Объединение цифровых потоков в синхронной цифровой

иерархии

Качественно новым этапом в развитии цифровых систем передачи явилось создание в 1989 г. синхронной цифровой иерархии - СЦИ (или Synchronous Digital Hierarchy - SDH).

Передача информации в СЦИ сочетается с функцией контроля, управле­ния и обслуживания (Operation, Administration and Management - OAM), что достигается введением в состав оборудования систем передачи компьюте­ров и соответствующих интерфейсных, контрольных и исполнительных устройств, имеющих доступ к соответствующим составляющим цифрового потока, элементов сети связи и называется транспортированием. Иными словами, СЦИ представляет набор унифицированных цифровых структур с целью транспортирования по физическим цепям необходимым образом адаптированных стандартных цифровых 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. Для каждого уровня СЦИ стандартизированы скорости передачи группо­вого цифрового сигнала и структуры циклов.

Для первого уровня СЦИ установлена скорость передачи 155,52 Мбит/с. Скорости высших уровней получаются умножением скорости первого уровня на число, соответствующее наименованию уровня. Уровни СЦИ приведены в табл. 3.2.

Для передачи информации с вышеприведенными уровнями скоро­стей в СЦИ используются информационные блоки, называемые синхрон­ными транспортными модулями (Synchronous Transport Module -STM), которые представляют собой блочную циклическую структуру с периодом повторения

Кроме информационной нагрузки, STM несут значительный объем избыточных сигналов, обеспечивающих функционирование ОАМ, и др.

Исходной информационной нагрузкой для STM-N (N - порядок STM, N = 1,4, 16, 64, 256) являются цифровые потоки ПЦИ со скоростями пе

редачи (округленно) 2, 34 и 140 Мбит/с европейского стандарта ПЦИ и 1,5, 6,0 и 45 Мбит/с североамериканского стандарта ПЦИ.

В качестве основного формата в СЦИ принят синхронный транспорт­ный модуль - СТМ (или Synchronous Transport Modul - 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, а также ряд вспомогательных функций.

Структурная схема временного группообразования или мультиплекси­рования для STM-N потоков ПЦИ европейского и североамериканского стандартов приведена на рис. 3.28.

Исходная информационная нагрузка (потоки PDH Е1, ЕЗ и Е4 евро­пейского стандарта и DS1, DS2 и DS3 американского стандарта) пакуется в контейнеры С (Container) соответствующего уровня, представляющие базовые элементы структуры мультиплексирования SDH, соответствую­щие уровням ПЦИ. Рассмотрим пример формирования синхронного транспортного модуля N-ro уровня.

Четверичный цифровой поток европейского стандарта Е4 со скоро­стью передачи 140 Мбит/с, что соответствует 2176 байтам на длительно­сти цикла Т_ц = 125 мкс, путем добавления выравнивающих байт преобра­зуется в контейнер уровня С-4; третичный цифровой поток ЕЗ с числом 537 байт на длительности Т_а = 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 (Virtual Container - 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 указа­
теля PTR (PoinTeR - указатель), преобразуется в компонентный блок
уровня TU-12 (Tributary Unit - TU);

- VC-3 - виртуальный контейнер высшего уровня, содержащий контей­
нер 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 кон­
тейнер С-4 и трактовый заголовок, который путем выравнивания и добав­
ления байт PTR преобразуется в административный блок AU-4 (Adminis­
trative Unit - AU).

Соответствующим мультиплексированием с коэффициентами мульти­плексирования, равными 3, 7 и 1, формируются группы компонентныхблоков TUG (Tributary Unit Group) второго TUG-2 и третьего (высшего) TUG-3 уровней.

Как следует из рис. 3.28, 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.

Процесс формирования синхронного транспортного модуля уровня N, т.е. STM-N (где N=1, 4, 16 и 64) может быть условно представлен формулой:

STM-N = AUG-N + SOH,

где AUG-N - группа административных блоков порядка N; SOH -Section Over Head - секционный заголовок, состоящий из двух частей: заголовка регенерационной секции или RSOH - Regeneration Section Over Head и заголовка мультиплексной секции или MSON - Multiplex Section Over Head. Секцией СЦИ называется комплекс технических средств, предназначенный для передачи нормализованных синхронных транс­портных модулей с соответствующей скоростью передачи. Секция СЦИ начинается (заканчивается) в месте формирования (удаления) заголовков SOH. Секция может быть регенерационной или мультиплексной.

Секционный заголовок - часть цикла STM-N, несущая инфор­мацию цикловой синхронизации, служебной связи, каналов системы об­служивания, каналов пользователя, качества секции и т.п.

Следовательно, заголовок регенерационной секции RSOH переда­ется между регенераторами и выполняет функции цикловой синхрониза­ции, контроля ошибок, указания порядка STM, создания канала передачи данных, служебной связи. Заголовок мультиплексной секции MSOH пере­дается между точками доступа, в которых формируется и расформировыва­ется VC, и выполняет функции контроля ошибок, создания канала управле­ния автоматическим переключением на резерв, передачи данных и служеб­ных связей различного назначения.

Рассмотрим основные этапы формирования синхронного транспортного модуля STM-1 на основе компонентных цифровых потоков плезиохронной цифровой иерархии различных стандартов.