Cấu trúc khung STM-N bao gồm 9 hàng và 270×N cột, sử dụng ghép kênh xen kẽ byte-, tạo ra 9×270×N=2430×N byte. Mỗi byte là 8 bit và tốc độ dữ liệu trên mỗi byte là 64 kbit/s. Mỗi khung hình có chu kỳ 125 μs và tốc độ khung hình là 8 kHz (8000 khung hình mỗi giây). STM-1 là cấu trúc SDH cơ bản nhất. Mỗi khung hình có chu kỳ 125 μs, chứa 19440 (9x270x8) bit và tốc độ truyền là 19440bit/125μs{24}}kbit/s. Vì STM{28}}N được hình thành bằng cách ghép N STM-1 thông qua đồng bộ hóa xen kẽ byte nên tốc độ dữ liệu của nó gấp N lần so với STM-1.
Khung SDH bao gồm ba phần: tải trọng, con trỏ đơn vị quản lý (AU-PTR) và phần mào đầu (SOH), như minh họa trong hình.
[Ví dụ 1-1] Tính tốc độ khung hình, độ dài khung hình và tốc độ MSOH trong STM-16.
(1) Vì chu kỳ khung hình của STM-N là 125 μs, nên STM-16, là tốc độ trong STM-N, cũng phải có chu kỳ khung hình là 125 μs.
(2) Vì cấu trúc khung của STM-N là 9 hàng và 270×N cột, nên độ dài khung của STM-16 là 9×270×16=44880 byte hoặc 9×270×16×8=359040 bit.
(3) Vì MSOH nằm trong cột 9×N đầu tiên của hàng 5-9 trong STM-N nên có 5×9×16=720 byte MSOH trong khung STM-16. Vì mỗi byte có tốc độ 64 kbit/s nên tốc độ MSOH trong khung STM-16 là 720×64 kbit/s=46080 kbit/s.
Vùng Segment Overhead (SOH) được sử dụng để lưu trữ các byte liên quan đến định vị khung, vận hành, bảo trì và quản lý nhằm đảm bảo việc truyền tải thông tin chính chính xác và linh hoạt. SOH còn được chia thành Chi phí phân đoạn tái tạo (RSOH) và Chi phí phân đoạn đa kênh (MSOH). Chi phí phân đoạn tái tạo nằm ở hàng 1-3 và cột 1-9×N trong khung STM-N và được sử dụng để định vị khung, giám sát và quản lý bảo trì phân đoạn tái tạo. Chi phí phân đoạn tái tạo (RSOH) được tạo ở đầu phân đoạn tái tạo và được thêm vào khung, đồng thời kết thúc ở cuối phân đoạn tái tạo, nghĩa là nó được trích xuất khỏi khung để xử lý. Do đó, trong mạng SDH, phần tiêu đề của bộ tái tạo phải kết thúc ở mỗi phần tử mạng. RSOH có thể được truy cập và định vị ở cả máy tái tạo và thiết bị đầu cuối. Phần tiêu đề ghép kênh được phân bổ ở các hàng 5-9 và các cột 1-9×N trong khung STM-N. Nó được sử dụng để giám sát, bảo trì và quản lý phần ghép kênh. Nó được tạo ra ở phần đầu của phần ghép kênh và kết thúc ở phần cuối. Do đó, phần tiêu đề ghép kênh được truyền trong suốt trên bộ lặp và kết thúc ở tất cả các thành phần mạng khác ngoại trừ bộ lặp.
Các thực thể vật lý giữa các bộ lặp hoặc giữa bộ lặp và thiết bị ghép kênh kỹ thuật số được gọi là các phần tái tạo. Tất cả các thực thể vật lý giữa hai thiết bị ghép kênh tạo thành một phần ghép kênh. Phần tiêu đề của bộ tái tạo trong các phần tái tạo khác nhau độc lập với nhau và tiêu đề phần ghép kênh trong các phần ghép kênh khác nhau cũng độc lập với nhau. Từ góc độ phân lớp mạng, mạng SDH được chia thành lớp kênh và lớp phương tiện truyền dẫn. Lớp kênh còn được chia thành các lớp kênh có thứ tự-thấp và các lớp kênh có thứ tự-cao. Lớp môi trường truyền dẫn có thể được chia thành lớp phân đoạn và lớp vật lý. Lớp phân đoạn có thể được chia thành các lớp phân đoạn ghép kênh và các lớp phân đoạn được tái tạo. Lớp vật lý là đường truyền, như thể hiện trong hình.
Overhead cung cấp chức năng quản lý và giám sát chi tiết cho tín hiệu SDH ở mỗi lớp. Giám sát có thể được chia thành giám sát lớp phân đoạn và giám sát lớp kênh. Giám sát lớp phân đoạn được chia tiếp thành giám sát lớp phân đoạn được tái tạo và giám sát lớp phân đoạn ghép kênh, trong khi giám sát lớp kênh được chia thành giám sát lớp kênh có thứ tự cao và giám sát lớp kênh có thứ tự thấp. Điều này giúp đạt được sự giám sát chi tiết về STM-N ở mỗi lớp. Ví dụ: khi giám sát hệ thống 2,5 Gbit/s, phần tiêu đề của bộ tái tạo sẽ giám sát toàn bộ tín hiệu STM-16, phần tiêu đề của phần ghép kênh được tinh chỉnh để giám sát bất kỳ một trong 16 STM-1s nào trong STM-16, tiêu đề đường dẫn bậc cao tiếp tục tinh chỉnh điều này để giám sát VC-4 trong mỗi STM-1 và tiêu đề đường dẫn bậc thấp tiếp tục tinh chỉnh việc giám sát VC-4 để giám sát bất kỳ một trong số 63 VC-12. Điều này đạt được sự giám sát đa cấp từ mức 2,5 Gbit/s đến mức 2 Mbit/s. Các chức năng giám sát này được triển khai bằng cách sử dụng các byte tiêu đề khác nhau.
Con trỏ đơn vị quản lý được lưu trữ trong các cột từ 1 đến 9 × N của hàng 4 của khung. Nó cho biết vị trí chính xác của byte đầu tiên của tải trọng thông tin trong khung STM-N, đảm bảo nhận dạng chính xác thông tin được yêu cầu. Việc điều chỉnh tốc độ được thực hiện bằng con trỏ này để đảm bảo khả năng tương thích với các dịch vụ khác nhau hoặc kết nối với các mạng khác.
Vùng tải trọng thông tin lưu trữ nhiều thông tin dịch vụ viễn thông khác nhau và một số lượng nhỏ byte tiêu đề kênh được sử dụng để giám sát hiệu suất kênh. Nó nằm trong tất cả các vùng của cấu trúc khung STM-N ngoại trừ vùng con trỏ đơn vị quản lý và tiêu đề phân đoạn.
