Основные информационные структуры.ФормированиемодуляSTM-1

Детальный пример схемы формирования модуля STM-1

Для того, чтобы показать детали процесса формирования по указанной схеме ETSI, на рисунке 2 представлен пример логической схемы формирования модуля STM-1 из потока трибов Е1 (нужно иметь ввиду, что в физической схеме поло­жение отдельных элементов, например указателей, не соответствует их месту в логической схеме, кроме того используется ряд резервных, или фиксирую­щих элементов, играющих роль «наполнителей», или элементов управления, или элементов выравнивания SDHфрейма.

На этом рисунке символ + означает операцию конкатенации (физической или логической пристыковки) заголовка или указателя к другим элементам ' схемы мультиплексирования SDH, а символ ∆ означает операцию мультиплексирования с соответствующим коэффициентом, указанным внутри.

Схема наглядна сама по себе и достаточна на уровне популярного изложения, однако она не всегда отражает реально осуществляемые физические преобра­зования и для более глубокого понимания нуждается в некоторых пояснениях и замечаниях.

Шаг 1. Все начинается с формирования контейнера С-12, наполняемого из канала доступа, питаемого трибом Е.1. Его поток 2048 Мбит/с, для удобства последующих рассуждений, лучше представить в виде цифровой 32-байтной последовательности, циклически повторяющейся с частотой 8 кГц, т.е. с час­тотой повторения фрейма STM-1 (это так, если учесть, что 2048000/8000 = 256 бит или 32 байта).

К этой последовательности в процессе формирования С-12 возможно добавления выравнивающих бит, а также других фиксирующих, управляющих, и упаковывающих бит (условно показанных блоком «биты»). Ясно, что емкость

270 байт

.--------------------------------------------------------------------------------------- ₁

1 9 10 270

Рисунок 1. Структура цикла STM-1

Рисунок 2 Пример логического формирования модуля STM-1 из прибора E1 по схеме ETS

С-12 должна быть больше 32 байт, фактически она в зависимости от режима' преобразования VC-12 в TU-12 (см. ниже) будет больше или равна 34 байтам, Для простоты последующих рассуждений примем размер контейнера С-12 равным 34 байтам.

Шаг 2. Далее к контейнеру С-12 добавляется маршрутный заголовок VC-12 РОН длиной в один байт (обозначаемый V5.) с указанием маршрутной инфор­мации, используемой, в основном, для сбора статистики прохождения кон­тейнера, В результате формируется виртуальный контейнер VC-12 размером 35 байт. (В [46] указана скорость 2224 кбит/с, соответствующая контейнеру С-12, что в пересчете соответствует длине фрейма С-12 равной 34,75 байта; это может быть так, если предположить, что на 4 фрейма мультифреймаVC-12 (см. замечание 1) используется только один заголовок V5 длиной в один байт, что в пересчете на фрейм VC-12 дает в среднем 0.25 байта дополнительного заголовка, тогда размер виртуального контейнера VC-T2 также равен 35 байтам, (34,75+0.25=35),

Шаг 3, Формально добавление указателя TU-12 PTRдлиной в один байт к виртуальному контейнеру VC-12, превращает его а трибный блок TU-12 дли­ной 36 байтов (логически это удобнее представить в виде двумерной таблицы (матрицы) или фрейма 9x4 байтов, учитывая, что окончательная структура — модуль STM-1 — также представляется в виде фрейма 9x270 байтов с 9 строками и 270 столбцами).

Замечание 1. Преобразование виртуального контейнера VC-12 (также как и VC-11 и VC-2) в трибный блок TU-12 (или соответственно в блоки TU-11 и TU-2) и последующее мультиплексирование может проходить по двум схемам, или в двух, режимах: плавающем и фиксированном, Достоинство плавающего режима в том, что он допускает использование указателей для определения истинного положения контейнера в поле полезной нагрузки, а значит допус­кает определенную асинх-ронность в транспортировке контейнера и является средством гибкого динамического выравнивания положения контейнера внутри ' структуры, в которую он погружен. Фиксированный режим использует фикси-' рованное синхронное отображение структурированной информациитрибных блоков на поле полезной нагрузки контейнеров верхних уровней. Он позволяет однозначно идентифицировать эту информацию с помощью указателей ад­министративных блоков AU, соответствующих этим контейнерам, что делает ненужным, использование указателей трибных блоков TU-nPTR, Достоинство такого режима — более простая структура TU-nили TUG, допускающая более эффективную последующую обработку. Недостаток очевиден — исключается любая несинхронность при транспортировке контейнера.

Для обеспечения плавающего режима формируется мультифрейм, состо­ящий из нескольких фреймов, в «рамках» которого мог бы плавать контейнер нижнего уровня (С-11, С-12, С-2). При со здании такого мультифрейма допускается три варианта отображения трибов на его структуру: асинхронное, бит-синхрон­ное и байт-синхронное (последнее проработано только для ТТ/ЕТ), Варианты, отображения устанавливаются операторами сети, причем по умолчанию исполь-. зуется асинхронное отображение. Бит-синхронное размещение используется для сигналов, не имеющих байтовой (октетной) структуры и не рекомендуется в [121 для международных соединений. Байт-синхронный вариант для триба Е1

имеет две опции: одна соответствует PDH-трибу с виутриканальной сигнали­зацией CAS(19-ы.й байт 140 байтного фрейма TU), другая — с сигнализацией по общему каналу CCS(используется сигнализация SS#7).

Так, для контейнеров УС-12 мультифрейм формируется из четырех последо­вательных фреймов VC-12. Он имеет период повторения 500 мкс и составную длину 140 байтов, 35 х 4=140 {рисунок 9.3), Его начальная фаза определяется байтом индикатора положения нагрузки Н4 в заголовке РОН контейнера вер­хнего уровня, В мультифрейме каждый фрейм имеет заголовок длиной в один байт, из этих заголовков фактически используется только заголовок первого фрейма V5. Остальные заголовки, обозначаемые J2, Z6 и 27 зарезервированы формально. Внутренняя структура фреймов VC-12nмультифреймз различна в зависимости от варианта отображения [18].

Этот мультифрейм и является основой для формирования трибиого блока AU-12. В нем перед заголовком каждого фрейма VC-12 дополнительно помеща­ется указатель TU-12 PTR(они обозначаются как VI, V2, V3 и V4) длиной в один байт. В результате формируется мультифреймTU-12 с периодом повторения 500 мкс и составной длиной 144 байта.

Указатели VIи V2 составляют одно общее 16-битное поле, назначение бит в котором следующее (слева-направо): биты 1-4 (биты N) — флаг новых данных NDF(изменение его нормального значения «ОНО» наинверсное «1001» сообщает, что под действием нагрузки изменилось выравнивание, а возможно и размер TU); биты 5-6 (биты S) —• указатель типа грибного блока TU(для TU-12 это последовательность «10»); биты 7-16 (чередующаяся последовательность I/O бит, где I— биты положительного выравнивания, а О —биты отрицательного выравнивания) — собственно указатель TU-nPTR, для TU-12 его величина может изменяться в диапазоне 0-139, Этот указатель и определяет положение первого фрейма VC-12, располагающегося после V2 в мультифреймеTU-12 {рисунок 9.3, нижний, поле 0-34). Указатель V4 является резервным полем, aV3 фактически используется для выравнивания,

Рисунок 3. МулыпифреймыVC-12 (VC-12_V,₃Jи TU-12 (VU...V4) в плавающем режиме

Выравнивание осуществляется по отношению к первому фрейму и может быть как положительным, при котором последующие фреймы сдвигаются назад (от V3 к V4), для чего используется байт, следующий за V3, так и отрицатель­ным (от V4 к V3) — для чего используется иоле указателя V3 (в этом случае оно интерпретируется как поле данных).

как R) условно содержит образы VI, V2, V3, V4, а второй (также R) — образы V5, J2, Z6, 27.

Шаг 4. Последовательность трибных блоков TU-12 в результате байт-мульти­плексирования 3:1 превращается в группу трибных блоков TUG-2 с суммарной длиной последовательности 108 байтов (36x3= 108). Логически структуру TUG-2 также удобнее представить в виде фрейма 9x12 байтов.

Замечание 2. Фактически при мультиплексировании TU-12 в TUG-2 указатели TU-12 PTRрасполагаются отдельно от виртуальных контейнеров в начале фрейма, как это показано ниже на рис. 2.

Шаг 5. Последовательность TUG-2 подвергается повторному байт-мульти­плексированию 7: 1, в результате которого формируется группа трибных блоков TUG-3 — фрейм длиной 756 байтов (108x7 = 756), соответствующий фрейму 9x84 байта.

Замечание 3. Фактически TUG-3 соответствует фрейму 9x86, в начале которого добавляется два столбца (2x9 байтов) {рисунок 1), состоящие из поля индика­ции нулевого указателя — NPIи фиксированного пустого поля (наполнителя), — FS.В результате формула образования TUG-3 принимает вид; TUG- 3 - 7 х TUG-, 2 + NPI+ FS_{TUG А} где индекс TUG-3 используется для отличия FS, применяемых в различных структурах. Таким образом, фрейм TUG-3 имеет длину 774 байта (7x108 + 3+ 15 = 774), что соответствует фрейму 9x86 байтов. Процедура мульти­плексирования наглядно показана на рисунке 4, а схема формирования TUG-3 на рисунке 2.

Шаг 6. Полученная последовательность вновь байт-мультиплексируется 3:1, в результате чего формируется последовательность блоков TUG-3 с суммарной миной 2322 байта (774x3 = 2322).

Шаг 7. Происходит формирование виртуального контейнера верхнего уровня VC-4 в результате добавления к полученной последовательности (в соответствии со схемой на рис. 2-6) маршрутного' заголовка, РОН длиной 9 байтов, что приводит к фрейму длиной в 2 331 байтов (2 322 + 9 = 2 331).

Замечание 4. Фактически VC-4 соответствует фрейму 9x26 Т, структура кото­рого состоит из одного столбца (1x9 байтов) РОН, двух столбцов фиксированного ^fпустого поля FSи трех TUG-3 - блоке, полученного в результате мультиплексиро­вания. В результате формула образования VC-4 принимает вид: VC-4 = 3xTUG-3 + POHVC.4 + FSVC-4- Таким образом, последовательность VC-4 имеет длину 2 349 байтов (3x774 + 9 + 2x9 = 2349), что соответствует фрейму 9x261 байт.

Шаг 8. На последнем этапе происходит формирование синхронного транспор­тного модуля STM-1. При этом сначала формируется AU-4, путем добавления указателя AU-4 PTR, длинной 9 байтов, который располагается в SOH(см. ниже), а затем группа административных блоков AUGпутем формального, в данном конкретном случае, мультиплексирования 1:1 AU-4.

STM-l = ((((El + <6aUTH>+VC-12_POH + TU-12_PTR)*3 ₂)*7_TUG3 + +NPI+FS_TUQ_₃*3_vc.₄+VC-4_POH+FS_vc.₄+AU-4_PTR) *1 _AUC+RSON+~MSON"

STM-1 —((((32_E1+2_6<lfiTM + l_vc.₁₂__POH + l_TU._]2pTR)"*3._Tlv_c_₂)*7_TUG3+ 3_Npl+ 15_FS
ГЗ +9 +18 +9 1*1 4-3*9 4-5*9

TUG-3' ^VC-4 ^VC-4_POH ' ^wFS_VC-4 AU-4_PTR' *AUG ■ ° ^RSON ' ^U MSON

STM-l = ((.((Tl + <6aUTH>+VC-U_POH+TU-l.l_PTR+FS_tirn)*3_n,_G2)*7_TUC3 + +NPI 4- FS_TUG.₃)*3_vc.₄+VC-4_POH+FS_vc_₄+AU-4_PTR)*l_AUG4-RSOH + MSOH

STM-l=({((24_T1 + l₍₅,._iflTbi 4-l_vc._uroH+lTU-ll JPTR+9_{re т}^З_Г1Ю^7_ти(^ +3_NP1+
4-15 ГЗ 4-9 4-2*9 ~ 4-9 V*'l 4-3*9 4-5*9

¹■ FS„TUG-3' *"VC-4 ' ^JVC-4_POH ' ^FS_VC-4 ' ³AU-4_PTR/ ¹AUC, ^RSON ~^ ³MSON

STM-l = (((E3 + <6aHTbi>4-VC-3_POH+TU-3_PTR4-FS_TU3)*1_TUG3)*3_VC.₄ + +VC-4__POH+FS_vc.₄+AU-4_PTR)*l_AUG+RSOH+MSOH

STM-l-(((537_E34-219_6aSTbi4-9_vc._3POH+ 3_TU._3PTR + 6_FSт„.₃П_тис.₃ГЗ_УС.₄ +
j_Q 4-?*Q 4-Q )*] 4-T9 4-5*9

^1,/VC-4_l>01'I FS_VC-4 ^JAU-4_PTR' AUG ' ° ^RSOM ' ^J ">1SOH

STM-l = (((T3 + <6afiTbi>+VC-3_POH+TU-3_PTR+FS_TU3)*1_TUC3)*3_VC44-4-VC-4_POH+FS_vc.₄4-AU-4_PTR)*l_AUG4-RSOH+MSOH

STM- 1 = Ш669 4-57 4-9 4-3 4-6 \* 1 ГЗ 4-

j_q 4-?*Q 4-7 1*1 4-3*9 4-5*9

^Т"Ч'С-4_РОИ ' * ^FS.VC-4^^AU-4._PTR' ^AAUC. ^KSOII^^ ">1S0H

STM-1 = (((E44- <байты>4-VC - 4__POH+AU - 4_PTR)* 1_AUG 4-RSOH+MSOH

STM -1 = (((2176_E44- 164_байты4-9_ve_₄__poH+9_AU.₄__pTR)* 1_AUG4-3*9_RSOH 4-5*9_MSO]I

Варианты сборки модуля STM-1:

1. вариант сборки, порожденный трибом Т1 (1/5 Мбит/с), отображаемым
на контейнер С -11:

Tl-»C-ll->VC-ll->TU-ll->TUG-3->VC-4-»AU-3->STM-li

2. вариант сборки, порожденный трибом Е1 (2 Мбит/с), отображаемым
на контейнер С -12:

El-^C-12->VC-12-^TU-12->TUG-2^VC-3->AU-3-^AUG-^STM-l;

3. вариант сборки, порожденный трибом Т2 (6 Мбит/с), отображаемым
на контейнер С-2:

E2->C-2->VC-2^TU-2->TUG-2-^VC-3^AU-3-^AUG->STM-l;

4. вариант сборки, порожденный трибом ЕЗ/ТЗ (34/35 Мбит/с), отобража­
емый на контейнер С - 3:

ЕЗ/ТЗ ->С - 3 ->VC- 3 ->AU - 3 ->AUG -> STM -1;

5. вариант сборки, порожденный трибом Е4 (140 Мбит/с):

- E4->C-4->VC-4->AU-4~>AUG-^STM-1;

Рисунок 3 Обобщенная схема мультиплексирования потоков PDH в технологии SDH