โครงสร้างเฟรม STM-N ประกอบด้วย 9 แถวและคอลัมน์ 270×N โดยใช้ไบต์-มัลติเพล็กซ์แบบอินเทอร์ลีฟ ส่งผลให้ได้ 9×270×N=2430×N ไบต์ แต่ละไบต์คือ 8 บิต และอัตราข้อมูลต่อไบต์คือ 64 kbit/s แต่ละเฟรมมีคาบเวลา 125 μs และอัตราเฟรม 8 kHz (8000 เฟรมต่อวินาที) STM-1 เป็นโครงสร้าง SDH ขั้นพื้นฐานที่สุด แต่ละเฟรมมีคาบเวลา 125 μs ประกอบด้วยบิต 19440 (9x270x8) และอัตราการส่งข้อมูล 19440 บิต/125μs=155520kbit/s เนื่องจาก STM-N ถูกสร้างขึ้นโดยการมัลติเพล็กซ์ N STM-1 ผ่านการซิงโครไนซ์แบบไบต์อินเทอร์ลีฟ อัตราข้อมูลจึงเป็น N คูณด้วย STM-1
เฟรม SDH ประกอบด้วยสามส่วน: เพย์โหลด ตัวชี้หน่วยการจัดการ (AU-PTR) และโอเวอร์เฮดส่วน (SOH) ดังแสดงในรูป
【ตัวอย่างที่ 1-1】 คำนวณอัตราเฟรม ความยาวเฟรม และอัตรา MSOH ใน STM-16
(1) เนื่องจากคาบเฟรมของ STM-N คือ 125 μs ดังนั้น STM-16 ตามอัตราภายใน STM-N จึงควรมีคาบเฟรมเป็น 125 μs ด้วย
(2) เนื่องจากโครงสร้างเฟรมของ STM-N คือ 9 แถวและ 270×N คอลัมน์ ความยาวเฟรมของ STM-16 คือ 9×270×16=44880 ไบต์ หรือ 9×270×16×8=359040 บิต
(3) เนื่องจาก MSOH ตั้งอยู่ในคอลัมน์ 9×N แรกของแถวที่ 5-9 ใน STM-N จึงมี MSOH 5×9×16=720 ไบต์ในเฟรม STM-16 เนื่องจากแต่ละไบต์มีอัตรา 64 kbit/s อัตรา MSOH ในเฟรม STM-16 คือ 720×64 kbit/s=46080 kbit/s
พื้นที่ Segment Overhead (SOH) ใช้เพื่อจัดเก็บไบต์ที่เกี่ยวข้องกับการวางตำแหน่งเฟรม การทำงาน การบำรุงรักษา และการจัดการ เพื่อให้มั่นใจว่าการส่งข้อมูลเพย์โหลดข้อมูลหลักถูกต้องและยืดหยุ่น SOH แบ่งเพิ่มเติมเป็นค่าโสหุ้ยในส่วนของ Regenerator (RSOH) และค่าโสหุ้ยในส่วนของ Multiplex (MSOH) โอเวอร์เฮดของเซ็กเมนต์ตัวสร้างใหม่อยู่ในแถว 1-3 และคอลัมน์ 1-9×N ในเฟรม STM-N และใช้สำหรับการวางตำแหน่งเฟรม การตรวจสอบ และการจัดการการบำรุงรักษาของเซ็กเมนต์ตัวสร้างใหม่ Regenerator Segment Overhead (RSOH) ถูกสร้างขึ้นที่จุดเริ่มต้นของเซ็กเมนต์ Regenerator และเพิ่มลงในเฟรม และสิ้นสุดที่ส่วนท้ายของเซ็กเมนต์ Regenerator ซึ่งหมายความว่าจะถูกแยกออกจากเฟรมเพื่อประมวลผล ดังนั้นในเครือข่าย SDH ค่าใช้จ่ายส่วนตัวสร้างใหม่จะต้องสิ้นสุดที่แต่ละองค์ประกอบเครือข่าย RSOH สามารถเข้าถึงและยกเลิกตำแหน่งได้ทั้งจากรีเจนเนอเรเตอร์และอุปกรณ์ปลายทาง โอเวอร์เฮดของส่วนมัลติเพล็กซ์จะกระจายอยู่ในแถว 5-9 และคอลัมน์ 1-9×N ในเฟรม STM-N ใช้สำหรับการตรวจสอบ การบำรุงรักษา และการจัดการส่วนมัลติเพล็กซ์ มันถูกสร้างขึ้นที่จุดเริ่มต้นของส่วนมัลติเพล็กซ์และสิ้นสุดที่ส่วนท้าย ดังนั้นโอเวอร์เฮดของส่วนมัลติเพล็กซ์จะถูกส่งอย่างโปร่งใสบนรีพีทเตอร์และสิ้นสุดที่องค์ประกอบเครือข่ายอื่นๆ ทั้งหมดยกเว้นรีพีทเตอร์
เอนทิตีทางกายภาพระหว่างรีพีตเตอร์หรือระหว่างรีพีทเตอร์และอุปกรณ์มัลติเพล็กซ์แบบดิจิทัลเรียกว่าส่วนรีเจนเนอเรเตอร์ เอนทิตีทางกายภาพทั้งหมดระหว่างอุปกรณ์มัลติเพล็กซ์สองตัวถือเป็นส่วนมัลติเพล็กซ์ ค่าใช้จ่ายของส่วนรีเจนเนอเรเตอร์ในส่วนรีเจนเนอเรเตอร์ที่ต่างกันจะเป็นอิสระจากกัน และค่าใช้จ่ายของส่วนมัลติเพล็กซ์ในส่วนมัลติเพล็กซ์ที่ต่างกันก็เป็นอิสระจากกันเช่นกัน จากมุมมองของการแบ่งชั้นเครือข่าย เครือข่าย SDH จะถูกแบ่งออกเป็นชั้นช่องสัญญาณและชั้นสื่อกลางในการส่ง เลเยอร์ช่องสัญญาณยังแบ่งออกเป็นชั้นช่องลำดับต่ำ-และชั้นช่องสัญญาณลำดับสูง- ชั้นสื่อการส่งผ่านสามารถแบ่งออกเป็นชั้นส่วนและชั้นกายภาพ เลเยอร์เซ็กเมนต์สามารถแบ่งเพิ่มเติมเป็นเลเยอร์เซ็กเมนต์แบบมัลติเพล็กซ์และเลเยอร์เซ็กเมนต์ที่สร้างใหม่ได้ ชั้นกายภาพคือสายส่งดังแสดงในรูป
ค่าโสหุ้ยมีฟังก์ชันการตรวจสอบและการจัดการแบบละเอียดสำหรับสัญญาณ SDH ในแต่ละเลเยอร์ การตรวจสอบสามารถแบ่งออกเป็นการตรวจสอบเลเยอร์ส่วนและการตรวจสอบเลเยอร์ช่องสัญญาณ การตรวจสอบเลเยอร์เซ็กเมนต์จะถูกแบ่งเพิ่มเติมเป็นการตรวจสอบเลเยอร์เซ็กเมนต์ที่สร้างใหม่และการตรวจสอบเลเยอร์เซ็กเมนต์แบบมัลติเพล็กซ์ ในขณะที่การตรวจสอบเลเยอร์แชนเนลยังแบ่งเพิ่มเติมเป็นการตรวจสอบเลเยอร์แชนเนลลำดับสูง- และการตรวจสอบเลเยอร์แชนเนลลำดับต่ำ- ทำให้สามารถติดตาม STM-N ในแต่ละเลเยอร์ได้อย่างละเอียด ตัวอย่างเช่น ในการตรวจสอบระบบ 2.5 Gbit/s โอเวอร์เฮดของส่วนรีเจนเนอเรเตอร์จะตรวจสอบสัญญาณ STM-16 ทั้งหมด โอเวอร์เฮดของส่วนมัลติเพล็กซ์จะได้รับการปรับปรุงเพื่อตรวจสอบหนึ่งใน 16 STM-1 วินาทีใดๆ ภายใน STM-16 ส่วนโอเวอร์เฮดของเส้นทางที่มีลำดับสูงจะปรับแต่งเพิ่มเติมอีกเพื่อตรวจสอบ VC-4 ภายใน STM-1 แต่ละตัว และโอเวอร์เฮดของเส้นทางที่มีลำดับต่ำจะปรับแต่งเพิ่มเติม การตรวจสอบ VC-4 เพื่อตรวจสอบหนึ่งใน 63 VC-12s ทำให้สามารถตรวจติดตามได้หลายระดับตั้งแต่ระดับ 2.5 Gbit/s ถึงระดับ 2 Mbit/s ฟังก์ชันการตรวจสอบเหล่านี้ถูกนำมาใช้โดยใช้โอเวอร์เฮดไบต์ที่แตกต่างกัน
ตัวชี้หน่วยการจัดการจะถูกจัดเก็บไว้ในคอลัมน์ 1 ถึง 9 × N ของแถวที่ 4 ของเฟรม โดยจะระบุตำแหน่งที่แม่นยำของไบต์แรกของเพย์โหลดข้อมูลภายในเฟรม STM-N เพื่อให้มั่นใจว่าสามารถระบุข้อมูลที่ต้องการได้อย่างแม่นยำ การปรับอัตราจะดำเนินการโดยใช้ตัวชี้นี้เพื่อให้แน่ใจว่าเข้ากันได้กับบริการต่างๆ หรือการเชื่อมต่อกับเครือข่ายอื่น
พื้นที่เพย์โหลดข้อมูลจะจัดเก็บข้อมูลบริการโทรคมนาคมต่างๆ และไบต์โอเวอร์เฮดของช่องสัญญาณจำนวนเล็กน้อยที่ใช้สำหรับการตรวจสอบประสิทธิภาพของช่องสัญญาณ ตั้งอยู่ในทุกพื้นที่ของโครงสร้างเฟรม STM-N ยกเว้นส่วนเหนือศีรษะและพื้นที่ตัวชี้หน่วยการจัดการ
