Джиттер и вандер в сетях SDH. Работа указателей.

Одним из основополагающих постулатов SDH, включенных в основу самой технологии, является то, что вне существенных сбоев системы передачи в сети

SDH не должен быть потерян ни один бит информации. Еще на ранних стадиях развития технологии SDH, претендующей на звание самой стабильной и надежной технологии первичной сети, разработчики анализировали возможность реализации этого постулата. Теоретически никаких проблем не должно было возникнуть, т. к. SDH изначально планировалась на основе волоконно-оптических линий связи, в которых вероятность простой битовой ошибки ничтожно мала, слишком велико в них отношение сигнал/шум.

Но далее возник вопрос с проскальзыванием, ведь проскальзывание в любом виде: отрицательное или положительное – приводит к потере информации. Либо часть информации в размере буфера теряется, либо в информационный поток добавляется служебная информация. Отсюда происходит основное противоречие с указанным постулатом и следует единственный вывод: в системах SDH проскальзывания недопустимы. Тогда возникает вопрос о компенсации рассинхронизации между передатчиком и приемником. Исключить такую расинхронизацию нельзя, это запрещает соотношение неопределенностей Гейзенберга, которое носит характер фундаментального закона природы. Это означает, что f1 передатчика и f2 приемника, пусть даже ненамного, но различны. Следовательно, необходим некий механизм, альтернативный управляемым проскальзываниям. Этот механизм был предложен в виде активности указателей.

Для пояснения сути механизма вернемся к аллегории «бассейна» (рис. 3.1) и предложим другое, более экономичное решение. Пусть теперь управляющий будет вооружен не цепью, управляющей пробкой в бассейне, а простым ведром. Тогда, в случае, если бассейну грозит перелив, т. е. уровень виски поднимается, управляющий наливает свое ведро и бежит к выходу из крана 2. Там он выливает ведро, бежит снова и т. д. В результате средняя скорость жидкости из бассейна увеличивается, уровень начинает снижаться. Если системе угрожает воздух в бассейне, т. е. скорость слива превосходит скорость налива, то управляющий бежит к крану 2, наливает там ведро, прибегает назад и выплескивает ведро в бассейн, снова бежит к крану 2, наливает ведро и т. д. Поскольку эта процедура уменьшает скорость слива виски, уровень его в бассейне начнет подниматься. Конечно, это постоянные хлопоты для управляющего, но результат налицо: в такой системе не потеряется ни капли.

Возвращаясь к реалиям систем SDH, можно сказать, что проскальзываний можно было бы избежать, если бы мы имели возможность иногда увеличить размер вагона, а иногда уменьшить ее. Именно такая система и была разработана для компенсации рассинхронизации. Свободным ресурсом для выполнения этой функции была определена третья пара байтов (байты Н3) в поле указателей в составе заголовка SOH. Дело в том, что прямое назначение указателей административного блока: указывать местоположение контейнеров верхнего уровня в поле нагрузки, требует по емкости только первые две тройки байтов указателей Н1 и Н2. Тройка Н3 оказалась избыточной, и именно ее решено было использовать для процедуры компенсации рассинхронизации.

Рассмотрим механизм смещения указателей более подробно. Алгоритмы отрицательного и положительного смещения указателей представлены на рис. 3.19 и 3.20 соответственно. Часто этот механизм называют байтовым стаффингом.

Рис.3.19. Механизм отрицательного смещения указателей.

Механизм байтового стаффинга достаточно прост. В случае необходимости увеличить количество цифровых данных, загружаемых в один контейнер, если скорость принимаемых данных выше номинальной, из указателя удаляется поле байтов Н3 и вместо него загружаются данные. Такое смещение называется отрицательным (рис.3. 19). В случае, если принимаемый мультиплексором поток

имеет скорость ниже номинальной, для компенсации рассинхронизации необходимо уменьшить количество цифровых данных, загружаемых в контейнер. В этом случае в поле полезной нагрузки вставляется три дополнительных байта указателя. Такое смещение указателя называется положительным (рис. 3.20). Конечно, размер тройки Н3 намного меньше размера всего поля нагрузки, и, поэтому, диапазон компенсации рассинхронизации ограничен. Однако, размера трех Н3 вполне достаточно при допустимом расхождении скоростей входящих потоков и мультиплексора.

Рис. 2.18. Механизм положительного смещения указателей.

Рис. 3.20. Механизм положительного смещения указателей.

Для реализации того, чтобы ни один бит, загруженный в систему SDH, даже в условиях работы указателей не был потерян, при любом смещении указателей исключается путаница между байтами стаффинга и байтами нагрузки. Указание на смещение указателя передается в составе поля Н2 инверсией байтов D и I (рис. 3.21).

H1 H2

N N N N S S I D I D I D I D