СИНХРОННЫЙ ТРАНСПОРТНЫЙ МОДУЛЬ (STM-N)

STM-N представляет собой формат лпнейных сигналов, число N означает уровень СЦИ.

1. STM-1

Сигнал STM-1 имеет самую низкую скорость передачи, предусмотренную в синхронной иерархии. Цикл STM-1 показан на рис. 3, он имеет период повторения 125 мкс и состоит из 2430 байтов. Обычно этот цикл изображается в виде прямоугольной таблицы из 9 рядов и 270 столбцов (9x270=2430). Каждый элемент изображает 1 байт (8 бит) и соответствует скорости передачи 64 КБит/с, а вся таблица - скорости передачи первого уровня СЦИ: 64x2430=155520 КБит/с.

Первые 9 столбцов цикла STM-1 занимают служебные сигналы: секционный заголовок (SOH) и указатель позиции первого байта нагрузки (PTR), остальные 261 столбец - нагрузка (рис. 4).

 

2. STM-N

Сигналы с более высокой скоростью передачи информации получаются с помощью побайтового мультиплексирования нескольких STM-1 сигналов. В настоящее время СЦИ содержит три синхронных уровня, скорости передачи которых Nx 155.52 МБит/с (рис. 5).

Мультиплексные уровни 1, 4, 16:

STM-1           1x155.52=155.52 МБит/с

STM-4           4x155.52=622.08 МБит/с

STM-16 16x155.52=2.48832 ГБит/с

 

3. Методика мультиплексирования

Основным типом аппаратуры СЦИ является синхронный мультиплексор (СМ). Он выполняет функции преобразования, оперативного переключения, ввода-вывода цифровых потоков и прием/передачу с линии. Кроме того, он участвует в функциях конфигурирования и контроля сети. В соответствии с высшим уровнем синхронных транспортных модулей, которые обрабатывают СМ, различают СМ-1, СМ-4, СМ-16. Способ мультиплексирования рассмотрен на рисунке 6. Основной сигнал: STM-1 (155.52МБит/с) Объединенный сигнал: STM-N (Nxl 55.52)

Припцип мультиплексирования:

один байт из каждого одиночного STM-1 последовательно чередуется в STM-N (рис. 6а). Тем же самым правилом 4 байта одиночного STM-4 чередуются в STM-16 (рис. 6b).

Рис.3 Представление цикла STM-1    

Рис. 4 Структура цикла STM-1

Рис.5 Синхронная иерархия: передача цикла

b)

 

Рис.6 Способ мультиплексирования    

 

 

Достоинство этой процедуры является то, что мультиплексный сигнал может бьггь создан за один или несколько шагов, при этом выходной сигнал остается неизменным. Например, STM-16 может быть сформирован за один шаг мультиплексирования в 16xSTM-l или сначала 4xSTM-1 преобразуется в STM-4, а затем 4xSTM-4 объединяются в STM-16.

 

 

 

4. Скремблер STM-1, STM-N

 

Скремблер преобразует структуру цифрового сигнала без изменения скорости передачи символов, т.е. приближает его свойства к свойствам случайного сигнала. Скремблированием устраняется длинная последовательность "'0" и "1" для восстановления синхронизации на стороне приема. Дескремблер на приемной стороне восстанавливает первоначальную разрядную последовательность (рис.7). Скремблер/дескремблер технически выполнен на регистрах сдвига, чей выход логически связан со входом (рис.8). Сигнал STM синхронной иерархии скремблируется до оптического преобразования для передачи по оптическому волокну (ОБ). Только объединенный сигнал подвергается процедуре скремблирования. Скремблирование применяется ко всем байтам в STM-1 или к циклу STM-N, кроме первой строки в верхнем заголовке. Первая строка (Nx9 байты) включает сигнал синхронизации, который не скремблируется, поэтому синхронизация на приемной стороне возможна без дескремблирования. Период следования синхроимпульсов 127 мкс    

 

Рис.7 Скремблирование STM-N

Рис.8 Скремблер

ЗАГОЛОВКИ

 

Функции заголовка:

• формирование цикла;

• текущий контроль состояния;

• текущий контроль ошибки;

• локализация ошибки;

• эксплуатационные функции;

• функции управления.

Структура STM-N цикла такова, что заголовок является всегда независимым от полезной информации. Преимущество этой структуры в том, что байты заголовка могут опрашиваться, заменяться или добавляться, без демультиплексирования специального сигнала. Различают секционный (SOН) и трактовый (РОН) заголовки. На рис. 9 и 10 показаны, соответственно, заголовок цикла STM-4, STM-16. Доступ к SOH возможен в любое время после синхронизации сигнала STM-N с сигналом выравнивания. Блок SOH (8x9 байт) включает сигналы обслуживания, наблюдения и управления и делится на заголовки регенерационной и мультиплексной секций (RSOH, MSOH). RSOH действует в пределах регенерационной секции, байты RSOH используются для диспетчерского управления и контроля над секциями устройств восстановления. MSOH проходит прозрачные регенераторы и действует в пределах всей мультиплексной секции - от формирования до расформирования STM-1. На рис. 11 показана область воздействия заголовка SOH.

1. Секционные заголовки

Структура секционного заголовка представлена на рис. 12. Назначение байтов заголовка следующее:

•          Al, А2 - цикловая синхронизация

Байты AI и А2 имеют определенную структуру: А1 = 11110110; А2=00101000.

•          Dl - D12 - канал передачи данных (DCC)

12 байтов D1-D12 заголовка предусмотрены для передачи текущего контроля и управления передачи данных. Для регенерационной секции используется канал со скоростью передачи 192 КБит/с (D1-D3), а для мультиплексной секции - канал 576 КБит/с (04-1)12). Эти каналы располагаются только в первом STM-1 каждого STM-N сигнала.

•          С1 - определитель ранга STM (уровень иерархии)

Этот определитель используется для установления и контроля позиции одиночного STM-1 в STM-N в процессе демультиплексирования. Байт С1 расположен в заголовке каждого STM-1.

•          El, Е2 - служебный канал, телефонная связь

 

Рис, 9 STM-4 SOH

Рис.10 STM-16 S0H

  • полезная нагрузка

      R регенератор

      NNI стык сетевого узла

Рис.11 Область воздействия заголовка

Рис. 12 Структура SOH STM-1

El - часть RSOH, доступен в регенераторах;

Е2 - часть MSOH, доступен на окончаниях мультиплексных секций.

El, Е2 находятся только в STM-1#1.

  • F1 - канал пользователя

Байт F1 используется для создания временных телефонных или ПД- соединений для специальных эксплуатационных нужд. В STM-N F1 находится только в STM-1#1.

•          В1 - контроль ошибок регенерационной секции методом BIP-8

Байт В1 передается в первом STM-1 и используется для разрядного текущего контроля ошибки STM-N. Текущий контроль ошибки выполнен в согласовании с процедурой контроля на четность BIP-8. Код BIP-8 вычисляется по всем битам предыдущего цикла STM-N после скремблирования и вписывается в байт B l (RSOH) перед cкремблированием.

•          В2 - контроль ошибок мультиплексной секции методом BIP-24

3 байта В2 передаются в каждом STM-1. Код BIP-24 вычисляется по всем битам предыдущего цикла STM-N, кроме трех первых строк SOH и помещается в байты B2(MSOH) перед скремблированием.

  • Kl. К2 - сигнализация автоматического переключения на резерв

В байте К2 6,7,8 биты ("1"), которые предназначены для AIS сигнала (автоматическая индикация аварии). AIS - сигнал, посылаемый по направлению передачи в качестве указания о выявлении аварии. Он обнаруживается по всем "1" в битах 6,7 и 8 байта К2 после дескремблирования.

Секция FERF используется для возврата на предыдущую станцию указания, что приемная станция обнаружила повреждение. FEFR выявляется как код 110 в битах 6,7 и 8 байта К2 после дескремблирования. Несколько сервисных каналов используют один резервный вариант. В случае повреждения мультиплексоры на обоих копнах линии должны переключиться к резервному каналу. Сообщение относительно процедуры переключения дано в К байтах.

  • S1 - маркер синхронизации, который определен только в STM-1#1.
  • Ml - секция FEBE

Секция FEBE сообщает число блоков бит. которые отмечены в качестве ошибочных с помощью кода ВIР-24 (В2).

•          Резерв: 3xZl; 3xZ2

Zl, Z2 - запас для еще не определенных функций. Эти байты зарезервированы в каждом в STM-1 для STM-N.