Обычный кадр SONET представляет собой блок из 810 байт, выдаваемых каждые 125 мкс. Поскольку SONET является синхронной системой, кадры выдаются независимо от наличия какой-либо полезной информации, которую необходимо переслать. Скорость 8000 кадров в секунду очень точно соответствует частоте дискретизации каналов PCM, используемых в телефонии.
Проще всего описать кадр SONET из 810 байт в виде прямоугольника из 9 рядов по 90 колонок. Тогда очевидно, что 8 х 810 = 6480 бит передаются 8000 раз в секунду, что дает скорость передачи 51,84 Мбит/с. Это основной канал SONET, называющийся STS-1 (Synchronous Transport Signal — синхронный транспортный сигнал). Все магистрали SONET кратны STS-1.
Первые три колонки каждого кадра зарезервированы под системную управляющую информацию, как показано на рис. 2.35. Первые три ряда содержат заголовок раздела, следующие шесть рядов — заголовок линии. Заголовок секции генерируется и проверяется в начале и конце каждого раздела, тогда как заголовок линии генерируется и проверяется в начале и конце каждой линии.
Передатчик SONET посылает соседние кадры по 810 байт без межкадровых промежутков, даже если данных для передачи нет (в этом случае посылаются фиктивные байты). С точки зрения приемника это выглядит как бесконечный битовый поток. Как же он узнает, где находится граница каждого кадра? Дело в том, что первые два байта кадра содержат фиксированную последовательность, которую приемник и старается найти. Если в большом количестве последовательно принятых кадров обнаруживается одна и та же комбинация нулей и единиц, то логично предположить,
что это граница кадра и приемник считает себя синхронизированным с передатчиком. Теоретически пользователь может регулярно вставлять служебную последовательность в поток, но на практике это не может сбить с толку приемник, так как данные, отправляемые несколькими пользователями, подвергаются уплотнению и по другим причинам.
Рис. 2.35. Два соседних кадра системы SONET
В оставшихся 87 столбцах содержатся данные пользователя. Они передаются со скоростью 87 х 9 х 8 х 8000 = 50,112 Мбит/с. Эти данные могут быть и голосовыми отсчетами, которые T1 и другие каналы берут целиком, и пакетами. SONET — это просто удобный контейнер для транспортировки битов. На самом деле данные пользователя, называемые синхронным полезным пакетом, SPE (Synchronous Payload Envelope), не всегда начинаются с первой строки и четвертой колонки. SPE может начинаться где угодно в пределах кадра. А указатель на его первый байт хранится в первой строке заголовка линии. Первой колонкой SPE является заголовок пути (то есть заголовок для сквозного протокола подуровня).
Возможность начинать SPE в любом месте кадра SONET и даже занимать соседние два кадра, как показано на рис. 2.35, придает системе дополнительную гибкость. Например, если данные пользователя прибывают на источник, в то время как пустой кадр SONET уже передается, то они могут быть вставлены в текущий кадр, а не ждать начала следующего кадра.
Иерархическая система мультиплексирования SONET/SDH показана в табл. 2.5. Определены скорости для синхронных транспортных сигналов от STS-1 до STS-768, в пределах примерно от канала T3 до 40 Гбит/с. Еще более высокие скорости будут, конечно, определены со временем, канал OC-3072 на 160 Гбит/с будет следующей моделью, когда это станет технологически выполнимым. Оптический канал (OC, Optical Carrier), соответствующий и-му синхронному транспортному сигналу (STS-w), называется OC-и и совпадает с STS-и с точностью до бита, с той разницей, что для синхронизации требуется некоторая перестановка битов. Названия SDH отличаются — они начинаются с OC-3, так как системы на основе рекомендаций ITU не имеют
стандартизованной скорости 51,84 Мбит/с. Мы показали обычные скорости, которые, начиная с ОС-3, кратны 4. В общую скорость потоков данных включены все управляющие сигналы. В скорость передачи полезной нагрузки SPE не входят заголовки линий и разделов. В скорость передачи данных пользователя включаются только 87 полезных колонок кадра.
Если какой-нибудь из данных каналов, например OC-3, не является мультиплексным, а переносит данные от одного источника, то к его названию добавляется латинская буква «с», означающая concatenated (объединенный). Таким образом, OC-3 означает 155,52-Мбитный канал, состоящий из трех отдельных каналов OC-1, а OC-3c означает передачу потока данных от одного источника со скоростью 155,52 Мбит/с. Три потока ОС-1 в составе потока ОС-3с разделяются одной колонкой. Первая колонка 1 отделяет поток 1, затем колонка 1 — поток 2, колонка 1 — поток 3, затем колонка 2 — поток 1 и так далее до конца кадра шириной 270 колонок и глубиной 9 строк.