sa4 | Sa5 | Sa6 | Sa7 | Sa8 | ||
| 9 | C1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||
| 10 | 1 | 1 | A | Sa4 | Sa5 | Sa6 | Sa7 | Sa8 | ||
| 11 | C2 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||
| II | 12 | 1 | 1 | A | Sa4 | Sa5 | Sa6 | Sa7 | Sa8 | |
| 13 | C3 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||
| 14 | E | 1 | A | Sa4 | Sa5 | Sa6 | Sa7 | Sa8 | ||
| 15 | C4 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||
| 16 | E | 1 | A | Sa4 | Sa5 | Sa6 | Sa7 | Sa8 |
C1-C4 - bits de la somme de contrôle CRC4
E - signalisation d'erreur CRC4
Sa4-Sa8 - inutilisés
A - information d'alarme