4.1.2. Виртуальный контейнер VC12
4.1.4. Положительное и отрицательное выравнивание скоростей в TU12
4.1.5. Группа транспортных блоков TUG2
4.1.6. Группа транспортных блоков TUG3
4.1.7. Виртуальный контейнер VC4
4.1.1. Контейнер С12
Контейнер С12 организует последовательную передачу информационных битов, появляющихся на выходе аппаратуры асинхронной иерархии со скоростью 2.048 Мбит/с. Структура контейнера представляется в виде матрицы, названной матрицей полезной нагрузки (PAYLOAD) и содержащей 140 байт (1 байт = 8 битам).
Байты организованы в 4 кадра протяженностью 125 мкс каждый, образуя таким образом мультикадр длительностью 500 мкс .
Каждый кадр состоит из матрицы в 35 байтов, содержащей 4 столбца и 9 строк.
Структура контейнера С 12 приведена на рисунке 8.
Четыре байта, обозначенные номерами 0, 35, 70 и 105, относящиеся к структуре контейнера С12, отведены под трактовый заголовок (Path Overhead, РОН) виртуального контейнера VC12.
На рисунке 9 байты представлены в последовательной форме, что позволяет лучше оценить размещение информации в матрице полезной нагрузки PAYLOAD.
R — балластный бит;
G — байты, образованные R битами;
I - информационные биты сигнала 2.048 Мбит/с ;
W - байты, сформированные из битов информационных сигналов;
2.048 Мбит/с (W =11111111);
О - бит заголовка;
Cl, C2 - биты сообщения о выравнивании (согласовании) скоростей;
S1 - бит отрицательного выравнивания;
S2 - бит положительного выравнивания.
Чтобы компенсировать различие в скоростях поступающего цифрового потока (2,048 Мбит/с) и сигнала, относящегося к контейнеру С12, необходимо осуществлять процедуру выравнивания (согласования) скоростей, называемую стаффингом.
С этой целью в матрице С12 предусмотрены биты Cl и C2, указывающие на наличие или отсутствие согласования скоростей, и биты Sl и S2, указывающие на вид согласования скоростей (положительное или отрицательное).
4.1.2. Виртуальный контейнер VC12
Структура VC12 состоит из полезной нагрузки (PAYLOAD), сформированной в контейнере С12, и присоединенных к ней служебных байт, которые получили название заголовка (Overhead) и обозначены аббревиатурами V5, J2, Z6 и Z7.
V5 - байт трактового заголовка (РОН);
J2 - байт для контроля исправности VC12;
Z6 - байт, используемый для повышения качества связи;
Z7 - резервный байт.
4.1.3. Транспортный блок TU12
Транспортный блок TU12 - эта матрица, состоящая из 144 байтов, распределенных в 4 кадра длительностью 125 мкс каждый. В начале каждого кадра расположены байты, обозначенные буквами VI, V2, V3 и V4 и представляющие собой заголовок блока TUQH (Tributary Unit Overhead).
V4 - резервный байт;
Структура виртуального контейнера VC12 включается в матрицу TU12 на позициях, находящихся между двумя байтами V2.
4.1.4. Положительное и отрицательное выравнивание скоростей в TU12
Байт, обозначенный аббревиатурой V3, используется для отрицательного выравнивания скоростей, в то время как следующий за V3 байт с номером 35 используется для положительного выравнивания скоростей.
Для синхронного мультиплексирования SDH виртуальный контейнер VC12 и транспортный блок TU12 представляют два цикла, определяемые соответственно как:
- цикл нагрузки (VC);
- цикл передачи (TU).
На практике для передачи информационных битов, образующих виртуальный контейнер (нагрузку), необходима поддерживающая структура, представленная транспортным блоком (устройством транспортировки).
Чтобы компенсировать появляющуюся разность фаз и тактовых частот
цикла нагрузки (VC12) и цикла передачи (TU12), необходимо использовать, в зависимости от ситуации, два различных способа выравнивания скоростей:
- положительное выравнивание, применяемое, когда тактовая частота цикла передачи более высокая, чем тактовая частота цикла нагрузки;
- отрицательное выравнивание, применяемое, когда цикл передачи характеризуется более низкой тактовой частотой, чем цикл нагрузки.
Необходимость в выполнении операций по выравниванию скоростей сигнализируется логическим состоянием четных и нечетных битов указателя по сравнению с их логическим состоянием, имевшим место в предыдущем кадре.
В частности, если необходимо использовать только положительное выравнивание скоростей, то инвертируются биты указателя, обозначенные на рисунке буквой I;
В случае, если возникает необходимость применять только отрицательное выравнивание, инвертируются биты, отмеченные буквой D:
Информация о наличии согласования скоростей, исходящая из указателя, является достоверной, если по крайней мере 3 из 5 бит (I или D, в зависимости от типа согласования) оказываются инвертированными.
Операция выравнивания скоростей предусматривает только одно изменение содержимого указателя, а именно:
- в случае отрицательного выравнивания скоростей содержимое указателя (т.е. его величина) уменьшается;
- в случае положительного выравнивания скоростей содержимое указателя (т.е. его величина) увеличивается.
4.1.5. Группа транспортных блоков TUG2
Группа транспортных блоков TUG2 - это структура, формируемая побайтовым объединением трех различных блоков TU12.
Чтобы лучше понять принцип объединения, рассмотрим только по одному кадру (125 мкс) каждого блока TU12, состоящему из 9 строк и 4 столбцов.
Компоненты структуры TUG2 формируются путем мультиплексирования трех отдельных блоков TU12; компоновка TUG2 продолжается в этом случае 125 мкс.
Рисунок 4.8. Побайтное мультиплексирование структуры TUG2
С помощью мультиплексирования, приведенного выше, формируется структура TUG-2, состоящая из 432 байт, распределенных в интервале 500 мкс.
4.1.6. Группа транспортных блоков TUG3
Группа транспортных блоков TUG3 - это структура, получаемая путем побайтного объединения семи блоков TUG2.
Для лучшего уяснения принципа объединения на рисунке, приведенном ниже, последовательно рассматриваются только по одному кадру каждой TUG2 (125 мкс), состоящему из 9 строк и 12 столбцов.
Компоненты TUG3 получаются мультиплексированием семи отдельных TUG2. В нашем случае образуются 9 строк и 86 столбцов.
Рисунок 4.9. Побайтное мультиплексирование структуры TUG3
Первые две колонки (18 байт) состоят из:
- 15 байтов фиксированной нагрузки;
- 3 байта, обозначенных буквами X, Y и Z.
Таблица 3
|
Байт |
Логическое состояние битов |
Функция |
|
Y |
1001nn11 |
NPI |
|
X |
11100000 |
|
|
Z |
не обозначено |
Z - неопределенный бит;
NPI - (Null Pointer Indication) индикатор нулевого указателя,
который определен, если TUG3 содержит структуры TUG2 или TU3.
4.1.7. Виртуальный контейнер VC4
Виртуальный контейнер VC4 - это структура, формируемая побайтным объединением трех различных TUG3 с последовательной вставкой 9 байтов трактового заголовка (Path Overhead, POH).
Структура виртуального контейнера VC4 образована из байтов, относящихся к блокам TUG3, к которым добавлены 18 байт балласта и 9 байт, относящихся к трактовому заголовку (Path Overhead, POH).
Также и в этом случае для лучшего понимания принципа объединения на рисунке 16 показаны только по одному циклу каждого TUG3 (125 мкс), состоящему из 9 строк и 86 столбцов.
Компоненты VC'4 получаются мультиплексированием грех отдельных блоков ТКСЗ; в результате компоновки контейнера, длящейся 125 мкс, образуется структура из 9 строк и 261 столбца.
J1 – индикатор тракта, используемый для циклической передачи сверхцикла из 16 байтов, из которых первый содержит код контроля CRC7, а оставшиеся 15 используются для кодирования идентификатора тракта;
Рисунок 4.10. Побайтное мультиплексирование структуры VC4
ВЗ – байт, используемый для оценки вероятности ошибки (вычисляется из предшествующего цикла передачи VC);
G2 – байт, называемый сигнальной меткой и используемый как индикатор заполнения VC4:"00000000" - VC4 не заполнен; "11111111" - VC4 заполнен;
G1 – байт контроля состояния тракта, используемый для передачи;
F2 – байт пользователя;
Н4 – байт указатель сверхцикла, используемый только для VC4,
оставленных из блоков TU;
Z3 – байт пользователя;
Z4 – байт, которому можно найти применение;
Z5 – байт, используемый для целей эксплуатации
4.1.8. Административный блок АU4
Административный блок AU4 - эту структура, в которую помещается, сформированный предварительно, виртуальный контейнер VC4. Данная структура состоит из:
- матрицы полезной нагрузки, состоящей из 261 столбца и 9 строк, то есть из 2349 байтов, в которые входят и байты VC4;
- служебная емкость, называемая заголовком административного блока (Administrative Unit Overhead, AUOH) и состоящая из 9 байт, последовательно присоединяемых к четвертой строке матрицы полезной нагрузки.
Структура административного блока AU4 показана на рисунке 4.11.
HI, Н2 - фиксация значения указателя;
НЗ - отрицательное выравнивание скоростей;
Y - загрузка числа 1001nn11;
U - загрузка числа 11111111.
Функции указателя определяются байтами HI и Н2; на рисунке 4.12 показано использование битов, образующих HI и Н2.
Указатель состоит из 10 бит; десятеричное значение записанного в указателе числа указывает на начало виртуального контейнера VC4 внутри административного блока AU4. Эти 10 бит могут выражать числа от 0 до 1023.
Поскольку вся матрица полезной нагрузки блока AU4 состоит из 2349 байтов, то указатель не в состоянии отразить все номера байтов, составляющих матрицу.
Поэтому всю матрицу полезной нагрузки делят на группы по 3 байта, то есть на триады. Номер любой триады может быть легко отображен указателем.
Заметим, что деление полезной нагрузки на группы по 3 байта удобно не только по вышеупомянутой причине, но также и для того, чтобы достичь совместимости между американской цифровой иерархией (SONET) и европейской (SDH).
Действительно, десяти бит указателя достаточно, чтобы идентифицировать все 783 позиции цикла STS-1 (базовый уровень иерархии SONET, соответствующий скорости передачи 51,84 Мбит/с).
Значения, допустимые для указателя, заключены в пределах от 0 до 782; они соответствуют числу триад байтов в структуре полезной нагрузки. Триаду байтов, следующую сразу же за байтом НЗ, идентифицируют байтом под номером 0.
Так как под номером 0 расположена и начале четвертой строки матрицы полезной нагрузки, то 783 триады располагаются в 2-х циклах.
Рисунок 4.13 - Нумерация байтов AU4
О возможных отклонениях начала контейнера VC4 внутри структуры AU4 сигнализирует флаг новых данных (New Data Flag, NDF).
Флаг новых данных состоит из 4 бит, которые обычно образуют следующие логические состояния: "0110".
Если необходимо просигнализировать о новом значении указателя, то биты флага новых данных в цикле инвертируются, то есть меняются следующим образом: "1001".
4.1.9. Положительное и отрицательное выравнивание
Три байта указателя AUOH, образованные аббревиатурой НЗ и 3 байта, следующие сразу же за ними в строке матрицы полезной нагрузки (PAY-LOAD), дают возможность осуществлять положительное и отрицательное выравнивание скоростей.
Рисунок 4.15. Выравнивающие байты блока AU4
Выравнивание необходимо для компенсации различий в фазах и тактовых частотах цикла передачи нагрузки VC4 и цикла транспортировки (STM-1).
В частности, выравнивание будет:
- отрицательным, когда структура транспортировки (STM-1) имеет более низкую тактовую частоту, чем структура нагрузки (VC4);
- положительным, когда структура транспортировки (STM-1) имеет более высокую тактовую частоту, чем структура нагрузки (VC4).
Необходимость в осуществлении выравнивания сигнализируется путем воздействия на четные или нечетные биты указателя, посредством которых указатель отмечал начало контейнера VC4 в следующем кадре.
В случае, если необходимо произвести отрицательное выравнивание, то инвертируются биты, отмеченные буквой D:
Рисунок 4.16. Биты D указателя TU12
Одновременно три байта НЗ заполняются информационными битами.
В следующем кадре величина указателя уменьшается на единицу.
На приеме информация о наличии выравнивания, содержащаяся в указателе, считается достоверной, если по крайней мере 3 из 5 битов D оказываются инвертированными.
После этой операции в течение трех последующих кадров не допускается изменение значения указателя.
В случае, если необходимо произвести положительное выравнивание, то инвертируются биты указателя, отмеченные буквой I:
Рисунок 4.17. Биты I указателя AU4
Одновременно с этим, три бита (триада 0), следующие сразу же за НЗ, заполняются балластными (не информационными) битами.
В следующем кадре величина указателя увеличивается на единицу.
На приеме информация о наличии выравнивания, содержащаяся в указателе, считается достоверной, если по крайней мере 3 из 5 битов I оказываются инвертированными.
После этой операции для трех последующих кадров не допускается изменения величины указателя. Ниже на рисунках 4.18 и 4.19 поясним процедуру выравнивания более детально.
Рисунок 4.18. Пример отрицательного выравнивания AU4
Рисунок 4.19. Пример отрицательного выравнивания AU4