2.1. Виртуальный контейнер VC-12
К рассмотрению приняты виртуальные контейнеры VC-12, VC-3, VC-4, VC-4-Xc, применяемые на сетях связи Европы и России.
2.1. Виртуальный контейнер VC-12
Виртуальный контейнер VC-12 формируется путем присоединения трактового заголовка РОН к контейнеру С-12, который загружается в интервале времени 500 мкс одним из следующих способов:
- асинхронно цифровыми данными на скорости 2048 кбит/с с допуском отклонения 50 ррм (или 50´ 10–6);
- байт синхронно на скорости 2048 кбит/с;
- байт синхронно с размещением 31´ 64 кбит/с.
При любом из способов загрузки VC-12 имеет емкость 140 байт, из которых 4 байта образуют заголовок РОН (байты V5, J2, N2, K4). На рисунках 1.12, 1.13 и 1.14 представлены VC-12 с указанными способами загрузки. Кроме того, в VC-12 могут быть загружены ячейки АТМ (рисунок 1.15). При этом в его поле будут отсутствовать балластные байты, которые имеются в предыдущих вариантах.
Байт J2 используется для идентификации точек доступа тракта нижнего порядка. Он используется в 16 байтах подряд следующих VC-12.
Другие байты заголовка РОН VC-12 имеют следующее устройство и назначение.
Байт V5 (рисунок 1.16).
Рисунок 1.12. Асинхронная загрузка данных 2048 кбит/с в VC-12
D – биты и байты нагрузки; R – балластные биты и байты; 0 – биты заголовка; S1, S2 – биты согласования скоростей; С1, С2 – биты управления выравниванием скоростей; S1 – отрицательное согласование; S2 – положительное согласование; С1, С1, С1 = 111 – указание на отрицательное согласование (бит S1); С2, С2, С2 = 111 – указание на положительное согласование (бит S2)
| Рисунок 1.13 Байт синхронная загрузка данных 2048кбит/с поканально |
Рисунок 1.14 Байт синхронная загрузка данных 31´ 64 кбит/с |
Рисунок 1.15. Размещение ячеек АТМ в VC-12
Рисунок 1.16. Структура байта V5
BIP-2, Bit Interleaved Parity – паритет чередования бит, используемые для контроля ошибок; REI, Remote Error Indication – индикация ошибки удаленной стороны; RFI, Remote Failure Indication – индикация неисправности удаленной стороны; SL, Signal Label – метка сигнала; RDI, Remote Detect Indication – индикация дефекта удаленной стороны, вызванного неисправностью в TU-12, отсутствием сигнала на приеме и т.д.
Рисунок 1.17. Пример использования бит байта V5
Рисунок 1.18. Принцип действия процедуры обнаружения ошибок BIP
Таблица 1.3. Биты сигнальной метки SL VC-12
| Биты | Функциональное назначение | ||
| 5 | 6 | 7 | |
| 0 | 0 | 0 | Не оборудован |
| 0 | 0 | 1 | Резерв |
| 0 | 1 | 0 | Асинхронная загрузка 2048 кбит/с в С-12 |
| 0 | 1 | 1 | Бит синхронная загрузка для 1544 кбит/с |
| 1 | 0 | 0 | Байт синхронная загрузка 2048 кбит/с в С-12 |
| 1 | 0 | 1 | Бит установки сигнальной метки для К4 |
| 1 | 1 | 0 | Тестовый сигнал 0.181 |
| 1 | 1 | 1 | Аварийное состояние VC-12 (VC-AIS) |
Рисунок 1.19. Структура байта К4
ESL, Extended Signal Label – установка сигнальной метки согласованно с меткой (101) в битах 5, 6, 7 байта V5; LOVCon , Low Order Virtual Concatenation – виртуальная конкатенация нижнего порядка, индицируемая 32 разрядным кодом в последовательности из 32 канальных интервалов; APS, Automatic Protection Switching – автоматическое защитное переключение (функции изучаются); DL, Data Link – данные линии (функции изучаются)
В байте V5 биты REI, RFI и RDI называют битами обратного действия, а биты BIP-2 и SL прямого действия. Пример использования этих бит в тракте VC-12 представлен на рисунках 1.17, 1.18. Возможные состояния бит SL и их функциональная значимость приведены в таблице 1.3.
Байт К4 (рисунок 1.19) – возможность переключений на резервный тракт.
Бит ESL байта К4 служит продолжением метки загрузки байта V5. Бит переносит сообщения в 32-х подряд следующих VC-12, образуя сверхцикл. Первые 11 бит сверхцикла образуют слово синхронизации MFAS:
0111 1111 110.
С 12 по 19 биты сверхцикла содержат метку загрузки. Примеры некоторых меток приведены в таблице 1.4.
Бит 20 ESL указывает на нулевое заполнение VC-12. Биты с 21 по 32 зарезервированы.
Байт N2 (рисунок 1.20) – тандемное соединение.
Рисунок 1.20. Структура байта N2
BIP-2 (см. рисунок 1.18); AIS – индикация аварийного состояния; TC-REI, Tandem Connection REI – индикация блоков ошибок удаленной стороны тандемного соединения; OEI, Outgoing Error Indication – индикация блоковых ошибок по выходу; TC-API, Tandem Connection Access Point Identifier – идентификатор точки доступа тандемного соединения; TC-RDI, индикация дефекта удаленной стороны тандемного соединения; ODI, Outgoing Defect Indication – индикация дефекта на выходе, происхождение дефекта TU-AIS
Биты 7 и 8 байта N2 (контроля тандемного соединения в тракте VC-12) используются в 76 подряд следующих VC-12. Часть этих бит зарезервированы, но основная их часть отведена для сигналов API, RDI, ODI.
2.2. Виртуальный контейнер VC-3
Виртуальный контейнер VC-3 формируется путем присоединения трактового заголовка РОН к контейнеру С-3, который загружается в интервале времени 125 мкс асинхронно данными на скорости 34368 кбит/с с допуском отклонения ± 20 ppm.
Полная емкость VC-3 составляет 85 колонок байт в 9 строках, из которых 9 байт первой колонки образуют заголовок РОН (байты J1, B3, C2, G1, F2, H4, F3, K3, N1). На рисунке 1.21 представлена структура VC-3.
Рисунок 1.21. Структура VC-3
В VC-3 входят три подкадра (Т1, Т2, Т3). В каждом подкадре предусмотрены информационные, балластные и служебные байты. Структура одного подкадра представлена на рисунке 1.22. Большая избыточность С-3 обусловлена несоответствием скоростей загрузки Е3 (34368 кбит/с европейского стандарта) и DS3 (44736 кбит/с американского стандарта).
Учитывая, что структура заголовка РОН VC-3 аналогичная структуре заголовка РОН VC-4, то она рассматривается в разделе 1.2.3.
Рисунок 1.22. Cтруктура подкадра Т1 (Т2,Т3) контейнера С-3
2.3. Виртуальные контейнеры VC-4, VC-4-Xc
Виртуальные контейнеры VC-4 и VC-4-Xc формируются путем присоединения трактового заголовка РОН к контейнеру С-4 или С-4-Хс, которые загружаются в интервале времени 125 мкс одним из способов:
- асинхронно цифровыми данными на скорости 139264 кбит/с ± 15 ppm;
- синхронно побайтно;
- синхронно побайтно с конкатенацией (последовательной или виртуальной).
Рисунок 1.23. Асинхронное формирование нагрузки контейнера С-4 на скорости 139264 кбит/с
При любом из способов загрузки VC-4, VC-4-Xc имеет емкость 261´ 9 байт, и при конкатенации емкость увеличивается пропорционально числу сцепляемых контейнеров (при последовательной CCAT на 4, 16, 64 и 256, при виртуальной VCAT на любое число из диапазона N = 2, …, 256). Варианты загрузки фиксируются в байте С2 девятибайтового заголовка VC-4 (байты J1, B3, C2, G1, G1, F2, H4, F3, K3, N1). Примеры вариантов загрузки VC-4, VC-4-Xc приведены на рисунках 1.23 – 1.27.
Рисунок 1.24. Синхронное побайтовое заполнение поля нагрузки VC-4 ячейками АТМ
Рисунок 1.25. Размещение кадров GFP в виртуальный контейнер VC-4
Рисунок 1.26. Сцепленный контейнер С-4-17с для размещения блока ODU1 OTH
Рисунок 1.27. Пример блоковой структуры для размещения ODU1 в контейнер С-4-17с
Таблица 1.5. Размещение данных ОТН в циклы передачи SDH
| Блок ОТН | Требуемая скорость ODUk, кбит/с | Требуемый уровень сцепления VC-4 (х) | Требуемая скорость С-4-Xv, кбит/с |
| ODU1 | ~ 2498775.126 | 17 | 2545920 |
| ODU2 | 10037273.924 | 18 | 10183680 |
Для переноса через сеть SDH блоков данных оптических каналов ODUk OTH используется виртуальная сцепка. В таблице 1.5 представлены требуемые параметры конкатенации С-4-Xv для переноса ODU1 и ODU2 через сеть SDH.
Размещение данных ODUk в виртуально конкатенированных блоках производится побитово асинхронно с формированием байта согласования скоростей (рисунок 1.27).
При загрузке ODU1 в С-4-17с возможные отклонения тактов составляют –720, +420 ppm.
Отличительные признаки последовательной и виртуальной сцепок (конкатенации) демонстрируется рисунками 1.28 и 1.29.
Структура VC-4-Xc транспортируется в Х AU-4. В первом AU-4 поинтер PTR фиксирует начало VC-4-Xc по байту J1. В остальных AU-4 (Х–1) проставляется метка сцепления, используемая для выравнивания нагрузки при изменении значения PTR. Структура VC-4-Xc используется в едином соединении от точки до точки.
Для спецификации виртуально сцепленных VC-4-Xv используются байты Н4 заголовка РОН. Это необходимо, поскольку VС-4-Xv отдельно транспортируются в сети. Спецификация каждого сцепленного виртуального контейнера производится четырьмя старшими (5–8) битами Н4 в сверхцикле 512 мс. Индикатором сверхцикла выступает группа младших бит (1–4). Кроме того, Н4 может поддерживать функции регулировки ёмкости канала LCAS (Link Capacity Adjustment Scheme).
Рисунок 1.28. Структура последовательно сцепленных X(4, 16,64,256) виртуальных контейнеров VC-4-Xc
Необходимо также отметить, что возможна виртуальная сцепка VC-12-Xv и исполнение функций LCAS при использовании бита 2 байта К4 заголовка VC-12.
Функции байт заголовка VC-3, VC-4, VC-4-Xc аналогичны ранее рассмотренным функциям байт заголовка VC-12, но отличается большими возможностями.
Байт J1 – первый байт заголовка РОН, индицируемый указателем PTR-AU-n (n = 3, 4) или TU-3. Этот байт используется в 16 циклах для идентификации точки доступа. Он аналогичен своими функциями байтам J2 и J0 (соответственно в РОН VC-12 и SOH STM-N).
Байт В3 – выполняет функции мониторинга ошибок в тракте VC-4-Xc / VC-4 / VC-3. Схема вычисления В3 представляет собой процедуру BIP-8 по всему VC-4-Xc / VC-4 / VC-3.
Байт сигнальной метки С2 индицирует статус VC-4-Xc /VC-4 / VC-3. В таблице 1.6 приведены примеры кодирования байта С2 и соответствующие показатели применения метки.
Рисунок 1.29. Структура виртуально сцепленных Х (Х = 1, …, 256) виртуальных контейнеров VC-4-Xv
Рисунок 1.30. Структура байта G1
Таблица 1.6. Примеры кодирования байта С2
Байт G1 определяет статус тракта верхнего порядка в обратное направление. На рисунке 1.30 представлена его структура.
Биты REI (1–4) используются для трансляции числа ошибок, обнаруживаемых средствами приемника по алгоритму BIP-8 (байт В3). Число ошибок от 0 до 8. Бит RDI (5) индицирует неисправное состояние тракта с удаленной стороны. Биты 6, 7 резервные, но два состояния 00 и 11 используются по отдельному назначению. Бит 8 не нашел определения по применению.
Байты F2, F3 в своем назначении определяются оператором сети, например для служебной связи или для индикации загрузки в VC-4 данных сети DQDB (распределенная шина с очередями).
Байт Н4 определен для индикации нагрузки в VC-4 и виртуальной конкатенации, и также для указания на позицию нагрузки в VC-4, например начало ячеек АТМ. Пример использования байта Н4 для индикации позиций нагрузки TU-12 в VC-4 приведен на рисунке 1.31. С его помощью индицируется требуемый блок TU-12, а именно байты указателя PTR TU-12 в сверхцикле 500 мкс. При этом кодирование байта Н4 записывается в видетаблицы 1.7.
Рисунок 1.31. Использование байта Н4 в качестве индикатора нагрузки TU-12
Таблица 1.7. Состояние бит байта Н4
| Биты Н4 | Номер цикла | Время |
| хх11хх00 | 0 | 0 |
| хх11хх01 | 1 | … |
| хх11хх10 | 2 | … |
| хх11хх11 | 3 | 500 мкс |
Байт К3 предусмотрен для реализации автоматического защитного переключения тракта. Для этого определены биты 1–4 из всего байта (согласно рекомендации ITU-T G.707/2004).
Байт N1 определен как байт оператора сети для реализации функций контроля соединений трактов по отдельным участкам ТСМ. Структура байта представлена на рисунке1.32.
Битами IEC кодируется число ошибок, обнаруживаемых по BIP-8. Комбинация бит 1110 – признак индикации аварийного состояния. Биты 7, 8 функционируют в сверхцикловой структуре аналогично битам 7, 8 байта N2. Также ранее рассматривались биты 5, 6.
Рисунок 1.32. Структура байта N1
IEC, Incoming Error Count – подсчет поступающих ошибок; TC-REI, Tandem Connection REI – бит сообщения об обнаружении ошибки в тандемном соединении на удаленном конце; OEI, Outgoing Error Indication – индикация блоковых ошибок для выхода VC-4; TC-API, RDI, ODI – Access Point Identifier, Remote Defect Indication – индикация точки доступа, индикация дефекта удаленной стороны, индикация выходящего дефекта