Синхронные цифровые иерархии

Системы PDH стали применяться не только для организации телефонных каналов, но и для ПД. Однако наличие в PDH потоках выравнивающих битов, делает невозможным прямое извлечение из потока, составляющих его компонентов. Понятно, что использование систем PDH в СПД, требует большого количества мультиплексоров, что значительно удорожает сеть и усложняет ее эксплуатацию. Этот недостаток можно устранить, если объединяемые потоки будут синхронными, для чего оборудование этих сетей должно использовать синхронизацию от одного высокоточного источника. В 80-х г. были разработаны стандарты (ITU-T G.707, G.708, G.709) на иерархию синхронной оптической сети SONET в США и в Европе на СЦИ SDH для использования на ВОЛС, а также стандарты на соответствующие интерфейсы, необходимые для стыковки оборудования [5]. В сетях SDH (SONET), используются синхронные схемы передачи с байт-интерливингом при мультиплексировании. В качестве формата основного сигнала первого уровня в иерархии SDH был принят синхронный транспортный модуль STM-1, скорость передачи которого 155.52 Мбит/сек. Мультиплексирование с коэффициентом кратности 4 дает следующий ряд скоростей SDH иерархии: STM-4, STM-16, STM-64 или соответственно 622.08, 2488.32, 9953.28 Мбит/сек. Ряд скоростей SONET начинается с сигнала ОС-1, имеющего скорость 51.84 Мбит/сек, а далее сигналы ОС-3, ОС-12, ОС-48 и т.д. совпадают по скорости с STM-1, STM-4, STM-64 и т.д. Отметим, что выбор скорости 155.52 Мбит/сек для STM-1 (или 51.84 для ОС-1) был неслучаен. Это было сделано при разработке стандартов SONET/SDH для «примирения» американской и европейской систем PDH и позволило мультиплексировать потоки, как одной, так и другой иерархий в STM-1. Мультиплексирование STM-1 в STM-N может осуществляться как каскадное: 4xSTM-1 = STM-4, 4xSTM-4 = STM-16, 4xSTM-16 = STM-64, так и непосредственное: 4x STM-1 = STM-4, 16x STM-1 = STM-16, 64x STM-1 = STM-64. Кадр STM-1 имеет 2430 байт и представляется в виде матрицы размером в 9 строк и 270 столбцов (см. рисунок 7.1). Первые 9 столбцов составляют байты секционного заголовка (Section Оverhead – SOH), которые содержат байты служебных каналов, индикации ошибок передачи, управления синхронизацией, идентификации наличия STM-1 в кадре STM-N, а также указатель на начало административного блока в поле полезной нагрузки, в котором размещаются виртуальные контейнеры четвертого или третьего уровней. Поле полезной нагрузки состоит из оставшихся 261 столбца. Частота следования кадров STM-1 равна 8 кГц, получаем скорость полезной нагрузки 9х261х8х8 = 150336 кбит/с.

Синхронные сети не смогли бы получить широкого распространения, если бы они не обеспечивали поддержки скоростей PDH. Поэтому стандартами SDH определена поддержка в сетях доступа сигналов PDH.

Рисунок 7.1 - Структура STM-N

Для передачи в общем случае не синхронных PDH потоков в поле полезной нагрузки СТМ, была разработана схема мультиплексирования. По этой схеме кадры потоков PDH отображаются в контейнеры фиксированного размера С-n (C-11 для Т1, С-12 для Е1, С-31 для Е3, С-32 для Т3 и С-4 для Е4). Контейнеры С-n снабжаются маршрутными заголовками, содержащими управляющую информацию и статистику о прохождении контейнера. Такие контейнеры (снабженные РОН) получили название виртуальных контейнеров (VC) и, в зависимости от уровня соответствующего им PDH сигнала, различают VC первого, третьего и четвертого уровней. В VC третьего и четвертого порядка вместо С-n могут входить группы компонентных блоков (TUG). Для устранения несинхронности входных потоков, каждому VC приписывается указатель, содержащий информацию о положении VC в поле полезной нагрузки, VC не привязан жестко к определенному месту в поле полезной нагрузки, а может как бы «плавать» в нем (рисунок 7.2). В STM-1 мультиплексировано до 63 потоков Е1, до трех Е3 и один Е4.

Рисунок 7.2 - Схема мультиплексирования PDH сигналов в SDH