Logistyka Cyfrowej Autostrady: Analogia

Wyobraźmy sobie globalny system logistyczny. Szybkie łącza optyczne STM/OC to jak potężne pociągi towarowe lub kontenerowce, zdolne do przewożenia ogromnych ilości ładunku. Dane, które chcemy przesłać (od pojedynczej rozmowy telefonicznej, strumień E1, po szybki ruch internetowy, strumień E3) to nasz ładunek.

Starszy system PDH był jak próba wysyłki wszystkiego przy użyciu różnych, niestandardowych pudełek. Panował chaos i brak wydajności. SDH wprowadziło genialnie zorganizowany, hierarchiczny system „pakowania” tego ładunku. System ten zapewnia, że każdy rodzaj danych może być wydajnie i elastycznie załadowany na szybkobieżny „pociąg”. Połączenie Jednostek Administracyjnych (AU) i Jednostek Podrzędnych (TU) stanowi serce tego systemu logistycznego.

Ta strona wyjaśnia cały proces pakowania: jak małe sygnały są łączone w średniej wielkości pakiety (TU), jak te są grupowane na paletach (TUG), i jak te, lub większe pojedyncze ładunki (AU), są ostatecznie ładowane do głównego kontenera STM w celu transportu.

Ogólna Hierarchia Multipleksacji SDH

Podróż od sygnału klienckiego do jego ostatecznego miejsca w ramce STM przebiega zgodnie ze ścisłą, warstwową hierarchią. Zrozumienie tego przepływu jest kluczowe dla zrozumienia SDH. Istnieją dwie podstawowe ścieżki: jedna dla dużych sygnałów o dużej pojemności i druga do agregacji licznych mniejszych sygnałów.

Ogólny proces przebiega następująco:

1. Mapowanie do Kontenera (C): Surowy sygnał kliencki (np. strumień E3) jest najpierw umieszczany w odpowiednio zwymiarowanym Kontenerze. Ten krok synchronizuje zewnętrzny sygnał z zegarem sieci poprzez justyfikację.
2. Formowanie Kontenera Wirtualnego (VC): Do Kontenera dodawany jest Nagłówek Ścieżki (POH). POH działa jak etykieta wysyłkowa od końca do końca, umożliwiając monitorowanie wydajności tego konkretnego ładunku podczas całej jego podróży. W rezultacie powstaje Kontener Wirtualny.
3. Tworzenie Jednostki (AU lub TU): Do Kontenera Wirtualnego dodawany jest wskaźnik. Wskaźnik ten podaje „adres” ładunku wewnątrz większej ramki.
   • Dla Kontenerów Wirtualnych wyższego rzędu (VC-3, VC-4) tworzy to Jednostkę Administracyjną (AU).
   • Dla Kontenerów Wirtualnych niższego rzędu (VC-11, VC-12, VC-2) tworzy to Jednostkę Podrzędną (TU).
4. Grupowanie Jednostek (AUG lub TUG): Wiele mniejszych jednostek jest grupowanych razem za pomocą przeplotu bajtowego.
   • Wiele jednostek TU jest przeplatanych w Grupę Jednostek Podrzędnych (TUG).
   • Wiele jednostek AU (specyficznie w SONET) lub jedna duża AU może być umieszczona w Grupie Jednostek Administracyjnych (AUG).
5. Załadunek do ramki STM: Na koniec, Grupa Jednostek Administracyjnych (AUG) jest umieszczana w przestrzeni ładunkowej ramki STM, a do całości dodawany jest Nagłówek Sekcji (SOH), tworząc finalny, gotowy do transmisji sygnał.

Ścieżka Szybkiego Ruchu: Struktury AU-4 i AU-3

Jednostka Administracyjna jest przeznaczona dla ładunków o dużej pojemności, które zajmą znaczną część finalnej ramki STM-1. Istnieją dwa podstawowe typy, dostosowane do hierarchii europejskiej (SDH) i północnoamerykańskiej (SONET).

Ścieżka Ruchu o Niższej Przepływności: Budowa z TU i TUG

Transport pojedynczych sygnałów o niższej prędkości, jak E1, wymaga bardziej skomplikowanego, wieloetapowego procesu „pakowania”. Tutaj właśnie wykorzystywane są Jednostki Podrzędne (TU) i Grupy Jednostek Podrzędnych (TUG). Użyjemy europejskiego przykładu pakowania sygnałów E1.

Krok 1: Stworzenie Najmniejszego Pakietu (TU-12)

Na początku, surowy sygnał kliencki E1 o przepływności $2,048 \text{ Mb/s}$ jest mapowany do VC-12. Następnie dodawany jest Wskaźnik TU-12 (bajty V1-V4). Wynikiem jest TU-12, najmniejszy kompletny pakiet gotowy do dalszej multipleksacji.

Krok 2: Grupowanie na „Paletę” (TUG-2)

Wiele identycznych jednostek TU jest łączonych w Grupę Jednostek Podrzędnych 2 (TUG-2) za pomocą przeplotu bajtowego.

• Dla SDH: Trzy jednostki TU-12 (przenoszące sygnały E1) są przeplatane, tworząc jeden TUG-2.
• Dla SONET: Cztery jednostki TU-11 (przenoszące sygnały T1) są przeplatane, tworząc jeden TUG-2.

Krok 3: Pakowanie na „Skrzynię” (TUG-3)

Na koniec, „palety” TUG-2 są grupowane w jeszcze większą strukturę, Grupę Jednostek Podrzędnych 3 (TUG-3).

• Siedem grup TUG-2 jest przeplatanych bajtowo, tworząc jeden TUG-3.

Po tym procesie, pojedynczy TUG-3 zawiera teraz wysoce ustrukturyzowaną kolekcję wielu sygnałów o niskiej prędkości. Na przykład w kontekście SDH, jeden TUG-3 przenosi $7 \text{ TUG-2} \times 3 \text{ TU-12/TUG-2} = 21 \text{ strumieni E1}$. W SONET byłoby to $7 \text{ TUG-2} \times 4 \text{ TU-11/TUG-2} = 28 \text{ strumieni T1}$.

Krok 4: Finalny Montaż w Ładunku Wyższego Rzędu

TUG-3 ma strukturę i pojemność równoważną Kontenerowi Wirtualnemu wyższego rzędu, VC-3 lub VC-4 (zależnie od standardu). Tak więc, w pełni zmontowana struktura TUG-3 (w SDH zbiera się trzy TUG-3) może być umieszczona w VC-4. Gdy już się tam znajdzie, dodawany jest do niej wskaźnik AU-4 i staje się ona jednostką AU-4, gotową do umieszczania w ładunku STM-1. Ten modułowy, rekurencyjny projekt jest tym, co nadaje SDH jego siłę i elastyczność.