STM – 1 цифрлық ағынның Е1, Е3, Е4 компонентті ағындардың негізінде құрылуы

1989 жылы синхронды цифрлық иерархияның - СЦИ (или Synchronous Digital Hierarchy - SDH) әзірленуі цифрлық беру жүйелерінің дамуындағы жаңа сапалы кезең болды.

СЦИ ақпаратты беру бақылау, басқару және қызмет көрсету (Operation, Administration and Management - OAM) функцияларымен қиылысады, бұған қол жеткізу үшін беру жүйесінің жабдығына компьютерлер және сәйкес интерфейстік, бақылау және орындаушы құрылғылар енгізіледі. Бұл енгізілген құрылғылар цифрлық ағынның сәйкес құраушыларына, байланыс тораптарының элементтеріне қол жеткізеді және тасу (транспортирование) деп аталады. Басқа сөзбен айтқанда, СЦИ стандартты цифрлық ағынға қажетті деңгейде адаптацияланған физикалық тізбек бойынша тасу мақсатында сәйкестендірілген цифрлық құрылымдардың жиынтығы болып табылады.

СЦИ беру жүйелері әр түрлі стандартты және деңгейлі ПЦИ цифрлық ағындарын (сигналдарын) тасуға көзделген. Бұдан басқа СЦИ беру жүйелері электробайланыстың жаңа қызметтерін енгізуімен байланысты кең жолақты сигналдардың тасуын да қамтамасыз етеді. СЦИ әр деңгейі үшін топтық сигналдарды беру жылдамдықтары және цикл құрылымы стандартталған.

СЦИ бірінші деңгейі үшін 155,52 Мбит/с беру жылдамдығы орнатылған. Жоғары деңгейлердің жылдамдықтары бірінші деңгей жылдамдығын, деңгей атауына сәйкес келетін санға көбейту арқылы алады. СЦИ деңгейлері Уровни 7.1 кестеде көрсетілген.

СЦИда ақпаратты жоғарыда келтірілген жылдамдықтармен беру үшін ақпараттық блоктар қолданылады, олар синхронды транспорттық модуль (Synchronous Transport Module - STM) деп аталады. Олар қайталану периоды тең блоктық циклдық құрылым болып табылады.

Ақпараттық жүктемеден басқа, STM – артықтық сигналдардың басым бөлігін тасымалдайды, бұл артықтық сигналдар ОАМ жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.

STM-N (N - STM реті, N=1,4, 16, 64, 256) үшін бастапқы ақпараттық жүктеме болып беру жылдамдығы 2, 34 және 140 (дөңгелектегенде) Мбит/с ПЦИ европалық стандартының және 1,5, 6,0 және 45 Мбит/с ПЦИ солтүстік америкалық стандартының цифрлық ағындары табылады.

СЦИ негізгі формат ретінде синхронды транспортты модуль - СТМ (немесе Synchronous Transport Modul - STM) қабылданған, оның беру жылдамдығы 155,52 Мбит/с және оның құрамына ПЦИ европалық стандартының және ПЦИ солтүстік америкалық стандартының цифрлық ағындары кіреді.

Кесте 7.1 – СЦИ деңгейлері

Синхронды транспорттық модуль қайталану периоды тең блоктық циклдық құрылым болып табылады. Негізгі STM-1 модулі, STM-4, STM-16, STM-64 және STM-256 жоғары деңгей модульдары негізгі ақпараттық жүктемеден басқа, артықтық сигналдардың басым көптігін тасымалдайды, бұл сигналдар бақылау, басқару және қызмет көрсету функцияларын қамтамасыз етеді.

ПЦИ европалық және солтүстік америкалық стандарттарының ағындарының STM-N үшін уақыттық топ құру және мультиплексорлау құрылымдық сұлбасы 7.5 суретте көрсетілген.

Сурет 7.5 – Синхронды цифрлық иерархиядағы түрлену сұлбасы

Бастапқы ақпараттық жүктеме (PDH европалық стандарттың Е1, ЕЗ және Е4 ағындары және америкалық стандарттың DS1, DS2 және DS3 ағындары) сәйкес деңгейдің контейнерларына С (Container) орналастырылады, контейнерлар ПЦИ деңгейлеріне сәйкес келетін SDH мультиплексорлау құрылымының базалық элементі болып табылады. N-шы деңгейлі синхронды транспорттық модульдің құрылу мысалы қарастырылады.

Европалық стандарттың Е4 төртіншілік цифрлық ағын беру жылдамдығы 140 Мбит/с тең, бұл цикл ұзақтығында 2176 байтқа сәйкес келеді, осы ағынға тегістейтін байттар қосу арқылы С-4 деңгейлі контейнерге түрлендіріледі; ЕЗ үшіншілік цифрлық ағын - ұзақтығында байт саны 537 тең - тегістеу байттарын қосу арқылы С-3 деңгейлі контейнерге түрлендіріледі. Осыған ұқсас ПЦИ солтүстік америкалық стандарттың DS3 цифрлық ағыны – беру жылдамдығы 45 Мбит/с - С-3 деңгейлі контейнерге түрлендіріледі. Е1 біріншілік цифрлық ағыны тегістеу биттерін қосу арқылы С-12 типті контейнерге түрлендіріледі, ал солтүстік америкалық DS1 - С-11 контейнеріне түрлендіріледі. Содан кейін С-4, С-3, С-12 немесе С-11 контейнерлері орналастыру операциясының көмегімен сәйкес деңгейдің виртуалды контейнерларына VC (Virtual Container - VC) түрлендіріледі, бұл виртуалды контейнерлардың периоды 125 немесе 250 мкс тең. VC виртуалды контейнеры С контейнерының құрылымына РОН (Path Over Head) тракттық заголовканың байтын қосу арқылы құрылады, РОН тракттың сапасын бақылауды іске асырады және апаттық, эксплуатациялық ақапарттың берілуін қамтамасыз етеді. Шартты түрде орналастыру операциясы келесіде негізделіген, С контейнерінінің ішіндегі ақпарат тракттық заголовканың биттарымен кезектесіп, виртуалды контейнердің белгілі бір позицияларында орналасады.

СЦИ европалық стандарты үшін виртуалды контейнерларының келесі түрлері қолданылады:

- VC-12, С-12 контейнерынан және тракттық заголовкадан - РОН тұрады, ол PTR (PoinTeR - нұсқағыш) нұсқағышының байтын қосу арқылы тегістеліп, TU-12 (Tributary Unit - TU) деңгейлі компонентті блокқа түрленеді;

- VC-3 – жоғары деңгейлі виртуалды контейнер, оның құрамына С-3 контейнері, РОН тракттық заголовка кіреді, ары қарай PTR нұсқағышының байтын қосу және тегістеу арқылы TU-3 деңгейлі компонентті ағынға түрленеді;

- VC-4 - жоғары деңгейлі виртуалды контейнер, оның құрамына С-4 контейнері және тракттық заголовка кіреді, оны тегістеу арқылы және PTR байтын қосу арқылы AU-4 (Administrative Unit - AU) административті блокқа түрленеді.

Мультиплексорлау коэффициенті 3, 7 және 1 сәйкес мультиплексорлау арқылы TUG (Tributary Unit Group) TUG-2 екінші және TUG-3 үшінші (жоғары) деңгейлі компонентті блок топтары құрылады.

7.5 суретке сәйкес, VC-4 виртуалды контейнеры С-4 контейнерының негізінде немесе мультиплексорлау коэффициенті 3 тең мультиплексорлау арқылы TUG-3 компонентті блоктар негізінде құрылады. VC-4 виртуалды контейнері AU-4 административты блокқа түрленеді, ал Виртуальный контейнер преобразуется в административный блок, AU-4 мультиплексорлау көмегімен административті блок тобына түрленеді.

N деңгейлі синхронды транспорттық модульдың құрылу процессі, яғни STM-N (мұндағы N=1, 4, 16 және 64), шартты келесі формуламен ұсыныла алады:

,

мұндағы AUG-N - N ретті административты блок тобы; SOH -Section Over Head – секциялық заголовок, ол екі бөлімнен тұрады: регенерациялық секция заголовкасынан немесе RSOH - Regeneration Section Over Head және мильтиплексты секция заголовкасынан немесе MSON - Multiplex Section Over Head. СЦИ секциясы деп сәйкес беру жылдамдығы бар нормаланған синхронды транспорттық модульдарды беруге арналған техникалық құралдардың кешенін айтады. СЦИ секциясы SOH заголовкасының құрылу орнында басталады (аяяқталады). Секция регенерациялық немесе мультиплексты болуы мүмкін.

Секцилық заголовок - STM-N циклының бөлігі, ол циклдық синхрондау, қызметтік байланыс, қызмет көрсету жүйе арналары, тұтынушы арнасы, секция сапасы туралы ақпаратты алып жүреді.

Яғни, RSOH регенерациялық секция заголовкасы регенераторлар арасында беріледі және циклдық синхрондау, қатені бақылау, STM ретін нұсқау функцияларын орындайды, деректерді беру арнасын, қызметтік байланысты құрайды. MSOH мультиплексты ссекцияның заголовкасы қол жеткізу нүктелері арасында беріледі, қол жеткізу нүктелерінде VC құрылады және бұзылады, және қатені бақылау функциясын жүзеге асырады, резервке автоматты ауыстырып қосу арналарын, деректерді беру арналарын және әр түрлі тағайындалуы бар қызметтік байланыс арналарын құрайды.