Синхронные транспортные модули. Виртуальные контейнеры
Линейные сигналы SDH организованы в так называемые синхронные транспортные модули (Synchronous Transport Module-STM) (табл.).
| Уровень | Модуль | Скорость передачи |
| STM-1 | 155 Мбит/с | |
| STM-4 | 622 Мбит/с | |
| STM-16 | 2,5 Гбит/с | |
| STM-64 | 10 Гбит/с | |
| STM-256 | 40 Гбит/с |
Первый из них (STM-1) соответствует скорости 155 Мбит/с. Каждый последующий имеет скорость в 4 раза большую, чем предыдущий, и образуется побайтным синхронным мультиплексированием.
При использовании радиолиний, когда их пропускная способность недостаточна для STM-1, может применяться субпервичный транспортный модуль STM-RR со скоростью передачи 52 Мбит/с (втрое меньше, чем у STM-1). Однако STM-RR не является уровнем SDH и не может использоваться на интерфейсах сетевых узлов.
В сети SDH используется принцип контейнерных перевозок. Подлежащие транспортированию сигналы предварительно размещаются в стандартных контейнерах (Container-C). Все операции производятся с контейнерами независимо от их содержимого. Благодаря этому и достигается прозрачность сети SDH, т.е. возможность транспортировать различные сигналы PDH, потоки ячеек ATM или какие-либо другие сигналы.
Предусмотрены контейнеры четырех уровней. В контейнерах размещаются потоки PDH (табл.).
| Уровень | Контейнер | Сигнал PDH, Мбит/с |
| С-11 | 1,5 (DS1) | |
| С-12 | 2 (E1) | |
| С-2 | 6 и 8 | |
| С-3 | 34 и 45 | |
| С-4 |
Важной особенностью сети SDH является ее деление на три функциональных слоя, которые подразделяются на подслои (табл.).
| Слои | Подслои |
| Каналы | — |
| Тракты | Низшего порядка. Высшего порядка |
| Среда передачи | Секции мультиплексные. Секции регенерационные. Физическая среда |
Каждый слой обслуживает вышележащий слой и имеет определенные точки доступа. Слои имеют собственные средства контроля и управления, что упрощает операции по ликвидации последствий отказов и снижает их влияние на вышележащие слои. Независимость слоев позволяет внедрять, модернизировать или заменять их, не затрагивая другие слои.
Самый верхний слой образует сеть каналов, обслуживающих конечных пользователей. Группы каналов объединяются в групповые тракты различных порядков (средний слой). Групповые тракты организуются в линейные тракты, относящиеся к нижнему слою среды передачи. Он подразделяется на секции (мультиплексные и регенерационные) и физическую среду (рис.).
Рис. Структура, иллюстрирующая слои SDH
Общая схема преобразований SDH изображена на рис. ниже. Ее сложность обусловлена тем, что она фактически объединяет две схемы: европейскую и американскую (SONET). Если выделить схему, принятую ETSI, то получится более простая и стройная система, представленная на рис. ниже. Именно она предусмотрена «Регламентом СЦИ для сети связи России», который утвержден ГКЭС в качестве технической правовой базы применения SDH на ВСС России.
Рис. Общая схема преобразований SDH
Рис. Европейская схема преобразований SDH
Исходная информационная нагрузка пакуется в контейнеры C соответствующего уровня, представляющие базовые элементы структуры мультиплексирования SDH, соответствующих уровням ПЦИ.
Рассмотрим пример формирования синхронного транспортного модуля N-гo уровня.
Четверичный цифровой поток европейского стандарта E4 со скоростью передачи 140 Мбит/с, что соответствует 2176 байтам на длительности цикла Tц = 125 мкс, путем добавления выравнивающих байт преобразуется в контейнер уровня С-4; третичный цифровой поток ЕЗ с числом 537 байт на длительности Tц = 125 мкс путем добавления выравнивающих байт преобразуется в контейнер уровня С-3. Аналогично цифровой поток североамериканского стандарта ПЦИ уровня DS3 со скоростью передачи 45 Мбит/с преобразуется также в контейнер уровня С-3. Первичный цифровой поток Е1 путем добавления выравнивающих бит преобразуется в контейнер типа С-12, а североамериканский DS1 - в контейнер С-11.
Затем контейнеры С-4, С-3, С-12 или С-11 посредством операции размещения преобразуются в виртуальные контейнеры VC соответствующего уровня с периодом 125 или 250 мкс. Виртуальный контейнер VC получается из контейнера С путем добавления в структуру последнего байт трактового заголовка РОН (Path Over Head), обеспечивающего контроль качества тракта и передачу аварийной и эксплуатационной информации. Условно операция размещения заключается в том, что информация, содержащаяся в контейнере С, размещается на определенных позициях виртуального контейнера, чередуясь с битами трактового заголовка.
Для европейского стандарта СЦИ имеют место следующие типы виртуальных контейнеров:
VC-12, содержащий контейнер С-12 и трактовый заголовок-РОН, который путем выравнивания, заключающегося в добавлении байт указателя PTR (PoinTeR - указатель), преобразуется в компонентный блок уровня TU-12 (Tributary Unit - TU);
VC-3 - виртуальный контейнер высшего уровня, содержащий контейнер С-3, трактовый заголовок - РОН, и далее выравниванием и добавлением байт указателя PTR преобразуется в компонентный блок уровня TU-3;
VC-4 - виртуальный контейнер высшего уровня, содержащий контейнер С-4, трактовый заголовок, и путем выравнивания и добавления байт PTR преобразуется в административный блок AU-4 (Administrative Unit - AU).
Соответствующим мультиплексированием с коэффициентами мультиплексирования равными 3, 7 и 1, формируются группы компонентных блоков TUG (Tributary Unit Group) второго TUG-2 и третьего (высшего) TUG-3 уровней.
Как следует из рис., виртуальный контейнер VC-4 формируется либо на основе контейнера С-4, либо путем мультиплексирования с коэффициентом мультиплексирования, равным 3, из компонентных блоков TUG-3. Виртуальный контейнер VC-4 преобразуется в административный блок AU-4, а последний с помощью мультиплексирования преобразуется в группу административных блоков AUG.
Формирование синхронного транспортного модуля уровня N STM-N осуществляется путем мультиплексирования группы административных блоков с коэффициентом мультиплексирования, равным N порядку STM, и добавлением в его структуру заголовка регенерационной секции RSOH (Regeneration Section Over Head) и заголовка мультиплексной секции MSOH (Multiplex Section Over Head).
Поступающие цифровые потоки размещаются на заданных позициях циклов виртуальных контейнеров. Добавляемые к виртуальным контейнерам при формировании субблоков и административных блоков указатели позволяют динамично компенсировать изменения скорости и фазы нагрузки блоков. Соответствующая процедура названа выравниванием.
Наконец, мультиплексирование позволяет согласовать несколько сигналов трактов низшего порядка с сигналом тракта высшего порядка или несколько сигналов трактов высшего порядка с сигналом мультиплексной секции.
Циклы основных информационных структур SDH принято изображать в виде прямоугольных таблиц. Каждая клетка таблицы соответствует октету. Порядок передачи октетов - слева направо, сверху вниз. Первый октет цикла размещается в левом верхнем углу таблицы, последний - в правом нижнем.