7.2 Синхронная цифровая иерархия

Синхронные транспортные модули. Новая цифровая иерархия была задумана как скоростная информационная автострада для транспортирования цифровых потоков с разными скоростями. В этой иерархии объединяются и разъединяются потоки со скоростями 155,520 Мбит/с и выше. Поскольку способ объединения потоков был выбран синхронный, то данная иерархия получила название синхрон­ной цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy - SDH).

Для транспортирования цифрового потока со скоростью 155 Мбит/с создается синхронный транспортный модуль (Synchronous Transport Module) STM-1. Его упрощенная структура дана на рис. 6.7. Модуль представляет собой фрейм (рамку) 9 • 270 = 2430 байт. Кроме передаваемой информации (называемой в литературе полезной на­грузкой), он содержит в 4-й строке указатель (Pointer, PTR), опреде­ляющий начало записи полезной нагрузки.

Чтобы определить маршрут транспортного модуля, в левой части рамки записывается секционный заголовок (Section Over Head -ЗОН). Нижние 5 • 9 = 45 байтов (после указателя) отвечают за достав­ку информации в то место сети, к тому мультиплексору, где этот транспортный модуль будет переформировываться. Данная часть заголовка так и называется: секционный заголовок мультиплексора (MSOH). Верхние 3 • 9 = 27 байтов (до указателя) представляют собой секционный заголовок регенератора (RSOH), где будут осуществ­ляться восстановление потока, «поврежденного» помехами, и ис­правление ошибок в нем.

Один цикл передачи включает в себя считывание в линию такой прямоугольной таблицы. Порядок передачи байтов - слева направо, сверху вниз (так же, как при чтении текста на странице). Продолжи­тельность цикла передачи STM-1 составляет 125 мкс, т.е. он повторя­ется с частотой 8 кГц. Каждая клеточка соответствует скорости пере­дачи 8 бит • 8 кГц = 64 кбит/с. Значит, если тратить на передачу в линию каждой прямоугольной рамки 125 мкс, то за секунду в линию бу­дет передано 9 • 270 • 64 Кбит/с = 155520 Кбит/с, т.е. 155 Мбит/с.

Для создания более мощных цифровых потоков в SDH-системах формируется следующая скоростная иерархия; 4 модуля STM-1 объединяются путем побайтового мультиплексирования в мо­дуль STM-4, передаваемый со скоростью 622,080 Мбит/с; затем 4 модуля STM-4 объединяются в модуль STM-16 со скоростью пе­редачи 2488,320 Мбит/с; наконец 4 модуля STM-16 могут быть объединены в высокоскоростной модуль STM-64 (9953,280 Мбит/с).

Наиболее близким по скорости к первому уровню иерархии SDH (155,520 Мбит/с) является цифровой поток со скоростью 139,264 Мбит/с, образуемый на выходе аппаратуры плезиохронной цифровой иерархии ИКМ-1920. Его проще всего размес­тить в модуле STM-1. Для этого поступающий цифровой сигнал сначала «упаковывают» в контейнер (т.е. размещают на опреде­ленных позициях его цикла), который обозначается С-4.

Рамка контейнера С-4 содержит 9 строк и 260 однобайтовых столбцов. Добавлением слева еще одного столбца - маршрутного или трактового заголовка (Path Over Head - РОН) - этот контейнер преобразуется в виртуальный контейнер VC-4.

Наконец, чтобы поместить виртуальный контейнер VC-4 в модуль STM-1, его снабжают указателем (PTR), образуя таким образом ад­министративный блок AU-4 (Administrative Unit), а последний поме­щают непосредственно в модуль STM-1 вместе с секционным заго­ловком SOH (рис. 6.9. и рис. 6.7).

Синхронный транспортный модуль STM-1 можно загрузить и плезиохронными потоками со скоростями 2,048 Мбит/с. Такие пото­ки формируются аппаратурой ИКМ-30, они широко распространены в современных сетях. Для первоначальной «упаковки» использует­ся контейнер С12. Цифровой сигнал размещается на определен­ных позициях этого контейнера. Путем добавления маршрутного, или транспортного, заголовка (РОН) образуется виртуальный кон­тейнер VC-12. Виртуальные контейнеры формируются и расфор­мировываются в точках окончаниях трактов.

В модуле STM-1 можно разместить 63 виртуальных контейнера VC-12. При этом поступают следующим образом. Виртуальный кон­тейнер VC-12 снабжают указателем (PTR) и образуют тем самым транспортный блок TU-12 (Tributary Unit). Теперь цифровые потоки разных транспортных блоков можно объединять в цифровой поток 155,520 Мбит/с (рис. 6.10). Сначала три транспортных блока TU-12 путем мультиплексирования объединяют в группу транспортных бло­ков TUG-2 (Tributary Unit Group), затем семь групп TUG-2 мультиплек­сируют в группы транспортных блоков TUG-3, а три группы TUG-3 объединяют вместе и помещают в виртуальный контейнер VC-4. Да­лее путь преобразований известен.

Плезиохронные цифровые потоки всех уровней размещаются в контейнерах С с использованием процедуры выравнивания скоро­стей (положительного, отрицательного и двухстороннего).

Наличие большого числа указателей (PTR) позволяет совершенно четко определить местонахождение в модуле STM-1 любого цифрового потока со скоростями 2,048; 34,368 и 139,264 Мбит/с. Выпускаемые про­мышленностью мультиплексоры ввода-вывода (Add/Drop Multiplexer -ADM) позволяют ответвлять и добавлять любые цифровые потоки.

Литература: Доп. 4 [ 227-236 ]

Контрольные вопросы:

1. Принципы формирования цифрового сигнала.

2. Структурная схема АИМ-тракта

3. Кодирование и декодирование сигналов

Лекция № 8 Мультиплексоры СЦТС