„Inteligentne Kontenery Transportowe” w Sieciach SDH

Jeśli sieć SDH jest superszybkim, zsynchronizowanym systemem kolejowym, to Kontenery Wirtualne (VC) są znormalizowanymi, inteligentnymi kontenerami transportowymi, które przewożą właściwy ładunek (Twoje dane, rozmowy telefoniczne lub strumienie wideo). Zwykły pojemnik po prostu coś przechowuje, ale Kontener Wirtualny jest wyjątkowy, ponieważ posiada własny, wbudowany system śledzenia i „etykietę wysyłkową”. Ta „etykieta” znana jest jako Nagłówek Ścieżki (Path Overhead).

Fundamentalna rola VC jest dwojaka:

1. Dostarczenie ustrukturyzowanej przestrzeni, idealnie zwymiarowanej do przechowywania określonego typu strumienia danych (ładunku).
2. Dołączenie zestawu danych zarządczych i monitorujących (czyli Nagłówka Ścieżki) które podróżują z ładunkiem od końca do końca, zapewniając jego integralność i właściwą obsługę na całej ścieżce sieciowej.

Od Pojemnika (C) do Kontenera Wirtualnego (VC)

Tworzenie Kontenera Wirtualnego to prosty, ale kluczowy krok. Rozpoczyna się od podstawowego Pojemnika (C), który jest po prostu surowym blokiem bitów przeznaczonym do przechowywania strumienia dopływowego. Transformacja w „inteligentny” Kontener Wirtualny następuje, gdy dodajemy Nagłówek Ścieżki.

$\text{Pojemnik (C)} + \text{Nagłówek Ścieżki (POH)} = \text{Kontener Wirtualny (VC)}$

Na przykład, wysokopojemnościowy kontener VC-4 jest tworzony poprzez wzięcie pojemnika C-4, który jest blokiem 9 wierszy na 260 kolumn bajtów, i dołączenie na jego początku jednej dodatkowej kolumny na 9-bajtowy Nagłówek Ścieżki VC-4. W ten sposób powstaje ostateczna struktura VC-4 o wymiarach 9 wierszy na 261 kolumn.

Nagłówek Ścieżki (POH): „Etykieta Wysyłkowa” Kontenera VC

Nagłówek Ścieżki to element, który czyni Kontener Wirtualny tak potężnym narzędziem. Jest to zbiór bajtów, z których każdy ma określoną funkcję monitorującą lub zarządczą, i który pozostaje z ładunkiem danych od momentu wejścia do sieci aż do jej opuszczenia. Pozwala to operatorowi sieci na zapewnienie jakości konkretnej usługi klienta, niezależnie od fizycznej trasy, jaką ona pokonuje.

Kluczowe Bajty Nagłówka POH Wyższego Rzędu (np. w VC-4/VC-3)

• J1 - Identyfikator Ścieżki (Path Trace): Pomyśl o tym jak o adresie „Do/Od” na paczce. Ten bajt jest częścią dłuższej, 64-bajtowej wiadomości, która jest stale powtarzana. Zawiera unikalny identyfikator ścieżki, pozwalający urządzeniu odbiorczemu potwierdzić, że jest połączone z właściwym źródłem. Zapobiega to błędnym połączeniom, np. przypadkowemu wysłaniu danych banku do innej firmy.
• B3 - Parzystość z Przeplotem Bitowym (BIP-8): To jest „plomba gwarancyjna” ścieżki. Jest to pojedynczy bajt używany do wykrywania błędów. Nadawca oblicza wartość parzystości dla wszystkich bajtów ładunku z poprzedniej ramki VC i umieszcza wynik w bajcie B3 bieżącej ramki. Odbiornik wykonuje to samo obliczenie na odebranych danych i porównuje je z otrzymaną wartością B3. Jeśli się nie zgadzają, oznacza to, że podczas transmisji wystąpił błąd bitowy.
• C2 - Etykieta Sygnału (Signal Label): Ten bajt działa jak etykieta „zawartość”, określając, jaki rodzaj danych jest przenoszony wewnątrz Kontenera Wirtualnego. Jest to kluczowe, aby urządzenie odbiorcze wiedziało, jak przetworzyć ładunek. Na przykład, C2 może wskazywać, że ładunek to strumień komórek ATM, strumień pakietów IP lub starszy sygnał PDH.
• G1 - Status Ścieżki (Path Status): To jest „potwierdzenie odbioru” lub bajt statusu dostawy. Pozwala urządzeniu na końcu ścieżki na wysłanie informacji o statusie z powrotem do urządzenia źródłowego. Ma dwie krytyczne funkcje:
  • REI (Zdalna Sygnalizacja Błędów): Informuje nadawcę, że wykryto błędy (za pomocą bajtu B3). Mówiąc prościej: „Dane, które mi wysłałeś, dotarły uszkodzone.”
  • RDI (Zdalna Sygnalizacja Defektu): Informuje nadawcę, że wykryto awarię wzdłuż ścieżki. Mówiąc prościej: „Gdzieś na linii jest problem, który uniemożliwia mi dobry odbiór sygnału.”
• H4 - Wskaźnik Pozycji / Wieloramki: Ten bajt służy jako wskaźnik dla ładunków, które same składają się z mniejszych, zmultipleksowanych struktur. Gdy VC-4 jest używany do przenoszenia wielu strumieni o niższej prędkości (jak E1), wskaźnik H4 pomaga zlokalizować początek wzorca dla tych strumieni.

Kontenery Wirtualne niższego rzędu, takie jak VC-12 (dla sygnałów E1), mają znacznie prostszy POH, skondensowany do kilku bajtów (np. bajt V5), ale pełni on podobne podstawowe funkcje monitorowania błędów (BIP-2), raportowania statusu (REI, RDI) i etykietowania sygnału.

Kontener na Każdą Potrzebę: Hierarchia Kontenerów Wirtualnych

SDH definiuje różne rozmiary Kontenerów Wirtualnych, z których każdy jest dostosowany do wydajnego transportu standardowych sygnałów dopływowych używanych w telekomunikacji. Najpopularniejsze typy w hierarchii europejskiej to:

Przygotowanie do Transportu: Adaptacja VC do TU i AU

Kontener Wirtualny z ładunkiem i POH jest kompletną, samozarządzającą się jednostką danych. Jednakże, zanim zostanie umieszczony w większej ramce transportowej STM, musi uzyskać elastyczność pozycyjną. Osiąga się to poprzez opakowanie VC w inną strukturę, która zawiera wskaźnik (ang. pointer).

• Kontenery VC niższego rzędu (jak VC-12) są adaptowane do Jednostek Dopływowych (TU).
• Kontenery VC wyższego rzędu (jak VC-4) są adaptowane do Jednostek Administracyjnych (AU).

Ten ostatni krok adaptacji, tworzący TU lub AU, nadaje SDH jego unikalną elastyczność. Wskaźnik pozwala na umieszczenie tych „palet z ładunkiem” w dowolnym miejscu w ramce wyższego rzędu, co umożliwia sieci płynne radzenie sobie z różnicami w taktowaniu i zapewnia prostą funkcjonalność dodawania/odejmowania kanałów, co było rewolucyjnym ulepszeniem w stosunku do PDH. Szczegółowe działanie wskaźników jest omówione w dedykowanym temacie.