Проектирование магистральной волоконно-оптической системы передачи с повышенной пропускной способностью (стр. 8 из 31)

STM жестко синхронизируется с циклом секции, а VC вводятся в STM с помощью дополнительных структур, обеспечивающих упомянутую в начале этого раздела компенсацию изменений скорости передачи и фаз транспортируемой нагрузки. Эти структуры описываются ниже.

Административный блок (Administrative Unit,AU) согласовывает сетевой слой трактов высшего порядка с сетевым слоем мультиплексных секций. Содержит информационную нагрузку VC-4(блокAU-4) или VC-3(блок AU-3) и АU-указатель (AU pointer): АU=АU-указатель+VC. Начало цикла нагрузки может перемещаться относительно начала цикла мультиплексной секций и отмечается указателем, места которого фиксировано. Один или несколько AU, занимающих определенные фиксированные позиции в нагрузке STM, называются "группой административных блоков" (Administrative Unit Grouр, АUG). Группа содержит однородный набор блоков AU-3 или один AU-4.

STM-N образуется побайтным объединением N AUG и секционного заголовка SОН: STM-N=SOH+NxAUG.

Субблок (Tributary Unit,TU) обеспечивает согласование между сетевыми слоями трактов низшего и высшего порядков и содержит информационную нагрузку (VC-1I, 12, 2, 3) и TU-указатель, показывающий отступ начала цикла нагрузки от начала цикла VC высшего порядка: ТU=TU-указатель+VС. В соответствий со входящими в состав TU видами VC субблоки обозначаются TU-11,12, 2,3. Один или несколько TU, занимающих определенные фиксированные позиции в нагрузке VC высшего порядка, называются "группой субблоков" (TUG). Различают TUG-2 и TUG-3. TUG-2 содержит однородный набор идентичных субблоков TU-11, 12 или один TU-2, TUG-3 — однородный набор групп субблоков TUG-2 или один TU-3.

На рис. 1.16 показан цикл STM-N. В SDH принято изображение циклов в виде таблиц из n рядов и т столбцов, передаваемых за период Т цикла. Большинство таких таблиц содержит по девять рядов. Каждый элемент таблицы представляет собой 1 байт (8 бит). Порядок передачи байтов — слева направо, а затем сверху вниз, как при чтений данной страницы. Первый байт цикла расположен в левом верхнем углу таблицы, последний — в правом нижнем. Наиболее значащий бит байта передается первым. Первые 9N столбцов цикла STM-N несут служебные сигналы. Ряды 1—3 занимает заголовок RSOH регенерационной секции, а ряды 5—9 — заголовок MSOH мультиплекс ной секции. Четвертый ряд отведен для All-указателей. Остальные 261 Х N столбцов цикла предназначены для информационной нагрузки.

Формула для скорости передачи, отвечающей таким таблицам (циклам), имеет вид: v=8M/T, где М — число элементов таблицы, а Г— период цикла. У большинства структур SDH (в том числе и STM-N) T=125 мкс. В таком случае v=64M кбит/с. Для STM-1, например, А=9 X 270= 2430, откуда v=64X2430= = 155520 кбит/с.

На рис. 1.17 показаны циклы наибольшего в SDH контейнера С-4, а также VC-4, AU-4 и STM-I. Все они имеют Т=125 мкс. Цикл С-4 содержит 260 столбцов, его скорость передачи (объем контейнера С-4) v=64 X 9 X 260= = 149 760 кбит/с; виртуальный контейнер VC-4 образуется добавлением к С-4 заголовка РОН, т. е. Первого столбца цикла (576 кбит/с). Административный блок AU-4 (в данном случае он совпадает c AUG) образуется добавлением к VC-4 девяти байтов четвертой строки (64X9=576 кбит/с), часть которых занята AU-указателем. После добавления SОН образуется цикл STM-1.

Структура кадра СЦИ. Для стандартного телефонного канала период дискретизации равен 125 мкс. Под кадром понимают совокупность символов (бит информационного сигнала), переданных за время, равное периоду дискретизации. Так как для основного синхронного сигнала - синхронного транспортного модуля уровня STM-1 скорость передачи - 155,52 Мбит/с, то каждый кадр должен содержать 19440 бит.Особенностью технологии СЦИ/SDH является то, что основной единицей кадра служит не бит, а байт, поэтому в каждом кадре содержится 19440:8 = 2430 байт. Другая особенность технологии СЦИ/SDH заключается в организации структуры кадра, который представляется как блок, состоящий из 9 строк и 270 столбцов, каждый столбец при этом имеет ширину в 1 байт.

Рис. 1.18. Структура кадра STM-1

Кадр синхронного транспортного модуля уровня STM-1 как блок данных можно представить в виде некоторого контейнера стандартного размера, имеющего сопровождающую документацию - заголовок, где собраны все необходимые для управления маршрутизации контейнера поля—параметры, и внутреннюю емкость для размещения информационных символов, которые называют полезной нагрузкой.

В кадре первые 9 байт содержат сигнал синхронизации кадра (или фрейма) FAS (Frame Alignment Signal). Последующие 261 байт используются для передачи полезной нагрузки. Следующие 9 байтов представляются в виде первых 9 столбцов второй строки и используются в качестве секции заголовка - заголовок регенераторного участка RSOH (Regenerator Section Overhead), а последующие 261 байт (261 столбцов) используются для полезной нагрузки и т.д. Таким образом формируется представление кадра синхронного транспортного модуля уровня STM-1 в виде матрицы размерностью 9x270 = 2430 байт, у которой первые 9 столбцов отведены под управляющую информацию — это заголовок участка SOH (Section Overhead) (состоит из сигнала выравнивания фрейма FAS (1x9 байт), заголовок регенераторного участка RSON (2x9 байт), заголовок мулътиплексорного участка MSOH (Multiplexer Section Overhead) (5x9 байт) и указатель Pointer (1x9 байт), а последующие 261 столбец используются под полезную нагрузку.

Указатель (Pointer) расположен в начале четвертой строки между заголовками регенераторного RSOH и мультиплексорного MSOH участков и используется для указания начала полезной нагрузки. Как видно из рис. 1.19, действительное положение полезной нагрузки начинается не с первой строки (после сигнала синхронизации кадра FAS), а после указателя и с того места (адреса), которое задается указателем.

Полезная нагрузка располагается не в одном кадре, а частично в следующем. Нумерация емкости нагрузки в связи с этим начинается после указателя, т.е. с 10-го байта четвертой строки, а не с первой строки после FAS. Как следствие конец нумерации нагрузки заканчивается в конце третьей строки следующего кадра. Полезная нагрузка может смещаться в структуре кадра под действием непредвиденных временных флуктуации, а указатель всегда содержит адрес начала полезной нагрузки. Тем самым устраняется противоречие между фактом синхронности обработки и возможным изменением положения полезной нагрузки внутри кадра.

Рис.1.19. Принцип действия указателя в кадре STM-1

Побайтная структура указателя кадра синхронного транспортного модуля STM-1 представлена на рис. 1.20.

Рис. 1.20. Структура указателя кадра модуля STM-1

В указателе кадра байты Y и 1* являются несущественными: 1* состоит из одних единиц; Y=1001SS11, где S S = 1 0 для AU-3 и AU-4, которые будут определены далее. Байты HI и Н2 содержат значение указателя, для которого отведено 10 бит.

10 бит значения указателя кадра 2 бита расположены в конце байта HI, а остальные 8 - в байте Н2. Допустимые значения указателя кадра лежат в пределах 0...782 в десятичной системе счисления. Буквами I и D биты значения указателя разделены на две группы в соответствии с наличием или отсутствием процедуры выравнивания. Это связано с тем, что если имеет место процедура выравнивания, значение указателя должно увеличиваться или уменьшаться на единицу. Однако в канале передачи не исключены сбои, которые могут приводить к ложному изменению значения указателя кадра. Если можно было бы проводить процедуру накопления значений указателя за несколько кадров, то проблема бы снималась. Однако новое значение указателя должно вводиться сразу в кадр. Приращение указателя кодируется относительно старого значения путем инвертирования всех его нечетных бит I. При уменьшении значения указателя инвертируются все четные биты D. Поэтому изменение значения указателя кадра можно распознать по изменению значений 5 бит в указателе. Принято, что если из 5 бит, по крайней мере, 3 бита инвертированы, то это подтверждает новое значение указателя кадра. В следующем кадре новое значение указателя формируется обычным путем.

Как отмечалось выше, заголовок SON кадра STM-1 состоит из двух блоков: RSOH -заголовка регенераторного участка размером 3x9 = 27 байт и MSOH - заголовка мулътиплексорного участка размером 5x9 = 45 байт. В структуре заголовка кадра основная информация содержится в столбцах 1, 4 и 7. Свободные байты зарезервированы для будущих задач стандартизации, 6 байтовзарезервированы для национального использования.

В заголовке кадра байты Al, A2 в первой строке отведены под сигнал синхронизации (выравнивания) кадра (А 1 = 11110110, А2 = 00101000); С1 - байт идентификации наличия кадра STM-1 в кадре STN-N.

Следующие две строки относятся к заголовку регенераторного участка, к которому имеют доступ только регенераторы линейного участка. Данные строки включают:

- В1, используемый для проверки на четность с целью обнаружения ошибок в предыдущем кадре;

- Е1 используется для организации служебных каналов связи со скоростью передачи 64 кбит/с;

- F1 зарезервирован для создания канала передачи данных пользователя;

- D1-D3 формируют встроенный канал управления ЕСС (Embedded Communication Channel) со скоростью передачи 192 кбит/с.

Рис. 1.21. Структура заголовка кадра STM-1

Последние пять строк заголовка кадра SOH составляют заголовок мультиплексорного участка RSOH, который доступен только мультиплексорам. В данном участке ряд байтов (В2, Е2, D4...D12) предназначен для реализации функций аналогичных функциям в регенераторном участке. Кроме того, здесь реализуется канал автоматического переключения резервирования APS (Automatic Protection Switching) - байты Kl, K2. Канал APS используется также для сигнала индикации аварийного состояния AIS (Alarm Indication Signal) и для сигнализации ошибок (отказов) удаленного оборудования. Байты Zl, Z2 являются резервными, кроме 5-8 бит байтов Z1, используемых для сообщений о статусе синхронизации.