De STM-N-framestructuur bestaat uit 9 rijen en 270×N kolommen, waarbij gebruik wordt gemaakt van byte-interleaved multiplexing, resulterend in 9×270×N=2430×N bytes. Elke byte is 8 bits en de datasnelheid per byte is 64 kbit/s. Elk frame heeft een periode van 125 μs en een framesnelheid van 8 kHz (8000 frames per seconde). STM-1 is de meest basale SDH-structuur. Elk frame heeft een periode van 125 μs, bevat 19440 (9x270x8) bits en een transmissiesnelheid van 19440bit/125μs=155520kbit/s. Omdat STM-N wordt gevormd door het multiplexen van N STM-1's via byte-interleaved synchronisatie, is de datasnelheid N maal die van STM-1.

Een SDH-frame bestaat uit drie delen: payload, management unit pointer (AU-PTR) en section overhead (SOH), zoals weergegeven in de afbeelding.
【Voorbeeld 1-1】 Bereken de framesnelheid, framelengte en MSOH-snelheid in STM-16.
(1) Aangezien de frameperiode van STM-N 125 μs bedraagt, zou STM-16, als snelheid binnen STM-N, ook een frameperiode van 125 μs moeten hebben.
(2) Aangezien de framestructuur van STM-N uit 9 rijen en 270×N kolommen bestaat, is de framelengte van STM-16 9×270×16=44880 bytes of 9×270×16×8=359040 bits.
(3) Omdat de MSOH zich in de eerste 9×N-kolommen van rijen 5-9 in STM-N bevindt, zijn er 5×9×16=720 bytes MSOH in een STM-16-frame. Omdat elke byte een snelheid van 64 kbit/s heeft, is de MSOH-snelheid in een STM-16-frame 720×64 kbit/s=46080 kbit/s.
Het Segment Overhead (SOH)-gebied wordt gebruikt om bytes op te slaan die verband houden met framepositionering, bediening, onderhoud en beheer om de correcte en flexibele overdracht van de belangrijkste informatielading te garanderen. De SOH is verder onderverdeeld in Regenerator Segment Overhead (RSOH) en Multiplex Segment Overhead (MSOH). De Regenerator Segment Overhead bevindt zich in rijen 1-3 en kolommen 1-9×N in het STM-N-frame en wordt gebruikt voor framepositionering, monitoring en onderhoudsbeheer van het regeneratorsegment. De Regenerator Segment Overhead (RSOH) wordt gegenereerd aan het begin van het regeneratorsegment en toegevoegd aan het frame, en eindigt aan het einde van het regeneratorsegment, wat betekent dat het uit het frame wordt gehaald voor verwerking. Daarom moet in een SDH-netwerk de overhead van de regeneratorsectie eindigen bij elk netwerkelement. De RSOH is toegankelijk en kan worden verwijderd bij zowel de regenerator als de terminalapparatuur. De multiplexsectie overhead wordt verdeeld in rijen 5-9 en kolommen 1-9×N in het STM-N-frame. Het wordt gebruikt voor monitoring, onderhoud en beheer van de multiplexsectie. Het wordt gegenereerd aan het begin van de multiplexsectie en eindigt aan het einde. Daarom wordt de overhead van de multiplexsectie transparant verzonden op de repeater en eindigt bij alle andere netwerkelementen behalve de repeater.
De fysieke entiteiten tussen repeaters of tussen een repeater en een digitaal multiplexapparaat worden regeneratorsecties genoemd. Alle fysieke entiteiten tussen twee multiplexinrichtingen vormen een multiplexsectie. De overhead van de regeneratorsectie in verschillende regeneratorsecties is onafhankelijk van elkaar, en de overhead van de multiplexsectie in verschillende multiplexsecties is ook onafhankelijk van elkaar. Vanuit het perspectief van netwerklagen zijn SDH-netwerken verdeeld in de kanaallaag en de transmissiemediumlaag. De kanaallaag is verder onderverdeeld in kanaallagen van lage orde en kanaallagen van hoge orde. De transmissiemediumlaag kan worden verdeeld in de segmentlaag en de fysieke laag. De segmentlaag kan verder worden onderverdeeld in gemultiplexte segmentlagen en geregenereerde segmentlagen. De fysieke laag is de transmissielijn, zoals weergegeven in de afbeelding.
Overhead biedt gedetailleerde monitoring- en beheerfuncties voor SDH-signalen op elke laag. Monitoring kan worden onderverdeeld in segmentlaagmonitoring en kanaallaagmonitoring. Segmentlaagmonitoring is verder onderverdeeld in geregenereerde segmentlaagmonitoring en gemultiplexte segmentlaagmonitoring, terwijl kanaallaagmonitoring verder is onderverdeeld in kanaallaagmonitoring van hoge orde en kanaallaagmonitoring van lage orde. Hierdoor wordt een granulaire monitoring van STM-N op elke laag bereikt. Bij het monitoren van een 2,5 Gbit/s-systeem monitort de regeneratorsectie-overhead bijvoorbeeld het gehele STM-16-signaal, de multiplexing-sectie-overhead wordt verfijnd om een van de 16 STM-1's binnen de STM-16 te monitoren, de hoge-orde pad-overhead verfijnt dit verder om de VC-4 binnen elke STM-1 te monitoren, en de lage-orde pad-overhead verfijnt de monitoring van VC-4 verder om een van de 63 te monitoren. VC-12's. Hierdoor wordt monitoring op meerdere niveaus bereikt, van het 2,5 Gbit/s-niveau tot het 2 Mbit/s-niveau. Deze bewakingsfuncties worden geïmplementeerd met behulp van verschillende overheadbytes.
De beheereenheidaanwijzer wordt opgeslagen in de kolommen 1 tot en met 9 × N van rij 4 van het frame. Het geeft de precieze locatie aan van de eerste byte van de informatielading binnen het STM-N-frame, waardoor een nauwkeurige identificatie van de vereiste informatie wordt gegarandeerd. De snelheidsaanpassing wordt uitgevoerd met behulp van deze aanwijzer om compatibiliteit met verschillende services of verbindingen met andere netwerken te garanderen.
In het payloadgebied voor informatie worden diverse telecommunicatiedienstinformatie en een klein aantal kanaaloverheadbytes opgeslagen die worden gebruikt voor het monitoren van kanaalprestaties. Het bevindt zich in alle gebieden van de STM-N-framestructuur, behalve in het segmentoverhead en het aanwijzergebied van de beheereenheid.