Синхронная цифровая иерархия

Качественно новым этапом в развитии цифровых систем передачи является создание синхронной цифровой иерархии - СЦИ (или Synchronous Digital Hierarchy – SDH).

Технология СЦИ определяется как набор цифровых структур, стандартизированных с целью транспортирования определенных объемов информации, и реализуется как комплексный процесс переноса информации, включая функции контроля и управления.

В этой иерархии объединяются и разъединяются потоки со скоростями 155,52 Мбит/с и выше. Иерархия получила название синхронной цифровой поскольку выбран синхронный способ объе­динения потоков. Системы передачи СЦИ рассчитаны на транспортирование цифровых потоков (сигналов) ПЦИ различных стандартов и уровней, а также широкополосных сигналов, связанных с внедрением новых услуг электросвязи.Как и в ПЦИ, на каждом уровне СЦИ стандартизированы скорости передачи группового сигнала и структуры циклов. МСЭ-Т принял рекомендации по следующим уровням: первый уровень со скоростью передачи 155,52 Мбит/с; четвертый уровень со скоростью передачи 622,08 Мбит/с; шестнадцатый уровень со скоростью передачи 2488,32 Мбит/с. Скорости соответствующих уровней получаются умножением скорости первого уровня на число, соответствующее наименованию уровня.

В качестве основного формата сигнала в СЦИ принят синхронный транспортный модуль – СТМ (или Synchronous Transport Module –STM), имеющий скорость передачи 155,52 Мбит/с и включающий в себя цифровые потоки европейского и североамериканского стандартов ПЦИ. Синхронный транспортный модуль представляет собой блочную циклическую структуру с периодом повторения 125 мкс. Основной модуль STM-1, модули высших уровней STM-4, STM-16, STM-64 и STM-256, кроме основной информационной нагрузки, несут значительный объем избыточных сигналов, обеспечивающих функции контроля, управления и обслуживания и ряд вспомогательных функций.

Упрощенная структура STM-1 представлена на рис.8.5.

Рис.8.5-Структура синхронного транспортного модуля STM-1

Он представляет собой массив данных в виде фрейма (рамки) объемом 9 • 270 = 2430 байт. Кроме полезной нагрузки, он содержит в 4-й строке указатель PTR (P ointer,), определяющий начало записи полезной нагрузки. Для определения маршрута транспортного модуля в левой части рамки записывается секционный заголовок SOH ( S ection O ver H ead). Нижняя часть SOH (после указателя) объемом 5 • 9 = 45 байт называется секционным заголовком мультиплексора ( MSOH) и отвечает за доставку данных к тому мультиплексору, где транспортный модуль будет переформировываться. Верхняя часть SOH (до указателя) объемом 3 • 9 = 27 байт называется секцион­ным заголовком регенератора (RSOH), в котором будут осуществляться исправ­ление ошибок и восстановление потока, "поврежденного" помехами.

Один цикл передачи включает в себя считывание в линию такой прямоугольной таблицы. Порядок передачи байт - слева направо и сверху вниз (как при чтении текста). Продолжительность цикла передачи STM-1 состав­ляет 125 мкс, т.е. он повторяется с частотой 8 кГц. Каждая клеточка соответствует скорости 8 бит • 8 кГц = 64 кбит/с. Следовательно,скорость передачи STM-1 равна 9 • 270 • 64 Кбит/с = 155 520 Кбит/с= 155,52 Мбит/с.

Для создания более мощных цифровых потоков в SDH-системах формируется следующая скоростная иерархия(табл.8.1).

Синхронная цифровая иерархия Таблица8.1

Четыре модуля STM-1 объединяются путем побайтового муль­типлексирования в модуль STM-4, передаваемый со скоростью 622,080 Мбит/с; затем четыре модуля STM-4 объединяются в модуль STM-16 со скоростью передачи 2488,320 Мбит/с; нако­нец четыре модуля STM-16 могут быть объединены в высоко­скоростной модуль STM-64 (9953, 280 Мбит/с).

При формировании модуля STM-16 сна­чала каждые четыре модуля STM-1 с помощью мультиплексоров объединяются в модуль STM-4, затем четыре модуля STM-4 муль­типлексируются в модуль STM-16.