Struktur bingkai STM-N terdiri dari 9 baris dan 270×N kolom, menggunakan multiplexing byte-interleaved, menghasilkan 9×270×N=2430×N byte. Setiap byte berukuran 8 bit, dan kecepatan data per byte adalah 64 kbit/s. Setiap frame memiliki periode 125 μs dan frame rate 8 kHz (8000 frame per detik). STM-1 adalah struktur SDH paling dasar. Setiap frame memiliki periode 125 μs, berisi 19440 (9x270x8) bit, dan kecepatan transmisi 19440bit/125μs=155520kbit/s. Karena STM-N dibentuk dengan multiplexing N STM-1 melalui sinkronisasi interleaved byte, kecepatan datanya adalah N kali lipat dari STM-1.
Bingkai SDH terdiri dari tiga bagian: muatan, penunjuk unit pengelolaan (AU-PTR), dan overhead bagian (SOH), seperti yang ditunjukkan pada gambar.
【Contoh 1-1】 Hitung kecepatan bingkai, panjang bingkai, dan kecepatan MSOH di STM-16.
(1) Karena periode bingkai STM-N adalah 125 μs, STM-16, sebagai laju dalam STM-N, juga harus memiliki periode bingkai 125 μs.
(2) Karena struktur frame STM-N adalah 9 baris dan 270×N kolom, panjang frame STM-16 adalah 9×270×16=44880 byte atau 9×270×16×8=359040 bit.
(3) Karena MSOH terletak di kolom 9×N pertama dari baris 5-9 di STM-N, terdapat 5×9×16=720 byte MSOH dalam bingkai STM-16. Karena setiap byte memiliki kecepatan 64 kbit/s, kecepatan MSOH dalam frame STM-16 adalah 720×64 kbit/s=46080 kbit/s.
Area Segment Overhead (SOH) digunakan untuk menyimpan byte yang terkait dengan pemosisian frame, pengoperasian, pemeliharaan, dan manajemen untuk memastikan transmisi muatan informasi utama yang benar dan fleksibel. SOH selanjutnya dibagi menjadi Regenerator Segment Overhead (RSOH) dan Multiplex Segment Overhead (MSOH). Overhead Segmen Regenerator terletak di baris 1-3 dan kolom 1-9×N dalam bingkai STM-N dan digunakan untuk pemosisian bingkai, pemantauan, dan manajemen pemeliharaan segmen regenerator. Overhead Segmen Regenerator (RSOH) dihasilkan di awal segmen regenerator dan ditambahkan ke frame, dan berakhir di akhir segmen regenerator, artinya diekstraksi dari frame untuk diproses. Oleh karena itu, dalam jaringan SDH, overhead bagian regenerator harus berakhir pada setiap elemen jaringan. RSOH dapat diakses dan ditempatkan di regenerator dan peralatan terminal. Overhead bagian multiplexing didistribusikan dalam baris 5-9 dan kolom 1-9×N dalam bingkai STM-N. Ini digunakan untuk pemantauan, pemeliharaan, dan pengelolaan bagian multiplexing. Hal ini dihasilkan pada awal bagian multiplexing dan berakhir pada akhir. Oleh karena itu, overhead bagian multiplexing ditransmisikan secara transparan pada repeater dan berakhir di semua elemen jaringan lain kecuali repeater.
Entitas fisik antara repeater atau antara repeater dan perangkat multipleksing digital disebut bagian regenerator. Semua entitas fisik antara dua perangkat multiplexing merupakan bagian multiplexing. Overhead bagian regenerator di bagian regenerator yang berbeda tidak bergantung satu sama lain, dan overhead bagian multiplexing di bagian multipleks yang berbeda juga tidak bergantung satu sama lain. Dari perspektif lapisan jaringan, jaringan SDH dibagi menjadi lapisan saluran dan lapisan media transmisi. Lapisan saluran dibagi lagi menjadi-lapisan saluran tingkat rendah dan-lapisan saluran tingkat tinggi. Lapisan media transmisi dapat dibagi menjadi lapisan segmen dan lapisan fisik. Lapisan segmen dapat dibagi lagi menjadi lapisan segmen multipleks dan lapisan segmen yang dibuat ulang. Lapisan fisik adalah saluran transmisi, seperti yang ditunjukkan pada gambar.
Overhead menyediakan fungsi pemantauan dan manajemen granular untuk sinyal SDH di setiap lapisan. Pemantauan dapat dibagi menjadi pemantauan lapisan segmen dan pemantauan lapisan saluran. Pemantauan lapisan segmen dibagi lagi menjadi pemantauan lapisan segmen yang dibuat ulang dan pemantauan lapisan segmen multipleks, sedangkan pemantauan lapisan saluran dibagi lagi menjadi pemantauan lapisan saluran tingkat tinggi dan pemantauan lapisan saluran tingkat rendah. Hal ini mencapai pemantauan granular STM-N di setiap lapisan. Misalnya, dalam memantau sistem 2,5 Gbit/s, overhead bagian regenerator memantau seluruh sinyal STM-16, overhead bagian multiplexing disempurnakan untuk memantau salah satu dari 16 STM-1 dalam STM-16, overhead jalur tingkat tinggi menyempurnakannya untuk memantau VC-4 dalam setiap STM-1, dan overhead jalur tingkat rendah semakin menyempurnakan pemantauan VC-4 untuk memantau salah satu dari 63 VC-12. Ini mencapai pemantauan multi-level dari level 2,5 Gbit/s hingga level 2 Mbit/s. Fungsi pemantauan ini diimplementasikan menggunakan byte overhead yang berbeda.
Penunjuk unit manajemen disimpan dalam kolom 1 hingga 9 × N pada baris 4 bingkai. Ini menunjukkan lokasi tepat byte pertama muatan informasi dalam bingkai STM-N, memastikan identifikasi informasi yang diperlukan secara akurat. Penyesuaian tarif dilakukan menggunakan penunjuk ini untuk memastikan kompatibilitas dengan berbagai layanan atau koneksi ke jaringan lain.
Area muatan informasi menyimpan berbagai informasi layanan telekomunikasi dan sejumlah kecil byte overhead saluran yang digunakan untuk pemantauan kinerja saluran. Letaknya di semua area struktur rangka STM-N kecuali overhead segmen dan area penunjuk unit manajemen.