Обобщенная схема мультиплексирования потоков в SDH

Лекция 4.
Обобщенная схема мультиплексирования потоков в SDH
Разработанная с учетом указанных общих принципов стандартная схема
инкапсуляции PDH трибов в контейнеры и их последующего
мультиплексирования при формировании модуля STM-1 появилась в первой
редакции 1989 года, затем была упрощена и в редакции 1993 года (ITU-T
версия) и в редакции 1992 года (ETSI версия). ITU-T версия, как более общая,
представлена на рисунке.
(Файл Сх_мх_SDH)
Обобщенная схема мультиплексирования в технологии SDH (ITU-T 1993г.)
В этой обобщенной схеме мультиплексирования используются следующие
основополагающие обозначения:
1
С-n – контейнеры уровня n (n=1,2,3,4);
VC-n – виртуальные контейнеры уровня n (n=1,2,3,4),
TU-n – трибные блоки уровня n (n=1,2,3),
TUG-n – группы трибных блоков уровня n (n=2,3),
AU-n – административные блоки уровня n (n=3,4);
AUG – группа административных блоков;
STM-1 – синхронный транспортный модуль.
Контейнеры С-n служат для инкапсуляции (размещения с целью последующей
передачи) соответствующих трибов PDH на входах. Уровни контейнера n
соответствуют уровням PDH иерархии, т.е. n=1,2,3,4, а число типоразмеров
контейнеров n должно быть равно числу членов объединеного стандартного
ряда, т.е. 6 (Т1, Е1, Т2, Е3, Т3, Е4.). Четвертый уровень PDH имеется только у
ЕС иерархии, т.е. С-4 инкапсулирует Е4. Контейнер С-2 инкапсулирует только
Т2 АС иерархии. Контейнеры С-1, С-3 должны быть разбиты каждый на два
подуровня для инкапсуляции соответствующих трибов АС и ЕС иерархий.
Итак, имеем:
T-n, E-n – трибы PDH уровня n (или компонентные сигналы), соответствующие
объединенному стандартному ряду АС и ЕС иерархий PDH, приведенному
выше – Т1, Е1, Т2, Е3, Т3, Е4.
С-n – контейнер уровня n – элемент SDH, содержащий триб T-n; контейнеры С1 и С-3 разбиваются на следующие контейнеры подуровней С-nm:
— С-1 – на контейнеры C-11 и С-12, инкапсулирующие трибы Т1=1,5 Мбит/с и
Е1=2 Мбит/с, соответственно;
— С-3 – разбивается на контейнеры C-31 и С32, инкапсулирующие трибы
Е3=34 Мбит/с и Т3=45 Мбит/с, соответственно;
Контейнеры можно рассматривать в качестве первых элементов в номенклатуре
элементов иерархии SDH. К контейнеру добавляется маршрутный (или
трактовый) заголовок. В результате он превращается в виртуальный
контейнер VC уровня n, т.е. VC-n.
Существуют следующие виртуальные контейнеры:
VC-1, VC-2 – виртуальные контейнеры нижних уровней 1 или 2 и VC-3, VC-4 –
виртуальные контейнеры верхних уровней 3 или 4, формат которых
определяется формулой:
POH + PL,
2
где POH – маршрутный заголовок;
PL – полезная нагрузка.
Виртуальные контейнеры VC-1, VC-3 уровней 1, 3, также как и контейнеры C1, C-3, разбиваются на виртуальные контейнеры подуровней nm, т.е. VC-nm, а
именно:
VC-1 разбивается на VC-11 и VC-12;
VC-3 разбивается на VC-31 и VC-32.
Поля PL и POH виртуального контейнера как логического элемента имеют вид:
PL – поле, размер которого зависит от типа виртуального контейнера, а формат
имеет двумерную структуру типа 9хm (9 строк, m столбцов); это поле
формируется либо из контейнеров соответствующего уровня (например, для
VC-1, 2 оно формируется из С-1, 2 соответственно), либо из других элементов
структуры мультиплексирования SDH;
POH – поле, формат которого имеет структуру вида 1хn (например,
формат 1х9 байт для VC-4 или VC-32 и формат 1х6 байт для VC-31); это поле
составлено из различных по назначению байтов. В нем размещается
статистическая информация о процессе прохождении контейнера вдоль пути от
его начальной до конечной точки (сообщения об ошибках), а также другие
служебные данные, например индикатор установления соединения между
конечными точками. В результате размер виртуального контейнера больше,
чем соответствующая нагрузка PDH, которую он переносит. Например,
виртуальный контейнер VC-12 помимо 32 байт данных потока E-1 содержит
еще 3 байта служебной информации.
TU-n – трибутарные блоки (или субблоки) уровня n (n=1,2,3) – элементы
структуры мультиплексирования SDH, формат которых определяется
формулой:
PTR + VC,
где PTR – указатель трибутарного блока (TU-n PTR), относящийся к
соответствующему VC-n, например TU-1 = (TU-1 PTR) + VC-1. Трибутарные
блоки уровня n, как и виртуальные контейнеры, делятся на трибутарные блоки
подуровней nm, т.е. TU-nm, а именно:
TU-1 разбивается на TU-11 и TU-12;
TU-3 разбивается на TU-31 и TU-32.
TUG-n – группа трибутарных блоков уровня n (n=2,3), формируемая в
результате мультиплексирования нескольких трибутарных блоков. На схеме
3
TUG-2 используется для мультиплексирования TU-11, 12, 2, тогда как TUG-3 –
для мультиплексирования TU-3 и TUG-2.
Виртуальные контейнеры — единица коммутации мультиплексоров SDH. На
каждом мультиплексоре имеется таблица соединений (называемая также
таблицей кросс-соединений), где указано, например, что контейнер VC-12
порта P3 связан с контейнером VC-12 порта P4, а контейнер VC-3 порта P7
связан с контейнером VC-3 порта P8. Таблицу соединений формирует
администратор сети с помощью системы управления или управляющего
терминала на каждом мультиплексоре так, чтобы обеспечить сквозной путь
между конечными точками сети, к которым подключено пользовательское
оборудование.
Указатели (PTR-pointers) применяются для совмещения в рамках одной сети
синхронной передачи кадров STM-N с асинхронным характером переносимых
этими кадрами пользовательских данных PDH в технологии SDH. Концепция
указателей — ключевая в технологии SDH, она заменяет принятое в PDH
выравнивание скоростей асинхронных источников посредством
дополнительных бит.
Указатель определяет текущее положение виртуального контейнера в структуре
более высокого уровня — трибутарном блоке (Tributary Unit, TU) или
административном блоке (Administrative Unit, AU). Его применение позволяет
виртуальному контейнеру «смещаться» в определенных пределах внутри
своего трибутарного или административного блока, положение которого, в
свою очередь, в кадре фиксировано.
Собственно, основное отличие этих блоков (TU и AU) от виртуального
контейнера заключается в наличии дополнительного поля указателя. Именно
благодаря системе указателей мультиплексор находит положение
пользовательских данных в синхронном потоке байт кадров STM-N и на лету
извлекает их оттуда, чего механизм мультиплексирования, примененный в
PDH, делать не позволяет.
Трибутарные блоки объединяются в группы, а те в свою очередь входят в
административные блоки. Группа из N административных блоков AUG и
образует полезную нагрузку кадра STM-N. Помимо этого, в кадре имеется
заголовок с общей для всех AU служебной информацией.
На каждом шаге преобразования к предыдущим данным добавляется несколько
служебных байт: они помогают распознать структуру блока или группы блоков
и затем определить, с помощью указателей, начало пользовательских данных.
На рисунке указаны:
4
коэффициенты мультиплексирования на соответствующих уровнях (х1,х7…)
SDH-отображение – процедура, при помощи которой трибы (трибутарные
потоки) размещаются в виртуальных контейнерах на границе сети SDH (
тройная линия);
SDH-выравнивание – процедура, при помощи которой фреймовая
информация смещения включается в трибутарные (TU) или административные
(AU) блоки, устанавливая указатель в кадре соответствующего уровня (двойная
линия);
SDH-мультиплексирование – процедура, при помощи которой сигнальная
информация каналов нижнего уровня упорядочивается в канале более высокого
уровня или упорядоченный канал высокого уровня размещается внутри
мультиплексной секции (одинарная линия).
Структурные единицы кадра SDH, содержащие указатели, даны в жирной
рамке, а связь между контейнерами и блоками, допускающая сдвиг данных,
показана двойной линией.
Схема мультиплексирования SDH предоставляет разнообразные возможности
по объединению пользовательских потоков PDH. Например, для кадра STM-1
можно реализовать такие варианты:
1 поток E4;
63 потока E1;
1 поток E3 и 42 потока E1.
Рассмотрим метод мультиплексирования на примере включения контейнера С1 в поток STM-N, используя административный блок AU-4 (Стандарт G.707
ITU-T). См. рисунок.
5
Container-1
VC-1 POH
TU-1 PTR
VC-1
TUG-2
TUG-2
VC-4 POH
TUG-3
TUG-3
TUG-3
VC-4
VC-4
AU-4 PTR
AU-4 PTR
Logical association
TU-1
VC-1
TUG-2
SOH
VC-1
VC-1
TU-1 PTR
TU-1 PTR
Container-1
AUG
AU-4
VC-4
AUG
STM-N
AUG
T1517960-95
Physical association
NOTE – Unshaded areas are phase aligned. Phase alignment between the unshaded and shaded areas is defined by the
pointer (PTR) and is indicated by the arrow.
6