Главная / Цифровые системы передачи / Принципы формирования фрейма stm-1 и выравнивания скоростей

Принципы формирования фрейма stm-1 и выравнивания скоростей

Общие принципы построения ЦСП SDH основаны на логической структуре STM-1, определяющей порядок упаковки логических составляющих входных компонентных (трибных) потоков (далее по тексту трибов) в структуру синхронного цифрового потока. На рис. 2.1 представлена схема построения STM-1 на основе триба E1. Триб E1 – последовательность бит потока E1 за время цикла 125 мкс. При номинальной скорости 2048 Кбит/с триб E1 включает 256 бит.

p-2-1.jpg

Рис. 2.1. Схема формирования модуля STM-1 из триба E1

В процессе сборки STM-1 путем добавления (конкатенации) заголовков и мультиплексирования формируется ряд логических структур данных: контейнер (C-12), виртуальные контейнеры первого и четвертого уровней (VC-12 и VC-4), трибный блок (TU-12), группы трибных блоков второго и третьего уровней (TUG-2 и TUG-3), административный блок четвертого уровня (AU-4) и группа административных блоков (AUG). На основе четырех фреймов TU-12, включающих трибы Е1, формируется мультифрейм TU-12. Организация этой логической структуры имеет принципиальное значение для выравнивания скоростей потоков на уровне VC-12 (на уровне E1).

Начиная с TU-12 структуры данных представляются в виде матриц размером 9´n. STM-1 представляется матрицей 9´270 байт, которая соответствует кадру 2430 байт. STM-1 повторяется с частотой 8 кГц и обеспечивает передачу информации на скорости 155.52 Мбит/с.

Преобразование VC-12 (также как и VC-11 и VC-2) в TU-12 (или соответственно в TU-11 и TU-2) и последующее мультиплексирование может проходить по двум схемам, или в двух режимах: плавающем и фиксированном. Достоинство плавающего режима состоит в том, что он допускает определенную асинхронность в транспортировке контейнера и является средством гибкого динамического выравнивания положения контейнера внутри структуры, в которую он погружен. При этом для определения истинного положения контейнера в поле полезной нагрузки используются указатели PTR.

В фиксированном режиме осуществляется синхронное отображение трибных блоков на поле полезной нагрузки контейнеров верхних уровней. Эта информация однозначно идентифицируется с помощью указателей AU-n PTR, соответствующих этим контейнерам, что делает ненужным использование указателей трибных блоков TU-n PTR. Достоинство фиксированного режима – простая структура TU-n или TUG-n, обеспечивающая эффективную обработку. Недостаток – исключается асинхронность при транспор­те контейнера.

Мультифрейм формируется для обеспечения плавающего режима и состоит из нескольких фреймов. При отличии скорости входного потока от номинальной, контейнер нижнего уровня смещается влево или вправо в поле полезной нагрузки мультифрейма («плавает») в зависимости от знака выравнивания. В плавающем режиме четыре фрейма TU-12 образуют мультифрейм TU-12, в поле полезной нагрузки которого может «плавать» VC-12 (рис. 2.2).

p-2-2.jpg

Рис. 2.2. Формирование мультифрейма TU-12 в плавающем режиме

Допускаются три варианта отображения трибов на структуру мультифрейма: асинхронное, бит-синхронное и байт-синхронное (для Т1/Е1). Варианты отображения определяются оператором сети. По умолчанию используется асинхронное отображение. Бит-синхронное размещение используется для сигналов, не имеющих байтовой (октетной) структуры, и не рекомендуется для международных соединений. Байт-синхронный режим для триба Е1 имеет два варианта: с внутриканальной сигнализацией и ОКС № 7.

В мультифрейме каждый VC-12 имеет однобайтный маршрутный заголовок VC-12 POH (V5, J2, Z6, Z7). Из этих заголовков используется только V5, остальные зарезервированы формально. Перед заголовком каждого VC-12 помещается указатель TU-12 PTR (V1, V2, V3, V4). В результате формируется мультифрейм TU-12 с пери­одом повторения 500 мкс и длиной 144 байта. Поле V2 указателя TU-12 PTR определяет положение VC-12 в первом фрейме TU-12 мультифрейма, а значение V2 – величину и направление сдвига VC-12 во втором фрейме TU-12 мультифрейма. При этом размеры и положение фреймов TU-12 остаются неизменными. Указатель V4 является резервным, а V3 фактически использует­ся для выравнивания.

Указатели VI и V2 составляют одно 16-битное поле (рис. 2.3), в котором:

— NDF (New Data Flag) – флаг новых данных – изменение нормального значения ‘0110" на инверсное "1001’ означает изменение знака выравнива­ния;

— S-биты – указатель типа трибного блока TU (последовательность «10»);

— I/D-биты – чередующаяся последовательность бит (Increment/Decrement by one – увеличение / уменьшение на единицу), в которой I – биты положительного выравнивания, a D – биты отрицательного выравнивания – ука­затель TU-12 PTR, определяющий число разрядов сдвига информации в поле между V3 и V4. Чередование I/D-бит делает указатели V1 и V2 непохожими при любых значениях выравнивания и флага NDF, что упрощает, ускоряет и делает более надежной процедуру синхронизации на уровне мультифрейма TU-12.

 
рис. 2.3. структура указателей v1 и v2
Выравнивание осуществляется по отношению к первому фрейму и может быть положи­тельным или отрицательным. При положительном выравнивании информация сдвигается в направлении от V3 к V4, для чего используется байт, следующий за V3. При отрицательном выравнивании сдвиг происходит в направлении от V4 к V3, для чего используется поле V3 (интерпретируется как поле данных). Максимальный сдвиг VC-12 влево ограничен размером V3 (8 бит) и определяет разрядность указателя отрицательного выравнивания (D-биты). Максимальный сдвиг VC-12 вправо ограничен разрядностью указателя положительного выравнивания (I-биты).

В фиксированном режиме мультифрейм не формируется, и указатели не используются. Возможны бит-синхронное и байт-синхронное отображения. Последний вариант не используется в сетях с вводом/выводом VC-1. В фиксированном режиме TU-12 представляется в виде фрейма с периодом повторения 125 мкс и длиной 36 байт, в котором первый байт (обозначаемый как R) условно содержит образы V1, V2, V3, V4, а второй (также R) – образы V5, J2, Z6, Z7.

Последовательность трибных блоков TU-12 в результате байт-мультиплексирования 3:1 превращается в TUG-2 с длиной 108 байт (36х3=108). Логически структура TUG-2 представляется в виде фрейма 9х12 байт.