Wprowadzenie: System Nerwowy Sieci

Podczas gdy przestrzeń ładunkowa ramki SDH/SONET jest „ładownią” przenoszącą dane użytkownika, Nagłówek (OH) jest jej zaawansowanym „kokpitem i załogą”. Jest to dedykowana część ramki, która nie przenosi danych użytkownika, ale jest wypełniona kluczowymi informacjami używanymi do eksploatacji, administracji i utrzymania sieci (OAM). Ten bogaty zestaw bajtów nagłówkowych jest tym, co wynosi SDH/SONET z poziomu prostej rury do transmisji danych do inteligentnego, samomonitorującego się i odpornego na awarie systemu transportowego.

Nagłówek to system nerwowy sieci, nieustannie komunikujący status, wykrywający błędy, koordynujący przełączanie protekcyjne i zapewniający kanały do zarządzania oraz interakcji z personelem. To właśnie ta wbudowana inteligencja stanowiła jedną z najważniejszych przewag nad starszymi, „prostymi” sieciami PDH.

Dwie Warstwy Nagłówka: Ścieżka i Sekcja

Nagłówek w SDH/SONET jest logicznie podzielony na dwie główne kategorie, z których każda ma inny zasięg i cel w sieci. Ta warstwowość jest kluczowa do zrozumienia, które urządzenia sieciowe wchodzą w interakcję z którymi informacjami.

• Nagłówek Ścieżki (POH): Etykieta Wysyłkowa od Końca do Końca

  POH jest powiązany z konkretnym Kontenerem Wirtualnym (VC)i podróżuje z nim od punktu wejścia do sieci SDH do punktu wyjścia. Jest jak zapieczętowana etykieta wysyłkowa na paczce, którą odczytują tylko pierwotny nadawca i ostateczny odbiorca. Urządzenia pośrednie, takie jak regeneratory i większość multiplekserów, nie odczytują ani nie zmieniają POH. Jego głównym celem jest monitorowanie jakości podróży konkretnego sygnału klienckiego od początku do końca.

• Nagłówek Sekcji (SOH): List Przewozowy dla Każdego Odcinka Podróży

  SOH jest powiązany z fizyczną warstwą transportową ( rzeczywistym sygnałem STM/OC na kablu światłowodowym. Jest jak list przewozowy, który jest używany przez „kierowców ciężarówek” i „dyspozytorów” (regeneratory i multipleksery) na konkretnym segmencie trasy. Nie podróżuje on od końca do końca z ładunkiem; jest kończony i regenerowany w każdym większym węźle sieciowym. Jego celem jest zarządzanie fizycznymi i multipleksacyjnymi warstwami sieci.

Szczegółowy Wgląd w Nagłówek Sekcji (SOH)

Sam SOH jest dodatkowo podzielony na dwie części, odzwierciedlające różne funkcje najprostszych i bardziej złożonych urządzeń sieciowych. W ramce STM-1, SOH zajmuje pierwsze 9 kolumn.

1. Nagłówek Sekcji Regeneratorowej (RSOH) - Wiersze 1-3

RSOH jest przetwarzany przez każdy element sieci SDH/SONET, włączając najprostsze urządzenia: regeneratory. Dotyczy on najbardziej podstawowych aspektów transmisji sygnału na pojedynczym odcinku światłowodu między dwoma sąsiednimi węzłami.

• A1, A2 (Bajty Ramkowania): Specjalny, stały wzorzec ($11110110 \, 00101000$ czyli $0xF628$ w hex). Odbiornik nieustannie skanuje przychodzący strumień danych w poszukiwaniu tego wzorca, aby określić początek nowej ramki. Jest to najbardziej fundamentalna funkcja synchronizacji.
• J0 (Śledzenie Sekcji Regeneratorowej): Ten bajt jest używany do wysyłania ciągle powtarzającego się identyfikatora na danym odcinku światłowodu. Pomaga operatorom zweryfikować ciągłość połączenia i upewnić się, że pracują na właściwej linii fizycznej.
• B1 (BIP-8): Pierwszy i najprostszy poziom monitorowania błędów. Nadajnik oblicza prostą sumę kontrolną parzystości dla wszystkich bajtów poprzedniej ramki STM (po skramblowaniu) i umieszcza wynik w bajcie B1 bieżącej ramki. Odbiornik wykonuje to samo obliczenie i porównuje wyniki, aby wykryć błędy transmisji na łączu między regeneratorami.
• E1, F1 (Kanały Służbowe): Kanały głosowe zarezerwowane dla personelu technicznego do komunikacji wzdłuż łącza, co jest nieocenione przy koordynacji napraw w odległych lokalizacjach.
• D1-D3 (Kanał Komunikacji Danych): Łącznie tworzą kanał danych 192 kb/s, używany do zarządzania i sterowania regeneratorami.

2. Nagłówek Sekcji Multiplekserowej (MSOH) - Wiersze 5-9 (oraz wskaźnik w wierszu 4)

MSOH jest przetwarzany tylko przez urządzenia, które wykonują multipleksację, takie jak Multipleksery Dodająco-Odejmujące (ADM) i terminale. Zarządza przepływem ładunków w ramce STM. Jest on kończony w każdym multiplekserze, a nowy MSOH jest tworzony dla następnej sekcji.

• Wskaźnik AU (H1, H2, H3 - Wiersz 4): Jak szczegółowo opisano wcześniej, nie jest technicznie częścią MSOH, ale znajduje się między RSOH a MSOH. Wskazuje lokalizację głównego ładunku (VC-4 lub AUG-3).
• B2 (BIP-N*24): Znacznie potężniejsza kontrola błędów niż B1. Wykonuje obliczenia parzystości dla całego ładunku ramki STM-N oraz MSOH (z wyłączeniem RSOH). Jest to główne narzędzie do pomiaru jakości łącza między multiplekserami.
• K1, K2 (Automatyczne Przełączanie Protekcyjne - APS): Te kluczowe bajty są używane do koordynacji automatycznego przełączania na rezerwową ścieżkę światłowodową w przypadku awarii lub degradacji sygnału. Pozwalają multiplekserom na obu końcach łącza sygnalizować żądania przełączenia i potwierdzać status linii protekcyjnej.
• D4-D12 (Kanał Komunikacji Danych): Większy kanał zarządzania (576 kb/s) dla systemów zarządzania siecią do komunikacji z multiplekserami w celu konfiguracji, alarmowania i zbierania danych o wydajności.
• S1 (Wiadomość o Statusie Synchronizacji - SSM): 4-bitowy kod w bajcie S1, który informuje o poziomie jakości źródła zegarowego taktującego transmitowany sygnał. Jest to kluczowe dla ogólnej strategii synchronizacji sieci, zapobiegając pętlom synchronizacyjnym.
• M1 (Zdalna Sygnalizacja Błędów - REI): Ten bajt pozwala odbiorczemu multiplekserowi poinformować nadawcę, że wykrywa błędy (za pomocą kontroli B2). Daje to węzłowi nadawczemu informację zwrotną w czasie rzeczywistym o jakości połączenia.
• E2 (Kanał Służbowy): Drugi kanał głosowy 64 kb/s dla personelu technicznego, tym razem dla sekcji multiplekserowej.

Szczegółowy Wgląd w Nagłówek Ścieżki (POH)

Nagłówek Ścieżki (POH) to „etykieta wysyłkowa” dołączona do właściwych danych klienta. Jest częścią Kontenera Wirtualnego i podróżuje z nim od samego początku do samego końca jego podróży przez sieć SDH. Zapewnia to bezprecedensowy poziom wglądu w wydajność połączenia od końca do końca.

Kluczowe Bajty POH (Przykład: POH dla VC-4)

• J1 (Śledzenie Ścieżki): Podobny do J0, ale dla całej ścieżki. Ciągle transmituje unikalny identyfikator (jak wiadomość), aby zweryfikować, że odbiorca jest wciąż połączony z właściwym nadawcą, zapobiegając błędnym połączeniom.
• B3 (BIP-8): Monitorowanie błędów na poziomie ścieżki. Oblicza sumę kontrolną parzystości dla wszystkich bajtów poprzedniego ładunku VC-4. Pozwala to operatorowi sieci określić, czy błędy wystąpiły gdziekolwiek na całej ścieżce, a nie tylko na pojedynczym łączu.
• C2 (Etykieta Sygnału): Ten bajt informuje urządzenia sieciowe, jaki rodzaj ładunku jest przenoszony wewnątrz VC. Na przykład, może wskazywać, że ładunkiem jest zmapowany sygnał E4, strumień komórek ATM lub dane typu Packet-over-SONET. Jest to kluczowe dla zapewnienia prawidłowej obsługi ładunku w punkcie wyjścia.
• G1 (Status Ścieżki): To jest kanał zwrotny do monitorowania błędów ścieżki. Terminal odbiorczy używa bajtu B3 do sprawdzania błędów. Jeśli jakieś znajdzie, używa bajtu G1, aby odesłać liczbę wykrytych błędów z powrotem do pierwotnego nadawcy. Daje to nadawcy informację zwrotną w czasie rzeczywistym o jakości połączenia.
• H4 (Wskaźnik Wieloramki): Używany jako wskaźnik pozycji, gdy główny ładunek sam składa się z mniejszych, zmultipleksowanych ładunków (jak jednostki TU przenoszące sygnały E1/T1).
• N1 (Bajt Operatora Sieci): Zapewnia dodatkowe możliwości monitorowania dla określonych segmentów w ramach większej ścieżki od końca do końca, co jest funkcją znaną jako monitorowanie połączenia tandemowego.