La Jerarquía Digital Síncrona

La Jerarquía Digital Síncrona
VC-12
TU-12
SDH
TUG-2
TUG-3
VC-4
AU-4
SOH
1
La Trama PCM Primaria de 2 Mbit/s
2
Velocidades Normalizadas PDH
3
Velocidades de transmisión
plesiócronas
4
Características de la PDH
 El primer nivel (E1 ó T1) se trata bajo la forma de octetos
 Los niveles superiores se tratan bajo la forma de bits
 La duración de las tramas no es uniforme
 La alineación de tramas se obtiene mediante una señal de
alineación de trama
 No todas las interfaces están estandarizadas
 Baja capacidad de los canales de servicio
 constituidos de bits en la señal de alineación de trama,
utilizados primordialmente para alarmas remotas
 Debido a la necesidad de gestión, los equipos de línea
generalmente crean una trama propia, no estandarizada, para incluir
canales de servicio y monitorización de errores
5
Multiplexación PDH
6
Por qué SDH?
1. Altas velocidades de transmisión
2. Función simplificada de inserción/extracción
3. Alta disponibilidad y grandes posibilidades de
ampliación
4. Fiabilidad
5. Plataforma a prueba de futuro
6. Interconexión
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Altas velocidades de
transmisión
Los modernos sistemas SDH logran velocidades de 10 Gbit/s.
SDH es la tecnología más adecuada para los backbones, que
son realmente las superautopistas de las redes de
telecomunicaciones actuales.
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Función simplificada de
inserción/extracción
Comparado con los sistemas PDH tradicionales, ahora es
mucho más fácil extraer o insertar canales de menor velocidad
en las señales compuestas SDH de alta velocidad. Ya no hace
falta demultiplexar y volver a multiplexar la estructura
plesiócrona, procedimiento que en el mejor de los casos era
complejo y costoso.
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Alta disponibilidad y grandes posibilidades
de ampliación
La tecnología SDH permite a los proveedores de redes
reaccionar rápida y fácilmente frente a las demandas de sus
clientes. Por ejemplo, conmutar las líneas alquiladas es solo
cuestión de minutos. Empleando un sistema de gestión de
redes de telecomunicaciones, el proveedor de la red puede
usar elementos de redes estándar controlados y monitorizados
desde un lugar centralizado.
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Fiabilidad
Las modernas redes SDH incluyen varios mecanismos
automáticos de protección y recuperación ante posibles fallos
del sistema. Un problema en un enlace o en un elemento de la
red no provoca el colapso de toda la red, lo que podría ser un
desastre financiero para el proveedor. Estos circuitos de
protección también se controlan mediante un sistema de
gestión
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Plataforma a prueba de futuro
Hoy día, SDH es la plataforma ideal para multitud de servicios,
desde la telefonía tradicional, las redes RDSI o la telefonía
móvil hasta las comunicaciones de datos (LAN, WAN, etc.) y
es igualmente adecuada para los servicios más recientes,
como el video bajo demanda (VOD) o la transmisión de video
digital vía ATM o cualquier otra tecnología.
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Interconexión
Con SDH es mucho más fácil crear pasarelas entre los
distintos proveedores de redes y hacia los sistemas SONET.
Las interfaces SDH están normalizadas, lo que simplifica las
combinaciones de elementos de redes de diferentes
fabricantes. La consecuencia inmediata es que los gastos en
equipamiento son menores en los sistemas SDH que en los
sistemas PDH.
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Características de la SDH
 Tratamiento a nivel de byte
 Duración de la trama uniforme (125 s)
 es decir, la trama se repite 8000 veces por segundo
 Utilización de punteros
 para identificar las tramas de los tributarios
 para adaptación de velocidad (justificación)
 Canales de servicio y supervisión de gran capacidad
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Ventajas de la SDH
 Menor cantidad de pasos de multiplexación
 Menos interfaces de transmisión
 Tributario único estandarizado para cualquier velocidad
 todo el procesamiento se realiza a nivel de STM-1
 Posibilidad de transportar y mezclar señales de
diferentes jerarquías PDH en un único STM-1
 Canales de operación y mantenimiento (O&M) integrados
 Realización de redes flexibles con el uso de ADMs y
DCXs (add & drop multiplexers y digital cross-connects)
 Compatibilidad entre equipos de diferentes marcas
 Reducción del costo de los equipos
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Ventajas de la SDH (cont.)
 Menores costos de mantenimiento
 Reducción del stock de repuestos
 Mayor confiabilidad y disponibilidad
 Equipo apto para el futuro
 La SDH constituye la capa física de la RDSI de banda
ancha
 Crecimiento modular
 Reducción de equipos redundantes (para protección)
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Ventajas de la SDH
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Modelo de capas SDH
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Modelo de capas SDH
Las dos capas VC representan una parte del proceso de
mapeado. Mapeado es el procedimiento por el cual las señales
tributarias, como las señales PDH y ATM, se empaquetan en
los módulos de transporte SDH. Para las señales de 140 Mbit/s
o ATM se emplea el mapeado VC-4 mientras que para las
señales de 2 Mbit/s se usa el mapeado VC-12.
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Características de la SDH
20
Características de la SDH
21
ELEMENTOS
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Aplicaciones de la SDH
 Los sistemas SDH pueden utilizarse:
En las redes actuales, como sistemas de transmisión,
en lugar de los sistemas plesiócronos, sin cambio de la
arquitectura de las redes
En las futuras redes troncales síncronas en forma de
anillos o barras (buses)
En las futuras redes de acceso, ofreciendo servicios de
alta velocidad y banda ancha (p. ej., en aplicaciones de
transmisión de video y LAN/MAN/WAN)
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Desventajas de la SDH
La planificación de redes es totalmente distinta
 La sincronización requiere consideraciones especiales
 Es preciso disponer de una estrategia de evolución de PDH a
SDH
 La gestión de la red presupone una TMN
(Telecommunications Management Network) para sacarle el
máximo provecho a la jerarquía digital síncrona
 La capacidad del STM-1 es mayor que la necesaria (mucho
overhead)
 el overhead es aún mayor a velocidades más elevadas
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25
Diferencias entre PDH y SDH
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La Trama STM-1
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La Trama STM-1 (cont.)
28
La Trama STM-1
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Cabecera de sección (SOH)
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Definición de contenido (SOH)
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Cabecera de Trayecto (POH)
La cabecera de trayecto (POH) más un contenedor forman un
contenedor virtual. La función de la cabecera POH es
monitorizar la calidad e indicar el tipo de contenedor. EI
formato y el tamaño de la cabecera POH dependen del tipo de
contenedor.
Hay dos tipos de cabeceras:
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Cabecera de Trayecto (POH)
33
Función del Nodo de Red SDH
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Definiciones
 En SDH, todo el procesamiento de tributarios se realiza a nivel de
STM-1
 Las tramas tributarias de cada señal son, por lo tanto, virtuales
(configuradas por bytes en posiciones designadas de las áreas
de carga)
 Como no hay interfaces eléctricas correspondientes a las
tramas tributarias, estas son nombradas virtuales
 Las tramas tributarias son diseñadas para contener cargas
útiles (señales a velocidades de la jerarquía PDH, celdas ATM,
espacios de carga para tramas tributarias más chicas, etc.)
 Por eso, son denominadas contenedores
 Consecuentemente, un contenedor virtual es el nombre con que se
designa una tributaria SDH transportada en una señal STM-1
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Definiciones (cont.)
 Los contenedores virtuales son transportados en las áreas de carga,
las cuales, en SDH, son denominadas unidades
 Se puede hacer una analogía entre las unidades de una trama
SDH y grupos de time slots (ó intervalos de tiempo) de una trama
E1
 Cuando se transporta una señal de n x 64 kbit/s en una trama E1, esa carga
va en un área configurada por n time slots, donde cada time slot es un byte
que se repite 8000 veces por segundo
 Una unidad en la SDH también es un grupo de bytes (que se repiten 8000
veces / seg) en posiciones fijas dentro de la trama a la cual pertenecen
 Una unidad administrativa es un conjunto de intervalos de tiempo,
o bytes, en posiciones fijas dentro de la trama STM-N
 Una unidad tributaria es un conjunto de intervalos de tiempo, o
bytes, en posiciones fijas dentro de un contenedor virtual
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Definiciones (Resumen)
 Unidad administrativa (AU)
 Subdivisión de la señal STM-N
 Contenedor virtual de alto orden (VC-4 ó VC-3)
 Trama tributaria virtual SDH, transportada en las unidades
administrativas
 Unidad tributaria (TU)
 Subdivisión de un VC de alto orden
 Contenedor virtual de bajo orden (VC-3/ETSI, VC-2, VC-12, VC-11)
 Trama tributaria virtual SDH, transportada en las unidades tributarias
 Puntero
 Número binario que permite encontrar en que posición dentro de una
AU o TU se encuentra el inicio del VC ahí transportado
 Como la tasa de repetición del VC es nominalmente la misma que de la
unidad en donde es transportada, ese número permanece constante a
menos que sea necesaria una justificación (cuando cambia en una
unidad para más o para menos)
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Inserción de una señal tributaria de 140 Mbit/s
en la señal STM-1
38
Estructura de la SDH
opción SONET
no siempre
implementada
39
Estructura ETSI
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Estructura ANSI
opción SONET
no siempre
implementada
41
Diferencia entre SDH y SONET
42
Esquema de multiplexado SONET
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Punteros
EI empleo de punteros otorga a las comunicaciones síncronas
una ventaja sustancial sobre la jerarquía plesiócrona. Los
punteros sirven para localizar contenedores virtuales
individuales en la carga útil (payload) del módulo de transporte
síncrono. EI puntero puede indicar directamente un contenedor
virtual VC-n desde el nivel superior de la trama STM-1.
También es posible recurrir a estructuras de punteros
encadenados. EI puntero AU-4 señala inicialmente la cabecera
VC-4.
44
Formato de los Punteros de la AU
45
El VC-4 en la Trama
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decremento!
523
!!!!!
{
524
{
El Mecanismo de Ajuste de Relojes:
Decremento de Punteros
47
524
incremento!
{
El Mecanismo de Ajuste de Relojes:
Incremento de Punteros
!!!!!
{
525
48
El POH de un VC de Alto Orden
49
Configuración de un VC-3
85 columnas
J1
B3
C2
G1
F2
H4
Z3
K3
Z5
C-3
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Arquitectura de la Red SDH
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Componentes de una Red
Síncrona
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Componentes de una Red
Síncrona
REGENERADOR
Como su nombre implica, los regeneradores se encargan de regenerar el reloj y la
amplitud de las señales de datos entrantes que han sido atenuadas y distorsionadas por
la dispersión y otros factores. Obtienen sus señales de reloj del propio flujo de datos
entrante. Los mensajes se reciben extrayendo varios canales de 64 kbit/s (por ejemplo,
los canales de servicio E1, F1) de la cabecera RSOH. También es posible enviar
mensajes utilizando esos canales.
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Componentes de una Red
Síncrona
MULTIPEXORES Y TERMINALES
Se emplean para combinar las señales de entrada
plesiócronas y síncronas en señales STM-N de mayor
velocidad.
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Componentes de una Red
Síncrona
MULTIPLEXORES ADD/DROP (ADM)
Permiten insertar (o extraer) señales plesiócronas y síncronas de menor
velocidad binaria en el flujo de datos SDH de alta velocidad. Gracias a
esta característica es posible configurar estructuras en anillo, que ofrecen
la posibilidad de conmutar automáticamente a un trayecto de reserva en
caso de fallo de alguno de los elementos del trayecto.
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Componentes de una Red
Síncrona
TRANSCONECTORES DIGITALES (DXC)
Este elemento de la red es el que mas funciones tiene.
Permite mapear las señales tributarias PDH en contenedores
virtuales, así como conmutar múltiples contenedores, hasta
VC-4 inclusive.
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Multiplexación Síncrona
Ejemplo: generación de una señal STM-4
 Las señales STM-1 multiplexadas son
generadas localmente en el nodo
STM-1-1
STM-1-2
STM-1-3
STM-1-4
AAA - BBB - CCC - DDD - -
4:1
 Por eso, son síncronas entre si, y están en
STM-4
fase (todas generan el mismo byte de la
ABCDABCDABCD...
trama simultaneamente)
 El reloj de transmisión hacia la línea es
síncrono, y exactamente 4 veces más rápido
que los procesos STM-1 síncronos
 Como entonces podemos multiplexar
señales provenientes de otros sítios?
RESPUESTA: no podemos
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Multiplexación Síncrona (cont.)
 Los procesos STM-1 multiplexados son siempre síncronos y están en fase (son
generados localmente, con un único reloj, el cual también genera el STM-N)
 El truco es que al recibir señales de otro sitio, el nodo identifica los VC allí
transportados, los extrae y los vuelve a mapear en la nueva trama que genera
localmente, justificando los VC a las nuevas áreas de carga si es necesario
STM-1 remotos
VC
Rel.1
VC
Rel.2
VC
Rel.3
VC
Rel.4
STM-N
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STM-N (Synchronous transport module,
nivel N)
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PROTECCIÓN LINEAL
EI mecanismo de protección más simple es el 1 +1. Cada
línea en servicio está respaldada por una línea de protección.
Si surge algún defecto, el agente de protección situado en los
elementos de ambos extremos conmuta el circuito activando la
línea de protección. La conmutación se dispara por defectos
tales como LOS (perdida de señal). La conmutación en el
extremo lejano se inicia devolviendo una señal de
reconocimiento (ACK) a través del canal.
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Protección lineal
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PROTECCIÓN EN ANILLO
Cuanto mayor es el ancho de banda transportado por las fibras ópticas,
mayores son las ventajas de las estructuras en anillo frente a las
estructuras lineales. Un anillo es la forma más simple y económica de
enlazar varios elementos de red. Para este tipo de arquitectura existen
diversos mecanismos de protección, algunos de los cuales están
especificados en la Recomendación G.841 de la UIT-T. Una
consideración importante en las estructuras en anillo es si las conexiones
son unidireccionales o bidireccionales.
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ANILLO UNIDIRECCIONAL
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ANILLOS BIDIRECCIONALES
Las conexiones entre los elementos de la red son bidireccionales, por la
ausencia de flechas. La capacidad total de la red puede dividirse en
varios trayectos, cada uno de ellos con una línea de trabajo bidireccional.
Si se produce un fallo entre los elementos vecinos A y B, el elemento B
activa la conmutación de protección y controla al elemento A mediante
los bytes K1 y K2 de la cabecera SOH.
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Gracias por su atención !
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