Кадры STM-N

Основные элементы кадра STM-1 показаны на рис. 71, а в табл.5. приведена структура заголовков регенераторной и мультиплексной секций.

Кадр обычно представляют в виде матрицы, состоящей из 270 столбцов и 9 строк. Первые 9 байт каждой строки отводятся под служебные данные заголовков, из последующих 261 байт 260 отводятся под полезную нагрузку (данные таких структур, как AUG, AU, TUG, TUи VC), а один байт каждой строки отводится под заголовок тракта, что позволяет контролировать соединение «из конца в конец».

Рис.71. Структура кадра STM-1

Таблица 5. Состав заголовков регенераторной и мультиплексной секций

Рассмотрим механизм работы указателя Н1-Н2-НЗ на примере кадра STM-1, пе­реносящего контейнер VC-4. Указатель занимает 9 байт четвертого ряда кадра, причем под каждое из полей HI, Н2 и НЗ в этом случае отводится по 3 байта. Разрешенные значения указателя находятся в диапазоне 0-782, причем ука­затель отмечает начало контейнера VC-4 в трехбайтовых единицах. Например, если указатель имеет значение 27, то первый байт VC-4 находится на расстоянии 27 х 3 = 81 байт от последнего байта поля указателей, то есть является 90-м бай­том (нумерация начинается с единицы) в 4-й строке кадра STM-1. Фиксированное значение указателя позволяет учесть фазовый сдвиг между данным мультиплек­сором и источником данных, в качестве которого может выступать мультиплексор PDH, оборудование пользователя с интерфейсом PDHили другой мультиплек­сор SDH. В результате виртуальный контейнер передается в двух последова­тельных кадрах STM-1, как и показано на рис. 71.

Указатель может отрабатывать не только фиксированный фазовый сдвиг, но и рассогласование тактовой частоты мультиплексора с тактовой частотой уст­ройства, от которого принимаются пользовательские данные. Для компенсации этого эффекта значение указателя периодически наращивается или уменьшается на единицу.

Если скорость поступления данных контейнера VC-4 меньше, чем скорость отправки STM-1, то у мультиплексора периодически (этот период зависит от величины рассогласования частоты синхронизации) возникает нехватка пользовательских данных для заполнения соответствующих полей виртуального контейнера. Поэтому мультиплексор вставляет три «холостых» (незначащих) байта в данные виртуального контейнера, после чего продолжает заполнение VC-4 «подоспевшими» за время паузы пользовательскими данными. Указатель наращивается на единицу, что отражает запаздывание начала очередного контейнера VC-4 на три байта. Эта операция над указателем называется положительным выравниванием. В итоге средняя скорость отправляемых пользовательских данных становится равной скорости их поступления, причем без вставки дополнительных битов в стиле PDH.

Если же скорость поступления данных VC-4 выше, чем скорость отправки кадра STM-1, то у мультиплексора периодически возникает потребность вставки в кадр «лишних» (преждевременно пришедших) байтов, для которых в поле VC-4 нет места. Для их размещения используются три младших байта указателя, то есть поле НЗ (само значение указателя умещается в поля Н1 и Н2). Указатель при этом уменьшается на единицу, поэтому такая операция носит название отрица­тельного выравнивания.

Тот факт, что выравнивание контейнера VC-4 происходит с дискретностью в три байта, объясняется достаточно просто. Дело в том, что в кадре STM-1 может пе­реноситься либо один контейнер VC-4, либо три контейнера VC-3. Каждый из контейнеров VC-3 имеет в общем случае независимое значение фазы относи­тельно начала кадра, а также собственную величину рассогласования частоты. Указатель VC-3 в отличие от указателя VC-4 состоит уже не из девяти, а из трех байтов: HI, Н2, НЗ (каждое из этих полей — однобайтовое). Эти три указателя помещаются в те же байты, что и указатель VC-4, но по схеме с чередованиембайтов, то есть в порядке НМ, Hl-2, Hl-3, Н2-1, Н2-2, Н2-3, НЗ-1, НЗ-2, НЗ-З (второй индекс идентифицирует определенный контейнер VC-3). Значения ука­зателей VC-3 интерпретируются в байтах, а не трехбайтовых единицах. При от­рицательном выравнивании контейнера VC-3 лишний байт помещается в соот­ветствующий байт НЗ-1, НЗ-2 или НЗ-З — в зависимости от того, над каким из контейнеров VC-3 проводится операция.

Вот мы и дошли до размера смещения для контейнеров VC4 — этот размер был выбран для унификации этих операций над контейнерами любого типа, разме­щаемыми непосредственно в AUGкадра STM-1. Выравнивание контейнеров бо­лее низкого уровня всегда происходит с шагом в 1 байт.

При объединении блоков TUи AUв группы в соответствии с описанной схемой (см. рис. 11.6) выполняется их последовательное побайтное расслоение, так что период следования пользовательских данных в кадре STM-Nсовпадает с перио­дом их следования в трибутарных портах. Это исключает необходимость в их временной буферизации, поэтому говорят, что мультиплексоры SDHпередают данные в реальном масштабе времени.