Синхронные цифровые сети на основе технологии SDH
2. Синхронные цифровые сети на основе технологии SDH
Категория: Синхронная цифровая иерархия SDH (СЦИ)
2.1. Синхронные цифровые сети
2.2. Особенности построения синхронной иерархии SDH
2.2.1. Общие особенности построения синхронной иерархии
2.2.2. Обобщенная схема мультиплексирования потоков в SDH
2.2.3. Виртуальные контейнеры и другие элементы синхронной иерархии
2.2.4. Обобщенная схема мультиплексирования потоков в SDH
2.2.5. Детальный пример схемы формирования модуля STM-1
2.2.6. Другие варианты сборки модуля STM-1 по схеме ETSI
2.2.7. Сборка модулей STM-N
2.2.8. Структура фреймов STM-N
2.2.9. Структура заголовков фреймов STM-N
2.3. Функциональные модули сетей SDH
2.3.1. Функциональные задачи и модули сетей SDH
2.3.2. Мультиплексоры
2.3.3. Концентраторы
2.3.4. Регенераторы
2.3.5. Коммутаторы
2.3.6. Функции, выполняемые коммутатором
2.3.7. Методы кросс-коммутации и взаимодействие сетей SDH
2.4. Топология сетей SDH
2.4.1. Топология "точка-точка"
2.4.2. Топология "последовательная линейная цепь"
2.4.3. Топология "звезда", реализующая функцию концентратора
2.4.4. Топология "кольцо"
2.5. Функциональные методы защиты синхронных потоков
2.6. Архитектура сетей SDH
2.6.1. Радиально-кольцевая архитектура
2.6.2. Архитектура типа "кольцо-кольцо"
2.6.3. Линейная архитектура для сети большой протяженности
2.6.4. Архитектура разветвленной сети общего вида
2.7. Аппаратурная реализация функциональных блоков сетей SDH
2.7.1. Схемная реализация и характеристики синхронных мультиплексоров
2.7.1.1. Реализация мультиплексоров STM-1
2.7.1.2. Реализация мультиплексоров STM-4
2.7.1.3. Реализация мультиплексоров STM-416
2.7.2. Обзор аппаратной реализации оборудования сетей SDH
2.7.2.1. Технические характеристики оборудования
2.7.2.2. Новые технологические решения
2.7.2.3. Номенклатура аппаратуры SDH компаний-производителей
2.7.3. Практический пример расчета сети SDH
2.8. Особенности реализации радиорелейных линейных SDH систем
2.9. Интерфейс G.703
2.9.1. Физические и электрические характеристики интерфейса G.703
2.9.2. Реализация интерфейса G.703
2.9.3. Подключение сети с интерфейсом G.703 к аппаратуре пользователя
2.1. Синхронные цифровые сети
Цифровые сети, разработанные и внедренные до появления синхронных сетевых технологий SONETSDH, были, по сути, асинхронными системами, так как не использовали внешнюю синхронизацию от центрального опорного источника. В них потеря бит (или невозможность их точной локализации) приводили не только к потере информации, но и к нарушению синхронизации. На принимающем конце сети было проще выбросить неверно полученные фреймы, чем инициализировать восстановление синхронизации с повторной передачей потерянного фрагмента, как это делается, например, в локальных сетях. Это значит, что указанная информация будет потеряна безвозвратно.
Практика показывает, что местные таймеры могут давать значительное отклонение от точной скорости передачи. В [43], например, указывается, что для сигналов DS3 (44.736 Мбитс) такое отклонение от различных источников может достигать 1789 битс.
В синхронных сетях средняя частота всех местных таймеров или одинакова (синхронна) или 'близка к синхронной (плезиохронна) благодаря использованию центрального таймера (источника) с
точностью не хуже 10" (что дает для DS3 возможное отклонение скорости порядка 0.045 битс). В этой ситуации необходимость выравнивания фреймов или мультифреймов стоит не так остро, а диапазон выравнивания значительно уже.
Более того, ситуация с выделением определенного фрагмента потока (например, канала DS1 или Е1) упрощается, если ввести указатели начала этого фрагмента в структуре инкапсулирующего его фрейма. Использование указателей (техника эта стара, как компьютерный мир) позволяет гибко компоновать внутреннюю структуру контейнера-носителя. Сохранение указателей в неком буфере (заголовке фрейма или мультифрейма) и их дополнительная защита кодами с коррекцией ошибок позволяет получить исключительно надежную систему локализации внутренней структуры передаваемой по сети полезной нагрузки (фрейма, мультифрейма или контейнера).
Указанные соображения говорят о том, что синхронные сети имеют ряд преимуществ перед используемыми асинхронными, основные из них следующие:
- упрощение сети, вызванное тем, что в синхронной сети один мультиплексор ввода-вывода (см. ниже), позволяя непосредственно вывести (или ввести), например, сигнал Е1 (2 Мбитс) из фрейма (или в фрейм) STM-1 (155 Мбитс), заменяет целую "гирлянду" мультиплексоров PDH (см. рис. 1-12), давая экономию не только в оборудовании (его цене и номенклатуре), но и в требуемом месте для размещения, питании и обслуживании;
- надежность и самовосстанавливаемость сети, обусловленные тем, что, во-первых, сеть использует волоконно-оптические кабели (ВОК), передача по которым практически не подвержена действию электромагнитных помех, во-вторых, архитектура и гибкое управление сетями позволяет использовать защищенный режим работы, допускающий два альтернативных пути распространения сигнала с почти мгновенным переключением в случае повреждения одного из них, а также обход поврежденного узла сети, что делает эти сети самовосстанавливающимися;
- гибкость управления сетью, обусловленная наличием большого числа достаточно широкополосных каналов управления и компьютерной иерархической системой управления с уровнями сетевого и элементного менеджмента, а также возможностью автоматического дистанционного управления сетью из одного центра, включая динамическую реконфигурацию каналов и сбор статистики о функционировании сети;
- выделение полосы пропускания по требованию - сервис, который раньше мог быть осуществлен только по заранее (например, за несколько дней) спланированной договоренности (например, вывод требуемого канала при проведении видеоконференции), теперь может быть предоставлен в считанные секунды путем переключения на другой (широкополосный) канал;
- прозрачность для передачи любого графика - факт, обусловленный использованием виртуальных контейнеров для передачи графика, сформированного другими технологиями, включая самые современные технологии Frame Relay, ISDN и АТМ;
- универсальность применения - технология может быть использована как для создания глобальных сетей или глобальной магистрали, передающей из точки в точку тысячи каналов cо скоростью до 40 Гбитс, так и для компактной кольцевой корпоративной сети, объединяющей десятки локальных сетей;
- простота наращивания мощности - при наличии универсальной стойки для размещения аппаратуры переход на следующую более высокую скорость иерархии можно осуществить просто вынув одну группу функциональных блоков и вставив новую (рассчитанную на большую скорость) группу блоков.
2.2. Особенности построения синхронной иерархии SDH
2.2.1. Общие особенности построения синхронной иерархии
Рассмотрим общие особенности построения синхронной цифровой иерархии SDH. Несмотря на очевидные преимущества сетей SDH перед сетями PDH, они не имели бы такого успеха, если бы не обеспечивали преемственность и поддержку стандартов PDH. Как мы уже отмечали при разработке технологии SONET обеспечивалась преемственность американской, а при при разработке SDH - европейской иерархий PDH. В окончательном варианте стандарты SONETSDH поддерживали обе указанные иерархии. Это выразилось в том, что терминальные мультиплексоры и мультиплексоры вводавывода сетей SONETSDH, через которые осуществляется доступ в сеть были расчи-таны на поддержку только тех входных каналов, или каналов доступа, скорость передачи которых соответствовала обьединеному стандартному ряду американской и европейской иерархий PDH, a именно: 1.5, 2, 6, 8, 34, 45, 140 Мбитс. Цифровые сигналы каналов доступа, скорость передачи которых соответствует указанному ряду, будем называть трибами PDH (или в терминологии связистов компонентными сигналами}, а сигналы, скорость передачи которых соответствует стандартному ряду скоростей SDH - трибами SDH.
Итак, первая особенность иерархии SDH - поддержка в качестве входных сигналов каналов доступа только трибов PDH и SDH.
Другая особенность - процедура формирования структуры фрейма.
Два правила относятся к разряду общих: при наличии иерархии структур структура верхнего уровня может строиться из структур нижнего уровня, несколько структур того же уровня, могут быть объединены в одну более общую структуру. Остальные правила отражают специфику технологии. Например, на входе мультиплексора доступа имеем трибы PDH, которые должны быть упакованы в оболочку фрейма так, чтобы их легко можно было ввести и вывести в нужном месте с помощью мультиплексора ввода-вывода. Для этого сам фрейм достаточно представить в виде некоторого контейнера стандартного размера (в силу синхронности сети его размеры не должны меняться), имеющего сопровождающую документацию - заголовок, где собраны все необходимые для управления и маршрутизации контейнера поля-параметры, и внутреннюю емкость для размещения полезной нагрузки, где должны располагаться однотипные контейнеры меньшего размера (нижних уровней), которые также должны иметь некий заголовок и полезную нагрузку и т. д. по принципу матрешки, или по методу последовательных вложений, или инкапсуляций.
Для реализации этого метода было предложено использовать понятие контейнер, в который и упаковывается триб. По типоразмеру контейнеры делятся на 4 уровня, соответствующие уровням PDH. На контейнер должен неклеиваться ярлык, содержащий управляющую информацию для сбора статистики прохождения контейнера. Контейнер с таким ярлыком используется для переноса информации, т.е. является логическим, а не физическим объектом, поэтому его называют виртуальным контейнером.
Итак, вторая особенность иерархии SDH - трибы должны быть упакованы в стандартные помеченные контейнеры, размеры которых определяются уровнем триба в иерархии PDH.
Виртуальные контейнеры могут объединяться в группы двумя различными способами. Контейнеры нижних уровней могут, например, мультиплексироваться (т. е. составляться вместе) и использоваться в качестве полезной нагрузки контейнеров верхних уровней (т.е. большего размера), которые, в свою очередь, служат полезной нагрузкой контейнера самого верхнего уровня (самого большого размера) - фрейма STM-1.
Такое группирование может осуществляться по жесткой синхронной схеме, при которой место отдельного контейнера в поле для размещения нагрузки строго фиксировано. С другой стороны, из нескольких фреймов могут быть составлены новые (более крупные) образования мультифреймы.
Из-за возможных различий в типе составляющих фрейм контейнеров и непредвиденных временных задержек в процессе загрузки фрейма положение контейнеров внутри мультифрейма может быть, строго говоря, не фиксировано, что может привести к ошибке при вводевыводе контейнера, учитывая общую нестабильность синхронизации в сети. Для устранения этого факта, на каждый виртуальный контейнер заводится указатель, содержащий фактический адрес начала виртуального контейнера на карте поля, отведенного под полезную нагрузку. Указатель дает контейнеру некоторую степень свободы, т.е. возможность "плавать" под действием непредвиденных временных флуктуаций, но при этом гарантирует, что он не будет потерян.
Итак, третья особенность иерархии SDH - положение виртуального контейнера может определяться с помощью указателей, позволяющих устранить противоречие между фактом синхронности обработки и возможным изменением положения контейнера внутри поля полезной нагрузки.
Хотя размеры контейнеров различны и емкость контейнеров верхних уровней достаточно велика, может оказаться так, что либо она все равно недостаточна, либо под нагрузку лучше выделить несколько (в том числе и с дробной частью) контейнеров меньшего размера. Для этого в SDH технологии предусмотрена возможность сцепления или конкатенации контейнеров (составление нескольких контейнеров вместе в одну структуру, называемую связистами "сцепкой"). Составной контейнер отличается соответствующим индексом от основного и рассматривается (с точки зрения размещения нагрузки) как один большой контейнер. Указанная возможность позволяет с одной стороны оптимизировать использование имеющейся номенклатуры контейнеров, с другой стороны позволяет легко приспособить технологию к новым типам нагрузок, не известных на момент ее разработки.
Итак, четвертая особенность иерархии SDK - несколько контейнеров одного уровня могут быть сцеплены вместе и рассматриваться как один непрерывный контейнер, используемый для размещения нестандартной полезной нагрузки.
Пятая особенность иерархии SDH состоит в том, что в ней предусмотрено формирование отдельного (нормального для технологий пакетной обработки в локальных сетях) поля заголовков размером 9х9=81 байт. Хотя перегруженность общим заголовком невелика и составляет всего 3.33%, он достаточно большой, чтобы разместить необходимую управляющую и контрольную информацию и отвести часть байт для организации необходимых внутренних (служебных) каналов передачи данных. Учитывая, что передача каждого байта в структуре фрейма эквивалентна потоку данных со скоростью 64 кбитс, передача указанного заголовока соответствует организации потока служебной информации эквивалентного 5.184 Мбитс.
Естественно, что при построении любой иерархии должен быть определен либо ряд стандартных скоростей этой иерархии, либо правило его формирования и первый (порождающий) член ряда. Если для PDH значение DSO (64 кбитс) вычислялось достаточно просто, то для SDH значение первого члена ряда можно было получить только после определения структуры фрейма и его размера. Схема логических рассуждений достаточно проста. Во-первых, поле его полезной нагрузки должно было вмещать максимальный по размеру виртуальный контейнер VC-4, формируемый при инкапсуляции триба 140 Мбитс. Во-вторых, его размер: 9х261=2349 байт и определил размер поля полезной нагрузки STM-1, а добавление к нему поля заголовков определило размер синхронного транспортного модуля STM-1:
9х261 + 9х9=9х270=2430 байт или 2430х8=19440 бит, что при частоте повторения 8000 Гц позволяет определить и порождающий член ряда для иерархии SDH: 19440х8000=155.52 Мбитс.
2.2.2. Обобщенная схема мультиплексирования потоков в SDH
Разработанная с учетом указанных общих принципов стандартная схема инкапсуляции PDH трибов в контейнеры и их последующего мультиплексирования при формировании модуля STM-1 первоначально имела вид, представленный на рис.2-1 [17].
В этой обобщенной схеме мультиплексирования используются следующие основополагающие обозначения: С-n - контейнеры уровня n (n=1,2,3,4); VC-n - виртуальные контейнеры уровня n (n=1,2,3,4), TU-n - трибные блоки уровня n (n=1,2,3), TUG-n - группы трибных блоков уровня n (n=2,3), AU-n - административные блоки уровня n (n=3,4); AUG - группа административных блоков и, наконец, STM-1 - синхронный транспортный модуль, используемые в SDH технологии.
Контейнеры С-п служат для инкапсуляции (размещения с целью последующего переноса) соответствующих сигналов каналов доступа или трибов, питающих их входы. Слово "инкапсуляция" больше подчеркивает физический смысл процесса, тогда как логически происходит отображение структуры фрейма соответствующего триба на структуру инкапсулирующего его контейнера. Уровни контейнера n соответствуют уровням PDH иерархии, т.е. п=1,2,3,4, а число типоразмеров контейнеров N должно быть равно числу членов объединеного стандартного ряда, т.е. 7. Эти числа согласованы, так как четвертый уровень PDH по стандарту [13] имеется только у ЕС иерархии, т.е. С-4 инкапсулирует Е4, а контейнеры С-1,2,3 должны быть разбиты каждый на два подуровня, для инкапсуляции соответствующих трибов АС и ЕС иерархий.
Итак, имеем:
- Т-п, Е-п - стандартные каналы доступа или трибы уровня n (в терминологии связистов "компонентные сигналы") - входные потоки (или входы) SDH мультиплексора, соответствовующие объединеному стандартному ряду АС и ЕС иерархий PDH, приведенному выше.
- С-п - контейнер уровня п - элемент SDH, содержащий триб Т-п, т.е. несущий в себе информационную нагрузку соответствующего уровня иерархии PDH, стандартизованного в [13]; контейнеры уровня п разбиваются на следующие контейнеры подуровней C-nm:
- С-1 - разбивается на контейнер С-11, инкапсулирующий триб Т1=1.5 Мбитс, и контейнер С-12, инкапсулирующий триб Е1=2 Мбитс;
- С-2 - разбивается на контейнер С-21, инкапсулирующий триб T2=:6 Мбитс и контейнер С-22, инкапсулирующий триб Е2=8 Мбитс;
- С-3 - разбивается на контейнер С-31, инкапсулирующий триб Е3=34 Мбитс и контейнер С-32, инкапсулирующий триб Т3=45 Мбитс;
- С-4 не имеет контейнеры подуровней и инкапсулирует триб Е4=140 Мбитс. В первом варианте стандарта G.708 [17, редакция 1988] контейнеры С-п предназначались не только для инкапсуляции PDH трибов, но и других (тогда еще не конкретизированных) широкополосных сигналов.
2.2.3. Виртуальные контейнеры и другие элементы синхронной иерархии
Контейнеры можно рассматривать в качестве первых элементов в номенклатуре элементов иерархии SDH. К контейнеру (как и к любому пакету, подлежащему отправлению по некоторому маршруту) добавляется маршрутный заголовок. В результате от превращается в виртуальный контейнер VC уровня n, т.е. VC-n. В номенклатуре элементов иерархии SDH существуют следующие виртуальные контейнеры:
- VC-1, VC-2 - виртуальные контейнеры нижних уровней 1 или 2 и VC-3, VC-4 - виртуальные контейнеры верхних уровней 3 или 4 - элементы SDH, структура которых или формат достаточно прост и определяется формулой: РОН + PL, где РОН - маршрутный заголовок (в терминологии связистов трактовый заголовок);PL - полезная нагрузка.
Виртуальные контейнеры VC-1,2,3 уровней 1, 2, 3, также как и контейнеры С-1,2,3, разбиваются на виртуальные контейнеры подуровней nm, т.е. VC-nm, а именно:
- VC-1 разбивается на VC-11 и VC-12;
- VC-2 разбивается на VC-21 и VC-22;
- VC-3 разбивается на VC-31 и VC-32.
Поля PL и РОН формата виртуального контейнера как логического элемента имеют вид:
- PL - поле различного (в зависимости от типа виртуального контейнера) размера, формат которого имеет двумерную структуру по типу фрейма вида 9хm (9 строк, m столбцов); это поле формируется либо из контейнеров соответствующего уровня (например, для виртуальных контейнеров VC-1,2 оно формируется из контейнеров С-1,2 соответственно), либо из других соответствующих элементов структуры мультиплексирования SDH (см. ниже);
- РОН - поле, размером не более 9 байт, формат которого имеет двумерную структуру вида 1хn (например, формат 1х9 байт для VC-4 или VC-32 и формат 1х6 байт для VC-31); это поле составлено из различных по назначению байтов (см. ниже).
- TU-n - трибные блоки уровня n (п=1,2,3) (в терминологии связистов субблоки) - элементы структуры мультиплексирования SDH, формат которых прост и определяется формулой: PTR + VC, гдеPTR - указатель трибного блока (TU-n PTR), относящийся к соответствующему виртуальному контейнеру, например, TU-1 = (TU-1 PTR) + VC-1. Трибные блоки уровня n, как и виртуальные контейнеры, делятся на трибные блоки подуровней nm, т.е. TU-nm, а именно:
- TU-1 разбивается на TU-11 иТи-12;
- TU-2 разбивается на TU-21 и TU-22;
- TU-3 разбивается на TU-31 и TU-32.
- TUG-n - группа трибных блоков уровня п (первоначально использовался только уровень 2, а затем добавился уровень 3), формируемая в результате мультиплексирования нескольких трибных блоков.
- TUG-2 - группа трибных блоков уровня 2 - элемент структуры мультиплексирования SDH, формируемый путем мультиплексирования трибных блоков TU-1,2 со своими коэффициентами мультиплексирования; TUG-2 также, как и TU-1,2 разбивается на 2 подуровня - TUG-21 и TUG-22.
В результате использования всех возможных вариантов, диктуемых наличием подуровней, приведенная на рис.2-1 обобщенная схема разворачивается в детальную симметричную относительно контейнера С-4 схему мультиплексирования (рис.2-2), предложенную в первом варианте стандарта G.709 [18, редакция 1988]. Здесь xN означают коэффициенты мультиплексирования (например, хЗ на ветви от блока AU-32 к блоку AUG означает, что 3 административных блока мультиплексируются (объединяются) в одну группу административных блоков AUG).
В ней для трибов дополнительно используются обозначения, соответствующие принятым для высокоскоростных каналов широкополосной ISDN - B-ISDN [44] (Hnm означает в B-ISDN высокоскоростной канал различного типа - это нужно иметь ввиду, чтобы окончательно не запутаться в используемых стандартами обозначениях и индексах):
- Н1 - обобщенный канал, соответствующий первому уровню (или первичной скорости) иерархии PDH. Он разбивается на канал НИ, соответствующий американской ветви иерархии, т.е. НИ = Т1 = 1.5 Мбитс, и канал т 2, соответствующий европейской ветви иерархии, т.е. Н12 = Е1 =2 Мбитс.
- Н2 - обобщенный канал, соответствующий третьему уровню (или третичной скорости) иерархии PDH. Он аналогично разбивается на Н21 и Н22, где Н21 = ЕЗ = 34 Мбитс, а Н22 = ТЗ = 45 Мбитс.
- НЗ в классификации не используется.
- Н4 - обобщенный канал, соответствующий четвертому уровню (или четвертичной скорости)
иерархии PDH. Он не разбивается на подуровни, т.е. Н4 = Е4 = 140 Мбитс. Из этой схемы видны варианты мультиплексирования группы трибных блоков TUG-2:
- TUG-21 формируется или из одного TU-21 (вариант 1xTU-21) или из четырех TU-11 (вариант 4xTU-11), или из трех TU-12 (вариант 3xTU-12);
- TUG-22 формируется аналогично: 1xTU-22 или 4xTU-12, или 5xTU-11. В свою очередь выходы TUG-21 и TUG-22 могут быть мультиплексированы для формирования полезной нагрузки контейнеров верхних уровней С-3,4 в соответствии со схемой на рис.2-2 и указанными на ней коэффициентами. Схема формирования виртуальных контейнеров верхнего уровня может быть теперь конкретизирована.
- VC-3 - виртуальный контейнер уровня 3 - элемент структуры мультиплексирования SDH, который разбивается на два виртуальных контейнера: VC-31 и VC-32 - поля формата 9х65 байтов - для VC-31, и поля формата 9х85 байтов - для VC-31; полезная нагрузка VC-3 формируется либо из одного контейнера С-3 (прямой вариант схемы мультиплексирования), либо путем мультиплексирования нескольких групп TUG-2, а именно:
- VC-31 формируется как 1хС31 или 4xTUG-22, или 5xTUG-21;
- VC-32 формируется как 1хС32 или 7xTUG-22.
-VC-4 - виртуальный контейнер уровня 4 - элемент структуры мультиплексирования SDH, который не разбивается по подуровням и представляет собой поле формата 9х261 байтов; его полезная нагрузка формируется либо из контейнера С-4 (прямой вариант схемы мультиплексирования), либо путем мультиплексирования нескольких групп TUG-2 и TU-3, а именно: VC-4 формируется как 1хС4 или 4xTU-31, или 3xTU-32, или 21xTUG-21, или 16xTUG-22.
Виртуальные контейнеры верхних уровней VC-3,4 позволяют сформировать соответствующие административные блоки:
- AU-3 - административный блок уровня 3 - элемент структуры мультиплексирования SDH формата PTR + PL, разбивается на два подуровня AU-31 и AU-32, полезная нагрузка которых PL формируются из виртуального контейнера VC-31 или VC-32 соответственно;
- PTR - указатель административного блока - AU-3 PTR (AU-31 PTR или AU-32 PTR) определяет адрес начала поля полезной нагрузки, а именно VC-31, VC-32 в результате получаем:
- AU-31 = AU-31 PTR + VC-31;
- AU-32 = AU-32 PTR -+- VC-32.
- AU-4 :: административный блок уровня 4 - элемент структуры мультиплексирования SDH формата PTR + PL, не имеет подуровней, PTR - указатель административного блока - AU-4 PTR (поле формата 9х1 байтов, соответствующее четвертой строке поля секционных заголовковSOH фрейма STM-N), определяет адрес начала поля полезной нагрузки; полезная нагрузка PL формируются либо из виртуального контейнера VC-4 (прямой вариант схемы мультиплексирования), либо в результате мультиплексирования другими возможными путями, а именно: AU-4 формируется как 1xVC-4 или 4xVC-31, или 3xVC-32, или 21xTUG-21, или 16xTUG-22, причем фактически для передачи VC-31,32 и TUG-21,22 используется поле полезной нагрузки VC-4, в котором при размещении VC-32 и TUG-22 четыре левых столбца (4х9 байтов), а при размещении TUG-21 - восемь столбцов (8х9 байт), используются под фиксированные выравнивающие наполнители.
Два последних элемента SDH - AUG и STM-1 определены ниже.
-AUG - группа административных блоков - элемент структуры мультиплексирования SDH, появившийся во второй публикации стандарта G.709 [18, редакция 1991], формируется путем мультиплексирования административных блоков AU-3,4 с различными коэффициентами мультиплексирования: AUG формируется как 1xAU-4 или 4XAU-31, или 3xAU-32; AUG затем и отображается на полезную нагрузку STM-1.
-STM-1- синхронный транспортный модуль - основной элемент структуры мультиплексирования SDH, имеющий формат вида: SOH + PL, где SOH - секционный заголовок - два поля в блоке заголовка размером 9х9 байтов (структуру SOH см. ниже), PL - полезная нагрузка, формируемая из группы административных блоков AUG (в схеме первой публикации стандарта [18, редакция 1988], вместо связки блоков AUG и STM-1 был только модуль STM-1, описанный как блок, формируемый путем мультиплексирования AU-3,4 с различными коэффициентами мультиплексирования (то, что делает сейчас блок AUG) и добавления секционного заголовка ЗОН).
Синхронные транспортные модули STM-1 могут быть, согласно основной схеме мультиплексирования для иерархии SDH, мультиплексированы с коэффициентом N в синхронный транспортный модуль STM-N для последующей передачи по каналу связи. С учетом приведенных пояснений становится более понятной схема взаимодействия различных уровней PDH иерархий, погруженных в SDH иерархию.
Рассмотренная схема (рис. 2-2) охватывает все возможные варианты формирования STM-1 и допускает на входе все стандартные PDH трибы, но она достаточно сложна, хотя бы потому, что число возможных путей формирования велико. Например, если рассмотреть на этой схеме возможные пути формирования STM-1 из трибов Н12 (2 Мбитс), то их окажется семь:
1) Н12 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-21 - VC-32 - AU-32 - AUG - STM-1
2) Н12 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-21 - VC-32 - AU-32 - VC-4 - AU-4 - AUG - STM-1
3) Н12 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-21 - VC-4 - AU-4 - AUG - STM-1
4) Н12 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-21 - VC-31 - TU-31 - VC-4 - AU-4 - AUG - STM-1
5) Н12 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-22 - VC-4 - AU-4 - AUG - STM-1
6) Н12 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-22 - VC-31 - TU-31 - VC-4 - AU-4 - AUG - STM-1
7) Н12 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-22 - VC-31 - AU-31 - AUG - STM-1
Из них варианты (2) и (6) наиболее сложные. Для того, чтобы подробно показать важные детали процесса формирования, в [27] в качестве гипотетического был рассмотрен именно вариант (6) формирования модуля STM-1 при использовании терминального мультиплексора SDH с каналом доступа 2 Мбитс. Соответствующая ему логическая схема представлена там же на рис.5, чтобы наглядно продемонстрировать сложность такого формирования.
2.2.4. Обобщенная схема мультиплексирования потоков в SDH
На рис. 2-3 представлена третья редакция (1993г.) схемы мультиплексирования SDH, предложенная в обобщенном виде в стандарте G.708 [17, редакция 1993г.] и в более подробном виде в стандарте G.709 [18, редакция 1993г.], который и показан на этом рисунке. Основными отличиями этой схемы от схемы первой редакции (рис. 2-2) являются;
- отсутствие триба Е2 (отображаемого в контейнер С-22) и связанных с ним блоков VC-22 и TU-22 (контейнер С-21, виртуальный контейнер VC-21 и блок TU-21 представлены как С-2, VC-2 и TU-2 соответственно);
- появление блока TUG-3 и замыкание на него выхода блока TUG-2 (потеря симметрии, т.е. связей TUG-21 - VC-4 и TUG-22 - VC-4);
- несимметричное использование TU-3 в связке с VC-3 только для ветви: С-3 - триб E3T3I (вместо симметричной схемы TU-31TU-32 VC-31VC-32) и отсутствие в связи с этим возможности кросс-мультиплексирования, осуществляемого по связи TUG-21 - VC-31, ввиду ее отсутствия.
Указанные упрощения привели к тому, что теперь от семи возможных путей формирования STM-1 из трибов Е1 (2 Мбитс) осталось только два:
1) Н12 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-2 - TUG-3 - VC-4 - AU-4 - AUG - STM-1
2) Н12 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-2 - VC-3 - AU-3 - AUG - STM-1
Эти упрощения становятся еще более очевидными, если учесть, что указанная схема является общей, объединяющей две схемы мультиплексирования: европейскую схему мультиплексирования ЗОН, предложенную Институтом стандартов ETSI [45] (рис.2-4), и американскую схему мультиплексирования SONETSDH, которую можно вычленить из общей схемы и представить в виде подсхемы на рис. 2-5. Эти две схемы отличаются тем, что у них отсутствует вариантность в формировании STM-1 из набора допустимых трибов.
Для рассматриваемого нами примера с трибом Е1 вариант формирования STM-1 по схеме ETSI (рис- 2-4) имеет вид:
Е1 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-2 - TUG-3 - VC-4 - AU-4 - AUG - STM-T7 а по схеме SONETSDH (рис. 2-5) имеет вид:
Е1 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-2 - VC-3 - AU-3 - AUG - STM-1.
Итак, на сегодняшний день общая схема мультиплексирования SDH приобрела окончательный вид (рис.2-3), зафиксированный в публикации так называемой Белой книги рекомендаций ITU-T . (МСЭ-Т) [18,150], а европейская интерпретация этой схемы (рис.2-4) зафиксирована в публикации ETSI [45]. Эти схемы достаточно формальны, чтобы понять детали логических преобразований цифровой последовательности в процессе мультиплексирования, поэтому она более подробно рассмотрена ниже в п.2.2.5.
2.2.5. Детальный пример схемы формирования модуля STM-1
Для того, чтобы показать детали процесса формирования по указанной схеме ETSI, на рис.2.6 представлен пример логической схемы формирования модуля STM-1 из потока трибов Е1 (нужно иметь ввиду, что в физической схеме положение отдельных элементов, например указателей, не соответствует их месту в логической схеме, кроме того используется ряд резервных, или фиксирующих элементов, играющих роль "наполнителей", или элементов управления, или элементов выравнивания SDH фрейма.
На этом рисунке символ (R) означает операцию конкатенации (физической или логической пристыковки) заголовка или указателя к другим элементам схемы мультиплексирования SDH, а символ означает операцию мультиплексирования с соответствующим коэффициентом, указанным внутри.
Схема наглядна сама по себе и достаточна на уровне популярного изложения, однако она не всегда отражает реально осуществляемые физические преобразования и для более глубокого понимания нуждается в некоторых пояснениях и замечаниях.
Шаг 1. Все начинается с формирования контейнера С-12, наполняемого из канала доступа, питаемого трибом Е1. Его поток 2,048 Мбитс, для удобства последующих рассуждений, лучше представить в виде цифровой 32-байтной последовательности, циклически повторяющейся с частотой 8 кГц, т.е. с частотой повторения фрейма STM-1 (это так, если учесть, что 20480008000=256 бит или 32 байта, см. также п.1.4.3.).
К этой последовательности в процессе формирования С-12 возможно добавленение выравнивающих бит, а также других фиксирующих, управляющих и упаковывающих бит (условно показанных блоком "биты"). Ясно, что емкость С-12 должна быть больше 32 байт, фактически она в зависимости от режима преобразования VC-12 в TU-12 (см. ниже) будет больше или равна 34 байтам. Для простоты последующих рассуждений примем размер контейнера С-12 равным 34 байтам.
Шаг 2. Далее к контейнеру С-12 добавляется маршрутный заголовок VC-12 РОН длиной в один байт (обозначаемый V5) с указанием маршрутной информации, используемой, в основном, для сбора статистики прохождения контейнера. В результате формируется виртуальный контейнер VC-12 размером 35 байт. (В [46] указана скорость 2224 кбитс, соответствующая контейнеру С-12, что в пересчете соответствует длине фрейма С-12 равной 34.75 байта; это может быть так, если предположить, что на 4 фрейма мультифрейма VC-12 (см. Замечание 1) используется только один заголовок V5 длиной в один байт, что в пересчете на фрейм VC-12 дает в среднем 0.25 байта дополнительного заголовка, тогда размер виртуального контейнера VC-12 также равен 35 байтам (34.75+0.25 = 35).
Шаг 3. Формально добавление указателя TU-12 PTR длиной в один байт к виртуальному контейнеру VC-12, превращает его в трибный блок TU-12 длиной 36 байтов (логически это удобнее представить в виде двумерной таблицы (матрицы) или фрейма 9х4 байтов, учитывая, что окончательная структура - модуль STM-1 - также представляется в виде фрейма 9х270 байтов с 9 строками и 270 столбцами).
Замечание 1. Преобразование виртуального контейнера VC-12 (также как и VC-11 и VC-2) в трибный блок TU-12 (или соответственно в блоки TU-11 и TU-2) и последующее мультиплексирование может проходить по двум схемам, или в двух режимах: плавающем и фиксированном. Достоинство плавающего режима в том, что он допускает использование указателей для определения истинного положения контейнера в поле полезной нагрузки, а значит допускает определенную асинх-ронность в транспортировке контейнера и является средством гибкого динамического выравнивания положения контейнера внутри структуры, в которую он погружен. Фиксированный режим использует фиксированное синхронное отображение структурированной информации трибных блоков на поле полезной нагрузки контейнеров верхних уровней. Он позволяет однозначно идентифицировать эту информацию с помощью указателей административных блоков AU, соответствующих этим контейнерам, что делает ненужным использование указателей трибных блоков TU-n PTR. Достоинство такого режима - более простая структура TU-n или TUG, допускающая более эффективную последующую обработку. Недостаток очевиден - исключается любая несинхронность при транспортировке контейнера.
Для обеспечения плавающего режима формируется мультифрейм, состоящий из нескольких фреймов, в "рамках" которого мог бы плавать контейнер нижнего уровня (С-11, С-12, С-2). При создании такого мультифрейма допускается три варианта отображения грибов на его структуру: асинхронное, бит-синхронное и байт-синхронное (последнее проработано только для Т1Е1). Варианты отображения устанавливаются операторами сети, причем по умолчанию используется асинхронное отображение. Бит-синхронное размещение используется для сигналов, не имеющих байтовой (октетной) структуры и не рекомендуется в [12] для международных соединений. Байт-синхронный вариант для триба Е1 имеет две опции: одна соответствует PDH-трибу с внутриканальной сигнализациейCAS (19-ый байт 140 байтного фрейма TU), другая - с сигнализацией по общему каналу CCS {используется сигнализация SS# 7).
Так, для контейнеров VC-12 мультифрейм формируется из четырех последовательных фреймов VC-12. Он имеет период повторения 500 мкс и составную длину 140 байтов, 35 х 4 = 740 (рис. 2-7). Его начальная фаза определяется байтом индикатора положения нагрузки Н4 в заголовке РОН контейнера верхнего уровня. В мультифрейме каждый фрейм имеет заголовок длиной в один байт, из этих заголовков фактически используется только заголовок первого фрейма V5. Остальные заголовки, обозначаемые J2, Z6 и Z7 зарезервированы формально. Внутренняя структура фреймов VC-12n мультифрейма различна в зависимости от варианта отображения [18].
Этот мультифрейм и является основой для формирования грибного блока AU-12. В нем перед заголовком каждого фрейма VC-12 дополнительно помещается указатель TU-12 PTR (они обозначаются как V1, V2, V3 и V4) длиной в один байт. В результате формируется мультифрейм TU-12 с периодом повторения 500 мкс и составной длиной 144 байта.
Указатели V1 и V2 составляют одно общее 16-битное поле, назначение бит в котором следующее (слева-направо): биты 1-4 (биты N) - флаг новых данныхNDF (изменение его нормального значения "ОНО" на инверсное "1001" сообщает, что под действием нагрузки изменилось выравнивание, а возможно и размер TU); биты 5-6 (биты S) - указатель типа грибного блока TU (для TU-12 это последовательность "10"); биты 7-16 (чередующаяся последовательность 1D бит, где I - биты положительного выравнивания,a D - биты отрицательного выравнивания) - собственно указатель TU-n PTR, для TU-12 его величина может изменяться в диапазоне 0-139. Этот указатель и определяет положение первого фрейма VC-12, располагающегося после V2 в мультифрейме TU-12 (рис. 2-7, нижний, поле 0-34). Указатель V4 является резервным-полем, а V3 фактически используется для выравнивания.
Выравнивание осуществляется по отношению к первому фрейму и может быть как положительным, 'при котором последующие фреймы сдвигаются назад (от V3 к V4), для чего используется байт, следующий за V3, так и отрицательным (от V4 к V3) - для чего используется поле указателя V3 (в этом случае оно интерпретируется как поле данных).
В фиксированном режиме указатели не используются и мультифрейм не формируется. Для такого режима может быть использовано как бит-синхронное, так и байт-синхронное отображения. Причем последний вариант не используется в сетях с вводомвыводом VC-1.
В этом режиме TU-12 представляется в виде фрейма с исходным периодом повторения 125 мкс и длиной 36 байтов, из которых первый байт (обозначаемый как R) условно содержит образы V1, V2, V3, V4, а второй (также R) - образы V5, J2, Z6, Z7.
Шаг 4. Последовательность трибных блоков TU-12 в результате байт-мультиплексирования 3:1 превращается в группу трибных ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Категория: Синхронная цифровая иерархия SDH (СЦИ)
2.1. Синхронные цифровые сети
2.2. Особенности построения синхронной иерархии SDH
2.2.1. Общие особенности построения синхронной иерархии
2.2.2. Обобщенная схема мультиплексирования потоков в SDH
2.2.3. Виртуальные контейнеры и другие элементы синхронной иерархии
2.2.4. Обобщенная схема мультиплексирования потоков в SDH
2.2.5. Детальный пример схемы формирования модуля STM-1
2.2.6. Другие варианты сборки модуля STM-1 по схеме ETSI
2.2.7. Сборка модулей STM-N
2.2.8. Структура фреймов STM-N
2.2.9. Структура заголовков фреймов STM-N
2.3. Функциональные модули сетей SDH
2.3.1. Функциональные задачи и модули сетей SDH
2.3.2. Мультиплексоры
2.3.3. Концентраторы
2.3.4. Регенераторы
2.3.5. Коммутаторы
2.3.6. Функции, выполняемые коммутатором
2.3.7. Методы кросс-коммутации и взаимодействие сетей SDH
2.4. Топология сетей SDH
2.4.1. Топология "точка-точка"
2.4.2. Топология "последовательная линейная цепь"
2.4.3. Топология "звезда", реализующая функцию концентратора
2.4.4. Топология "кольцо"
2.5. Функциональные методы защиты синхронных потоков
2.6. Архитектура сетей SDH
2.6.1. Радиально-кольцевая архитектура
2.6.2. Архитектура типа "кольцо-кольцо"
2.6.3. Линейная архитектура для сети большой протяженности
2.6.4. Архитектура разветвленной сети общего вида
2.7. Аппаратурная реализация функциональных блоков сетей SDH
2.7.1. Схемная реализация и характеристики синхронных мультиплексоров
2.7.1.1. Реализация мультиплексоров STM-1
2.7.1.2. Реализация мультиплексоров STM-4
2.7.1.3. Реализация мультиплексоров STM-416
2.7.2. Обзор аппаратной реализации оборудования сетей SDH
2.7.2.1. Технические характеристики оборудования
2.7.2.2. Новые технологические решения
2.7.2.3. Номенклатура аппаратуры SDH компаний-производителей
2.7.3. Практический пример расчета сети SDH
2.8. Особенности реализации радиорелейных линейных SDH систем
2.9. Интерфейс G.703
2.9.1. Физические и электрические характеристики интерфейса G.703
2.9.2. Реализация интерфейса G.703
2.9.3. Подключение сети с интерфейсом G.703 к аппаратуре пользователя
2.1. Синхронные цифровые сети
Цифровые сети, разработанные и внедренные до появления синхронных сетевых технологий SONETSDH, были, по сути, асинхронными системами, так как не использовали внешнюю синхронизацию от центрального опорного источника. В них потеря бит (или невозможность их точной локализации) приводили не только к потере информации, но и к нарушению синхронизации. На принимающем конце сети было проще выбросить неверно полученные фреймы, чем инициализировать восстановление синхронизации с повторной передачей потерянного фрагмента, как это делается, например, в локальных сетях. Это значит, что указанная информация будет потеряна безвозвратно.
Практика показывает, что местные таймеры могут давать значительное отклонение от точной скорости передачи. В [43], например, указывается, что для сигналов DS3 (44.736 Мбитс) такое отклонение от различных источников может достигать 1789 битс.
В синхронных сетях средняя частота всех местных таймеров или одинакова (синхронна) или 'близка к синхронной (плезиохронна) благодаря использованию центрального таймера (источника) с
точностью не хуже 10" (что дает для DS3 возможное отклонение скорости порядка 0.045 битс). В этой ситуации необходимость выравнивания фреймов или мультифреймов стоит не так остро, а диапазон выравнивания значительно уже.
Более того, ситуация с выделением определенного фрагмента потока (например, канала DS1 или Е1) упрощается, если ввести указатели начала этого фрагмента в структуре инкапсулирующего его фрейма. Использование указателей (техника эта стара, как компьютерный мир) позволяет гибко компоновать внутреннюю структуру контейнера-носителя. Сохранение указателей в неком буфере (заголовке фрейма или мультифрейма) и их дополнительная защита кодами с коррекцией ошибок позволяет получить исключительно надежную систему локализации внутренней структуры передаваемой по сети полезной нагрузки (фрейма, мультифрейма или контейнера).
Указанные соображения говорят о том, что синхронные сети имеют ряд преимуществ перед используемыми асинхронными, основные из них следующие:
- упрощение сети, вызванное тем, что в синхронной сети один мультиплексор ввода-вывода (см. ниже), позволяя непосредственно вывести (или ввести), например, сигнал Е1 (2 Мбитс) из фрейма (или в фрейм) STM-1 (155 Мбитс), заменяет целую "гирлянду" мультиплексоров PDH (см. рис. 1-12), давая экономию не только в оборудовании (его цене и номенклатуре), но и в требуемом месте для размещения, питании и обслуживании;
- надежность и самовосстанавливаемость сети, обусловленные тем, что, во-первых, сеть использует волоконно-оптические кабели (ВОК), передача по которым практически не подвержена действию электромагнитных помех, во-вторых, архитектура и гибкое управление сетями позволяет использовать защищенный режим работы, допускающий два альтернативных пути распространения сигнала с почти мгновенным переключением в случае повреждения одного из них, а также обход поврежденного узла сети, что делает эти сети самовосстанавливающимися;
- гибкость управления сетью, обусловленная наличием большого числа достаточно широкополосных каналов управления и компьютерной иерархической системой управления с уровнями сетевого и элементного менеджмента, а также возможностью автоматического дистанционного управления сетью из одного центра, включая динамическую реконфигурацию каналов и сбор статистики о функционировании сети;
- выделение полосы пропускания по требованию - сервис, который раньше мог быть осуществлен только по заранее (например, за несколько дней) спланированной договоренности (например, вывод требуемого канала при проведении видеоконференции), теперь может быть предоставлен в считанные секунды путем переключения на другой (широкополосный) канал;
- прозрачность для передачи любого графика - факт, обусловленный использованием виртуальных контейнеров для передачи графика, сформированного другими технологиями, включая самые современные технологии Frame Relay, ISDN и АТМ;
- универсальность применения - технология может быть использована как для создания глобальных сетей или глобальной магистрали, передающей из точки в точку тысячи каналов cо скоростью до 40 Гбитс, так и для компактной кольцевой корпоративной сети, объединяющей десятки локальных сетей;
- простота наращивания мощности - при наличии универсальной стойки для размещения аппаратуры переход на следующую более высокую скорость иерархии можно осуществить просто вынув одну группу функциональных блоков и вставив новую (рассчитанную на большую скорость) группу блоков.
2.2. Особенности построения синхронной иерархии SDH
2.2.1. Общие особенности построения синхронной иерархии
Рассмотрим общие особенности построения синхронной цифровой иерархии SDH. Несмотря на очевидные преимущества сетей SDH перед сетями PDH, они не имели бы такого успеха, если бы не обеспечивали преемственность и поддержку стандартов PDH. Как мы уже отмечали при разработке технологии SONET обеспечивалась преемственность американской, а при при разработке SDH - европейской иерархий PDH. В окончательном варианте стандарты SONETSDH поддерживали обе указанные иерархии. Это выразилось в том, что терминальные мультиплексоры и мультиплексоры вводавывода сетей SONETSDH, через которые осуществляется доступ в сеть были расчи-таны на поддержку только тех входных каналов, или каналов доступа, скорость передачи которых соответствовала обьединеному стандартному ряду американской и европейской иерархий PDH, a именно: 1.5, 2, 6, 8, 34, 45, 140 Мбитс. Цифровые сигналы каналов доступа, скорость передачи которых соответствует указанному ряду, будем называть трибами PDH (или в терминологии связистов компонентными сигналами}, а сигналы, скорость передачи которых соответствует стандартному ряду скоростей SDH - трибами SDH.
Итак, первая особенность иерархии SDH - поддержка в качестве входных сигналов каналов доступа только трибов PDH и SDH.
Другая особенность - процедура формирования структуры фрейма.
Два правила относятся к разряду общих: при наличии иерархии структур структура верхнего уровня может строиться из структур нижнего уровня, несколько структур того же уровня, могут быть объединены в одну более общую структуру. Остальные правила отражают специфику технологии. Например, на входе мультиплексора доступа имеем трибы PDH, которые должны быть упакованы в оболочку фрейма так, чтобы их легко можно было ввести и вывести в нужном месте с помощью мультиплексора ввода-вывода. Для этого сам фрейм достаточно представить в виде некоторого контейнера стандартного размера (в силу синхронности сети его размеры не должны меняться), имеющего сопровождающую документацию - заголовок, где собраны все необходимые для управления и маршрутизации контейнера поля-параметры, и внутреннюю емкость для размещения полезной нагрузки, где должны располагаться однотипные контейнеры меньшего размера (нижних уровней), которые также должны иметь некий заголовок и полезную нагрузку и т. д. по принципу матрешки, или по методу последовательных вложений, или инкапсуляций.
Для реализации этого метода было предложено использовать понятие контейнер, в который и упаковывается триб. По типоразмеру контейнеры делятся на 4 уровня, соответствующие уровням PDH. На контейнер должен неклеиваться ярлык, содержащий управляющую информацию для сбора статистики прохождения контейнера. Контейнер с таким ярлыком используется для переноса информации, т.е. является логическим, а не физическим объектом, поэтому его называют виртуальным контейнером.
Итак, вторая особенность иерархии SDH - трибы должны быть упакованы в стандартные помеченные контейнеры, размеры которых определяются уровнем триба в иерархии PDH.
Виртуальные контейнеры могут объединяться в группы двумя различными способами. Контейнеры нижних уровней могут, например, мультиплексироваться (т. е. составляться вместе) и использоваться в качестве полезной нагрузки контейнеров верхних уровней (т.е. большего размера), которые, в свою очередь, служат полезной нагрузкой контейнера самого верхнего уровня (самого большого размера) - фрейма STM-1.
Такое группирование может осуществляться по жесткой синхронной схеме, при которой место отдельного контейнера в поле для размещения нагрузки строго фиксировано. С другой стороны, из нескольких фреймов могут быть составлены новые (более крупные) образования мультифреймы.
Из-за возможных различий в типе составляющих фрейм контейнеров и непредвиденных временных задержек в процессе загрузки фрейма положение контейнеров внутри мультифрейма может быть, строго говоря, не фиксировано, что может привести к ошибке при вводевыводе контейнера, учитывая общую нестабильность синхронизации в сети. Для устранения этого факта, на каждый виртуальный контейнер заводится указатель, содержащий фактический адрес начала виртуального контейнера на карте поля, отведенного под полезную нагрузку. Указатель дает контейнеру некоторую степень свободы, т.е. возможность "плавать" под действием непредвиденных временных флуктуаций, но при этом гарантирует, что он не будет потерян.
Итак, третья особенность иерархии SDH - положение виртуального контейнера может определяться с помощью указателей, позволяющих устранить противоречие между фактом синхронности обработки и возможным изменением положения контейнера внутри поля полезной нагрузки.
Хотя размеры контейнеров различны и емкость контейнеров верхних уровней достаточно велика, может оказаться так, что либо она все равно недостаточна, либо под нагрузку лучше выделить несколько (в том числе и с дробной частью) контейнеров меньшего размера. Для этого в SDH технологии предусмотрена возможность сцепления или конкатенации контейнеров (составление нескольких контейнеров вместе в одну структуру, называемую связистами "сцепкой"). Составной контейнер отличается соответствующим индексом от основного и рассматривается (с точки зрения размещения нагрузки) как один большой контейнер. Указанная возможность позволяет с одной стороны оптимизировать использование имеющейся номенклатуры контейнеров, с другой стороны позволяет легко приспособить технологию к новым типам нагрузок, не известных на момент ее разработки.
Итак, четвертая особенность иерархии SDK - несколько контейнеров одного уровня могут быть сцеплены вместе и рассматриваться как один непрерывный контейнер, используемый для размещения нестандартной полезной нагрузки.
Пятая особенность иерархии SDH состоит в том, что в ней предусмотрено формирование отдельного (нормального для технологий пакетной обработки в локальных сетях) поля заголовков размером 9х9=81 байт. Хотя перегруженность общим заголовком невелика и составляет всего 3.33%, он достаточно большой, чтобы разместить необходимую управляющую и контрольную информацию и отвести часть байт для организации необходимых внутренних (служебных) каналов передачи данных. Учитывая, что передача каждого байта в структуре фрейма эквивалентна потоку данных со скоростью 64 кбитс, передача указанного заголовока соответствует организации потока служебной информации эквивалентного 5.184 Мбитс.
Естественно, что при построении любой иерархии должен быть определен либо ряд стандартных скоростей этой иерархии, либо правило его формирования и первый (порождающий) член ряда. Если для PDH значение DSO (64 кбитс) вычислялось достаточно просто, то для SDH значение первого члена ряда можно было получить только после определения структуры фрейма и его размера. Схема логических рассуждений достаточно проста. Во-первых, поле его полезной нагрузки должно было вмещать максимальный по размеру виртуальный контейнер VC-4, формируемый при инкапсуляции триба 140 Мбитс. Во-вторых, его размер: 9х261=2349 байт и определил размер поля полезной нагрузки STM-1, а добавление к нему поля заголовков определило размер синхронного транспортного модуля STM-1:
9х261 + 9х9=9х270=2430 байт или 2430х8=19440 бит, что при частоте повторения 8000 Гц позволяет определить и порождающий член ряда для иерархии SDH: 19440х8000=155.52 Мбитс.
2.2.2. Обобщенная схема мультиплексирования потоков в SDH
Разработанная с учетом указанных общих принципов стандартная схема инкапсуляции PDH трибов в контейнеры и их последующего мультиплексирования при формировании модуля STM-1 первоначально имела вид, представленный на рис.2-1 [17].
В этой обобщенной схеме мультиплексирования используются следующие основополагающие обозначения: С-n - контейнеры уровня n (n=1,2,3,4); VC-n - виртуальные контейнеры уровня n (n=1,2,3,4), TU-n - трибные блоки уровня n (n=1,2,3), TUG-n - группы трибных блоков уровня n (n=2,3), AU-n - административные блоки уровня n (n=3,4); AUG - группа административных блоков и, наконец, STM-1 - синхронный транспортный модуль, используемые в SDH технологии.
Контейнеры С-п служат для инкапсуляции (размещения с целью последующего переноса) соответствующих сигналов каналов доступа или трибов, питающих их входы. Слово "инкапсуляция" больше подчеркивает физический смысл процесса, тогда как логически происходит отображение структуры фрейма соответствующего триба на структуру инкапсулирующего его контейнера. Уровни контейнера n соответствуют уровням PDH иерархии, т.е. п=1,2,3,4, а число типоразмеров контейнеров N должно быть равно числу членов объединеного стандартного ряда, т.е. 7. Эти числа согласованы, так как четвертый уровень PDH по стандарту [13] имеется только у ЕС иерархии, т.е. С-4 инкапсулирует Е4, а контейнеры С-1,2,3 должны быть разбиты каждый на два подуровня, для инкапсуляции соответствующих трибов АС и ЕС иерархий.
Итак, имеем:
- Т-п, Е-п - стандартные каналы доступа или трибы уровня n (в терминологии связистов "компонентные сигналы") - входные потоки (или входы) SDH мультиплексора, соответствовующие объединеному стандартному ряду АС и ЕС иерархий PDH, приведенному выше.
- С-п - контейнер уровня п - элемент SDH, содержащий триб Т-п, т.е. несущий в себе информационную нагрузку соответствующего уровня иерархии PDH, стандартизованного в [13]; контейнеры уровня п разбиваются на следующие контейнеры подуровней C-nm:
- С-1 - разбивается на контейнер С-11, инкапсулирующий триб Т1=1.5 Мбитс, и контейнер С-12, инкапсулирующий триб Е1=2 Мбитс;
- С-2 - разбивается на контейнер С-21, инкапсулирующий триб T2=:6 Мбитс и контейнер С-22, инкапсулирующий триб Е2=8 Мбитс;
- С-3 - разбивается на контейнер С-31, инкапсулирующий триб Е3=34 Мбитс и контейнер С-32, инкапсулирующий триб Т3=45 Мбитс;
- С-4 не имеет контейнеры подуровней и инкапсулирует триб Е4=140 Мбитс. В первом варианте стандарта G.708 [17, редакция 1988] контейнеры С-п предназначались не только для инкапсуляции PDH трибов, но и других (тогда еще не конкретизированных) широкополосных сигналов.
2.2.3. Виртуальные контейнеры и другие элементы синхронной иерархии
Контейнеры можно рассматривать в качестве первых элементов в номенклатуре элементов иерархии SDH. К контейнеру (как и к любому пакету, подлежащему отправлению по некоторому маршруту) добавляется маршрутный заголовок. В результате от превращается в виртуальный контейнер VC уровня n, т.е. VC-n. В номенклатуре элементов иерархии SDH существуют следующие виртуальные контейнеры:
- VC-1, VC-2 - виртуальные контейнеры нижних уровней 1 или 2 и VC-3, VC-4 - виртуальные контейнеры верхних уровней 3 или 4 - элементы SDH, структура которых или формат достаточно прост и определяется формулой: РОН + PL, где РОН - маршрутный заголовок (в терминологии связистов трактовый заголовок);PL - полезная нагрузка.
Виртуальные контейнеры VC-1,2,3 уровней 1, 2, 3, также как и контейнеры С-1,2,3, разбиваются на виртуальные контейнеры подуровней nm, т.е. VC-nm, а именно:
- VC-1 разбивается на VC-11 и VC-12;
- VC-2 разбивается на VC-21 и VC-22;
- VC-3 разбивается на VC-31 и VC-32.
Поля PL и РОН формата виртуального контейнера как логического элемента имеют вид:
- PL - поле различного (в зависимости от типа виртуального контейнера) размера, формат которого имеет двумерную структуру по типу фрейма вида 9хm (9 строк, m столбцов); это поле формируется либо из контейнеров соответствующего уровня (например, для виртуальных контейнеров VC-1,2 оно формируется из контейнеров С-1,2 соответственно), либо из других соответствующих элементов структуры мультиплексирования SDH (см. ниже);
- РОН - поле, размером не более 9 байт, формат которого имеет двумерную структуру вида 1хn (например, формат 1х9 байт для VC-4 или VC-32 и формат 1х6 байт для VC-31); это поле составлено из различных по назначению байтов (см. ниже).
- TU-n - трибные блоки уровня n (п=1,2,3) (в терминологии связистов субблоки) - элементы структуры мультиплексирования SDH, формат которых прост и определяется формулой: PTR + VC, гдеPTR - указатель трибного блока (TU-n PTR), относящийся к соответствующему виртуальному контейнеру, например, TU-1 = (TU-1 PTR) + VC-1. Трибные блоки уровня n, как и виртуальные контейнеры, делятся на трибные блоки подуровней nm, т.е. TU-nm, а именно:
- TU-1 разбивается на TU-11 иТи-12;
- TU-2 разбивается на TU-21 и TU-22;
- TU-3 разбивается на TU-31 и TU-32.
- TUG-n - группа трибных блоков уровня п (первоначально использовался только уровень 2, а затем добавился уровень 3), формируемая в результате мультиплексирования нескольких трибных блоков.
- TUG-2 - группа трибных блоков уровня 2 - элемент структуры мультиплексирования SDH, формируемый путем мультиплексирования трибных блоков TU-1,2 со своими коэффициентами мультиплексирования; TUG-2 также, как и TU-1,2 разбивается на 2 подуровня - TUG-21 и TUG-22.
В результате использования всех возможных вариантов, диктуемых наличием подуровней, приведенная на рис.2-1 обобщенная схема разворачивается в детальную симметричную относительно контейнера С-4 схему мультиплексирования (рис.2-2), предложенную в первом варианте стандарта G.709 [18, редакция 1988]. Здесь xN означают коэффициенты мультиплексирования (например, хЗ на ветви от блока AU-32 к блоку AUG означает, что 3 административных блока мультиплексируются (объединяются) в одну группу административных блоков AUG).
В ней для трибов дополнительно используются обозначения, соответствующие принятым для высокоскоростных каналов широкополосной ISDN - B-ISDN [44] (Hnm означает в B-ISDN высокоскоростной канал различного типа - это нужно иметь ввиду, чтобы окончательно не запутаться в используемых стандартами обозначениях и индексах):
- Н1 - обобщенный канал, соответствующий первому уровню (или первичной скорости) иерархии PDH. Он разбивается на канал НИ, соответствующий американской ветви иерархии, т.е. НИ = Т1 = 1.5 Мбитс, и канал т 2, соответствующий европейской ветви иерархии, т.е. Н12 = Е1 =2 Мбитс.
- Н2 - обобщенный канал, соответствующий третьему уровню (или третичной скорости) иерархии PDH. Он аналогично разбивается на Н21 и Н22, где Н21 = ЕЗ = 34 Мбитс, а Н22 = ТЗ = 45 Мбитс.
- НЗ в классификации не используется.
- Н4 - обобщенный канал, соответствующий четвертому уровню (или четвертичной скорости)
иерархии PDH. Он не разбивается на подуровни, т.е. Н4 = Е4 = 140 Мбитс. Из этой схемы видны варианты мультиплексирования группы трибных блоков TUG-2:
- TUG-21 формируется или из одного TU-21 (вариант 1xTU-21) или из четырех TU-11 (вариант 4xTU-11), или из трех TU-12 (вариант 3xTU-12);
- TUG-22 формируется аналогично: 1xTU-22 или 4xTU-12, или 5xTU-11. В свою очередь выходы TUG-21 и TUG-22 могут быть мультиплексированы для формирования полезной нагрузки контейнеров верхних уровней С-3,4 в соответствии со схемой на рис.2-2 и указанными на ней коэффициентами. Схема формирования виртуальных контейнеров верхнего уровня может быть теперь конкретизирована.
- VC-3 - виртуальный контейнер уровня 3 - элемент структуры мультиплексирования SDH, который разбивается на два виртуальных контейнера: VC-31 и VC-32 - поля формата 9х65 байтов - для VC-31, и поля формата 9х85 байтов - для VC-31; полезная нагрузка VC-3 формируется либо из одного контейнера С-3 (прямой вариант схемы мультиплексирования), либо путем мультиплексирования нескольких групп TUG-2, а именно:
- VC-31 формируется как 1хС31 или 4xTUG-22, или 5xTUG-21;
- VC-32 формируется как 1хС32 или 7xTUG-22.
-VC-4 - виртуальный контейнер уровня 4 - элемент структуры мультиплексирования SDH, который не разбивается по подуровням и представляет собой поле формата 9х261 байтов; его полезная нагрузка формируется либо из контейнера С-4 (прямой вариант схемы мультиплексирования), либо путем мультиплексирования нескольких групп TUG-2 и TU-3, а именно: VC-4 формируется как 1хС4 или 4xTU-31, или 3xTU-32, или 21xTUG-21, или 16xTUG-22.
Виртуальные контейнеры верхних уровней VC-3,4 позволяют сформировать соответствующие административные блоки:
- AU-3 - административный блок уровня 3 - элемент структуры мультиплексирования SDH формата PTR + PL, разбивается на два подуровня AU-31 и AU-32, полезная нагрузка которых PL формируются из виртуального контейнера VC-31 или VC-32 соответственно;
- PTR - указатель административного блока - AU-3 PTR (AU-31 PTR или AU-32 PTR) определяет адрес начала поля полезной нагрузки, а именно VC-31, VC-32 в результате получаем:
- AU-31 = AU-31 PTR + VC-31;
- AU-32 = AU-32 PTR -+- VC-32.
- AU-4 :: административный блок уровня 4 - элемент структуры мультиплексирования SDH формата PTR + PL, не имеет подуровней, PTR - указатель административного блока - AU-4 PTR (поле формата 9х1 байтов, соответствующее четвертой строке поля секционных заголовковSOH фрейма STM-N), определяет адрес начала поля полезной нагрузки; полезная нагрузка PL формируются либо из виртуального контейнера VC-4 (прямой вариант схемы мультиплексирования), либо в результате мультиплексирования другими возможными путями, а именно: AU-4 формируется как 1xVC-4 или 4xVC-31, или 3xVC-32, или 21xTUG-21, или 16xTUG-22, причем фактически для передачи VC-31,32 и TUG-21,22 используется поле полезной нагрузки VC-4, в котором при размещении VC-32 и TUG-22 четыре левых столбца (4х9 байтов), а при размещении TUG-21 - восемь столбцов (8х9 байт), используются под фиксированные выравнивающие наполнители.
Два последних элемента SDH - AUG и STM-1 определены ниже.
-AUG - группа административных блоков - элемент структуры мультиплексирования SDH, появившийся во второй публикации стандарта G.709 [18, редакция 1991], формируется путем мультиплексирования административных блоков AU-3,4 с различными коэффициентами мультиплексирования: AUG формируется как 1xAU-4 или 4XAU-31, или 3xAU-32; AUG затем и отображается на полезную нагрузку STM-1.
-STM-1- синхронный транспортный модуль - основной элемент структуры мультиплексирования SDH, имеющий формат вида: SOH + PL, где SOH - секционный заголовок - два поля в блоке заголовка размером 9х9 байтов (структуру SOH см. ниже), PL - полезная нагрузка, формируемая из группы административных блоков AUG (в схеме первой публикации стандарта [18, редакция 1988], вместо связки блоков AUG и STM-1 был только модуль STM-1, описанный как блок, формируемый путем мультиплексирования AU-3,4 с различными коэффициентами мультиплексирования (то, что делает сейчас блок AUG) и добавления секционного заголовка ЗОН).
Синхронные транспортные модули STM-1 могут быть, согласно основной схеме мультиплексирования для иерархии SDH, мультиплексированы с коэффициентом N в синхронный транспортный модуль STM-N для последующей передачи по каналу связи. С учетом приведенных пояснений становится более понятной схема взаимодействия различных уровней PDH иерархий, погруженных в SDH иерархию.
Рассмотренная схема (рис. 2-2) охватывает все возможные варианты формирования STM-1 и допускает на входе все стандартные PDH трибы, но она достаточно сложна, хотя бы потому, что число возможных путей формирования велико. Например, если рассмотреть на этой схеме возможные пути формирования STM-1 из трибов Н12 (2 Мбитс), то их окажется семь:
1) Н12 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-21 - VC-32 - AU-32 - AUG - STM-1
2) Н12 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-21 - VC-32 - AU-32 - VC-4 - AU-4 - AUG - STM-1
3) Н12 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-21 - VC-4 - AU-4 - AUG - STM-1
4) Н12 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-21 - VC-31 - TU-31 - VC-4 - AU-4 - AUG - STM-1
5) Н12 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-22 - VC-4 - AU-4 - AUG - STM-1
6) Н12 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-22 - VC-31 - TU-31 - VC-4 - AU-4 - AUG - STM-1
7) Н12 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-22 - VC-31 - AU-31 - AUG - STM-1
Из них варианты (2) и (6) наиболее сложные. Для того, чтобы подробно показать важные детали процесса формирования, в [27] в качестве гипотетического был рассмотрен именно вариант (6) формирования модуля STM-1 при использовании терминального мультиплексора SDH с каналом доступа 2 Мбитс. Соответствующая ему логическая схема представлена там же на рис.5, чтобы наглядно продемонстрировать сложность такого формирования.
2.2.4. Обобщенная схема мультиплексирования потоков в SDH
На рис. 2-3 представлена третья редакция (1993г.) схемы мультиплексирования SDH, предложенная в обобщенном виде в стандарте G.708 [17, редакция 1993г.] и в более подробном виде в стандарте G.709 [18, редакция 1993г.], который и показан на этом рисунке. Основными отличиями этой схемы от схемы первой редакции (рис. 2-2) являются;
- отсутствие триба Е2 (отображаемого в контейнер С-22) и связанных с ним блоков VC-22 и TU-22 (контейнер С-21, виртуальный контейнер VC-21 и блок TU-21 представлены как С-2, VC-2 и TU-2 соответственно);
- появление блока TUG-3 и замыкание на него выхода блока TUG-2 (потеря симметрии, т.е. связей TUG-21 - VC-4 и TUG-22 - VC-4);
- несимметричное использование TU-3 в связке с VC-3 только для ветви: С-3 - триб E3T3I (вместо симметричной схемы TU-31TU-32 VC-31VC-32) и отсутствие в связи с этим возможности кросс-мультиплексирования, осуществляемого по связи TUG-21 - VC-31, ввиду ее отсутствия.
Указанные упрощения привели к тому, что теперь от семи возможных путей формирования STM-1 из трибов Е1 (2 Мбитс) осталось только два:
1) Н12 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-2 - TUG-3 - VC-4 - AU-4 - AUG - STM-1
2) Н12 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-2 - VC-3 - AU-3 - AUG - STM-1
Эти упрощения становятся еще более очевидными, если учесть, что указанная схема является общей, объединяющей две схемы мультиплексирования: европейскую схему мультиплексирования ЗОН, предложенную Институтом стандартов ETSI [45] (рис.2-4), и американскую схему мультиплексирования SONETSDH, которую можно вычленить из общей схемы и представить в виде подсхемы на рис. 2-5. Эти две схемы отличаются тем, что у них отсутствует вариантность в формировании STM-1 из набора допустимых трибов.
Для рассматриваемого нами примера с трибом Е1 вариант формирования STM-1 по схеме ETSI (рис- 2-4) имеет вид:
Е1 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-2 - TUG-3 - VC-4 - AU-4 - AUG - STM-T7 а по схеме SONETSDH (рис. 2-5) имеет вид:
Е1 - С-12 - VC-12 - TU-12 - TUG-2 - VC-3 - AU-3 - AUG - STM-1.
Итак, на сегодняшний день общая схема мультиплексирования SDH приобрела окончательный вид (рис.2-3), зафиксированный в публикации так называемой Белой книги рекомендаций ITU-T . (МСЭ-Т) [18,150], а европейская интерпретация этой схемы (рис.2-4) зафиксирована в публикации ETSI [45]. Эти схемы достаточно формальны, чтобы понять детали логических преобразований цифровой последовательности в процессе мультиплексирования, поэтому она более подробно рассмотрена ниже в п.2.2.5.
2.2.5. Детальный пример схемы формирования модуля STM-1
Для того, чтобы показать детали процесса формирования по указанной схеме ETSI, на рис.2.6 представлен пример логической схемы формирования модуля STM-1 из потока трибов Е1 (нужно иметь ввиду, что в физической схеме положение отдельных элементов, например указателей, не соответствует их месту в логической схеме, кроме того используется ряд резервных, или фиксирующих элементов, играющих роль "наполнителей", или элементов управления, или элементов выравнивания SDH фрейма.
На этом рисунке символ (R) означает операцию конкатенации (физической или логической пристыковки) заголовка или указателя к другим элементам схемы мультиплексирования SDH, а символ означает операцию мультиплексирования с соответствующим коэффициентом, указанным внутри.
Схема наглядна сама по себе и достаточна на уровне популярного изложения, однако она не всегда отражает реально осуществляемые физические преобразования и для более глубокого понимания нуждается в некоторых пояснениях и замечаниях.
Шаг 1. Все начинается с формирования контейнера С-12, наполняемого из канала доступа, питаемого трибом Е1. Его поток 2,048 Мбитс, для удобства последующих рассуждений, лучше представить в виде цифровой 32-байтной последовательности, циклически повторяющейся с частотой 8 кГц, т.е. с частотой повторения фрейма STM-1 (это так, если учесть, что 20480008000=256 бит или 32 байта, см. также п.1.4.3.).
К этой последовательности в процессе формирования С-12 возможно добавленение выравнивающих бит, а также других фиксирующих, управляющих и упаковывающих бит (условно показанных блоком "биты"). Ясно, что емкость С-12 должна быть больше 32 байт, фактически она в зависимости от режима преобразования VC-12 в TU-12 (см. ниже) будет больше или равна 34 байтам. Для простоты последующих рассуждений примем размер контейнера С-12 равным 34 байтам.
Шаг 2. Далее к контейнеру С-12 добавляется маршрутный заголовок VC-12 РОН длиной в один байт (обозначаемый V5) с указанием маршрутной информации, используемой, в основном, для сбора статистики прохождения контейнера. В результате формируется виртуальный контейнер VC-12 размером 35 байт. (В [46] указана скорость 2224 кбитс, соответствующая контейнеру С-12, что в пересчете соответствует длине фрейма С-12 равной 34.75 байта; это может быть так, если предположить, что на 4 фрейма мультифрейма VC-12 (см. Замечание 1) используется только один заголовок V5 длиной в один байт, что в пересчете на фрейм VC-12 дает в среднем 0.25 байта дополнительного заголовка, тогда размер виртуального контейнера VC-12 также равен 35 байтам (34.75+0.25 = 35).
Шаг 3. Формально добавление указателя TU-12 PTR длиной в один байт к виртуальному контейнеру VC-12, превращает его в трибный блок TU-12 длиной 36 байтов (логически это удобнее представить в виде двумерной таблицы (матрицы) или фрейма 9х4 байтов, учитывая, что окончательная структура - модуль STM-1 - также представляется в виде фрейма 9х270 байтов с 9 строками и 270 столбцами).
Замечание 1. Преобразование виртуального контейнера VC-12 (также как и VC-11 и VC-2) в трибный блок TU-12 (или соответственно в блоки TU-11 и TU-2) и последующее мультиплексирование может проходить по двум схемам, или в двух режимах: плавающем и фиксированном. Достоинство плавающего режима в том, что он допускает использование указателей для определения истинного положения контейнера в поле полезной нагрузки, а значит допускает определенную асинх-ронность в транспортировке контейнера и является средством гибкого динамического выравнивания положения контейнера внутри структуры, в которую он погружен. Фиксированный режим использует фиксированное синхронное отображение структурированной информации трибных блоков на поле полезной нагрузки контейнеров верхних уровней. Он позволяет однозначно идентифицировать эту информацию с помощью указателей административных блоков AU, соответствующих этим контейнерам, что делает ненужным использование указателей трибных блоков TU-n PTR. Достоинство такого режима - более простая структура TU-n или TUG, допускающая более эффективную последующую обработку. Недостаток очевиден - исключается любая несинхронность при транспортировке контейнера.
Для обеспечения плавающего режима формируется мультифрейм, состоящий из нескольких фреймов, в "рамках" которого мог бы плавать контейнер нижнего уровня (С-11, С-12, С-2). При создании такого мультифрейма допускается три варианта отображения грибов на его структуру: асинхронное, бит-синхронное и байт-синхронное (последнее проработано только для Т1Е1). Варианты отображения устанавливаются операторами сети, причем по умолчанию используется асинхронное отображение. Бит-синхронное размещение используется для сигналов, не имеющих байтовой (октетной) структуры и не рекомендуется в [12] для международных соединений. Байт-синхронный вариант для триба Е1 имеет две опции: одна соответствует PDH-трибу с внутриканальной сигнализациейCAS (19-ый байт 140 байтного фрейма TU), другая - с сигнализацией по общему каналу CCS {используется сигнализация SS# 7).
Так, для контейнеров VC-12 мультифрейм формируется из четырех последовательных фреймов VC-12. Он имеет период повторения 500 мкс и составную длину 140 байтов, 35 х 4 = 740 (рис. 2-7). Его начальная фаза определяется байтом индикатора положения нагрузки Н4 в заголовке РОН контейнера верхнего уровня. В мультифрейме каждый фрейм имеет заголовок длиной в один байт, из этих заголовков фактически используется только заголовок первого фрейма V5. Остальные заголовки, обозначаемые J2, Z6 и Z7 зарезервированы формально. Внутренняя структура фреймов VC-12n мультифрейма различна в зависимости от варианта отображения [18].
Этот мультифрейм и является основой для формирования грибного блока AU-12. В нем перед заголовком каждого фрейма VC-12 дополнительно помещается указатель TU-12 PTR (они обозначаются как V1, V2, V3 и V4) длиной в один байт. В результате формируется мультифрейм TU-12 с периодом повторения 500 мкс и составной длиной 144 байта.
Указатели V1 и V2 составляют одно общее 16-битное поле, назначение бит в котором следующее (слева-направо): биты 1-4 (биты N) - флаг новых данныхNDF (изменение его нормального значения "ОНО" на инверсное "1001" сообщает, что под действием нагрузки изменилось выравнивание, а возможно и размер TU); биты 5-6 (биты S) - указатель типа грибного блока TU (для TU-12 это последовательность "10"); биты 7-16 (чередующаяся последовательность 1D бит, где I - биты положительного выравнивания,a D - биты отрицательного выравнивания) - собственно указатель TU-n PTR, для TU-12 его величина может изменяться в диапазоне 0-139. Этот указатель и определяет положение первого фрейма VC-12, располагающегося после V2 в мультифрейме TU-12 (рис. 2-7, нижний, поле 0-34). Указатель V4 является резервным-полем, а V3 фактически используется для выравнивания.
Выравнивание осуществляется по отношению к первому фрейму и может быть как положительным, 'при котором последующие фреймы сдвигаются назад (от V3 к V4), для чего используется байт, следующий за V3, так и отрицательным (от V4 к V3) - для чего используется поле указателя V3 (в этом случае оно интерпретируется как поле данных).
В фиксированном режиме указатели не используются и мультифрейм не формируется. Для такого режима может быть использовано как бит-синхронное, так и байт-синхронное отображения. Причем последний вариант не используется в сетях с вводомвыводом VC-1.
В этом режиме TU-12 представляется в виде фрейма с исходным периодом повторения 125 мкс и длиной 36 байтов, из которых первый байт (обозначаемый как R) условно содержит образы V1, V2, V3, V4, а второй (также R) - образы V5, J2, Z6, Z7.
Шаг 4. Последовательность трибных блоков TU-12 в результате байт-мультиплексирования 3:1 превращается в группу трибных ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Похожие работы
Дисциплины
- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда
