Plan dla Synchronicznego Transportu

Sercem rewolucji SDH/SONET jest wysoce zorganizowana i przewidywalna struktura danych, znana jako ramka. Podstawową ramką w hierarchii SDH jest Synchroniczny Moduł Transportowy, poziom 1 (STM-1). Można go sobie wyobrazić jako znormalizowany, cyfrowy kontener towarowy, który jest wysyłany z zegarmistrzowską precyzją, przenosząc różnorodne typy danych przez sieć optyczną. Jego struktura jest kluczem do rozwiązania głównych problemów starszych systemów PDH, takich jak utrudniony dostęp do kanałów i ograniczone możliwości zarządzania.

Anatomia Ramki STM-1

Ramkę STM-1 najlepiej wizualizować jako dwuwymiarowy blok bajtów, który następnie jest przesyłany szeregowo, bajt po bajcie. Struktura ta jest precyzyjnie zdefiniowana, aby zapewnić, że każde urządzenie w sieci wie dokładnie, gdzie znaleźć potrzebne informacje.

Podstawowe Specyfikacje

• Wymiary: Ramka to siatka o wymiarach 9 wierszy na 270 kolumn. Ponieważ każda komórka siatki przechowuje jeden bajt, całkowity rozmiar ramki wynosi $9 \times 270 = 2430 \text{ bajtów}$.
• Czas Trwania: Nowa ramka STM-1 jest transmitowana dokładnie co $125$ mikrosekund ($125 \mu \text{s}$). To precyzyjne taktowanie jest fundamentalne dla „synchronicznej” natury SDH. Wywodzi się ono bezpośrednio z częstotliwości próbkowania standardowego kanału głosowego ($1 / 8000 \text{ Hz} = 125 \mu \text{s}$).
• Przepływność: Na podstawie jej rozmiaru i czasu trwania, przepływność sygnału STM-1 oblicza się jako:
  $\text{Przepływność} = 2430 \frac{\text{bajtów}}{\text{ramkę}} \times 8 \frac{\text{bitów}}{\text{bajt}} \times 8000 \frac{\text{ramek}}{\text{sekundę}} = 155,520,000 \frac{\text{bitów}}{\text{sekundę}} = 155,52 \text{ Mb/s}$

Główne Sekcje Ramki

270 kolumn ramki STM-1 jest podzielonych na dwa główne, funkcjonalnie odrębne obszary: narzut transportowy, który działa jak „panel sterowania” ramki, oraz ładunek, który jest „przestrzenią ładunkową” dla właściwych danych.

Szczegółowy Wgląd w Nagłówek Sekcji (SOH)

81-bajtowy Nagłówek Sekcji jest tak ważny, że jest dodatkowo podzielony na dwie podwarstwy, z których każda jest przetwarzana przez inne typy urządzeń sieciowych. To warstwowe podejście do narzutu jest cechą charakterystyczną solidnej konstrukcji SDH. Pierwsze 3 wiersze SOH to RSOH, wiersz 4 zawiera kluczowy wskaźnik AU, a wiersze 5-9 tworzą MSOH.

Nagłówek Sekcji Regeneratorowej (RSOH) - Wiersze 1-3

RSOH jest używany do komunikacji między sąsiednimi regeneratorami. Zapewnia integralność sygnału na fizycznym łączu hop-by-hop.

• A1, A2 (Bajty Ramkowania): Specjalne, stałe wzorce używane przez odbiornik do znalezienia początku każdej ramki STM-1 w ciągłym strumieniu bitów.
• J0 (Śledzenie Sekcji Regeneratorowej): Bajt używany do wysyłania powtarzającej się wiadomości w celu ciągłej weryfikacji połączenia między regeneratorami.
• B1 (BIP-8): Bajt kontroli parzystości używany do monitorowania błędów. Pozwala sieci wykrywać błędy transmisji występujące między regeneratorami.
• E1, F1 (Kanały Służbowe): Kanały głosowe zarezerwowane dla personelu technicznego do komunikacji wzdłuż łącza.
• D1-D3 (Kanał Komunikacji Danych): Kanał danych o niskiej przepływności (192 kb/s) do zdalnego zarządzania regeneratorami.

Nagłówek Sekcji Multiplekserowej (MSOH) - Wiersze 4-9

MSOH jest używany do komunikacji między sąsiednimi multiplekserami. Zarządza całą sekcją multiplekserową.

• Wskaźnik AU-4 (H1, H2, H3 - w wierszu 4): Prawdopodobnie najważniejsza część nagłówka. Te 9 bajtów wskazuje dokładną pozycję początkową ładunku (Kontenera Wirtualnego) wewnątrz ramki. Pozwala to ładunkowi „pływać”, co jest kluczowym mechanizmem do obsługi różnic w taktowaniu.
• B2 (BIP-N*24): Podobny do B1, ale jest to bardziej rozbudowana kontrola parzystości do monitorowania błędów na całym łączu między multiplekserami.
• K1, K2 (Automatyczne Przełączanie Protekcyjne - APS): Bajty używane do koordynacji szybkiego przełączania na rezerwowe łącze światłowodowe w przypadku awarii głównego, zapewniając wysoką niezawodność sieci.
• D4-D12 (Kanał Komunikacji Danych): Kanał danych o przepływności 576 kb/s do bardziej zaawansowanego zarządzania siecią między multiplekserami.
• S1 (Wiadomość o Statusie Synchronizacji - SSM): Krytyczny bajt, który niesie informację o poziomie jakości źródła taktowania używanego przez urządzenie. Pozwala to całej sieci na synchronizację do najlepszego dostępnego zegara.
• M1 (Zdalna Sygnalizacja Błędów - REI): Pozwala multiplekserowi poinformować zdalny multiplekser, że wykrył błędy (używając bajtu B2), dostarczając informacji o wydajności łącza z końca do końca.