3 Принципы построения систем синхронной цифровой иерархии

3.1 Транспортная система синхронной цифровой иерархии

Развитие и совершенствование многоканальных систем передачи информации идет по пути создания универсальных транспортных систем СЦИ, которые не только осуществляют передачу и прием сигналов, но и выполняют дополнительные функции контроля, обслуживания и управления как всей сетью, так и отдельными ее элементами. Для выполнения этих функций в состав транспортной системы СЦИ входят информационная сеть и система контроля, обслуживания и управления. В качестве нагрузки, транспортируемой системами СЦИ по информационной сети, могут служить сигналы аппаратуры ПЦИ европейской, американской или японской иерархий, или иные цифровые сигналы.

Основными принципами технологии СЦИ являются синхронное мультиплексирование, контейнеризация процесса переноса инфор­мации и объединение (интеграция) функций передачи, контроля, обслуживания и оперативного управления.

В сетях СЦИ используется внешняя синхронизация местных генераторов отдельных сетевых элементов от центрального опорного источника с относительной нестабильностью частоты не хуже 10^-11. Это позволяет получить высокостабильные потоки сигналов.

На вход аппаратуры СЦИ 1-го уровня (STM-1) в качестве компонентных потоков могут поступать стандартные сигналы ПЦИ европейской (E1, E3, E4) и американской (T1, T2, T3) иерархий. Это позволяет создавать и развивать сети СЦИ, не разрушая местные сети, которые построены на базе аппаратуры ПЦИ и выполняют функции сетей доступа. Компонентные потоки, скорости передачи которых соответствуют указанным выше стандартным скоростям ПЦИ, называются трибами ПЦИ.

За счет операции инкапсуляции, которая называется также ме­тодом последовательного вложения сигналов, по принципу «мат­решки» из компонентных потоков ПЦИ формируется синхронный транспортный модуль 1-го уровня (STM-1).

Цифровые потоки (E, T), скорость передачи которых соответствует указанному выше стандартному ряду скоростей синхронной цифровой иерархии, называются трибами СЦИ.

3.2 Контейнеризация процесса передачи информации

В сетях СЦИ для обеспечения универсальных возможностей транспортирования разнородных сигналов используется принцип контейнерных перевозок. В контейнере С-n размещается компонентный цифровой поток, подлежащий передаче (рисунок 3.1). К контейнеру, направляемому по некоторому маршруту, добавляется маршрутный заголовок РОН (нижнего – LO-POH или верхнего – HO-POH уровней). В нем указываются все необходимые для управления и маршрутизации параметры. В результате контейнер С превращается в виртуальный контейнер VC-n, который представляет собой информационную структуру, несущую полезную нагрузку, в качестве которой могут выступать сигналы аппаратуры ПЦИ.

В узлах сети происходит обмен виртуальными контейнерами. Если полезная нагрузка не предназначена для данного узла, то она пре­образованию в нем не подлежит. Операции с виртуальными кон­тейнерами в сетях СЦИ выполняются независимо от вида сигналов, размещенных в них. Это делает сеть прозрачной для передачи по заданному маршруту различных видов сигналов. После доставки сигналов в конечную точку маршрута и «выгрузки» из контейнера они приобретают прежнюю форму компонентного потока (E, T). Сигналы, передаваемые аппаратурой американской ПЦИ, не смогут быть обработаны в точке приема аппаратурой европейской ПЦИ без принятия дополнительных мер.

Виртуальные контейнеры различаются по условному параметру – «емкости», в качестве которой принимается максимально допустимая скорость передачи размещаемого в нем компонентного цифрового потока. В зависимости от «емкости» виртуальному контейнеру присваивается ранг. Виртуальные контейнеры VC-11, VC-12 и VC-2 относятся к нижнему рангу, a VC-3, VC-4 – к верхнему. Полезной нагрузкой виртуального контейнера верхнего ранга могут быть виртуальные контейнеры более низкого ранга. Таким образом, он может формироваться методом инкапсуляции в него определенного числа контейнеров нижнего ранга. Однако если полезная нагрузка не помещается в один контейнер, может применяться метод «сцепки» контейнеров одного уровня, называемый также конкатенацией контейнеров. С точки зрения размещения нагрузки составной контейнер рассматривается как один большой. Это позволяет легко адаптировать технологию СЦИ к новым типам нагрузок, не известных на момент ее разработки.

Блоки нагрузки TU-n обеспечивают согласование по скорости между виртуальными контейнерами нижнего в верхнего рангов. Он состоит из информационной нагрузки, в качестве которой выступает виртуальный контейнер VC-n, и указателя блока нагрузки. Указатель показывает начало блока нагрузки в виртуальном контейнере верхнего ранга. Группу блоков нагрузки TUG-n составляют один или несколько блоков нагрузки, занимающих фиксированные позиции в нагрузке виртуального контейнера VС-п верхнего ранга. Группы дают возможность образовать смешанную нагрузку из блоков разных размеров для увеличения гибкости транспортной сети. Административный блок AU-n представляет собой информационную структуру, обеспечивающую согласование между виртуальными контейнерами верхнего ранга и синхронными транспортными модулями (STM-1). В состав AU-n входит виртуальный контейнер верхнего ранга VC-n в качестве информационной нагрузки и указатель административного блока. Он служит для обозначения начала административного блока в потоке STM-1.

Рисунок 3.1 – Формирование синхронного транспортного модуля

Группу административных блоков AUG составляют один или более административных блоков, занимающих фиксированное положение в STM-1. К STM-1 добавляется секционный заголовок SOH.

Операция размещения нагрузки в виртуальных контейнерах представляет собой процедуру адаптации сигналов нагрузки к вир­туальным контейнерам в границах сети СЦИ за счет согласования их скоростей при применении пустых (балластных) битов, если скорость источника нагрузки меньше стандартной скорости виртуального контейнера и вставок, если скорость источника нагрузки больше.

Операция выравнивания скоростей представляет собой процедуру, при которой в блок нагрузки TU-n или административный блок AU-n вводится информация об «отступе» их циклов от эталонной точки отсчета. Это связано с необходимостью компенсации появляющихся в сети колебаний частоты и фазы сигналов, упакованных в виртуальные контейнеры, относительно потока STM-1.

Операция мультиплексирования представляет собой процедуру побайтного объединения нескольких блоков нагрузки или групп блоков нагрузки нижнего ранга в группу блоков нагрузки или виртуальный контейнер верхнего ранга или нескольких административных блоков верхнего ранга в группу административных блоков.