SONET (Synchronous Optical Network)
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SONET Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Las redes de comunicaciones modernas deben satisfacer las demandas de aplicaciones que requieren dia a dia mayores velocidades de transmisión. Una de las tecnologías más prometedoras desarrolladas para ofrecer los servicios de transmisión de banda ancha es SONET: Red Óptica Sincrónica. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET SONET es una norma ANSI que define una jerarquía digital de altas velocidades de transmisión y los formatos de multiplexaje sincrónico correspondientes para uso en sistemas de transmisión en fibra óptica. ITU-T define una norma internacional equivalente conocida como SDH. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Para transmitir información en las redes de área amplia generalmente se utiliza el multiplexaje de un cierto número de circuitos para optimizar el uso de los medios de transmision. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Este multiplexaje puede realizarse asignando a cada señal transportada Una banda de frecuencia Una ranura de tiempo Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET El multiplexaje en frecuencia tiene como unidad de transporte un circuito de 4KHz, capaz de transportar una comunicación telefónica en modo analógico. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET En el multiplexaje temporal, la unidad de transporte es un circuito de 64 Kbps que permite transportar una comunicación telefónica en modo digital (8000 muestas de 8 bits por segundo). Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET A partir de esta unidad básica de transporte se define las jerarquías digitales de señales. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET En la jerarquía utilizada en los Estados Unidos, se multiplexan 24 circuitos básicos para formar el primer nivel de señalización digital: DS-1 a 1.544 Mbps. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Cuatro canales DS-1 se agrupan para formar el segundo nivel: DS-2 a 6.312 Mbps. 28 canales DS-1, o 7 canales DS-2, forman el tercer nivel: DS-3 a 44.736 Mbps. Seis canales DS-3 forman el cuarto nivel: DS-4 a 274.176 Mbps. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET La velocidad de los canales DS-2, DS3 y DS-4 es ligeramente superior a la suma de las velocidades de los circuitos multiplexados, ya que es necesario insertar en las tramas de alta velocidad, información que permita individualizar estos circuitos y evite la necesidad de sincronizarlos entre ellos. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET En Europa existe otra jerarquía en la que el primer nivel tiene una velocidad de 2.048 Mbps, el segundo 8.448 Mbps, el tercero 34.368 Mbps y el cuarto 139.264 Mbps. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Las diferencias de estructura en las jerarquías de Estados Unidos y de Europa complican la interconexión de redes. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET En Japón existe una tercera jerarquía basada en 1.544 Mbps, que difiere de la de Estados Unidos a partir del tercer nivel. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET La técnica de agrupamiento utilizada en las jerarquías anteriores recibe el nombre de multiplexaje asincrónico. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET El término asincrónico se refiere al multiplexaje de señales tributarias no sincronizadas entre ellas, en una señal de nivel superior utilizando insersión de pulsos o justificación. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET El canal de salida puede transportar en tramas toda la información de entrada mas bits de relleno que son insertados para acomodar las variaciones en las velocidades de las señales tributarias. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Un multiplexor asincrónico tiene asociado a cada señal un buffer donde se almacena lo que se recibe, cuando es el turno de transmisión de una señal, el multiplexor revisa el nivel del buffer: si el buffer está a mas de la mitad de su capacidad se transmite la información, en caso contrario se inserta relleno. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Para acceder a las señales de baja velocidad en un nivel dado es necesario demultiplexar las señales en todos los niveles intermedios. Dado que los ciclos de las tramas de cada nivel son independientes entre si, es decir, no están sincronizados, se dice que la jerarquía digital es plesiocrona (PDH). Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Dada. La ausencia de una norma de multiplexaje mundialmente aceptada. La falta de flexibilidad de acceso a las señales de baja velocidad en el multiplexaje asincrónico. La necesidad de establecer estándares de multiplexaje a altas velocidades. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Bellcore propone una nueva jerarquía digital que se usará en las redes de telecomunicaciones de fibra óptica. Esta propuesta inició su proceso de normalización en Estados Unidos en febrero de 1985 bajo el nombre de SONET. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Tres conceptos clave se incluyen en la denominación de SONET: Utiliza el multiplexaje sincrónico. Utiliza fibra óptica. Es una red de transporte, sus aplicaciones son mas amplias y variadas que las de un simple enlace digital. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET SONET define un nivel básico de transporte OC-1 (Optical Carrier – Nivel 1) a 51.84 Mbps y una jerarquía de niveles, múltiplos del nivel básico, que pueden ir, teóricamente, hasta OC-255 a 13.2192 Gbps. Los equivalentes eléctricos de estos niveles ópticos se designan como STS-N. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET SONET SDH Velocidad (Mbps) STS-1 - 51.84 STS-3 STM-1 155.52 STS-9 STM-3 466.56 STS-12 STM-4 622.08 STS-18 STM-6 933.12 STS-24 STM-8 1244.16 STS-36 STM-12 1866.24 STS-48 STM-16 2488.32 Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET SONET está basada en una arquitectura en capas, que se corresponden a la capa física del modelo de referencia OSI: Trayectoria Linea Sección Fotónica Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Fotónica. Es responsable del transporte de bits a través del medio físico, se encarga de convertir las señales eléctricas (STS) en señales ópticas (OC). Especifica el tipo de fibra óptica y las características de los transmisores y receptores. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Sección. Se encarga de la contrucción de las tramas SONET y de su transporte a través de un solo enlace de fibra óptica. Una linea es una secuencia de una o mas secciones (unidas por repetidores) a través de la cual se conserva la estructura de la señal transportada en las tramas. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Línea. Tiene como función transportar la información de la capa superior entre multiplexores ADM (Add-Drop Multiplexers). Realiza las funciones de sincronización y multiplexaje/demultiplexaje de datos. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Trayectoria. Ofrece servicios de transporte entre equipos terminales. Su propósito principal es mapear los servicios requeridos (por ejemplo, DS-3) en el formato utilizado por la capa de línea. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET El bloque fundamental en SONET es la trama STS-1. Esta trama puede verse como una matriz de 9 filas por 90 columnas que se transmiten cada 125 ms, fila por fila y de izquierda a derecha. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Las tres primeras columnas de las tramas contienen información de control: de la capa de sección en las tres primeras filas y de la capa de línea en las tres restantes. La envoltura sincónica de la carga útil (SPE) contiene en su primera columna la información de control de la capa de trayectoria. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET 3 columnas A2 C1 Trama i A1 87 columnas Trama i+1 A1 A2 C1 H1 H2 H3 SPE 87 columnas Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar 9 filas C2 SONET Los bytes A1 y A2 identifican el inicio de las tramas. El byte C1 identifica el número de trama STS-1 dentro de una trama STS-N. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET SONET transmite sus tramas internamente de manera sincrónica derivando sus señales de temporización de un reloj externo. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Para lograr la compatibilidad entre los defasamientos posibles de la carga útil y la transmisión sincrónica de la red, SONET utiliza punteros que permiten desacoplar la carga útil y las tramas STS-1, resolviendo de manera sencilla defasamientos entre la fuente de información y la red. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Un puntero, localizado en los bytes de control H1 y H2 de la capa de linea permite determinar la posición de la SPE dentro de cada trama. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Las pequeñas variaciones en frecuencia que pueden ocurrir entre la carga útil y las tramas STS-1 se resuelven incrementando o decrementando el valor del puntero. El uso de punteros facilita el acceso a la carga útil de las tramas STS-1. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Si la velocidad de carga útil es mayor que la de la trama STS-1, el valor del puntero se disminuye en una unidad y el byte de control H3 se utiliza para transportar un byte de carga util. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Si la velocidad de la carga útil es menor que la de la trama STS-1, el valor del puntero se aumenta en una unidad y el byte que sigue a H3 no se utiliza para transportar información de la carga útil. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Una trama STS-N se construye mediante el multiplexaje a nivel de bytes de N señales STS-1 que están mutuamente sincronizadas. Los bytes de las tramas STS-1 tributarias se encuentran siempre en la misma posición dentro de la trama STS-N. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET La ventaja de este esquema de multiplexaje es que permite extraer e insertar señales de baja velocidad utilizando multiplexores ADM sin necesidad de demultiplexar niveles intermedios. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Una señal de velocidad superior a STS1 puede empaquetarse en varias tramas STS-1 concatenadas al interior de una trama STS-N. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Para transportar canales de velocidad menor a DS-3 en las tramas STS-1, la parte de información de la SPE se divide en estructuras denominadas tributarios virtuales (VT). Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET La capacidad de cada tipo de VT está determinada por el número de columnas que ocupa en la SPE. El byte de control C2 de la capa de trayectoria identifica el tipo de las señales tributarias. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Las estructuras VT pueden operar en modo sincrónico, donde cada byte de las señales tributarias se asigna a un byte especifico de la SPE, o utilizar punteros para localizar las estructuras VT dentro de la SPE, similares a los utilizados para localizar la SPE dentro de una trama de STS-1. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Dado que el puntero de la capa de linea de las tramas STS-1 permite el acceso directo al inicio de la SPE, con SONET es posible acceder inmediatamente a cualquier posición dentro de la carga útil y por lo tanto a los tributarios virtuales. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET SONET solo se interesa por transportar información de un sitio a otro sin interesarse por la naturaleza de la información transportada. De hecho, SONET puede transportar conjuntamente información ATM o STM sobre la misma fibra. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Hacia 1996 SONET no habia alcanzado todavía un altro grado de implantación. En la actualidad, gracias a el desarrollo de equipos SONET por parte de diversos fabricantes y de la interconexión de gran cantidad de equipos, SONET puede ser utilizada para transportar trafico de distintas redes. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Bibliografía consultada: Latinet ’96 Redes de computadoras – Andrews S. Tanenbaun. Editorial Prentice Hall Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar SONET Glosario. PDH: Plesynchronous digital hierarchy – Jerarquía asincrónica digital. SDH: Synchronous digital hierarchy – Jerarquía sincrónica digital. ATM: Asynchronous transfer mode – Modo de transferencia asincrónico. STS-1 (n): Synchronous transport signal – 1 (n) – Señal de transporte sincrónica – 1 (n). SPE: Synchronous payload envelope – Envoltura de carga útil sincrónica. OC: Optical carrier – Tranporte óptico. Mbps: Mega bits per second – Mega bits por segundo. TDM: Time division multiplex – Multiplexación por división de tiempo. Teleinformática – Dos Santos, Moresco, Paris, Vilar