Лекция 3: Образование групповых трактов высокого порядка. Плезиохронная цифровая иерархия

Административный указатель. Синхронизация кадра полезной нагрузки

Маршрутный заголовок виртуального контейнера рассматривается как начало - первый столбец поля полезной нагрузки. Он не обязательно начинается сразу после поля транспортного заголовка

Даже если он при загрузке был выровнен так, чтобы он начинался на исходящем узле административного блока после транспортного заголовка, по мере продвижения по сети, когда полезная нагрузка передается в транзитном канале отдельно от транспортного заголовка, он теряет свое местоположение. Для сохранения такого выравнивания надо было бы при транзите сохранять полный кадр (транспортный заголовок и полезную нагрузку), что вызвало бы дополнительную задержку и затруднило бы промежуточную модификацию (выделение и вставку полезной нагрузки). Положение поля полезной нагрузки определяется значениями указателей административного блока - . Это , ; они вместе содержат 2 байта и позволяют указать на любой байт полезной нагрузки (значения от до байт). На рис. 3.14 показан принцип использования указателя . Поле полезной нагрузки с маршрутным заголовком находится в произвольном месте контейнера. Штриховой линией показана граница 125 мкс интервала между модулями (начало транспортного заголовка). При этом биты и показывают номер бита, с которого начинается поле полезной нагрузки.

увеличить изображение
Рис. 3.14. принцип использования указателя AU-PTR

В этих условиях большое значение приобретает синхронизация моментов возникновения транспортных заголовков, которое определяется точностью генератора тактовой частоты. В системе предусмотрена процедура подстройки частоты. Она заключается в выравнивании указателей поля полезной нагрузки. Этот процесс совпадает с уже рассмотренным выше процессом согласования скоростей и заключается в дополнении или изъятии бит перед началом маршрутного заголовка виртуального контейнера .

Краткие итоги

• В плезиохронную цифровую иерархию входит аппаратура цифровой передачи, имеющая три ряда скоростей: европейская, содержащая ИКМ-30 - E1, ИКМ-120 - E2, ИКМ-480 -E3, ИКМ-1920 - E4, ИКМ-7680 - E4, Североамериканская, которая включает в себя 24 канала DS-1, 96 каналов, DS-2, 672 канала DS-3, 4032 канала DS-4, и Японская, содержащая 24 канала DS-1, 96 каналов, DS-2, 480 канала DSJ-3, 1440 каналов DSJ-4.
• Системы передачи, входящие в плезиохронную цифровую иерархию, имеют следующие недостатки: многообразие систем передач с различными скоростями; противоречие между выпуском экономически выгодных систем, рассчитанных на большое число каналов, и массовыми потребностями на аренду малого числа каналов; небольшой объем передаваемой служебной информации.
• Для устранения этих недостатков была разработана единая версия синхронной цифровой иерархии - SONET/SDH (Synchronous Digital Hierarchy).
• В системе SONET/SDH определяется три участка передачи и соответственно им - три вида оборудования: секционное (регенераторное) оборудование; линейное (мультиплексное) оборудование; маршрутное оборудование.
• Модули разделаются по уровням, в системе SDH известны следующие уровни: STM-1 (Synchronous Transport Module) - синхронный транспортный модуль первого уровня; STM-4 - синхронный транспортный модуль четвертого уровня; STM-N - синхронный транспортный модуль уровня N, где N = 1, 4, 16, 256.
• Принцип передачи сигналов заключается в том, что каждые 125 мкс передается стандартный транспортный синхронный модуль STM (Synchronous Transport Module).
• Из нескольких циклов, составляющих формат модуля STM-1 (в данном случае это цикл нижнего уровня), может быть составлен мультицикл (сверхцикл), содержащий несколько циклов нижнего уровня. Для объединения нескольких модулей используется конкатенация (сцепление). Каждый из модулей нижнего уровня, входящий в модуль высокого уровня, имеет байты для определения его места как компонента более высокоскоростного канала.
• Формат кадра синхронного транспортного модуля STM-1 содержит 2 заголовка: транспортный и маршрутный. Транспортный заголовок (Section Over Head - SOH) разделяется на секционный заголовок (Regeneration SOH - RSOH), линейный заголовок (заголовок мультиплексной секции, Multiplexer SOH - MSOH).
• Размещение информации в контейнерах и блоках структуры SDH подчиняется схемам, которые предложены международными организациями. В настоящее время имеется только один путь формирования модуля STM-1 из триба E1.
• C-11, C-21, C-31 - контейнеры, позволяющие инкапсулировать цифровые каналы американской иерархии PDH. C-12, C-22, C-32, C-4 - контейнеры, позволяющие инкапсулировать цифровые каналы европейской иерархии PDH.
• Каждому из контейнеров C-n соответствует виртуальный контейнер VC-n. Он состоит из полезной нагрузки (PL - Payload) и маршрутного заголовка (POH - Path Overhead).
• Трибный блок (Tributary Unit - TU) включает в себя несколько виртуальных контейнеров.
• Преобразование последовательности виртуальных контейнеров (VC) в трибный блок TU может проводиться в двух режимах: фиксированном и плавающем.
• При организации трибного блока в плавающем режиме применяется указатель трибного блока - TU-PTR.
• Фиксированный режим (иногда его называют асинхронным) использует механизм вставки битов. Поток битов контейнера C1 непосредственно вставляется в информационные поля.
• Если потоки виртуальных контейнеров имеют различные скорости, то они мультиплексируются с помощью концепции согласование скоростей.
• Группы трибных блоков формируются с помощью трибных блоков нижнего уровня TU-2. Блоки TUG-2 путем мультиплексирования трех блоков TU-12 преобразуются в группу TUG-2, и далее группы блоков TUG-2 - в группу блоков TUG-3.
• Положение поля полезной нагрузки определяется значениями указателей административного блока AU-PTR. Маршрутный заголовок виртуального контейнера VC-4 рассматривается как начало - первый столбец поля полезной нагрузки. Это H1, H2; они вместе содержат 2 байта и позволяют указать на любой байт полезной нагрузки.
• Одно из преимуществ сети SDH заключается в том, что она может передавать мультиплексированные потоки с большим объемом информации без полного демультиплексирования при выделении каналов на транзитных участках.
• Плезиохронные системы использовали выравнивающие биты для выравнивания скоростей. При этом терялась информация, которая указывала на начало каждого трибутарного блока низшего порядка. Поэтому для выделения одного трибутарного блока требовалось полное демультиплексирование всего потока.

Задачи и упражнения

1. Сколько речевых каналов может разместиться в модулях STM-1, STM-4 и STM-16?
2. Для согласования скоростей используется положительная или отрицательная вставка бита в блок полезной нагрузки один бит на 16 кадров. Рассчитайте минимальную и максимальную скорости полезной нагрузки с учетом включения (исключения) в полезную нагрузку этого бита.
3. Определите процент полезной нагрузки в кадре STM -1.