Выбор ряда скоростей $ТМ-N иерархии SDH, то есть
дальнейшее стандартное наращивание скоростей передачи, первоначально
предполагалось осуществлять по формально соответствующей схеме SONET, используя
фактически скорости кратные STM-1, с коэффициентами кратности 1, 4, 8, 12, 16.
Два уровня SDH иерархии $ТМ-1 = 155.52 Мбит/с и STM-4 = 622.08 Мбит/с были
зафиксированы в 1988г. в стандарте CCITT Rec. G.707 [16, версия
Мультиплексирование STM-1 в STM-N может осуществляться как каскадно: 4, 4х4 -+ 16, 4х16 — ~ 64, 4х64 ~ 256, так и непосредственно по схеме N:1 — ~ N, где N = 4, 16, 64, 256. При этом для схемы непосредственного мультиплексирования используется чередование байтов.
Например, если шестнадцать STM-1 каналов (О, 1, 2, ... 13, 14, 15 или в шестнадцатеричном исчислении О, 1, 2, ... D, Е, F) на входе мультиплексора STM-16 генерируют шестнадцать байт- последовательностей: то в результате мультиплексирования на выходе STM-16 формируется байт-последовательность: Фактически так просто удается мультиплексировать только тогда, когда все $ТМ-1 имеют одинаковую структуру полезной нагрузки, если нет, то нужно, чтобы соблюдались некоторые правила бесконфликтной взаимосвязи. В стандарте G.708 (версия 1988г.) требовалось, чтобы все STM-1 принадлежали к одной из трех категорий:
1 - AU-3 (разного типа), несущие С-3 в качестве полезной нагрузки;
2- AU-п (разного типа), но несущие тот же тип TUG-2 в качестве полезной нагрузки; 3- Различные типы TUG-2 в качестве полезной нагрузки.
В том же стандарте последней версии (1993г.) в связи с различиями схем мультиплексирования ETSI и SONET/SDH (рис. 2-4, 2-5) правила бесконфликтной взаимосвязи STM-N последовательностей еще более ужесточаются, а именно:
— при мультиплексировании последовательностей, содержащих AUG, которые базируются на разных AU-n (AU-4 или AU-З), предпочтение отдается схемам, использующим AU-4. Те же схемы, что используют AU-3 должны быть демультиплексированы до уровня TUG-2 или ЧС-3 (в зависимости от полезной нагрузки) и повторно мультиплексированы по схеме: TUG-3 VC-4 — AU-4;
— при мультиплексировании последовательностей, содержащих VC-11, которые используют различные TU-n (TU-11 или TU-12), предпочтение отдается схемам, использующим TU-11.
Если при формировании модуля STM-N используется каскадное мультиплексирование, то оно осуществляется по схеме чередования групп байтов, причем число байтов в группе равно кратности мультиплексирования предыдущего каскада. Например, если формирование STM-16 происходит по двухкаскадной схеме 4xSTM-1 — э STM-4, 4xSTM-4 ~ STM-16, то первый каскад использует мультиплексирование по байтам, а второй - по группам, состоящим из четырех байтов. Если предположить, что на вход каждого из четырех STM-4, питающих $ТМ-16, поступают последовательности (b; ) (здесь подстрочные индексы i=0,1,2,3 - номера входов, а надстрочные индексы j=1,2,3,4 - номера мультиплексоров $ТМ-4), то процесс формирования осуществляется следующим образом:
Ясно, что если формирование STM-64 происходит по трехкаскадной схеме 4х$ТМ-1 — STM-4, 4x$TM-4 + STM-16, 4х$ТМ-16 - STM-64, то первый каскад использует мультиплексирование по бай- там, второй - по группам, состоящим из четырех байтов, а третий по группам из 16 байтов.
2.2.8.
Структура фреймов STM-N
Все варианты мультиплексирования, с которыми мы ознакомились, сводились к формированию физического модуля STM-1, а затем STM-N. Рассмотрим логическую структуру модуля STM-1, представленную в виде фрейма STM-1 с его заголовками. Структура фрейма модуля STM-1 приведена на рис.2-11. Фрейм для удобства рассмотрения обычно представляется в виде двумерной структуры (матрицы), формат которой: 9 строк на 270 однобайтных столбцов. Структуру можно развернуть в виде одномерной (повторяющейся с частотой выборки 8000 Гц) цифровой последовательности, или кадра, длиной 2430 байтов (9*270=2430). Такая развертка (соответствующая отображению матрицы на одномерный массив) осуществляется построчно (в соответствии со схемой мультиплексирования). Фрейм состоит из трех групп полей: поля секционных заголовков SOH формата Зх9 и 5х9 байтов, поля указателя AU-4 формата 1х9 байтов и поля полезной нагрузки формата 9х261 байтов.
Согласно рис.2-4 и рис.2-5 существует единственная возможность фиксированного отображения группы административных блоков AUG на общее поле, составленное из поля указателя AU-n (AU-п PTR - строка размером 1х9) и поля полезной нагрузки (9х261). Для фрейма STM-1 существует два возможности отображения на то же общее поле административных блоков AU-п (а значит и виртуальных контейнеров VC-n), а именно: отображение одного AU-4 (рис. 2-11) или трех AU-З, мультиплексированных по схеме байт интерливинга (рис.2-12). При этом строка указателей AU-n PTR содержит либо AU-4 PTR для блока AU-4, либо три AU-3 PTR для AU-З.
Фаза контейнеров ЧС-п не фиксирована, так как указатели AU-п (п=3,4) задают положение первых байтов контейнеров VC-n по отношению к их (указателей) фиксированным позициям, что позволяет виртуальным контейнерам VC-n "плавать" внутри AU-n и компенсировать не только разности фаз VC и SOH, но и разности скоростей составляющих их фреймов (по 3 байта зарезервированы для положительного и отрицательного выравнивания).
Блок AU-4 имеет полезную нагрузку 9х261 байтов и служит для переноса одного виртуального контейнера VC-4, имеющего свой маршрутный заголовок РОН (левый столбец размером 9 байтов). Основное назначение POH - обеспечить целостность связи на маршруте от точки сборки виртуального контейнера до точки его разборки.
Первые 6 байтов заголовка имеют следующее назначение:
— байт J1 используется в рамках формируемого в национальной сети 16-байтного кадра для передачи маркера начала фрейма (байт 1) и идентификатора точки маршрутного доступа (байты 2-16), представленного строкой АSСII- символов в формате, соответствующем рекомендации ITU-T Е.164 [139] и используемого для того, чтобы принимающий терминал получал постоянное подтверждение о связи с определенным передатчиком (в международных сетях используется 64-байтная строка, в которую и преобразуется 16-байтная "национальная" строка);
— байт ВЗ - В)р-8 код, контролирующий ошибки четности в предыдущем контейнере;
— байт С2 - указатель типа полезной нагрузки контейнера, например, TUG, С-З, фиксированный TU, АТМ, MAN, FDDI и др. [17];
— байт G1 - состояние маршрута, дает информацию обратной связи от терминальной к исходной точке формирования маршрута (например, о наличии ошибок или сбоев на удаленном конце РЕВЕ, FERF);
— F2, 23 - байты, которые могут быть
задействованы пользователем данного маршрута для организации канала связи;
— Н4 - обобщенный индикатор положения нагрузки, используется при организации мультифреймов, например, указывает на номер фрейма ЧС-1,2 в мультифреймах TU-1,2; — байт 24 - зарезервирован для возможного развития системы;
— байт 25 - байт оператора сети, зарезервирован для целей администрирования сети.
Полезной нагрузкой ЧС-4 может быть либо один контейнер Ч-4 (формата 9х260 байтов), либо- три TUG-3 (формата 9х86 байтов), мультиплексированные по схеме на рис. 2-13.
Группы TUG-З, в свою очередь, могут быть сформированы из семи групп TUG-2, как это показано на рис.2-8, либо одного виртуального контейнера VC-З, имеющего формат 9х85 байтов и точно вписывающегося в поле полезной нагрузки (рис.2-14). Структура заголовка ЧС-3 POH такая же, как и у ЧС-4 РОН.
Первый столбец группы TUG-3 состоит из указателей Н1, Н2, НЗ (по 1 байту) и фиксирован го наполнителя FS (6 байтов).
Мы описали только основные структуры фреймов и варианты их мультиплексирования (вложения), более подробно см. рекомендацию G.709.