Формирование информационных структур синхронной цифровой иерархии

Глава 6

Системы синхронной цифровой иерархии

Основные понятия и определения

Требования значительного увеличения объема, надежности и экономичности передачи информации привели к необходимости разработки средств связи синхронной цифровой иерархии (или Synchronous Digital Hierarchy - SDH), представляющей собой качественно новый этап развития цифровых сетей связи. Технология SDH определяется как набор цифровых структур, стандартизованных с целью транспортирования определенных объемов информации, и реализуется как комплексный процесс переноса информации, включая функции контроля и управления. Аппаратура SDH является программно управляемой и интегрирует в себе средства преобразования, передачи, оперативного переключения, контроля, управления. Использование синхронной иерархии ни в коей мере не предполагает исчезновения иерархических плезиохронных уровней; напротив, аппаратура SDH должна обеспечить объединение и передачу сигналов PDH, устраняя недостатки систем ПЦИ, основными из которых являются:

1. Наличие трех различных иерархий (европейской, североамериканской и японской), что крайне затрудняет организацию международной связи.

2. В цифровых системах передачи с ПЦИ затруднен ввод/вывод цифровых потоков в промежуточных пунктах, что приводит к необходимости использования большого количества сложного оборудования. Данный недостаток становится особенно существенным при организации систем связи на железнодорожном транспорте, где требуется частое выделение каналов и цифровых потоков на промежуточных станциях.

3. Отсутствие средств сетевого автоматизированного контроля и управления, без которых невозможно создать сеть связи, удовлетворяющую современным требованиям к качеству обслуживания и надежности. Такие средства (в ограниченном объеме) имеются в ПЦИ лишь на уровне линий передачи, однако, они не стандартизированы, поэтому разработанные различными производителями оборудования ПЦИ системы контроля и управления линейных трактов несовместимы.

4. При нарушениях синхронизации группового сигнала в ПЦИ требуется сравнительно большое время на многоступенное восстановление синхронизации компонентных потоков.

5. В ПЦИ нет стандартов на линейные сигналы, не достаточно глубоко нормированы показатели качества передачи. Поэтому оборудование различных производителей оказывается несовместимым, и преобладающей конфигурацией сети являлась «точка-точка».

Преодолеть недостатки, оставаясь в рамках ПЦИ, было невозможно. Поэтому, когда в середине 80-х годов применение волоконно-оптических линий связи позволило существенно повысить скорости передачи, а внедрение цифровых коммутационных станций дало возможность создавать полностью цифровые синхронные сети, началась работа по переходу к СЦИ. Системы передачи SDH рассчитаны на транспортирование цифровых потоков различных стандартов и уровней, а также широкополосных сигналов, связанных с внедрением новых услуг электросвязи. Основные преимущества SDH по сравнению с PDH заключаются в возможности выделения требуемых цифровых потоков из потоков более высоких ступеней иерархии без полного демультиплексирования, автоматизация процессов управления, контроля и обслуживания сети передачи. Транспортная сеть SDH обеспечивает передачу плезиохронных сигналов PDH в соответствии с табл. 6.1.

Таблица 6.1

УРОВНИ ИЕРАРХИИ	СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ ЦИФРОВЫХ ПОТОКОВ
США	ЕВРОПА
	64 кбит/с 1544 кбит/с 6312 кбит/с 44736 кбит/с	64 кбит/с 2048 кбит/с 8448 кбит/с 34368 кбит/с 139264 кбит/с

Учитывая то, что скорость входного цифрового потока может достигать почти 140 Мбит/с, минимальная скорость цифрового потока первой ступени синхронной цифровой иерархии (STM-1) должна быть больше этой величины. Она выбрана равной 155,52 Мбит/с. Скорости более высоких ступеней SDH определяются умножением скорости предыдущего потока на 4. Эти скорости приведены в табл. 6.2.

Таблица 6. 2

УРОВНИ ИЕРАРХИИ	СКОРОСТЬ ЦИФРОВОГО ПОТОКА
STM – 1 STM – 4 STM – 16 STM – 64 STM – 256	155,520 Мбит/с 622,080 Мбит/с 2488,320 Мбит/с 9953,280 Мбит/с 39813,120 Мбит/с

Архитектура оптических транспортных сетей (ОТС) определяется Рекомендацией МСЭ-Т G.805 «Общая функциональная архитектура транспортных сетей». Внутри ОТС выделяются три топологически независимых функциональных слоя, связанными отношениями клиент/слуга. Клиентом для верхнего слоя сети СЦИ является потребитель. Каждый из слоев подразделяется на подслои (табл.6.3). Все слои выполняют определенные функции, имеют стандартизированные точки доступа; каждый слой обслуживает вышестоящий слой.

Таблица 6.3

Слои СЦИ	Подслои СЦИ
Каналы
Тракты	Низшего порядка
Высшего порядка
Среда передачи	Секции	мультиплексные
регенерационные
Физическая среда

Каждый слой оснащен собственными средствами контроля и управления, что упрощает операции по устранению последствий аварий и снижает их влияние аварии на другие слои. Функции каждого слоя не зависят от способа физической реализации нижнего обслуживающего слоя. Каждый слой может создаваться и развиваться независимо. Послойное построение облегчает построение и эксплуатацию сети, позволяет достичь наиболее высоких технико-экономических показателей.

Самый верхний слой образует сеть каналов, соединяющих различные комплекты оконечной аппаратуры СЦИ и терминалы потребителей. Сеть слоя каналов соединяет различные комплекты оконечной аппаратуры СЦИ и терминалы потребителей и поддерживает такие службы, как служба аренды каналов, служба пакетной коммутации, коммутации каналов и др.

Группы каналов объединяются в групповые тракты различных порядков (средний слой). Сети трактов полностью независимы от физической среды и могут иметь собственную топологию. В слое трактов осуществляется программный и дистанционный контроль и управление соединениями. Групповые тракты организуются в линейные тракты, относящиеся к нижнему слою – среды передачи. Среда передачи подразделяется на слой секций (мультиплексных и регенерационных) и слой физической среды. Регенерационная секция обеспечивает передачу линейного сигнала между регенераторами или между регенераторами и пунктами окончания или коммутации трактов. Регенерационные секции полностью зависят от среды. Мультиплексная секция обеспечивает передачу информации между пунктами, где оканчивается либо переключаются тракты. Мультиплексные секции могут зависеть от среды передачи (радиорелейные линии) и иметь ограничения в топологии. Взаимосвязь и расположение некоторых слоев показано на рис. 6.1.

Сеть СЦИ в каждом своем слое может быть разделена на подсети: магистральные, региональные (внутризоновые), местные и др. Деление на подсети позволяет упростить процессы эксплуатации сети, ввести соответствующее нормирование параметров качества функционирования.

Формирование информационных структур синхронной цифровой иерархии

Информационной нагрузкой сетей СЦИ являются цифровые потоки любого стандарта ПЦИ, потоки ячеек АТМ, цифровые потоков локальных (LAN – Local Area Network) и местных или городских (MAN – Metropolitan Area Network) сетей и другие цифровые сигналы. Аналоговые сигналы (высококачественное телевидение, видеоконференция и др.) должны быть предварительно преобразованы в цифровую форму соответствующего стандарта. Эти цифровые потоки в дальнейшем будем называть компонентными потоками: компонентные потоки Е1, Е3, Е4 Европейского стандарта ПЦИ: DS1, DS2, DS3 Американского стандарта ПЦИ, цифровые LAN, MAN и др. Технологией СЦИ предусматривается создание универсальной транспортной сети (ТС), органически объединяющей сетевые ресурсы, которые выполняют функции передачи информации, контроля и управления. ТС, является базой для всех существующих и планируемых служб, интеллектуальных, персональных и других сетей.

Физический процесс распространения информационных сигналов через физическую среду называется передачей, а функциональный процесс перемещения информации – информационных структур между пунктами, расположенных в разных местах, называется транспортированием или переносом. Базовой информационной структурой СЦИ является, как отмечалось выше, синхронный транспортный модуль первого уровня – STM-1, имеющий скорость 155,52 Мбит/с. Модули более высоких скоростей формируются путем синхронного мультиплексирования N потоков STM-1 на скорости передачи 155,52 х N Мбит/с, где N = 4, 16, 64, 256. Рассмотрим взаимодействие различных информационных структур при формировании STM-1.

Структура формирования синхронного транспортного модуля STM-1 из указанных потоков PDH представлена на рис.6.2. (скорости цифровых потоков указаны округленно). При формировании модулей SDH используется принцип контейнерных перевозок. Подлежащие передаче сигналы предварительно размещаются в стандартных контейнерах C (Container). Контейнер – информационная структура (или элементарный временной кадр), состоящий из информационных битов и битов контроля аппаратуры плезиохронной цифровой иерархии со скоростями передачи: 2 Мбит/с (Е1), 34 Мбит/с (Е3), 140 Мбит/с (Е4). Контейнеры распознаются по букве С, за которой следуют, в зависимости от типа контейнера, одна или две цифры. Первая цифра идентифицирует иерархический уровень асинхронного потока. Вторая цифра указывает на стандарт PDH (американскому стандарту соответствует цифра 1, европейскому - цифра 2). Различают контейнеры низкого уровня (С - 11 – для американской системы, С - 12 – для европейской) и высокого уровня С - 3 и С – 4. Объем контейнера определяется либо по времени (обычно 125 мкс), либо по объему информации в байтах в зависимости от скорости компонентного потока.

Для каждого контейнера необходимы «перевозочные документы», т.е. служебная информация, характеризующая передаваемую информацию (виртуальный контейнер). Виртуальный контейнер VC формируется добавлением к полезной информации, содержащейся в контейнере С, служебной информации, называемой трактовым заголовком (Path Overhead, РОН). Виртуальные контейнеры формируются и расформировываются в точках окончания трактов. Трактовый заголовок позволяет осуществлять контроль качества трактов "из конца в конец" и передавать аварийную и эксплуатационную информацию. Эта служебная информация позволяет осуществлять проверку непрерывности связи, оценку вероятности ошибки, индикацию аварии и др.

В структуре мультиплексирования виртуальный контейнер типа VC12 определен как контейнер низкого порядка, VC3 и VC4 – контейнеры высокого порядка.

Общий алгоритм формирования модуля STM предусматривает следующие основные этапы:

- выделение определенного объема входного сигнала для формирования соответствующего контейнера;

- формирование контейнера путем добавления некоторого числа байтов, необходимых для выравнивания скоростей контейнера и STM (стаффинг);

- добавление заголовка и формирование виртуального контейнера;

- загрузка контейнера в трибутарный (подлежащий последующей передаче с более высокой скоростью) или административный блок;

- мультиплексирование определенного числа блоков.

Тракты, соответствующие виртуальным контейнерам 1-го и 2-го уровня VC-11 и VC-12, относятся к трактам низшего порядка, а виртуальным контейнерам 3-го и 4-го уровней VC-3 и VC-4 – высшего. При мультиплексировании циклы различных компонентных потоков могут не совпадать как между собой, так и с циклом агрегатного потока. Для разрешения указанной проблемы в СЦИ служат указатели PTR (pointer). Они указывают, где именно внутри цикла синхронного транспортного модуля STM-1 находятся начальные позиции циклов компонентных потоков. Это позволяет легко производить ввод-вывод потоков. Виртуальные контейнеры 1-го, 2-го и 3-го уровней вместе с соответствующими указателями образуют субблоки TU (Tributary Unit), а 4-го уровня - административный блок AU (Administrative Unit). Таким образом, TUn = VCn + TU_PTR (n=11, 12, 2, 3); AU-4 = VC-4 + AU_PTR. Один или несколько субблоков, занимающих определенные фиксированные позиции в нагрузке виртуального контейнера высшего порядка, называются группой субблоков TUG (Tributary Unit Group). Один или несколько административных блоков, занимающих определенные фиксированные позиции в нагрузке STM, называются группой административных блоков AUG (Administrative Unit Group). В европейской схеме преобразований она состоит из одного AU-4.

Наконец, синхронный транспортный модуль STM-1 образуется добавлением к группе административных блоков AUG секционного заголовка SOH (Section OverHead), который состоит из заголовков мультиплексной MSOH (Multiplexer Section OverHead) и регенерационной секций RSOH (Regenerator Section OverHead). Эти заголовки служат для контроля, управления и ряда других функций. При этом RSOH передается между соседними регенераторами, а MSOH – между пунктами, где формируются и расформировываются STM, проходя регенераторы транзитом.

Таким образом, STM-1 = AUG + SOH, где SOH = RSOH + MSOH.

Рассмотрим процесс формирования STM-1 из цифрового потока 2 Мбит/с. Основой формирования контейнера С-12 является кодовый цикл цифрового потока Е1 длительностью 125 мкс. При указанной скорости за это время должно быть передано 32 канальных интервала (32 байта). Каждому канальному интервалу соответствует скорость цифрового потока, равная 64 кбит/с. Учитывая, что исходные цифровые потоки формируются различными источниками и могут отличаться по скоростям, информация размещается в контейнер С-12, где для возможности выравнивания скоростей к ней добавляются 2 байта. Таким образом, за время 125 мкс будет передано 34 байта информации и, следовательно, скорость передачи будет равна 2176 кбит/с. На следующем этапе путем добавления одного байта трактового заголовка POH формируется виртуальный контейнер VC-12. Трактовый заголовок добавляется в пункте формирования VC-12 и устраняется в пункте его расформирования. Он содержит набор служебной информации, обеспечивающей целостность передачи от пункта формирования до пункта приема. Таким образом, VC-12 содержит 35 байт и имеет скорость передачи 2240 кбит/с. Для определения места этого виртуального контейнера в потоке, образованном последующим мультиплексированием, к VC–12 добавляется один байт указателя. В итоге сформирован так называемый трибутарный блок TU-12, содержащий 36 байт и имеющий скорость цифрового потока 2304 кбит/с. Аналогичным образом формируются такие же трибутарные блоки от других входных цифровых потоков. В европейской структуре предусматривается формирование группы трибутарных блоков TUG–2 из трех TU-12 с объемом информации 108 байт и скоростью цифрового потока 6912 кбит/с. Переход на более высокий уровень осуществляется синхронным мультиплексированием 7 цифровых потоков TUG-2. Путем добавления 3 служебных байт и 15 байт для выравнивания скоростей формируется группа трибутарных блоков TUG-3, содержащая 774 байта и имеющая скорость цифрового потока 49536 кбит/с. В этом потоке размещен 21 поток со скоростью 2 Мбит/с. В дальнейшем процедура повторяется – мультиплексированием с коэффициентом 3 и добавлением заголовка POH формируется виртуальный контейнер VC-4, содержащий 2349 байт и имеющий скорость 150336 кбит/с. Добавив 9 байт указателя PTR, получим административный блок AU-4. При формировании модуля STM-1 группа административных блоков AUG получается мультиплексированием с коэффициентом, равным 1. При формировании STM-4 и т.д. соответственно изменяется коэффициент мультиплексирования. При формировании STM-1 на выходе AUG будет 2358 байт и скорость цифрового потока 150912 кбит/с. Формирование модуля заканчивается добавлением секционного заголовка SOH емкостью 72 байта (27 байт – заголовок регенерационной секции RSOH и 45 байт – заголовок мультиплексной секции MSOH). Таким образом, транспортный модуль STM-1 представляет собой информационный блок емкостью 2430 байт со скоростью потока 155,52 Мбит/с. Следует отметить, что в STM-1 объединены 63 цифровых потока со скоростью 2 Мбит/с и место каждого потока определено с помощью заголовка и указателя, что дает возможность выделения любого потока в нужном месте без расформирования всего потока. Формирование модуля STM –1 из других ступеней иерархии PDH осуществляется по такому же алгоритму. Последовательность формирования с указанием объемов информации и скорости цифрового потока представлена в табл. 6.4.

Часто в литературе формирование синхронных цифровых потоков основано на представлении цикла компонентных потоков в виде двухмерной матрицы, состоящей из т строк и п столбцов, где каждая ячейка матрицы содержит один байт. Верхний левый угол такой матрицы содержит идентифицируемый маркер, отмечающий начало цикла. Пример такой матрицы для потока Е1 показан на рис. 6.3. Цикл потока Е1 длительностью 125 мкс содержит 32 байта. Верхней левой ячейке-байту соответствует нулевой канальный интервал (КИ0), содержащий сигнал цикловой синхронизации, отмечающий начало цикла. Приведенная нумерация строк со 2-ой по 9-ую станет ясной ниже.

Таблица 6.4

	Наименование	Объем, байт	Скорость, кбит/с		Наименование	Объем, байт	Ско рость, кбит/с		Наименование	Объем, байт	Скорость, кбит/с
ПЦТ			TЦТ			ЧЦТ
+St	+2	-	+St	+219	-	+St	+164	-
C-12			C-3			C-4
+POH	+1	-	+POH	+9	-
VC-12			VC-3
+PTR	+1	-	+PTR	+3	-
TU-12			TU-3
Mx	X3	-	+St	+6	-
TUG-2
Mx+N+St	X7+3+15		TUG-3
	Mx+St	x3+18=2340
	+POH	+9	-
VC-4
+PTR	+9	-
AU-4
AUG
+SOH	+72	-
STM-1

Примечание St – стаффинг (выравнивание);

N – индикация нулевого указателя;

POH – трактовый заголовок;

SOH – секционный заголовок;

PTR – указатель;

ПЦТ – первичный цифровой тракт;

ТЦТ – третичный цифровой тракт;

ЧЦТ – четверичный цифровой тракт.

Подлежащие транспортированию-переносу компонентные потоки для последующей последовательной передачи размещаются в стандартных контейнерах (Container) – С-n. Термин «контейнер» описывает информационную структуру синхронной сети определенной емкости, требуемую для передачи исходного цифрового потока. Размер контейнера указывается в байтах. Все байты контейнера передаются за 125 мкс.

Первый этап начинается с загрузки потока Е1 в контейнер С-12 путем добавления в структуру цикла (кадра) потока Е1 двух байт С. Условно эту операцию можно представить уравнением

С-12 = Е1 + 2 байта = 34 байта

Структура контейнера С-12 представляет собой матрицу, называемой матрицей полезной нагрузки (PAYLOAD – PL) рис. 6.3. Каждый кадр состоит из матрицы в 34 байта (1…32 байты потока Е1), содержащих т = 9 строк и п = 4 столбцов. Фиксированные байты С – байты выравнивания никогда не несут полезной нагрузки и используются только для приближенного увеличения скорости передачи до скорости и соответствующего контейнера. В этих байтах могут размещаться биты точного выравнивания (согласования скоростей), биты управления выравниванием.

Информационная структура, используемая для организации соединений в слое трактов, называется виртуальным контейнером VC-12 (Virtual Container-12). Он образуется добавлением к контейнеру С-12 одного байта V (рис. 6.4), называемого трактовым заголовком – РОН (Path OverHead). Эта операция условно может быть представлена уравнением

VС-12 = C-12 +1 байт (РОН) = 35 байт.

Трактовый заголовок–часть цикла виртуального контейнера, обеспечивающая целостность передачи VC из конца в конец и содержащая набор служебных байтов, позволяющих осуществлять контроль качества тракта и передавать аварийную и эксплуатационную информацию. РОН выделяется в устройствах окончания трактов VC аппаратуры СЦИ.

Виртуальные контейнеры VC формируются и расформировываются в точках окончания трактов VC (VC Path или VC Path Trail) – комплекса технических средств, предназначенного для передачи нормализованных виртуальных контейнеров (VC) cо скоростью передачи, соответствующей данному VC. Тракт VC начинается (заканчивается) в месте формирования (удаления) заголовков VC. В технологии СЦИ этот комплекс называется мультиплексной секцией.

Виртуальные контейнеры делятся на два типа: а) виртуальные контейнеры нижнего уровня VC-11, VC-12 и VC-2, формируемые на основе потоков Е1, DS1 и DS2;

б) виртуальные контейнеры верхнего уровня, формируемые на основе потоков Е3, DS3 и Е3 или группы нагрузочных блоков.

Третий этап. Путем добавления к VC-12 одного байта P указателя PTR (PoinTeR) формируется информационная структура нижнего уровня, называемая, в терминах СЦИ, трибутарным блоком TU-12 (Tributary Unit – TU-12). Эта операция условно может быть представлена уравнением

TU-12 = VС-12 +1 байт (РTR) = 36 байт.

Нагрузочный блок, согласованный с циклом STM-1 и состоящий из указателя PTR, предназначен для загрузки VC своего уровня. Указатель содержит информацию о положении VC по отношению к началу VC следующего более высокого уровня, в котором размещается TU. Кроме того, указатель осуществляет выравнивание скорости транзитного VC под скорость загружаемого TU. Нагрузочный блок TU-12 состоит из 9-ти строк и 4-х столбцов. При дальнейших преобразованиях число строк остается неизменным, а меняется только число столбцов.

Четыре контейнера С-12, VC-12 и блока TU-12 длительностью 125 мкс каждый образуют сверхцикл (мультикадр) С-12 (рис. 6.5,а), сверхцикл VC-12 (рис. 6.5б) и сверхцикл TU-12 (рис. 6.5.в) длительностью 500 мкс каждый.

Особенностью формирования сверхциклов является то, что трактовый заголовок РОН присоединяется не к одному контейнеру С-12, а к структуре из четырех контейнеров, образующих сверхцикл длительностью 500 мкс. К каждому из четырех С-12, состоящему из 34 байт, присоединяется один из байт заголовка РОН, который состоит из 4-х байт: V5, J2, N2 и K4. В результате образуется сверхцикл виртуальных контейнеров VC-12 (рис. 6.5,б). Этот сверхцикл переносится в информационное поле, образованное также сверхциклом из четырех нагрузочных блоков TU-12. Указатель PTR TU-12, также состоящий из четырех байтов (V1, V2, V3 и V4), как и заголовок VC-12, передается в течение сверхцикла, содержащего четыре нагрузочных блока (рис. 6.5, в). Здесь же приведена нумерация байтов информационного поля. Полезная нагрузка располагается между 0 и 139 байтами и соответствует количеству байтов, находящихся в одном сверхцикле (мультикадре) ТU-12, за исключением байтов V1, V2, V3 и V4, Следовательно, общее число байт в сверхцикле равно 144. Полезная нагрузка следует за байтом V-2.

Сверхцикл VC-12 может «плавать» внутри сверхцикла TU-12; номер байта с которого начинается загрузка байта V5 заголовка, записан в байтах V1 и V2 указателя. При необходимости выравнивания скоростей передачи VC относительно нагрузочных блоков TU-12, используется байт V3 указателя и следующий за ним байт №35, в который вводится вставка при положительном согласовании. Избыточная информация при отрицательном согласовании передается в байте V3.

Четвертый этап завершается мультиплексированием 3-х загрузочных блоков TU-12 с формированием группы загрузочных блоков типа TUG-2 (Tributary Unit Group – 2) информационной емкостью в 3 х 36 = 108 байт. Процедура мультиплексирования приведена на рис.6.6. Группа нагрузочных блоков – это структура, формируемая побайтовым объединением трех различных нагрузочных блоков TU-12 на длительности цикла в 125 мкс.

Структура TUG-2 состоит из 3 х 36 = 108 байт и описывается матрицей, содержащей т = 9 строк и п = 12 столбцов. Размещение байтов компонентных потоков TU-12 в структуре агрегатного потока TUG-2 осуществляется следующим образом: сначала помещается байты первого столбца TU-12 №1, затем байты первого столбца TU-12 №2 и далее байты первого столбца TU-12 №3. Для вторых, третьих и четвертых столбцов процедура размещения повторяется (рис. 6.6). Такая технология размещения имеет место и для других структур.

Пятый этап. Первоначально мультиплексированием 7-ми нагрузочных блоков TUG-2 формируется цикл (кадр) емкостью 7х108 = 756 байт, представляющий собой матрицу с т = 9 строк и п = 84 столбцов. Добавляя затем к ним 3 байта, соответствующих полю индикации нулевого указателя – NPI(Null Pointer Indicator) и 15 байтов соответствующих фиксированному стаффингу (вставкам) – FS (Fixed Stuff) – пустому полю с фиксированным положением внутри цикла (кадра), формируется группа нагрузочных блоков типа TUG-3, равная 774 байт с полезной нагрузкой 756 байт. Процедура формирования нагрузочного блока TUG-3 приведена на рис. 6.7, из которого следует, что цикл (кадр) TUG-3 состоит из т = 9 строк и п = 86 столбцов, т.е. условная формула формирования TUG-3 имеет вид:

TAG-3 = 7 x TUG-2 + NPI + FS_TUG-3 = 7х108 + 3 + 15 = 774 байта.

Шестой этап начинаетсямультиплексированием 3-х блоков TUG-3 в структуру емкостью 774х3=2322 байта с последующим добавлением 9 байтов трактового заголовка РОН и 18 байт FS. В результате получаем виртуальный контейнер верхнего уровня (НО) VC-4 информационной емкостью 2322+9+18=2349 байт.

Общая формула формирования VC-4 имеет вид

VC-4 = 3 x TUG-3 + POH_VC-4 + FS_VC-4 = 3 x 774 + 9 + 2 x 9 = 2349 байт, что соответствует кадру, содержащему т = 9 сток и п = 261 столбец (рис. 6.8).

Седьмой этап. Добавлением 9 байтов указателя PTR в структуру VC-4 формируется административный блок типа AU-4 (Administrative Unit) емкостью в 2349+9=2358 байт. Блок AU-4 – это информационная структура, в которую помещается сформированный ранее виртуальный контейнер VC-4, рис. 6.9.

Так как вся матрица полезной нагрузки (PAYLOAD) блока AU-4 состоит из 2349 байт, то указатель не в состоянии отразить все номера байтов, составляющих матрицу. Поэтому всю матрицу PAYLOAD (9х261 байт) делят на группы по 3 байта, т. е. на триады, число которых равно 2349/3 = 783. Следовательно, номер любой триады может быть легко отображен указателем. Кроме того, деление полезной нагрузки на группы по три байта позволяет достичь совместимости между американским и европейским стандартами СЦИ.

Восьмой этап. Один или несколько блоков AU-4, занимающих определенные позиции в структуре STM, называются группой административных блоков AUG (Administrative Unit Group), формируемой мультиплексированием блоков AU-4. Для STM-1 коэффициент мультиплексирования равен 1.

Девятый этап. Завершается формирование синхронного транспортного модуля STM-1 (Synchronous Transport Module – level one) добавлением байтов секционных заголовков SOH (Section OverHead), т.е. части STM-N, несущей информацию цикловой синхронизации, служебной связи, каналов системы обслуживания и управления, качества секции и т.п. SOH разделяются на RSOH (Regeneration Section OverHead) – заголовок регенерационной секции емкостью 3х9 = 27 байт и MSOH (Multiplexer Section OverHead) – заголовок мультиплексной секции емкостью 5х9 = 45 байт, рис. 6.10. RSOH выделяется в регенераторах, а MSOH – в конце мультиплексной секции.

Структура STM-1 представляет собой матрицу из т = 9 строк и п = 270 столбцов. Следовательно, информационная емкость STM-1 равна 2358+27+45=2430 байт на цикле длительностью 125 мкс. Скорость передачи STM-1 равна

С _STM-1 = т х п х 8 / Т _ц,

где т = 9 – число строк в цикле (кадре); п – число столбцов в цикле: (кадре), для STM-1 n = 270; 8 – число бит в байте; Т _ц = 125 х 10^-6с – длительность цикла (кадра). Подставив в формулу значения входящих в нее величин, получим:

С _STM-1 =2430х8х10⁶/125=155,52 Мбит/с.

Формирование транспортного модуля STM-1 из других компонентных потоков осуществляется по такому же алгоритму (предлагается рассмотреть самостоятельно).