JERARQUÍA DIGITAL SÍNCRONA SDH Victor Manual Arciniega Juan Ignacio Pérez Camacho Francisco Isacc Muro Muñoz JUNIO 2007 ÌNDICE Capítulo 1 INTRODUCCION JERARQUIA DIGITAL SINCRONA (SDH) Y ANTECEDENTES Capitulo 2 (PDH) JERARQUIA DIGITAL PLESIOCRONA 2.1 EL LAS JERARQUIAS EUROPEA, AMERICANA Y JAPONESA 2.2 PRIMER NIVEL EN LA JERARQUIA EUROPEA 2.2.1 EL MULTIPLEX MIC 2.2.2 ALINEACION DE TRAMA 2.2.3 MULTITRAMA PARA SEÑALIZACION 2.2.4 MULTITRAMA PARA CRC 2.3 EL PRIMER NIVEL EN LAS JERARQUIAS AMERICANA Y JAPONESA. 2.4 TRAMAS DE ORDEN SUPERIOR 2.4.1 TECNICAS DE JUSTIFICACION 2.4.2 TASA NOMINAL DE JUSTIFICACION 2.4.3 TRAMA E2 CON JUSTIFICACION POSITIVA 2.4.4 TRAMA E2 CON JUSTIFICACION POSITIVA/NULA/NEGATIVA 2.4.5 TRAMAS DE ORDEN SUPERIOR A 2 Capítulo 3 MULTIPLEXAJE SDH. 3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.3 3.4 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 3.4.5 3.4.6 3.4.7 3.4.8 3.4.9 3.4.10 Estructura de multiplexación. Estructura de Trama. Encabezado de sección (SOH). Apuntador de unidad Administrativa (AU POINTER). Carga útil (PLAYLOAD). Apuntadores. Mapeo. Mapeo Asíncrono Mapeo con sincronismo de bits. Mapeo con sincronismo de bytes. Modos de operación Mapeo de un E1 en VC-12. Mapeo en un E3 en VC-3. Mapeo en un E4 en VC-4. Mapeo de VC-12 en TU-12. Mapeo de TU-12 en TUG-2 y TUG-2 en TUG-3. Mapeo de TUG-3 en VC-4. 3.4.11 Mapeo de un VC-4 en una señal STM-1. Capítulo 4 SINCRONIZACION SDH 4.1 4.1.1 4.1.2 4.2 4.2.1 4.2.2 4.3 Métodos de sincronización. Sincronización mutua. Sincronía maestro esclavo. Topología en la red de sintonización de la SDH. Topología de árbol. Topología de estrella. Requerimientos de reloj. Capítulo 5 GESTION DE LA RED SDH. 5.1 5.2 5.2.1 5.2.2 5.3 5.4 Trayecto físico para la gestión. Jerarquía de la gestión. Capa de Control de la Red. Capa de gestión de los elementos. Plataforma para la gestión de la red. La red de gestión en las telecomunicaciones. Capítulo 6 APLICACIÓN Conclusiones Apéndice Bibliografía. Capitulo 1 ANTECEDENTES La red mundial de telecomunicaciones vigente hoy en día fue concebida principalmente como un mecanismo de transporte para las comunicaciones de voz entre aparatos telefónicos. Hasta 1970, esta función se lograba mediante la transmisión de señales analógicas por pares trenzados, junto con la utilización de la multiplexación por división de frecuencia (FDM). Al inicio de la década de los 70’s, hicieron su aparición los sistemas digitales de transmisión, utilizando un método denominado modulación por impulsos codificados (PCM), propuesto inicialmente por Alec Reeves en 1937. El método PCM permite representar en forma binaria las señales analógicas tales como la voz humana, de tal forma que es posible traducir una señal telefónica analógica estándar de 4 Khz. de ancho de banda, en un tren de dígitos binarios de 64 Kbps. Se crearon sistemas de transmisión más rentables mediante la combinación de varios canales de PCM, que se transmitían por el mismo par trenzado en cable de cobre que anteriormente había sido ocupado por una sola señal analógica. A este fenómeno se le denomino “ganancia de pares”. Al disminuir los precios de los equipos electrónicos digitales, el empleo de estas técnicas condujo a la obtención de ahorros importantes en las transmisiones. El método utilizado para combinar múltiples canales de 64 kbps, en un solo tren de bits de alta velocidad se denomina multiplexación por división de tiempo (TDM). En Europa y posteriormente en muchas otras regiones del mundo, se adopto un patrón de TDM mediante el cual se combinaban treinta canales de 64 Kbps, más dos canales adicionales portadores de datos de control (sincronía y señalización), para producir un canal con velocidad binaria de 2,048 Mbps. La combinación de canales se realiza byte por byte y es conocida también como “entrelazado secuencial de bytes”. Conforme aumentó la demanda de telefonía de voz, los niveles de tráfico en la red se tornaron más elevados, por lo que se hizo evidente que la señal normal de 2 Mbps, no era suficiente para cursar las cargas de tráfico en la red troncal. Para evitar la necesidad de utilizar un número excesivo de enlaces de 2 Mbps, se tomó la decisión de crear un nivel de multiplexación adicional. La norma que se adopto en Europa comprendía la combinación de 4 canales de 2 Mbps para producir un solo canal de 8 Mbps. Este nivel de multiplexación difería del anterior, ya que las señales entrantes se combinaban bit por bit en lugar de byte por byte, es decir con entrelazado de bits en lugar de entrelazado de bytes. Conforme se determinaba su necesidad, se fueron agregando a la norma niveles adicionales de multiplexación a 34 y 140 Mbps, creando así una jerarquía completa de velocidades binarias de transmisión. Simultáneamente en América del Norte se realizaron trabajos similares para desarrollar una jerarquía propia. Los principios aplicados eran los mismos, pero la jerarquía adoptada fue un tanto diferente, con velocidades binarias ligeramente mas bajas de 1.5, 6 y 45 Mbps. A lo largo de estos años se han impuesto estas dos normas distintas, por un lado la jerarquía “Europea” (ahora conocida como UIT), basada en una velocidad de transmisión primaria de 2.048 Mbps y por otro lado la “Norteamericana” (empleada en EE.UU.,Canadá y Japón), que utiliza una velocidad primaria de 1.544 Mbps. A la postre estas diferencias, condujeron a que el interfuncionamiento entre las dos jerarquías tuviera un alto costo. En ambas jerarquías la transmisión es plesiocrona. En la figura 1.1 se comparan estas dos jerarquías. Figura 1.1 Jerarquías de transmisión Norteamericana y Europea. Cuando se realiza la multiplexación de varios canales de 2 Mbps, es probable que éstos hayan sido generados por equipos diferentes, cada uno con una velocidad de transmisión ligeramente diferente. Por eso antes de hacer el entrelazado de bits de estos canales de 2 Mbps, hay que llevarlos todos a la misma velocidad binaria, mediante la inserción de bits de datos simulados, o sea bits de justificación. En el momento de la demultiplexación, estos bits de justificación se reconocen como tales y se desechan, obteniendo así la señal original. A este proceso se le denomina “Transmisión plesiócrona”, expresión que proviene de la raíz griega que equivale a “Casi Síncrona”. La utilización de la transmisión plesiócrona en los distintos niveles de multiplexación ha llevado a la adopción de la expresión PDH (Jerarquía Digital Plesiócrona). La utilización de bits de justificación en cada uno de los niveles de PDH, implica que no es posible identificar la ubicación exacta de las tramas pertenecientes a una señal de 2 Mbps específica, dentro de una señal de 140 Mbps. Para tener acceso a la señal de 2 Mbps, hay que demultiplexar por completo el canal de 140 Mbps, pasando por los niveles de 34 y 8 Mbps hasta llegar a la señal de 2 Mbps deseada. Esto se demuestra en la figura 1.2. En el caso de que se requiera insertar una señal de 2 Mbps dentro de una señal de 140 Mbps se debe realizar el proceso inverso. 34 Mbps 140 Mbps LTO 34 Mbps 140 Mbps LTO 8 Mbps 8 Mbps 2 Mbps F.Q F.Q 140/34 140/34 34/8 34/8 8/2 8/2 Figura 1.2 Extracción e Inserción Plesiócrona Es obvio que este problema de extracción e inserción de los canales no permite configuraciones muy flexibles de conexión ni una rápida prestación de servicios; por otro lado las grandes cantidades de multiplexores que se requieren tienen un costo muy elevado. Otro problema originado por las grandes cantidades de equipo de multiplexación lo constituye el aspecto de control. En su recorrido dentro de la red, una línea de 2 Mbps puede tomar varias rutas posibles. La única manera de asegurar que el trayecto sea el correcto, consiste en mantener registros de las interconexiones efectuados por los equipos. Sin embargo al incrementarse las tareas de reconexionado en la red, se torna cada vez mas difícil la actualización de los registros de las conexiones, lo que a su vez aumenta la posibilidad de que se produzcan errores. Es probable que éstos no sólo afecten a la conexión en proceso de establecerse, sino que también perturben conexiones existentes por donde se tiene trafico vivo. Otra limitación de la jerarquía PDH es su falta de capacidad para monitorear el comportamiento o rendimiento, ya que el formato de la trama no ofrece suficientes recursos para la gestión de la red. Para solucionar los problemas inherentes para extraer señales especificas de sistemas de alta capacidad sin necesidad de demultiplexar el sistema entero, se desarrollo la SDH (Jerarquía Digital Síncrona). Los primeros intentos para formular un conjunto de normas que cubriesen la transmisión óptica de las señales síncronas, se iniciaron en EE.UU. a principios de 1984. Dada la proliferación de las interfaces patentadas o con tecnología con derecho de propiedad, las empresas operadoras de redes de telecomunicaciones tenían grandes dificultades para emplear productos o equipos con diferentes fabricantes. Buscando solucionar este problema, el Foro de Compatibilidad de Empresas Interconectantes (Interexchange Carrier Compatibility Forum) se dirigió al comité TI de la ANSI (America National Standards Institute) con una propuesta para que se formularan normas relacionadas con la transmisión de señales ópticas. Estas normas tendrían por objeto permitir la interconexión de equipos de diferentes fabricantes, en la medida que fuese posible, interconectándolos a nivel de fibra óptica (característica que se denomino “encuentro a mitad de fibra”). Se generaron dos propuestas. La primera fue presentada por el comité T1X1, y cubría la interfaz óptica de los equipos digitales de transmisión. La segunda fue presentada por el comité T1M1, y cubría los aspectos de mantenimiento de los sistemas de transmisión ópticos. Los trabajos realizados que se desarrollaron a partir de dichas propuestas culminaron en la formulación de una norma estadounidense para la transmisión síncrona por fibra óptica. Durante este mismo periodo se habían realizado trabajos extensos en materia de sistemas de transmisión síncrona, emitiéndose una norma preliminar titulada SYNTRAN (Synchronous Transmission). Esta se basaba en una velocidad básica de transmisión de 45 Mbps y fue propuesta inicialmente en 1983 por G.R. Ritchie y dos años después emitida por el comité T1. En forma paralela, varios fabricantes desarrollaron sistemas síncronos con tecnología patentada y con derechos de propiedad, tales como el METROBUS de AT&T Bell Laboratories. El Metrobus cambio los conceptos clásicos de la comunicación óptica de los sistemas existentes y fundo los conceptos de un sistema de comunicación óptica síncrono propio empleando ideas innovadororas como el multiplexaje en un solo paso, uso de contenedores, utilización versátil de encabezados y el uso de una señal de 150 Mbps como un estándar propio. En 1985 el comité T1X1 de la ANSI tomo la decisión de enfocar la formulación de las normas desde el punto de vista de una red síncrona completa, dando inicio a la elaboración de una normativa para redes ópticas basada inicialmente en una propuesta de la firma Bellcore que pretendía eliminar el cuello de botella derivado de la incompatibilidad entre diferentes equipos y promover un uso mas amplio de los sistemas de fibra óptica, y de ahí surgió el termino SONET, formado por las siglas de las palabras inglesas Synchronous Optical Network (Red Óptica Síncrona) que es como se conoce a esta normativa. SONET emplea 50 Mbps como velocidad básica de transmisión y fue diseñada originalmente para manejar solo la jerarquía plesiócrona de 1.5 Mbps y no la jerarquía europea basada en 2.048 Mbps. Durante las etapas preliminares de la elaboración de la normativa SONET en los EE.UU., las administraciones europeas habían expresado poco interés en dicha norma. Por razones históricas, las jerarquías de transmisión en EE.UU. y Europa se han desarrollado con señales de velocidad básica distinta. A pesar de estas diferencias, el CCITT reconoce y describe en detalle ambas jerarquías en una sola recomendación, la G.702. Con el fin de evitar acrecentar las diferencias entre las jerarquías, se requería la participación europea en el desarrollo de la normativa sobre la transmisión síncrona. Esta participación se concreto inicialmente a través de la empresa British Telecom. Poco después entraron representantes de Australia y de Suecia. A estos países les interesaba asegurar que en la normativa SONET se contemplara adecuadamente la jerarquía de transmisión basada en los 2.048 Mbps. En el verano de 1986, el CCITT se interesó en las labores que se estaban desarrollando en torno a las normas SONET (actualmente se consideran como un subconjunto de las normas mundiales relativas a la SDH). En julio de 1986 el grupo de estudio XVIII del CCITT inicio el análisis de las interfaces para la SDH. En febrero de 1987, se suscito una disputa sobre qué velocidad de transmisión debería de emplearse. La norma SONET había acordado una velocidad binaria básica de 50 Mbps, pero tal acuerdo no tomaba en cuenta la velocidad europea de 140 Mbps. El CCITT propuso una velocidad básica de 155 Mbps, que podría integrarse fácilmente en la norma SONET. Posteriormente se presentaron problemas con la estructura de la trama de la señal síncrona, la norma SONET había sido diseñada para manejar solo la jerarquía plesiócrona de 1.5 Mbps, y no la jerarquía europea basada en 2.048 Mbps. Aunque el formato de la SONET podía transportar la señal de 2 Mbps, el CCITT sostenía que el método empleado desperdiciaba en gran medida el ancho de banda disponible y por consiguiente no era rentable. En 1989 se logró publicar la normativa mundial de la SDH en el libro azul del CCITT. Los trabajos de definición de normas culminaron con las recomendaciones G.707, G.708 y G.709 del CCITT (actualmente UITT). Además de estas tres recomendaciones principales, se establecieron varios grupos de trabajo, cuyo propósito era el de redactar en forma preliminar otras recomendaciones cubriendo otros aspectos de la SDH, tales como los requisitos para los interfaces ópticos normalizados, y la normalización de funciones de Operación, Administración y Mantenimiento (OA&M). Las recomendaciones del CCITT definen cierto número de velocidades básicas de transmisión dentro de la SDH. La primera es de 155 Mbps y se denomina normalmente STM-1 (Synchronous Transport Module, o sea Módulo de Transporte Síncrono). También se definen las velocidades de transmisión superiores STM-4 y STM-16 (622 Mbps y 2.4 Gbps, respectivamente), mientras que están en estudio otros niveles adicionales. Las recomendaciones también definen una estructura de multiplexación que permite a la señal STM-1 llevar como carga útil varias señales de velocidad inferior, lo que hace posible transportar en la red síncrona las señales PDH existentes. Las recomendaciones de la serie G, de gran importancia mundial, tratan de la transmisión de señales digitales por líneas fijas. Las siguientes recomendaciones han sido elaboradas o están relacionadas con la SDH. G.702 Velocidades binarias de la jerarquía digital. G.703 Características físicas/eléctricas de las interfaces digitales jerárquicas. G.707 Velocidades binarias de la SDH. G.708 Interfaz de nodo de red para la SDH. G.709 Estructura de multiplexación síncrona. G.773 Interfaces Q y protocolos asociados para la gestión de sistemas de transmisión. G.781 (Anteriormente G.smux-1) Estructura de las recomendaciones sobre los equipos de multiplexación SDH. G.782 (Anteriormente G.smux-2) Tipos y características generales de los equipos de multiplexación de la SDH. G.783 (Anteriormente G.smux-3) Características de los bloques funcionales del equipo de multiplexación de la SDH. G.782 G.955 (Anteriormente G.smux-4) Gestión de la SDH. Sistemas de línea digital basados en la jerarquía de 1.544 Mbps, en cables de Fibras ópticas. G.956 Sistemas de línea digital basados en la jerarquía de 2.048 Mbps, en cables de Fibras ópticas. G.957 (Anteriormente G.opt) Interfaces ópticos para equipos y sistemas relacionados con la SDH. G.958 (Anteriormente G.sis) Sistemas de línea digital basados en la SDH, para la utilización en cables de fibra óptica. G.652 Características de un cable de fibra óptica monomodo. G.653 Características de los cables de fibra óptica monomodo con dispersión desplazada. G.654 Características de los cables de fibra óptica monomodo con perdida minimizada a una longitud de onda de 1550 nm. M.30 Principios de una red de gestión de las telecomunicaciones. CAPITULO 2 INTRODUCCION Partiendo de la gran demanda de usuarios que requerían servicios mas rápidos y económicos, surgió la necesidad de crear una nueva forma de transmisión en donde no se necesitaran tantas líneas de transmisión, es decir, hilos de cable en las calles que implicaban una ausencia de espacio para instalar nuevas líneas, provocando con ello el nacimiento del multiplexaje de señales para ello, se comenzó con el PCM, después el PDH hasta evolucionar al SDH. Esto implico que se desarrollaran diferentes técnicas para jerarquías de multiplexaje, por lo que en este capitulo se estudiaran los fundamentos del PDH comenzando por mencionar a que se refieren las jerarquías de multiplexaje, las diferencias entre las normas estándares como la europea, la japonesa y la americana. En este capitulo se presentara información la cual nos permite ver por que el SDH supera al PDH, ya que una de las razones fundamentales es que el SDH se creo basándose en el PDH, y además permitió mejoras de transmisión que el primer sistema no tenia, como los son el uso de apuntadores y una mayor capacidad de multiplexaje. Partiendo de los conceptos generales mencionado en el capitulo anterior, la transmisión de datos debe tener una sincronización y consecuentemente debe haber un orden en el envió de cada bit transmitido. Es por ello que se mencionara también a que se refiere cada bit de una trama PDH, a que velocidades se puede transmitir y el valor que debe obtener cada bit para mejor rendimiento de la transmisión. JERARQUIA DIGITAL PLESIOCRONA (PDH) Cuando el modo de operación es plesiocrono no existe una red de sincronismo entre los nodos pero si que se ajustan todos para trabajar con un reloj muy próximo a la frecuencia nominal. Sin embargo, como se explico anteriormente, la frecuencia instantánea puede tener ligeras variaciones respecto a esta frecuencia nominal. La jerarquía digital plesiocrona esta basada en este modo de operación y se utiliza tradicionalmente en redes de telefonía para que varios canales telefónicos compartan un medio de transmisión utilizando técnicas de Multiplexión por división en el tiempo. La estructura de las tramas de nivel físico que se forman para lograr esta multiplexión va a permitir una pequeña variación (siempre dentro de determinados márgenes) de la frecuencia instantánea a la que trabaja cada nodo respecto a la nominal. En este apartado se presentara primero una visión general de la multiplexión en PDH, a continuación se presenta la trama de primer nivel y por último las tramas del resto de niveles. 2.1 Las jerarquías Europea, Americana y japonesa PDH esta basado en canales de 64 Kbps. En cada nivel de la jerarquía PDH se va aumentando el número de canales multiplexados sobre el medio físico, de manera que el formato de trama es distinto en cada nivel e incluso varía la duración de cada una. En una trama además de los canales de 64 Kbps se transporta información de control, que se va añadiendo cada vez que se aumenta de nivel. De este modo el número de canales de información de 64 Kbps siempre es múltiplo del número de canales del nivel inferior pero no ocurre lo mismo con el régimen binario. Existen tres jerarquías PDH, la Europea, la Americana y la Japonesa. La primera, mostrada en la figura 2.1, utiliza la trama descrita en la Norma G.732 de la ITU-T como trama de primer orden, mientras que las dos, mostradas en las figuras 2.2 y 2.3, utilizan la descrita en la G.733. Figura: 2.1 Jerarquía PDH Europea Nivel Circuitos Velocidad Cargas de Orden Inferior T1 24 1,544 Mbps T2 96 6,312 Mbps 4 T3 672 44,736 Mbps 7 T4 2016 139,264 Mbps 3 Fig. 2.2 Jerarquía Americana. Nivel Circuitos Velocidad Cargas de Orden Inferior T1 24 1,544 Mbps T2 96 6,312 Mbps 4 T3 480 32,064 Mbps 5 T4 1440 97,728 Mbps 3 Fig. 2.3 Jerarquía Japonesa. A los flujos de entrada a un multiplexor se les suele conocer como afluentes, tributarios o cargas del múltiplex de orden superior. 2.2 El Primer Nivel en la Jerarquía Europea 2.2.1 El multiplex MIC La trama E1, la de primer nivel de la jerarquía PDH europea, se describe en la norma G.732 de la ITU-T. Se forma a partir de 30 canales analógicos vocales, típicamente en la central local donde se encuentra un equipo denominado multiplex MIC que realiza dos tareas: La modulación por impulsos codificados y la multiplexión de los 30 canales digitalizados, tal y como indica la figura 2.4 Figura 2.4 Formación de la Trama E1 Para la digitalización de cada señal utiliza una frecuencia de muestreo de 8 KHz, es decir un periodo de muestreo de 125µs. Cada muestra se codifica con 8 bits por lo que el régimen binario resultante para un canal vocal es de 64 Kbps. Se utiliza una cuantizacion no uniforme basada en la ley de compresión A. Para la multiplexión de los 30 canales digitales se monta una trama en la que se va a enviar una muestra de cada uno de los canales, la multiplexión se realiza octeto a octeto, como se aprecia en la figura 2.4 De modo que para mantener el régimen binario de 64 Kbps por canal la duración de la trama necesariamente será 125µs. Además de la información de los canales se añade información de control e información de señalización. El primer intervalo de tiempo de la trama se utiliza para tareas como la alineación de trama y control de alarmas, como se indica en la figura 2.5 El intervalo de tiempo 16 se utiliza para enviar la información de señalización. De manera que en total se necesitan 32 intervalos de tiempo de 8 bits, 30 para canales vocales, uno para tareas de control y otro para señalización, lo que da un régimen binario del flujo resultante tras la multiplexión de 2048 Kbp/s. Por eso los enlaces E1 se denominan comúnmente enlaces de 2 Megas, se transmite/recibe un flujo continuo de 2,048 Mbps. 2.2.2 Alineación de la Trama Como se dijo anteriormente el intervalo de tiempo 1 de la E1 se utiliza para tareas de control y alineación. La figura 2.5 muestra el uso de los 8 bits de este intervalo de tiempo. Numero del bit 1 2 3 4 5 6 7 8 Trama que contiene la Si 0 0 1 1 0 1 1 señal de alineación de (Nota 1) Tramas alternadas Señal de alineación de Trama Trama. Trama que no contiene la señal de alineación de Si 1 A Sa 4 Sa5 Sa6 Sa7 Sa8 Trama. (Nota 1) (Nota (Nota 2) 3) (Nota 4) Notas 1 Si= bits reservados para uso internacional. En etapas posteriores se podrán definir otros usos posibles. Si ninguno de estos usos se realiza en la práctica, se deberán poner estos bits a 1 en los trayectos digitales que atraviesan una frontera internacional. No obstante, se pueden utilizar en el ámbito nacional si el trayecto digital no atraviesa una frontera. 2 Este bit se pone a 1 para evitar simulaciones de la señal de alineación de trama. 3 A=Indicación de alarma distante. En funcionamiento normal, puesto a 0 en condición de alarma, puesto a 1, 4 Sa4 a Sa8=bits adicionales de reserva que pueden utilizarse como sigue: i) Los bits Sa4 a Sa8 pueden ser recomendados por el UIT-T para uso en aplicaciones punto a punto Especificas (por ejemplo, equipos transcodificadores conformes a la Recomendación G.761). ii) El bit Sa4 puede utilizarse como un enlace de datos basado en mensaje que ha de recomendar el UIT-T Para operaciones, mantenimiento y monitorización de la calidad de funcionamiento. Si se accede al enlace de datos en puntos intermedios, con las alteraciones consiguientes del bit Sa4, los bits CRC-4 deben actualizarse para conservar las funciones correctas de terminación de extremo asociadas con el Procedimiento CRC-4) El protocolo y los mensajes del enlace de datos quedan en estudio. iii) Los bits Sa5 a Sa7 son para uso nacional cuando no se les necesita para aplicaciones punto a punto Especificas. iv) Uno de los bit Sa4 a Sa8 puede utilizarse en una interfaz de sincronización para transportar mensajes de Situación de sincronización de la jerarquía digital plesiocrona. Los bits Sa4 a Sa8 (cuando no se utilizan) deben ponerse a 1 en enlaces que atraviesan fronteras internacionales. Fig. 2.5 Utilización del primer intervalo de tiempo de la trama E1.Cuadro 5A/G.704 Cuando se quiere recuperar uno de los canales multiplexados en el enlace será necesario identificar donde esta el principio de trama en el flujo que se esta recibiendo para así saber donde se encuentra cada canal de 64 Kbps. De manera que es necesario mantener una alineación al principio de trama que se consigue gracias a la señal de alineación de trama que se transmite en una de cada dos tramas como indicaba la figura 2.5 En el caso de que se pierda esa referencia en un momento determinado es necesario volver a encontrar esa señal de alineación. Este proceso de alineación de trama se muestra en la figura 2.6 Figura 2.6 Proceso de Alineación de Trama En el estado Bo para encontrar la FAS en el flujo de entrada se utiliza un registro de desplazamiento en el que se va almacenando la secuencia de entrada y comparándola con la FAS, cuando se encuentra se pasa al estado B1. 2.2.3 Multitrama para Señalización El intervalo de tiempo 16 de la E1 esta reservado para tareas de señalización. Cuando la señalización es por canal común simplemente se tendrá un canal de 64 Kbps sobre el que se enviaran mensajes de señalización. Para identificar a que canal de datos se refiere el mensaje de señalización éste llevará una referencia de a quién pertenece. Cuando la señalización que se va a utilizar es por canal asociado se necesita un canal de señalización para cada canal de datos de 64 Kbps. Es necesario por tanto dividir el canal 16, el destinado a señalización en la trama, en 30 subcanales de señalización. Para lograr ese reparto se utiliza una estructura de multitrama, formada por 16 tramas consecutivas (figura 2.7). Se reservan cuatro bits de señalización de la multitrama para la señalización de cada canal de datos. Fig. 2.7 Formato de Multitrama para señalización por canal asociado. De manera que para conocer a que canal de datos se refiere la información de señalización que se recibe en determinada trama es necesario conocer en que trama dentro de la estructura de Multitrama nos encontramos. Para eso se utiliza la señal de alineación de Multitrama que se transmite en el intervalo de tiempo 16 de la primera trama de cada multitrama. El proceso de alineación a la estructura de multitrama se presenta en la figura 2.8. Fig. 2.8 Proceso de alineación de Multitrama. 2.2.4 Multitrama para CRC. Existe otro formato de multitrama cuya finalidad es introducir un control de errores en las líneas E1. Para hacer este control se introduce un código de redundancia cíclico (CRC) de cuatro bits en el flujo de 2M utilizando el primer bit de la trama (Si en la Figura 2.5), tal y como lo indica la figura 2.9 Fig. 2.9 Primer Octeto de las Tramas de una Multitrama para CRC. Como puede apreciarse esta multitrama esta formada también por 16 tramas y se divide en submultitrama 1 (las 8 primeras) y submultitrama 2 (las 18 ultimas). Este control de errores se utiliza con varias finalidades: Protección Contra Falsos alineamientos de trama Si en algún momento en el proceso de alineación de trama se ha cometido un error y el equipo esta mal alineado el CRC fallará (porque el bit que se considera el primero de la trama en realidad no lo es), de este modo se detectan alineamientos falsos a la trama. Monitorización de errores Controla la BER de un enlace digital extremo a extremo. El CRC se incorpora al crear la trama (en el extremo transmisor) y se mantiene hasta el final, analizándose en el receptor. Protección de flujos de 2M (E1) Protege flujos críticos cuando hay especial interés en que lleguen correctamente. Se manda el flujo duplicado por distintos recorridos y en recepción, basándose en el análisis del CRC, se selecciona el que tenga menos errores. 2.3 El primer nivel en las jerarquías americana y japonesa Fig. 2.10 Estructura de Multitrama en un enlace T1. Cuadro 1/G.704 La Trama T1, la de primer nivel de las jerarquías americana y japonesa, se describe en la Norma G.733 de la ITU-T. Se forma a partir de 24 canales analógicos vocales. En este caso el múltiplex MIC utiliza también una frecuencia de muestreo de 8 KHz para cada canal, igual que en Europa. Sin embargo cada muestra es de 7 bits aunque se le añade un bit mas para señalización. La cuantificación es también no uniforme pero se utiliza la ley µ para la compresión. La trama tiene también una duración de 125 µs y a parte de los 24 intervalos de tiempo de 8 bits (uno para cada canal vocal) se añade un bit más para tareas de alineación y control, de este modo el régimen binario resultante en la línea es de 1544 Kbps. Si es necesario hacer una conexión entre redes que utilizan distinta trama básica la adaptación ha de ser de la G. 733 a la G.732. También se utiliza una estructura de multitrama formada por 24 tramas T1, esta estructura se muestra en la figura 2.10. 2.4 Tramas de orden Superior 2.4.1 Técnicas de Justificación Las tramas de primer orden se forman muestreando las señales analógicas de la entrada utilizando una señal de muestreo de 8 KHz obtenida a partir del reloj del múltiplex MIC, por tanto todas las señales se muestrean con el mismo reloj y no hay ningún problema de desincronizacion entre ellas. Por tanto estas tramas de primer nivel no contienen ningún espacio de justificación, sin embargo para el resto de niveles si se definen espacios en las tramas en los que puede haber información o no, los denominados bits de justificación. Estos mecanismos de justificación permitirán que los tributarios que se introducen en el múltiplex puedan tener un régimen binario distinto al nominal siempre y cuando se mantengan dentro de los márgenes establecidos. 2.4.1.1 Justificación Positiva El mecanismo de justificación mas sencillo es la justificación positiva. En este caso en el múltiplex, a la salida del multiplexor, se reserva para un afluente determinado más capacidad de la que éste necesitaría si tuviera el régimen binario nominal. De manera que el régimen binario del espacio de carga correspondiente dentro del múltiplex es superior al régimen binario nominal del afluente. En caso de que no se necesite el espacio adicional para meter los datos del afluente el multiplexor inserta información de relleno (justificación +). De algún modo habrá que indicar si lo que viaja en este espacio adicional son datos útiles o es información de relleno, para eso es necesario añadir también un campo de control de justificación. En la Figura 2.11 se muestra un esquema con esta idea. Fig. 2.11 Justificación Positiva 2.4.1.2 Justificación Positiva/nula/negativa La justificación positiva/nula/negativa se basa en el mismo principio. En este caso el espacio de carga reservado a un afluente dentro del múltiplex es exactamente igual al que necesitaría si tuviera el régimen binario nominal. Fuera de este espacio de carga se añade otro espacio en el múltiplex para que si el régimen binario del flujo de entrada supera al nominal los datos sobrantes se metan en esta zona (justificación -). Dentro del espacio de carga del afluente hay un espacio para que en caso de que el régimen binario este por debajo del nominal se pueda enviar relleno en esta zona (justificación +). Estos campos son, respectivamente S- y S+ mostrados en la figura 2.12. Fig. 2.12 Justificación positiva/nula/negativa. De este modo en caso de que el régimen del tributario sea superior al nominal se realiza justificación negativa, que consiste en enviar datos procedentes del afluente en el campo S-. Sin embargo cuando el régimen del tributario sea inferior al nominal se realiza justificación positiva, que consiste en enviar relleno en el campo S+, por supuesto en el campo S- tampoco irían datos del afluente de entrada. En caso de que el régimen binario coincida con el nominal no se realiza ningún tipo de justificación de manera que en S+ se transmiten datos del afluente y en S- relleno. También será necesario un campo de control de justificación que indique al otro lado si se ha hecho justificación y de qué tipo. 2.4.2 Tasa nominal de justificación Los parámetros más importantes a considerar cuando se realiza una multiplexación por encima del primer nivel de PDH son: Fp: Frecuencia Nominal del tributario (señal de entrada de orden inferior) Fs: Frecuencia nominal del múltiplex (señal de salida de orden superior) n: Numero de tributarios que conforman el múltiplex N: Número de Bits totales en la trama de orden superior a: Bits para alineación, alarma .... r: Bits de control de relleno m: Bits de información (incluidos los de justificación, S) Numero de bits usados con justificación Ft: Frecuencia de trama, es decir el numero de tramas por segundo (inversa del tiempo de trama) C: Capacidad ofrecida Interesara calcular dos parámetros del múltiplex: Fr: Frecuencia nominal de relleno Que es el número de bits de justificación por segundo que llevan relleno cuando el régimen binario del afluente de entrada es el nominal. Es decir si el flujo se hubiera formado con un reloj ajustado exactamente a la frecuencia nominal. Tasa Nominal de Justificación Es el porcentaje de bits de justificación de los totales destinados a ese afluente, que van justificados cuando el afluente tiene la frecuencia nominal. Estos parámetros se calcularan para la E2 pero pueden ser calculados para los flujos de cualquier orden. 2.4.3 Trama E2 con justificación positiva En PDH a partir del segundo nivel de multiplexión ésta siempre se hace bit a bit y no por octetos como se hacia en la E1. Hay dos tipos de trama E2, con justificación positiva o con justificación positiva/nula/negativa. Las figuras 2.13 y 2.14, la primera extraída directamente de la norma, muestran la trama cuando se utiliza justificación positiva. Como se puede ver la trama se divide en cuatro grupos de 212 bits. Se utiliza un bit para cada afluente para realizar justificación (Bit Si) en caso de que fuera necesario. Para indicar si se ha hecho justificación o no se necesita un bit de control de justificación (bit Ci). Si este bit se recibe como un uno esto le indica al demultiplexor que recibe el flujo que el que lo formó hizo justificación para ese afluente de manera que el contenido del bit Si es relleno y no datos de la afluente i. En caso de que el bit Ci fuera un cero el demultiplexor sabría que el contenido del bit Si es realmente información del afluente i. El bit Ci se envía 3 veces dentro de la trama y en recepción se decide si es cero o uno por el voto de mayoría, de este modo la posibilidad de error es menor. Velocidad binaria de los afluentes (kbits/s) 2048 Número de afluentes 4 Estructura de trama Plan de numeración de los bits Grupo I Señal de alineación de trama (1111010000) Indicación de alarma destinada al equipo múltiplex 1 a 10 11 digital distante Bit reservado para uso nacional Bits procedentes de los afluentes 12 13 a 212 Grupo II Bits Cj1 de control de justificación (véase la nota) Bits procedentes de los afluentes 1a4 5 a 212 Grupo III Bits Cj2 de control de justificación (véase la nota) Bits procedentes de los afluentes 1a4 5 a 212 Grupo IV Bits Cj2 de control de justificación (véase la nota) 1a4 Bits justificables, provenientes de los afluentes 5a8 Bits procedentes de los afluentes 9 a 212 Longitud de la trama 848 bits Bits por afluente 206 bits Velocidad máxima de justificación por afluente Relación nominal de justificación 10 kbits/s 0,424 Nota – Cji, designa el bit número i de control de justificación del afluente número j. Fig. 2.13. Estructura de trama para la multiplexación a 8448kbits/s. Se decide 1 ó 0 en Cx por mayoría Cx = 1 Sx lleva Relleno: Justificación Cx = 0 Sx lleva Datos: No hay justificación Fig. 2.14 Trama E2 con justificación positiva ¿Cómo se calcula la tasa nominal de justificación? Para calcular la tasa nominal de justificación es necesario dar los siguientes pasos: 1. Se calcula el tiempo de trama, es decir la duración de una trama: 8,448 (Mb/s)/848 (bits/trama) = 9962,26 tramas/s (velocidad de repetición de trama) de modo que haciendo la inversa de la duración de la trama es: Ttrama=100,379 s 2. Se calculan los bits de justificación por segundo que hay para un afluente. Como hay uno en cada trama tenemos que hay 9962,26 bits de justificación/s para cada tributario. 3. Se calculan el régimen binario mínimo del afluente que se puede enviar dentro del múltiplex. En este caso todos los bits de justificación del afluente van con relleno de modo que de datos hay 205b.dat/trama para cada tributario. Así que: 205 bits/trama * 9962,26 tramas/s = 2,042263 Mb/s será el régimen binario mínimo del afluente de entrada. 4. Se calcula la diferencia entre Régimen nominal y mínimo, esto dará el exceso de bits que se están transmitiendo respecto al nominal: Régimen nominal del tributario 2,048 Mb/s – Régimen mínimo 2,042263 Mb/s. 5. Este exceso, 5737 bits/s, son precisamente los bits S por segundo que llevan información, ya que todo lo que sobra debe ir en la región de justificación. 6. Como se conoce el número total de bits S por segundo que se transmiten y los que llevan información podemos calcular los que llevan relleno, es decir los que van justificados (justificación +): 9962-5737=4225 (bits S con relleno). 7. Por último para calcular la tasa nominal de justificación sólo es necesario calcular que porcentaje respecto al total representa este número de bits: 4225/9962=42,4% 8. También se podría hacer calculando el régimen binario máximo del afluente que se puede enviar dentro del múltiplex. En este caso todos los bits de justificación van con información del afluente de entrada en total 206b.dat/trama para cada tributario. Así que: 206 bits/trama*9962,26 trama/s=2,054445 Mb/s será el régimen binario máximo del afluente de entrada. 2.4.4 Trama E2 con justificación positiva/nula/negativa Pero la E2 también se puede formar utilizando justificación positiva/nula/negativa, como muestran las figuras 27 y 28. En este caso los bits de control deben indicar: Si no hay justificación, cuando se cumpla: Rb tributario= Rb nominal Si hay justificación positiva, cuando se cumpla: Rb tributario< Rb nominal Si hay justificación negativa, cuando se cumpla: Rb tributario> Rb nominal De modo que como hay tres posibilidades se necesitan 2 bits de control por cada tributario, como en la trama solo hay uno se necesitan dos tramas consecutivas para decidir si hay justificación o no del siguiente modo: C=1 en dos tramas consecutivas: Justificación + C=0 en dos tramas consecutivas: Justificación – C=1 y 0 en dos tramas alternas: Sin Justificación Fig. 2.15 E2 con justificación positiva/nula/negativa. (G.745) Velocidad binaria de los afluentes (kbits/s) Número de afluentes Estructura de trama 2048 4 Plan de numeración de los bits Grupo I Señal de alineación de trama (11100110) Bits procedentes de los afluentes 1a8 9 a 264 Grupo II Bits de control de justificación Cj1 (véase la nota) 1a4 Bits destinados a funciones de servicio 5a8 Bits procedentes de los afluentes 9 a 264 Grupo II I Bits de control de justificación Cj2 (véase la nota) Bits de reserva Bits procedentes de los afluentes 1a4 5a8 9 a 264 Grupo IV Bits de control de justificación Cj3 (véase la nota) 1a4 Bits procedentes de afluentes, disponibles para justificación negativa 5a8 Bits procedentes de afluentes, disponibles para justificación positiva Bits procedentes de los afluentes 9 a 12 13 a 264 Longitud de la trama 1056 bits Duración de la trama 125 s Bits por afluente 256 bits Velocidad máxima de justificación por afluente 8 kbit/s Nota- Cjn designa el enésimo bit de control de justificación del j – ésimo afluente. Fig. 2.16 Estructura de trama para la multiplexación digital a 8448 kbit/s utilizando justificación positiva/negativa. 2.4.5 Tramas de orden superior a 2 A continuación se muestran las tablas y esquemas de las tramas de orden superior a 2. Velocidad binaria de los afluentes (kbits/s) Número de afluentes Estructura de trama 8448 4 Plan de numeración de los bits Grupo I Señal de alineación de trama (1111010000) 1 a 10 Indicación de alarma hacia el equipo múltiplex digital distante 11 Bit reservado para uso nacional 12 Bits procedentes de los afluentes 13 a 384 Grupo II Bits de servicio de justificación Cj1 (véase la nota) Bits procedentes de los afluentes 1a4 5 a 384 Grupo II I Bits de control de justificación Cj2 (véase la nota) Bits procedentes de los afluentes 1a4 5 a 384 Grupo IV Bits de control de justificación Cj3 (véase la nota) 1a4 Bits procedentes de afluentes, disponibles para justificación Bits procedentes de los afluentes 5a8 9 a 384 Longitud de la trama 1536 bits Bits por afluente 378 bits Velocidad máxima de justificación por afluente Relación nominal de justificación 22 375 kbit/s 0,436 Nota- Cjn designa el enésimo bit de servicio de justificación del j – ésimo afluente. Fig. 2.17. Estructura de trama para la multiplexación a 34 368 kbits/s. Cuadro 1/G.751 Fig. 2.18. Trama de tercer orden (G.751) Fig. 2.19. Trama de cuarto orden (G.751) Velocidad binaria de los afluentes (kbits/s) Número de afluentes 34 368 4 Estructura de trama Plan de numeración de los bits Grupo I Señal de alineación de trama (111110100000) Indicación de alarma hacia el equipo múltiplex digital distante 1 a 12 13 Bit reservado para uso nacional 14 a 16 Bits procedentes de los afluentes 17 a 488 Grupo II a V Bits de servicio de justificación Cjn (n=1 a 4) (véase la nota) Bits procedentes de los afluentes 1a4 5 a 488 Grupo VI Bits de servicio de justificación Cj5 (véase la nota) Bits procedentes de los afluentes, disponibles para la justificación Bits procedentes de los afluentes 1a4 5a8 9 a 488 Longitud de la trama 2928 bits Bits por afluente 723 bits Velocidad máxima de justificación por afluente Relación nominal de justificación 47 563 kbit/s aproximadamente 0,419 Nota – Cjn designa el enésimo bit de servicio de justificación del j – ésimo afluente. Fig. 2.20. Estructura de trama para la multiplexación a 139 264 kbits/s. Fig. 2.21. Trama de quinto orden Conclusiones. En resumen podemos observar que en el modo de transmisión plesiócrono la trama de primer orden ( E1) se forma mediante la intercalación de bytes de cada una de las señales de los distintos canales de voz, pero cuando se forman las tramas de orden superior la intercalación de las señales de voz se hace siempre de bit en bit. Además de que cuando los tributarios de entrada no son del régimen binario nominal, se requiere de utilizar las distintas técnicas de justificación descritas en el presente capítulo. Por otra parte cuando se requiere extraer un determinado canal del afluente es necesario que el demultiplexor pase por los distintos niveles de la jerarquía si es que dicha señal esta en un orden de nivel alto, hasta llegar al nivel de primer orden. Como veremos en el siguiente capítulo, en la jerarquía SDH el método de multiplexaje aporta ventajas sobre la jerarquía PDH porque entre otras cosas no hay que pasar por los distintos niveles de velocidad, siendo esto un ahorro considerable en el tiempo, además de que la estructura de trama SDH proporciona medios de administrar y controlar la información de manera más eficiente. CAPITULO 3 MULTIPLEXAJE INTRODUCCION Debido a las desventajas que presentaban los sistemas PDH al momento de transmitir los datos surge una nueva forma de transmisión mas avanzada denominada SDH. SDH es el estándar internacional de comunicaciones aceptado por la UIT para redes de transmisión de alta capacidad. Tecnologías como ATM, IP/MPLS o ADSL se apoyan en SDH para alcanzar la ansiada banda ancha. Con el nacimiento del SDH se pudo obtener una mayor velocidad de transmisión a un menor costo, y la reducción de espacio, ya que con su implementación se requirió de menos equipos para realizar el proceso de multiplexaje de una señal digital. Así mismo, el SDH permitió la creación de apuntadores y con ellos se pudo obtener un mejor control en el proceso de transmisión de datos lo que ayuda a tener menos perdidas de información y disminuir la cantidad de errores y así poder obtener una mejor eficiencia en los sistemas de comunicación, es decir que el mensaje llega de una manera mas precisa y rápida a su destino. Con este capitulo podremos ver cómo funciona, y así entender este estándar de comunicación. El multiplexaje es el procedimiento mediante el cual las señales de nivel de trayectoria de bajo orden son adaptadas dentro de una trayectoria de alto orden, o mediante el cual las señales de nivel de trayectoria de alto orden son adaptadas como una sola señal. Un STM básico esta definido a 155.520 Mbps, y se conoce como STM-1, mientras que los STM-N de más alta capacidad están formados a velocidades de transmisión que son múltiplos enteros de dicha velocidad básica de transmisión. La SDH define cierto número de contenedores, cada uno de los cuales corresponde a una velocidad plesíocrona existente. Los datos provenientes de la velocidad plesíocrona son acomodados o entramados en el contenedor correspondiente. Se añaden luego a cada contenedor informaciones de control, conocidas con el término encabezado de trayecto (POH: Path Overhead). Los bytes del encabezado de trayecto permiten a la empresa operadora de la red el monitoreo extremo a extremo de los parámetros del trayecto, tales como la tasa de errores. El contenedor junto con su encabezado de trayecto forman lo que se conoce como contenedor virtual. En una red síncrona, todos los equipos se sincronizan con un reloj maestro. Sin embargo, es importante advertir que el retardo asociado con un enlace de transmisión determinado puede variar ligeramente a través del tiempo. Por ello la ubicación de los contenedores virtuales dentro de la trama STM-1 puede no ser fija. Para compensar estas variaciones se asigna un apuntador a cada contenedor virtual. El apuntador indica la posición del inicio del contenedor dentro de la estructura de trama del STM-1. El apuntador puede incrementarse o disminuirse según sea necesario de acuerdo con los cambios de posición del contenedor virtual. La recomendación G.709 define diversas combinaciones de contenedores virtuales que se pueden utilizar para llenar el espacio de carga útil de la trama STM-1. El proceso de llenado de contenedores y añadido del encabezado de trayecto se repite en varios niveles de la SDH, lo cual conduce al mapeo de los contenedores virtuales más pequeños en otros más grandes. Este Proceso se repite hasta que se haya llenado el contenedor virtual más grande (VC-4) y se proceda a cargarlo en el espacio de carga útil de la trama STM-1. Una vez lleno el espacio de la carga útil de la trama STM-1, se añaden a la trama algunos bytes con información de control que forman el encabezado de sección (SOH: Section Overhead). El encabezado de sección se denomina así porque acompaña a la carga útil en toda la sección de fibra óptica entre dos equipos síncronos. Tiene por objeto proporcionar canales de comunicaciones para funciones de operación, administración y mantenimiento, canales de usuario, conmutación de protección de sección, alineamiento de trama y algunas funciones adicionales. 3.1 ESTRUCTURA DE MULTIPLEXACION La recomendación G.709, define una estructura de multiplexación que permite a la señal STM-N llevar como carga útil varias señales de velocidad inferior, lo que hace posible transportar en la red síncrona las señales PDH existentes. La Figura 3.1 muestra la estructura de multiplexación síncrona. Figura 3.1 Estructura de multiplexación síncrona Los elementos de la estructura de multiplexación se definen a continuación: Contenedor (C: Container) Es el elemento básico de la señal STM que consiste en un grupo de bytes asignados para transportar las velocidades definidas en la G.702. Existen cinco tipos de contenedores con las siguientes capacidades: C-11 = 1.600 Mbps (para el transporte de señales de 1.544 Mbps) C-12 = 2.167 Mbps (para el transporte de señales de 2.048) C-2 = 6.748 Mbps (para el transporte de señales de 6.312 Mbps) C-3 = 48,384 Mbps (para el transporte de señales de 34,368 ò 44,736 Mbps) C-4 = 149.760 Mbps (para el transporte de señales de 139.264 Mbps) Contenedor Virtual (VC: Virtual Container) Es la estructura de información empleada para soportar o permitir las conexiones a nivel de ruta en la SDH y se compone de la carga de información misma (o sea el contenedor) y los campos de información del encabezado de trayecto (POH = Path Overhead). Los encabezados de trayecto permiten el control del trayecto así como el monitoreo extremo a extremo. Los contenedores virtuales VC-11, VC-12 y VC-2 son conocidos como contenedores virtuales de bajo orden, los contenedores virtuales VC-3 y VC-4 como contenedores virtuales de alto orden. Unidad Tributaria (TU: Tributary Unit) Es una estructura de información que proporciona la adaptación entre el nivel de ruta de bajo orden y el de alto orden, consiste de un VC de bajo orden y un apuntador TU, el cual indica el desplazamiento del principio de la trama del VC de bajo orden con respecto al principio de la trama del VC de alto orden. La SDH proporciona un rango de diferentes tamaños de TU`s. TU-11: Cada trama TU-11 consiste de 27 bytes, estructurados en 3 columnas de 9 bytes con una velocidad de transmisión de 8000 tramas por segundo. Esto proporciona una capacidad de transporte de 1.728 Mbps en los que se mapeará una señal de 1.544 Mbps. Pueden multiplexarse 84 TU-11 en un VC-4. TU-12: Cada trama TU-12 consiste de 36 bytes, estructurados en 4 columnas de 9 bytes con una velocidad de transmisión de 8000 tramas por segundo. Esto proporciona una capacidad de transporte de 2.304 Mbps en los que se mapeará una señal de 2.048 Mbps. Pueden multiplexarse 63 TU-12 en un VC-4. TU-2: Cada trama TU-2 consiste de 108 bytes, estructurados en 12 columnas de 9 bytes con una velocidad de transmisión de 8000 tramas por segundo. Esto proporciona una velocidad de transporte de 6.912 Mbps en los que se mapeará una señal DS2 de 6.312 Mbps. Pueden multiplexarse 21 TU-12 en un VC-4. TU-3: Cada trama TU-3 consiste de 774 bytes, estructurados en 86 columnas de 9 bytes con una velocidad de transmisión de 8000 tramas por segundo. Esto proporciona una capacidad de transporte de 49.54 Mbps en los que se mapeará una señal CEPT de 34 Mbps o una señal DS3 de 44.736 Mbps. Pueden multiplexarse 3 TU-3 en un VC-4. Grupo de Unidades Tributarias (TUG: Tributary Unit Group) Es un conjunto de una o más TU´s que ocupan posiciones fijas y definidas dentro de la carga o de un VC de orden superior. Los TUG´s están definidos de tal manera que las cargas de información de diferente capacidad compuestas por TU´s de distinto tamaño puedan ser mezcladas para incrementar la flexibilidad de la red de transporte. Existen dos tipos de TUG´s. TUG-2: Esta formado por un solo TU-2 o una combinación homogénea de TU´s idénticos. TUG-3: Esta formado por un solo TU-3 o una combinación homogénea de TUG2´s. Unidad Administrativa (AU: Administrative Unit) Es la estructura de información que proporciona la adaptación entre el nivel de ruta de orden superior y el nivel de sección de multiplexaje, y se compone de una carga de información (el VC de orden superior) y del apuntador AU que indica el desplazamiento del principio de la trama de VC de orden superior con respecto al principio de la trama de sección de multiplexaje STM-N. Existen dos tipos de AU´s: AU-4 Consiste de un VC-4 más el apuntador AU-4 que indica el alineamiento de fase del VC-4 con respecto a la trama STM-N. AU-3 Consiste de un VC-3 más el apuntador AU-3 que indica el alineamiento de fase del VC-3 con respecto a la trama STM-N. Grupo de Unidades Administrativas (AUG: Administrative Unit Group) Es un conjunto de una o más AU´s que ocupan posiciones fijas dentro de la trama STM-N, y se compone de un AU-4 o de una combinación homogénea AU-3´s. Módulo de Transporte Síncrono (STM: Synchronous Transport Module) Es la estructura de información empleada para soportar las conexiones de nivel de sección en la SDH. Se compone de la carga de información y los campos de información del encabezado de sección (SOH = Section Overhead), organizadas en una estructura de trama con ciclos de repetición de 125 microsegundos. Los niveles mayores de velocidad en la SDH, se logran mediante un esquema sencillo de multiplexación por entrelazado de bytes, tal como se muestra en la figura 3.2. Figura 3.2 Entrelazado de bytes STM-1 para formar velocidades de STM-4 Y STM-16 3.2 ESTRUCTURA DE TRAMA La trama STM-1 consta de 2430 bytes, y dentro de esta la información se repite cada 270 bytes, por lo cual es común considerar a la trama STM-1 como una estructura de 270 columnas (bytes) por 9 renglones, tal como se muestra en la figura 3.2 .. Figura 3.3 Estructura de trama STM-1 La secuencia de transmisión es una fila a la vez, comenzando desde arriba. Cada fila se transmite de izquierda a derecha y cada byte se transmite comenzando con el bit más significativo. La duración de cada trama es de 125 microsegundos lo cual nos indica que la trama retransmite a una velocidad de 8000 tramas/segundo. La velocidad de transmisión de una señal STM-1 se obtiene de la siguiente manera: 8000 tramas/segundo X 9 filas/trama X 270 bytes/trama X 8 bits/byte = 155.52 Mbps Las velocidades de transmisión para los órdenes superiores de la SDH son múltiplos de la velocidad de transmisión STM-1, es decir: STM-4 = STM-1 X 4 = 155.52 Mbps X 4 = 622.52 Mbps STM-16 = STM-1 X 16 = 155.52 Mbps X 16 = 2.48832 Gbps Observando la figura 3.3, notamos que la trama STM-1 esta dividida en 3 sectores principales: Encabezado de sección (SOH: Section Overhead) Apuntador de Unidad Administrativa (AU Pointer) Carga Útil (Payload) 3.2.1 ENCABEZADO DE SECCION (SOH) Los bytes que forman el encabezado de sección además de emplearse para los fines de sincronización de la trama desempeñan una variedad de facilidades administrativas y de gestión adicionales. Estos bytes son insertados en el último paso de la construcción de la señal STM-1. El encabezado de sección esta dividido en dos tipos, el encabezado de sección de regeneradores (RSOH) formado de 3 filas X 9 columnas y el encabezado de sección de multiplexores (MSOH) constituido de 5 filas X 9 columnas. El RSOH, es empleado para la comunicación entre equipos regeneradores adyacentes. Cada regenerador procesa únicamente esta información e ignora la información que es transportada en el resto de la trama. El MSOH es empleado para transportar la información necesaria para el monitoreo de la sección de multiplexaje ente equipos multiplexores adyacentes, cada equipo multiplexor examina y procesa solo esta parte del encabezado. La figura 3.4 muestra la forma en que están dispuestos los bytes que forman el encabezado de sección. La función de los octetos individuales se detallan a continuación. Figura 3.4 Asignación de los bytes del encabezado de sección Para RSOH se tiene: A1, A2 Alineamiento de trama. Indican el inicio de una trama C1 Identificador de STM-1. Identifica una trama STM-N dentro de una señal STM-N. B1 (BIP-8) Verificación de paridad. Se calcula el valor de la paridad para la trama completa del STM-1 por cada equipo regenerador a fin de detectar errores, este valor se almacena y posteriormente se carga en el byte B1 de la siguiente trama. E1 Canal de servicio. Es una canal de 64 Kbps destinado para un canal de voz para usarlo en funciones de mantenimiento entre regeneradores. F1 D1…D3 Canal de usuario. Canal de comunicación de datos. Tres bytes que proporcionan un canal de 192 Kbps para la operación y administración de regeneradores. Para el MSOH se tiene: B2 (BIP-24) Verificación de paridad. Tres bytes que proporcionan un canal de 192 Kbps para la verificación de la calidad del enlace. El multiplexor que recibe una señal SDH, calculará cual debe ser el valor de la paridad y lo compara con el contenido de los bytes B2 que le están llegando, el valor es almacenado y posteriormente es cargado en los bytes B2 de la siguiente trama antes de codificarse. K1, K2 Canal de Control de la conmutación de protección automática (APS). Son dos bytes empleados para la señalización relacionada con la sección de protección de multiplexor. D4…D12 Canal de comunicación de datos. Estos nueve bytes proporcionan un canal de 576 Kbps para la operación y administración de los equipos multiplexores en una red SDH. E2 Canal de servicio. Es un canal de 64 Kbps destinado para un canal de voz para usarlo en funciones de mantenimiento entre multiplexores. Z1, Z2 Uso nacional. 3.2.2 APUNTADOR DE LA UNIDAD ADMINISTRATIVA (AU POINTER) Este apuntador indica el inicio del VC4 con respecto a la trama STM-1 3.2.3 CARGA UTIL (PAYLOAD) Es la capacidad de transporte de información de una trama STM-1, la cual esta formada por las 9 filas X 261 columnas resultantes. Para poder transportar las señales procedentes de otros niveles dentro de la carga útil, estas señales se entraman o empaquetan en el contenedor síncrono apropiado para posteriormente encabezado de trayecto, añadirles la información correspondiente al formando así los contenedores virtuales correspondientes. ENCABEZADO DE TRAYECTO (POH) El encabezado de trayecto incluye la información necesaria para realizar la gestión del trayecto síncrono, es decir el monitoreo y administración de la conexión extremo a extremo. El encabezado de trayecto se divide en dos tipos, encabezado de trayecto de alto orden y encabezado de trayecto de bajo orden. El encabezado de trayecto de alto orden esta formado por 9 bytes y se localiza en la primera columna del VC4 o VC3 (conocidos también como los contenedores virtuales de alto orden). El significado de cada uno de estos bytes se describe a continuación: J1 Traza de trayecto. Este byte verifica la conexión del trayecto del contenedor virtual, proporciona un canal de 64 Kbps a través del cual el tren de datos que identifica la trayectoria es enviado. B3 (BIP-8) Chequeo de paridad. Este byte permite el monitoreo de errores de los bits que forman el contenedor virtual correspondiente durante todo el trayecto, utilizando para esto un código de paridad par (BIT-8). C2 Etiqueta de señal. Este byte indica la composición de la carga útil del contenedor virtual G1 Estado del trayecto del enlace. Este byte permite devolver la indicación del estado de la señal recibida hacia el extremo transmisor del trayecto por parte del extremo receptor. F2 Canal de usuario del trayecto. Se emplea para la comunicación entre los elementos del trayecto. H4 Indicador de multitrama. Se utiliza para las cargas estructuradas de TU’s. Z3…Z5 Uso nacional. El encabezado de trayecto de bajo orden, comprende un solo byte conocido como V5, el cual se encuentra al inicio de los contenedores virtuales VC11, VC12 y VC2 (conocidos también como contenedores virtuales de bajo orden). La función de cada uno de los bits dentro de este byte se indican a continuación. BIP-2 Verificación de paridad. FEBE Mensaje de error de bloque de extremo remoto, remitido hacia el extremo de origen de un contenedor virtual que indica un error en la verificación de paridad. ETIQUETA Indica el tipo de carga útil que lleva el contenedor virtual. DE SEÑAL ALARMA Utilizada para indicar una señal AIS en el trayecto TU-2 como una REMOTA falla de la señal. 3.3 APUNTADORES En la transmisión síncrona, la sincronización requerida en el proceso de multiplexaje síncrono se lleva a cabo a través del uso de apuntadores. Este proceso de sincronización es necesario, ya que en general, un contenedor virtual es creado usando un reloj diferente al reloj asociado con la AU o con la TU. Un apuntador señala donde comienza un contenedor virtual, indicando esto a los ordenes mas altos. Cuando el VC es alineado dentro de una AU o TU, el apuntador contiene la información respecto a la posición de inicio de este VC. Los apuntadores AU y TU proporcionan un método que permite el alineamiento dinámico y flexible de VC’s dentro de las tramas AU o TU. Alineamiento dinámico significa que el VC puede flotar dentro de la trama AU o TU, de manera que los valores del apuntador describen la posición inicial de los VC’s flotantes dentro de la carga de la información de la trama AU o TU, y que son recalculados en cada nodo. El uso de apuntadores evita la necesidad de tener memorias elásticas como en el caso de la PDH, con lo que el retraso (Delay) de la red SDH es minimizado. Los apuntadores permiten también la operación de tipo plesiócrono de los VC’s dentro de la red síncrona, lo cual es necesario para compensar las diferencias de sincronía que pueden resultar cuando algún nodo pierde la referencia de sincronización de la red y opera utilizando su propio reloj interno. Además de lo anterior, también es necesario compensar diferencias de sincronía o corrimientos de reloj (clock offsets) en los puntos donde se unen redes SDH independientes, en donde, cada una de las cuales opera utilizando su propio reloj de referencia de alta exactitud. La adaptación de las velocidades de transmisión de los VC’s a aquella de la trama AU o TU se lleva a cabo desplazando o moviendo la posición inicial del VC en forma positiva o negativa con respecto a la trama de transporte (proceso denominado justificación positiva, cero o negativa) e incrementando o decrementando el valor del apuntador en forma correspondiente. El uso de apuntadores facilita el multiplexaje y demultiplexaje debido a que la posición de cada byte de cualquier tributaria en una señal STM-N puede ser calculado fácilmente partiendo de los valores de uno o dos apuntadores. Sin embargo es importante señalar que los movimientos del apuntador ocasionan el llamado jitter de apuntador en las señales tributarias de salida, además del jitter de mapeo conocido u observado también en la PDH. Los apuntadores se dividen en dos grupos, apuntadores de alto orden tales como AU-4 PTR, AU-3 PTR y TU-3 PTR, y los apuntadores de bajo orden tales como TU-11 PTR, TU-12 PTR y TU-2 PTR. El apuntador de alto orden esta contenido en los bytes H1, H2 y H3 y el apuntador de bajo orden esta contenido en los bytes V1, V2 y V3. 3.4 MAPEO Es la forma apropiada de entramar o empaquetar una señal dentro del contenedor o contenedor virtual correspondiente. El mapeo de una tributaria dentro de un contenedor virtual puede ser clasificado como mapeo asíncrono, mapeo con sincronismo de bit o mapeo con sincronismo de byte. 3.4.1 MAPEO ASINCRONO El mapeo asíncrono, permite el transporte de una carga útil a una velocidad binaria determinada, pero sin la posibilidad de observación de los bits individuales. El mapeo asíncrono es aplicable cuando el reloj de la señal tributaria es independiente del reloj del contenedor o contenedor virtual. El mapeo asíncrono puede ser aplicado a todas las tributarias (DS1, DS2, DS3, E1, E3 y E4). El procedimiento más elemental en el mapeo asíncrono es el proceso de sincronización que se realiza a través de la justificación para compensar las respectivas diferencias de reloj. En el caso de señales DS1, DS2, E1 y E3, la justificación P/Z/N via bits de relleno es usada, y en el caso de DS3 y E4, solo la justificación positiva con bits de relleno es empleada. La justificación P/Z/N es empleada cuando la capacidad de transmisión nominal de la señal después del procedimiento de sincronización es idéntica a la velocidad de bit antes del procedimiento; en otras palabras, cuando, como en el caso del mapeo de señales tributarias, la velocidad de bit de la carga útil de un contenedor virtual es la misma que la velocidad del bit nominal de la tributaria correspondiente. En este caso la justificación cero es mantenida en situaciones normales, pero cuando la velocidad de bit de la tributaria llega a ser menor que velocidad de bit de la carga útil del contenedor, se acumulan diferencias que aparentan ser un bit demasiado largo, entonces un bit nulo o de desperdicio es enviado en lugar de la información efectiva de datos, a esto se le conoce como justificación positiva. Contrariamente, si la velocidad del bit de la tributaria llega a ser mas alta con respecto a la velocidad de bit de la carga útil del contenedor virtual, un bit disponible en la carga útil es empleado para absorber la diferencia, a esto se le conoce como justificación negativa. La función de la justificación P/Z/N se realiza a través de los bits de oportunidad de justificación, y el estado de ejecución es indicado por medio del uso de los bits de control de justificación. 3.4.2 MAPEO CON SINCRONISMO DE BITS El mapeo con sincronismo de bits, permite la observación de los bits individuales dentro de la carga útil, pero no permite identificar los bits de fijación de trama. El mapeo con sincronismo de bits, es un procedimiento que se emplea cuando el reloj de la señal tributaria esta sincronizado con el reloj del contenedor o contenedor virtual correspondiente. Por lo tanto, este mapeo no requiere sincronización y consecuentemente no ocurre ninguna justificación. El mapeo con sincronismo de bits es el caso general de mapeo Síncrono y es realizado en base a bit sin hacer caso de la composición interna de la tributaria involucrada. Este procedimiento es equivalente al mapeo asíncrono con la excepción de que no se requiere del proceso de sincronización. Se aplica a señales tributarias DS-1, DS-2 y E1. 3.4.3 MAPEO CON SINCRONISMO DE BYTES El mapeo con sincronismo de bytes, permite la observación e identificación de todos los bits entramados en la carga útil. El mapeo con sincronismo de bytes es un caso especial del mapeo sincrónico, el cual es usado cuando una señal DS0 o E0 es mapeada en un contenedor virtual. El mapeo con sincronismo de bytes puede ser aplicado a señales DS1 y E1. Cuando una de estas señales va ser mapeada con sincronismo de bytes en un contenedor virtual, esta identificación de trama deberá de ser confirmada primero y entonces cada byte de la señal DS0 o E0 deberá ser mapeado dentro de una posición asignada. En este punto, los bits de trama y de señalización deberán ser mapeados también. 3.4.4 MODOS DE OPERACION Existen dos modos posibles de multiplexaje de las estructuras TU. Modo Flotante Modo Fijo En el modo flotante cuatro tramas consecutivas VC-11, VC-12 o VC-2 de 125 microsegundos son organizadas dentro de una multitrama de 500 microsegundos cuya fase estará indicada por el byte indicador de multitrama (H4) en el POH del VC-3 o VC-4. En general, después de que las tributarias de bajo orden son mapeadas dentro de un VC-n (n= 11, 12, 2). El VC-n flota libremente en la carga útil de la TU-n correspondiente, y la posición de este dentro de la TU-n es indicada por el apuntador de la TU-n. En el modo fijo, existe un mapeo fijo de estructuras de carga síncronas dentro de un VC-3 o VC-4, lo cual proporciona una correspondencia directa entre la unidad tributaria y su localización dentro del VC-3 o VC-4. Debido a que en este caso la unidad tributaria es fija y directamente identificable con respecto al apuntador AU3 o AU-4 asociado con el VC-3 o VC-4, no se requieren apuntadores TU-11, TU12 o TU-2 y todos los bytes de un TUG estarán disponibles para llevar la carga. Cuando un VC-n es sincronizado con un VC-m (m= 3 y 4), el VC-m mantiene una posición fija dentro de la carga útil de la TU-n correspondiente, la posición de inicio del VC es fijada con respeto a la posición de inicio de la carga útil de la TU. 3.4.5 MAPEO DE E1 EN VC12 La SDH ofrece tres opciones para el mapeo o entramado de una señal de 2 Mbps en un VC-12. Los métodos empleados para las operaciones de mapeo asíncrono y con sincronismo de bits son similares en el sentido de que se incluyen en la señal varias oportunidades para justificar los datos de la señal E1. Esta justificación compensa las variaciones entre el reloj de 2.048 Mbps y el reloj que proporciona la temporización para la red síncrona; sin embargo, ello implica la necesidad de cierto grado de procesamiento para efectuar dicha justificación. ASINCRONA 2.048 Mbps. SINCRONA CON SINCRONISMO DE BITS 2.048 Mbps V5 R 32 BYTES I R C1C20000RR 32 BYTES I R R C1C20000RR 32 BYTES I R R C1C2RRRRRS1 S21111111 31 BYTES I R 500 MICROSEG. V5 10RRRRRR 32 BYTES I R R 100000RR 32 BYTES I R R 100000RR 32 BYTES I R R 100000RR 32 BYTES I R I : Información O : Encabezado C: Control de justificación S: Oportunidad de justificación R: Relleno fijo Figura 3.5 Mapeo asíncrono y con sincronismo de bits de la señal E1. En la figura 3.5, se muestran los bits y los bytes adicionales de relleno fijo que deben incluirse para que se mantenga el contenedor virtual VC-12 dentro del tamaño especificado de 140 bytes (para la multitrama de 500 ms). El byte V5 es el encabezado de trayecto, que transporta la información relacionada con el trayecto “extremo a extremo” del contenedor virtual VC-12 correspondiente. Es este byte que transporta la información del trayecto del tipo “extremo a extremo” para contenedores virtuales independientes. Si se usa un mapeo con sincronismo de bytes, los canales de 64 kbps tendrán posiciones fijas dentro del contenedor virtual VC-12 ( vease la figura 3.6). Esto representa una ventaja importante si se necesita tener acceso a un canal determinado de 64 Kbps dentro del VC-12; por ejemplo, en un punto de crossconexion. Sin embargo, ello demandara también un proceso adicional para proporcionar el entramado fijo en el VC-12, lo cual conlleva a cierta demora durante la crossconexion, mientras se realiza el reprocesamiento de los apuntadores (125 microsegundos para la señal de 2 Mbps y 250 microsegundos para la señal de 64 Kbps.) Figura 3.6 Mapeo de la señal El sincronismo de bytes 3.4.6 MAPEO DE E3 EN VC-3 El VC-3 esta formado por 9 filas X 85 columnas (bytes). La primer columna es usada para el POH y las 84 columnas restantes corresponden a la carga útil, la cual puede transportar un C-3 o 7 TUG-2. La tributaria E3 es mapeada dentro de un VC-3 como se muestra en la figura 3.7. Dentro de la trama de 125 microsegundos, la subtrama de 125/3 microsegundos es repetida tres veces (T1, T2, T3), y cada subtrama es dividida en tres subtramas más pequeñas de 125/9 microsegundos cada una. Todas las subtramas de 125/9 microsegundos tienen un formato como el que se muestra en la figura (3.7). 3.4.7 MAPEO DE E-4 EN VC-4 Una señal PDH de 140 Mbps (E4) se mapea en un VC-4. El formato del mapeado se muestra en la figura 3.8. El VC-4 esta formado por 9 filas X 261 columnas (bytes). El comienzo actual del VC-4 se define por el apuntador AU-4. La primer columna es usada para el POH, y las 260 columnas restantes son empleadas para transportar la carga útil, en la cual se mapea el C-4. El contenedor C-4 es un bloque de bytes de 9 X 260. Cada fila se divide en 20 grupos de 13 bytes. Doce de estos bytes llevan información de la señal de 140 Mbps, y el treceavo byte es usado para diferentes propósitos. Fig. 3.7 Mapeo de E3 en VC-3 Fig. 3.8 Mapeo de E4 en VC-4 3.4.8 MAPEO DE VC-12 EN TU-12 En el mapeo asíncrono y sincrono por byte en modo flotante de una señal de 2 Mbps, el C-12 que contiene esta señal es colocado en el VC-12. Un byte de encabezado de trayecto es agregado al C-12 dentro del VC-12. Cada VC-12 es señalado por un apuntador. Juntos el VC-12 y el apuntador forman una TU-12. Al apuntador se le llama apuntador TU-12. Como se observa en la figura 3.11, cuatro columnas de 9 bytes cada una se destinan para cada una de las TU-12 por trama STM-1. Esto proporciona 36 bytes por trama STM-1 para cada TU-12. Los requerimientos básicos para una señal de 2 Mbps son 32 bytes. Esto pudiese indicar que la señal de 2 Mbps puede caber directamente en una TU-12. Sin embargo, para los tipos de mapeo explicados en esta sección, los requerimientos de encabezado y justificación hacen necesario el destinar más espacio por VC-12 para los 4 bytes adicionales que se requieren por cada trama STM-1. Esto es posible al concatenar los 36 bytes destinados para una TU-12, en 4 VC-4 consecutivos como se indica en la figura 3.9 Fig. 3.9 Mapeo de VC-12 en TU-12 El primer byte de cada grupo de 36 bytes esta asignado para el apuntador de la TU-12: V1, V2 y V3 se utilizan en forma similar que los bytes H1, H2 y H3. Como en los bytes H1 y H2 del apuntador AU-4, el V1 y el V2 son vistos como 16 bits: NNNN SSID IDID IDID. El significado para los bits SS se explica en la siguiente tabla. V1, V2: NNNN SSID IDID IDID SS Tamaño de TU Rango del apuntador 00 TU-2 0-427 10 TU-12 0-139 11 TU-11 0-103 V4 Reservado para uso futuro V5 Encabezado de trayecto de bajo orden Si se observa como se multiplexan las TU-12 a través de los TUG-2 y TUG-3 en un C-4 y este en un VC-4, tenemos que un total de 63 TU-12 se pueden transportar en el VC-4. Los bytes del 10 al 72 de la primera fila del VC-4 contendrán el primer byte de cada TU-12. Cuando se usan TU compuestas de varias tramas (multitrameadas), el primer byte de la TU es cualquier byte V1, V2, V3 o V4. Por supuesto, que es necesario identificar cuál es cuál. Esto se realiza con los dos bits menos significativos del byte H4 en el encabezado de trayecto del VC-4. El valor del byte H4 dentro de un VC-4 especifica el significado de los bytes 10 a 72 de la primera fila del siguiente VC-4, como se muestra en las figura 3.10 Fig. 3.10 TU-12 Multitrameado 3.4.9 MAPEO DE TU-12 EN TUG-2 Y TUG-2 EN TUG-3 La forma en la cual se acomodan las TU-12 dentro de los TUG-2 al multiplexarse en un TUG-3 se muestra en la figura 3.11 El mapeo de los TUG-2 en un TUG-3 es un mapeo directo, como se muestra en esta figura. La importancia del TUG-3 estriba principalmente en que provee una estructura apropiada para soportar las velocidades de transmisión de 34 y 45 Mbps, además de los servicios de acceso primario. La indicación de puntero nulo (NPI) abarca los tres primeros bytes de la primera columna, y se incluyen para permitir la posibilidad de distinguir entre los TUG-3 que contienen TUG-2 de aquellos que contienen TU-3. Fig. 3.11 Mapeo de TU-12 en TUG-2 y TUG-2 en TUG-3 3.4.10 MAPEO DE TUG-3 EN VC-4 La figura 3.12 muestra el mapeo de tres TUG-3 dentro de un VC-4. Al igual que en el caso del mapeo de los TUG-2 en un TUG-3 se trata de un entramado fijo, en donde cada TUG-3 tiene una fase fija respecto al comienzo del VC-4. La primer columna del VC-4 contiene el encabezado de trayecto del VC-4, y las columnas segunda y tercera son de relleno fijo. Fig. 3.12 Mapeo de TUG-3 en un VC-4 3.4.11 MAPEO DE VC-4 EN UNA SEÑAL STM-1 El mapeo de un VC-4 en una señal STM-1 es similar al mapeo de los VC-12 en el TUG-2. Se deja flotar el VC-4 dentro de la trama STM-1, indicándose su ubicación mediante los bytes H1, H2 y H3 del apuntador de la AU-4, tal como se muestra en la figura 3.13 Fig. 3.13 Mapeo de una señal VC-4 en una señal STM-1 En la práctica se necesitan solo dos bytes para indicar la ubicación de una carga útil VC-4: el primer byte H1 y el primer byte H2. CAPITULO 4 TOPOLOGIAS BASICAS BENEFICIOS Y VENTAJAS DE LA RED SINCRONA. La transmisión sincronía supera las limitaciones que presentan las tecnologías actuales, al proporcionar los medios para satisfacer las necesidades en el transporte de datos de los servicios que se demandaran en el futuro, ofreciendo numerosas ventajas, tanto para las empresas prestadoras de servicios de telecomunicaciones como para los usuarios finales. En el desarrollo de la SDH se tomaron en cuenta las limitaciones que presenta la operación de la red PDH, tener facilidades para transportar todas las señales que están operando en este momento y ser capaz de transportar las señales que los servicios que están en proceso de desarrollo. Para cumplir con ese propósito fue necesario el diseño de elementos de red que cumpliera con las características antes mencionadas y los requisitos específicos de esta nueva tecnología, además de utilizar los elementos existentes que fueran compatibles con la SDH. Para su estudio clasificaremos en tres grupos: Medios de transmisión. Elementos de la línea. Elementos de multiplexaje. En este capitulo mostraremos estos elementos y la forma en que estos se relacionan dentro de la red de Transmisión. 4.1.- MEDIOS DE TRANSMICION. Para el desarrollo de la SDH se considero que en su transmisión se utilizaran sistemas de transmisión confiables y eficientes, adoptando el uso de la fibra óptica. La fibra óptica con sus características de alta inmunidad a los agentes electromagnéticos externos y la gran eficiencia lograda en la actualidad permite incluir en la señal SDH un método muy sencillo para la corrección de errores. Lo cual nos redunda en una mayor área útil para el transporte de información. La transmisión de la SDH por cable coaxial, radio o satélite esta limitada por el ancho de banda que pueden manejar estos medios de transmisión, y su uso solamente esta normalizado para manejar hasta la señal STM-1. 4.1.1 SEÑAL DE LINEA. La señal SDH es básicamente un tren de datos digitados en serie y principalmente se transmite por enlaces ópticos, aunque como ya mencionamos pueden utilizarse medios eléctricos y electromagnéticos. Cuando se utilizan medios de transmicion que usen interfaces ópticas, dependiendo del estado lógico que estemos transmitiendo, en la línea tendremos dos condiciones: No hay emisión de Luz Hay emisión de Luz Cero lógico Uno lógico. Las recomendaciones de la CCITT para la SDH incluyen especificaciones para las líneas ópticas que llevan señales SDH; la recomendación G.957 trata los “interfaces ópticos y sistemas relacionados con la SDH”, mientras que la recomendación G.958 trata sobre “Sistemas de línea digital basados en la SDH, para utilización en cables de fibras ópticas”. Estas recomendaciones definen una gran variedad de sistemas que pueden ser utilizados, dependiendo de la aplicación. Las diferentes recomendaciones son ajustadas para cada una de las categorías, dependiendo de la velocidad de transmisión (STM-1, STM-4 y STM16), del tipo de fibra óptica y de la longitud de onda (1310 nm ò 1550 nm). En la tabla 4.1 podemos ver algunas de las características de los medios de transmisión obtenidas de la recomendación G.957. Entre Centrales Larga Distancia Aplicación InterCentrales Longitud de Onda Nominal (nm) 1310 1310 1550 1310 Tipo de Fibra G.652 G.652 G.652 G.652 Distancia <2 Corto Alcance 15 40 1550 G.652 G.654 G.653 60 (Km.) Tabla 4.1 Clasificación de enlaces ópticos Para las interfaces eléctricas y electromagnéticas la CCITT solo desarrollo la normatividad para las señales STM-1 debido a la limitación en el ancho de banda de estos medios de transmisión en las interfaces eléctricas. En estos medios se utiliza el código de inversión de marcas codificadas, para evitar las componentes de CD provocadas por grandes cadenas de unos ò ceros consecutivos. Este código tiene dos niveles con no retorno a cero, en el cual el cero se codifica para que se obtengan dos niveles consecutivos en cada mitad de un intervalo de tiempo, y el uno se codifica como cualquier nivel de amplitud pero en el intervalo de tiempo completo y van alternados. Las reglas de conversión son las siguientes: 1. Para un cero binario, siempre hay una transición positiva a la mitad del intervalo de tiempo. 2. Para un uno binario se utilizan los siguientes incisos: A.Habrá una transición positiva al comienzo del intervalo de tiempo si el nivel precedente fue negativo. B.- Habrá una transición negativa si al comienzo del intervalo de tiempo si el último uno binario fue positivo. Las señales de línea se ilustran en la figura 4.1 Fig. 4.1 Señales de linea para interfaces opticas y electricas. 4.2 EQUIPOS DE LINEA. Cuando la distancia entre los puntos en que se realiza una comunicación rebasa los parámetros establecidos en las recomendaciones del CCITT para el transporte de las señales de SDH, se hace necesario el uso de regeneradores de señal. Estos equipos se insertaran en la red cada cierta distancia la cual estará en función del tipo de fibra óptica, longitud de onda de la interface óptica y la velocidad de transmisión de la señal. Las interfaces ópticas más usuales son las de 1310 nm. y 1550 nm. y las distancia entre regeneradores para estas longitudes de onda y una fibra óptica multimodo puede llegar a ser de unos 80 Kms. Para el caso de transmisión por radio, la distancia estará determinada por el medio ambiente que rodee el lugar de emisión, la potencia del equipo y la frecuencia portadora. Los regeneradores en los enlaces vía satélite serán necesarios solamente cuando la zona de recepción se encuentre fuera del lóbulo de radiación de su antena. Las función principal de los regeneradores es la de restaurar el nivel de las señales digitales transmitidas. Con la experiencia obtenida de la PDH en la tecnología SDH se planteo la necesidad de agregarle funciones extra a este elemento, como son: detección de errores en la información transportada, informe de alarmas de los elementos de la red, administración del trayecto de regeneradores y monitoreo del desempeño del enlace. Para esto el regenerador de sección de regeneradores (RSOH), como lo muestra la tabla 4.2. Bytes Funciones detección de Errores a través del chequeo de paridad BIP-8 B1 D1 a E1 F1 D3 Canal de datos para la Administración del equipo de línea Canal de habla para la sección de regeneradores Identificación de la sección dañada en una cadena de secciones de regeneradores Tabla 4.2 Información a la que se puede acceder a través de los regeneradores. Como veremos posteriormente a todos los elementos de la red SDH, en base a la trama de señal, les agregaron funciones procurando obtener mayor confiabilidad y un mejor control de la red. 4.3 EQUIPO DE MULTIPLEXAJE Y TOPOLOGIAS EN LA RED SDH. Inicialmente la tecnología SDH se desplegó en las instalaciones existentes reemplazando y actualizando las redes basadas en sistemas PDH, y durante algún tiempo de tradición coexistieron estos dos sistemas. Esta evolución de la red, considerada por el CCITT, llevo a desarrollar elementos de red que acepten señales PDH. Cada uno de los elementos de multiplexaje de la SDH esta asociado a una topología especifica, de acuerdo a sus características. A continuación se describirán los diferentes elementos, sus funciones y las topologías a las que dan origen. 4.3.1 MULTIPLEX TERMINAL DE LINEA (LTM). Su uso principal es como interfaz para ingresar las señales PDH (2, 34, 140 Mb/s) a la red SDH (STM-N) además de multiplexar las señales de SDH de bajo orden hacia una tributaria Sincrona de mayor orden (STM-4) ò 16). Este equipo nos proporciona acceso a diferentes informaciones dentro del encabezado de sección de múltiplex (MSOH). Como se observa en la siguiente Tabla: Bytes Funciones Detección de errores a través del chequeo de paridad BIP-24 B2 D4 a D12 Canal de Datos para la Administración del equipo multiplexor E2 Canal de Habla para la selección de múltiplex K1 y K2 Señalización de protección para la sección de múltiplex S1 M1 Z1 y Z2 Estado de la Sincronización Transferencia de la cuenta los errores de bloqueo del extremo distante Uso futuro Tabla 4.3 Información a la que se puede acceder a través de un LTM. La administración de estos datos y otros que veremos en otros elementos se llevara a cabo a través de un sistema de gestión, Como opción los LTM`s pueden contar con una interface de transmisión secundaria la cual se utilizara para la conmutación de protección interna 1 + 1. La representación grafica de este elemento la podemos ver en la figura 4.2. 2.34 ò 140 Mb/s ò STM-1 STM-n (n= 4 ò 16) Conmutación de Protección 1+1 Fig. 4.2 Multiplexor Terminal de línea. TOPOLOGIA PUNTO A PUNTO Esta topología esta formada por un enlace fijo entre dos puntos establecidos, en los cuales se tiene el equipo multiplexaje. La tecnología PDH utiliza esta configuración para su funcionamiento, para iniciar el despliegue de la SDH con poca o ninguna modificación de la infraestructura existente se usan los LTM`s como se muestra en la Fig. 4.3. De esta manera los LTM`s se convierten los sucesores naturales de los sistemas de línea de 140 Mb/s y de 565 Mb/s que actualmente se desplieguen en las redes centrales basadas en PDH. En las nuevas instalaciones estos sistemas PDH se están reemplazando por sistemas STM-4 y STM-16. En la figura 4.3 podemos ver la representación grafica de esta topología. TRAYECTORIA PRIMARIA Tributaria de orden Tributaria de orden STM -n (N = 4 Ò 16) TRAYECTORIA DE RESPALDO Fig. 4.3 Topología punto a punto 4.4.2 MULTIPLEXOR DE INSERCION-EXTRACCION (ADM) Dentro de la tecnología SDH el ADM (add Drop Múltiplex) es el elemento que presenta varias características muy atractivas, pues con este podemos elaborar configuraciones que dentro del PDH resultaban costosas y complicadas, como es extraer e insertar información de bajo orden en una tributaria Sincrona de alto orden sin la necesidad de demultiplexarla completamente. Se puede decir que el ADM es un LTM con una interfaz de transmisión secundaria, la cual en lugar de utilizarse como protección interna (configuración 1+1), se usa para manejar las informaciones Este-Oeste. Pero la característica única de este elemento es la extracción e inserción de información de la tribtaria que pasa por él. Como vimos en capítulos anteriores, la señal SDH incluye dentro de la trama STM-N información que permite localizar inclusive señales de 2Mb/s, las cuales llevan los datos de su destino dentro de encabezados en el POH. El ADM se encarga de procesar los encabezados y encontrar las diferentes señales que se van a quedar en ese lugar para extraerla de la trama STM-N, e insertar a esta señal Sincrona datos que serán transportados a diferentes localidades dejando intacta la información que no se extraerá en ese lugar. Todo este proceso se realiza por medio de software, evitando la implementación de bancos múltiplex espalda con espalda como se hacia con la tecnología PDH. Para llevar a cabo las funciones antes descritas, este elemento tiene acceso a diferentes informaciones dentro del encabezado de sección de múltiplex (MSOH), como se observa en la siguiente tabla: Tabla 4.4 Información que accesa un ADM. En la figura 4.4 se muestra la implementación de la función de inserción extracción en PDH. Lo cual nos permite establecer una de las ventajas de la SDH sobre la PDH, ya que esta función ahora la podemos realizar con un solo elemento. Figura 4.4 Extracción e Inserción Plesiocrona. Con la introducción en la red del ADM obtenemos la reducción en la cantidad de equipo de multiplexaje utilizado y esto se refleja en diferentes rubros como son: menor espacio ocupado, ahorro de energía y simplicidad en el mantenimiento En la Figura 4.5 podemos ver la representación grafica del ADM. STM-n STM-n Figura 4.5 Multiplexor de inserción-Extracción. TOPOLOGIA DE ANILLO La implantación del ADM en la red agrega una nueva dimensión en su diseño, pues al simplificar el proceso de inserción extracción permite la creación de anillos de SDH. Esta topología aprovecha algunas de las características sobresalientes de la SDH, al utilizar los encabezados transportados en la trama STM-N proporcionando mayor flexibilidad a la distribución del ancho de banda para los diferentes usuarios así como protección en la red. La protección de la red se obtiene al formar anillos bidireccionales en los cuales si ocurre un desvanecimiento de la señal o un corte en el medio de transmisión, se reenruta la información en el sentido opuesto permitiéndole llegar así a su destino. Se deben hacer consideraciones especiales en el dimensionamiento de los medios de transmisión pues las señales reenrutadas deben tener el espacio adecuado para poder circular en el momento en que ocurra una falla. El uso principal de la topología de anillos se encuentra en la red de acceso local. La fig. 4.6 se encuentra la representación grafica de la topología de anillos. 2 Mb/s 2 Mb/s 2 Mb/s 2 Mb/s 34 Mb/s 34 Mb/s Figura 4.6 Topología de Anillos 4.3.3 TRANSCONECTOR DIGITAL SÍNCRONO (SDXC) El SDXC (Synchronous Digital Cross Conector) es un dispositivo que permite seleccionar y reenrutar, por medio de un programa almacenado, uno o más canales de orden inferior pertenecientes a la tributaria transmitida. Lo cual proporciona diversidad en los medios de transmisión a través de los cuales se llevará la información. El SDXC está formado por LTM’s ó ADM’s y por una matriz de transconexión, en donde primero se extraen las señales, a través del demultiplexaje SDH, que serán reenrutadas y posteriormente se llevan a la matriz, la cual proporciona los puntos de acceso a otras tributarias SDH que viajan sobre medios de transmisión diferentes a la trayectoria original. Las señales así transconectadas son integradas a estas tributarias a través del multiplexaje SDH. La función obtenida de esta manera se puede aprovechar para proporcionar protección a las señales prioritarias al transconectar la misma señal a dos tributarias que tengan al mismo destino pero por trayectorias diferentes ó crear una malla en donde transiten señales de alto orden y a través de estos elementos las señales de bajo orden sean admitidas a esta malla. Estos dispositivos se clasifican en términos de su interfaz de línea y el nivel de conmutación. SDXC m/n m= nivel de interfaz de línea (1 a 4) n= nivel de conmutación (0 a 4) donde: m debe ser mayor o igual a n Los niveles se refieren al orden de la señal: 0=64 Kb/s 1=2 Mb/s 2=8 Mb/s 3=34 Mb/s 4=140 Mb/s ó STM-1 Por ejemplo: SDXC 4/4 Interfaces de línea STM-1 Conmuta en nivel de STM-1 SDXC 1/0 Interfaces de 2 Mb/s Conmuta en nivel de 64 Kb/s SDXC 4/1 Interfaces STM-1 Conmuta en nivel de 2 Mb/s La representación del SDXC la tenemos en la figura 4.7 STM-1 STM-1 STM-1 STM-1 STM-1 STM-1 STM-1 STM-1 Figura 4.7 Transconector Digital Sincrono TOPOLOGIA DE MALLAS Como ya lo mencionamos esta topología proporcionara diversidad en los medios de transmisión a través de los cuales se llevara la información. Esta función se puede utilizar para brindar protección por medio de rutas alternativas en caso de que algunos enlaces tuvieran daño. STM-N STM-N STM-N SDXC SDXC SDXC SDXC STM-N Figura 4.8 Topología de Mallas 4.4 TOPOLOGIA FINAL Conforme se adelante en al implantación de la SDH se podrán contar con las diferentes topologías antes mencionadas. Esto nos llevara a una configuración en donde habrá una topología malla como núcleo de la red de larga distancia y topologías de anillos que permitirán el acceso a la red tanto local como de larga distancia, logrando con esto obtener el máximo rendimiento y la mayor flexibilidad en la red SDH. Acceso A la red Acceso A la red Acceso A la red Fig. 4.9 Topología Final Jerarquía Digital Síncrona - SDH 4.5 PROTECCION Y RESTAURACIÓN Como se mencionó anteriormente, en el diseño de la SDH se implementaron funciones nuevas las cuales proporcionen eficiencia y confiabilidad. Dentro de estas se encuentran las funciones de protección y restauración, que son usadas para incrementar la disponibilidad de la red de transporte, lo cual se logra mediante la sustitución de los elementos dañados o degradados. 4.5.1 PROTECCIÓN Esta función se encarga de proteger la información transmitida mediante el uso de la capacidad entre nodos predefinida, o sea por medios de transmisión diferente. En la topología mas simple se tiene un trayecto de protección dedicada por cada entidad de trabajo (1+1), el que entrará en funcionamiento la vía principal (1) se encuentre en condiciones no aptas para prestar servicio, entonces la vía alterna (+1) tomará su lugar para realizar la transmisión. Para lograr que esta función tenga un mayor efecto, los medios de transmisión, principal y de protección, deben estar totalmente independizados. En arquitecturas complejas tendrán un número m de entidades de protección compartidas entre un número n de entidades de trabajo. 4.5.2 RESTAURACIÓN Esta función hace uso de cualquier capacidad disponible entre nodos. En general los algoritmos usados para la restauración involucran reenrutamiento. En este caso cierto porcentaje de la capacidad de la red estará reservada para reenrutar el tráfico. Existen dos tipos de arquitectura de protección: Protección de Trayecto, en la cual una condición de falla en un nivel inicia un proceso de reconfiguración dentro del mismo nivel, pudiendo proteger situaciones como son: Fallas en el nivel servidor (mediante monitoreo AIS o detección de señal SSF Server Signal Fail) Excesivos errores a nivel de bit (mediante monitoreo del BIP) Conexiones equivocadas (mediante monitoreo de identificación de trayecto) Arreglos equivocados de la carga de información (mediante monitoreo de etiquetas de señal de trayecto) El proceso de sustitución de trayectos está modelado mediante la introducción de un subnivel de protección. Para modelar la conmutación entre las conexiones de trabajo y de protección se hace uso de una matriz de protección. El resultado de el monitoreo de 80 Jerarquía Digital Síncrona - SDH los trayectos es proporcionado a esta matriz mediante una función de falla de señal de trayecto (TSF). La función de adaptación y protección proporciona acceso hacia un canal de conmutación automática o APS (Automatic Protection Swicht). Esto permite la conmutación entre las funciones de desconexión de las matrices de protección, entre el emisor y el punto remoto. Puntos de Conexión Puntos de Conexión Canal de APS Matriz de Protección Matriz de Protección Ruta 1 Ruta 2 Fig. 4.10 Modelo genérico de protección de Trayecto (protección 1+1) Protección de conexión de subred, en este caso una condición de falla en el nivel inicia la conmutación de reconfiguración en el nivel cliente. Esta protección solamente protege contra fallas del servidor. El nivel servidor lleva a cabo el proceso de detección de fallas y envía la información al cliente mediante la señal de falla de señal de servidor (SSF). La información de estado del trayecto en el nivel servidor es proporcionada a la matriz mediante la función de falla de señal de servidor. 81 Jerarquía Digital Síncrona - SDH CAPITULO 5 SINCRONIZACIÓN Las redes de transporte de datos actuales admiten gran variedad de conexiones, en las cuales es necesario controlar las posibles degradaciones que sufre las señales digitales en su transmisión y en su conmutación, ya que en caso contrario se pueden presentar errores y deslizamientos que ponen en riesgo la prestación del servicio. Los errores y deslizamientos en una red digital son el resultado de un desajuste en los procesos de sincronización asociados a la transmisión o conmutación de la señal y se traducen en pérdidas de transmisión en las secuencias de bits, sin que se pueda controlar su magnitud ni el instante en que ocurren. La tecnología PDH se encarga de solucionar estos problemas sobre la base de memorias elásticas, las cuales permiten añadir bits de relleno cuando la señal no esta correctamente sincronizada. La esencia de la tecnología SDH reside en la operación de manera síncrona. Una red digital se considera síncrona si : Los instantes en que se presentan los cambios de estado lógico sucesivos de la señal digital, tienen la misma cadencia media a lo largo de toda la cadena de conmutación-transmisión. Para que el equipo SDH opere de manera síncrona dentro del dominio del operador, requiere una distribución adecuada de las señales de temporización entre los relojes de los elementos de la red y de esta 82 Jerarquía Digital Síncrona - SDH manera evitar el proceso de apuntadores (compensación de los deslizamientos en la SDH), cuando a red se encuentra en condiciones normales de operación. Cada elemento de la SDH cuenta con un reloj interno para su funcionamiento que se denomina reloj de nodo. Este reloj tendrá diferentes comportamientos, de acuerdo al estado que presente la red de sincronía, y en forma general consideramos dos. MODO DE SEGUIMIENTO RÁPIDO. Modo de operación de un reloj en el cual éste sigue una referencia externa u emplea constantes de tiempo que se alterarán rápidamente la frecuencia del oscilador local en concordancia con la sincronía de la frecuencia de referencia. Este funcionamiento es el que consideraremos normal dentro de los elementos de la SDH. MODO DE RETENCIÓN (HOLDOVER). Condición de operación de un reloj subordinado, en el cual su oscilador local no está siguiendo una referencia externa de sincronización, pero está usando una técnica de almacenamiento que permite mantener exactitud con respecto a la última comparación de fase conocida con respecto a una referencia de sincronización externa. Este caso se presenta cuando el elemento ha perdido momentáneamente el contacto con la red de sincronización, en esta situación podrá tomar referencia de la misma señal STM-N, con lo cual puede seguir trabajando en el modo de seguimiento rápido. 83 Jerarquía Digital Síncrona - SDH 5.1 MÉTODOS DE SINCRONIZACIÓN. Existen dos métodos fundamentales para sincronizar relojes nodales, su clasificación está basada en la forma que se distribuyen las señales de sincronización y el modo de interactuar con los osciladores locales de los elementos de la red. A continuación mencionaremos en forma general estos métodos. 5.1.1 SINCRONIZACIÓN MUTUA. Funciona mediante varias fuentes de reloj con la misma frecuencia nominal entrelazadas mediante enlaces de sincronía. Todas las señales de reloj son combinadas en un circuito de regulación que se encuentra dentro de cada uno de los elementos de la red, de este circuito obtenemos una frecuencia promedio que permanecerá estable aún en caso de falla de algunos osciladores individuales. 84 Jerarquía Digital Síncrona - SDH Fig. 5.1 Configuración de los enlaces de sincronía en la sincronización mutua. 5.1.2 SINCRONÍA MAESTRO-ESCLAVO. La sincronía maestro- esclavo se caracteriza por utilizar una jerarquía de relojes, los cuales tomarán referencia de su nivel inmediato superior. El nivel más alto corresponderá al reloj con la mayor precisión disponible (PRC Primary Reference Clock), este enviará señales de temporización a los de segundo nivel que tomarán esta referencia para sincronizar sus osciladores locales y así en forma sucesiva hasta llegar a los niveles inferiores. La CCITT (ITU-T) optó por el uso de la sincronización maestro-esclavo en la SDH debido a la facilidad en su implementación y el ahorro en los enlaces de sincronía. Para la distribución de las señales de reloj entre los diferentes niveles jerárquicos se crea una red de distribución que normalmente utiliza la infraestructura de la misma red de transporte. 85 Jerarquía Digital Síncrona - SDH Fig. 5.2 Configuración de los enlaces de sincronía en la sincronización maestroesclavo. 5.2 TOPOLOGÍAS EN LA RED DE SINCRONIZACIÓN DE LA SDH. Para llevar la red de sincronía hacia los elementos de la red SDH por el método maestro-esclavo, en la SDH se utilizan dos topologías: 5.2.1 TOPOLOGÍA DE ÁRBOL. En esta topología los relojes de mayor jerarquía proporcionan señales de referencia a los relojes de menor jerarquía, los cuales solamente aceptan la señal de temporización de relojes de un nivel jerárquico igual ó mayor consiguiendo de esta manera la sincronización de la red. La figura 5.3 nos muestra un diagrama de esta topología. Fig. 5.3 Topología de árbol. 5.2.2 TOPOLOGÍA ESTRELLA . 86 Jerarquía Digital Síncrona - SDH Los elementos de la red de transmisión toman la señal de sincronía del nodo con el nivel jerárquico más alto al que tengan acceso. Si este nodo distribuye su señal a varios elementos se forma una topología de estrella, en la que todos los elementos conectados a este nodo recibirán la misma señal de sincronía permitiéndoles estar en sincronía con el resto de la red. En la figura 5.4 se muestra el diagrama de esta topología. Fig.5.4 Topología de estrella. 5.3 REQUERIMIENTOS DEL RELOJ. Las recomendaciones G.811, G.812 y G.81s de la CCITT (ITU-T), describen las características que deben cumplir los relojes que utiliza la SDH. La G.811 describe la PRC, la G.812 describe a los relojes 87 Jerarquía Digital Síncrona - SDH esclavo y la G.81es una recomendación preliminar que especifica los relojes en los elementos de la SDH. Los relojes están ordenados en una jerarquía que está en función a sus niveles relativos de funcionamiento, se tienen relojes de clase 1, 2, 3 y 4. Considerando clase 1 como el reloj de más alta calidad y el reloj de clase 4 como el de más baja calidad. La calidad de un reloj deberá medirse en términos de su exactitud con respecto al tiempo. Esta exactitud se refiere al funcionamiento del reloj cuando no recibe referencia de entrada. El Tiempo Universal Coordinado (UTC Universal Time Coordinated) es la referencia de tiempo que se utiliza para comparar la exactitud de los relojes que se utilizan en la SDH. En la tabla 5.1 observamos la clase de cada reloj y el valor de exactitud mínima que debe cumplí al compararlo con el UTC. Exactitud Nivel de Reloj mínima Clase 1 1x10-11 Clase 2 3.4x10-9 Clase 3 1.6x10-8 Clase 4 4.6x10-6 Tabla 5.1 Jerarquización de relojes sobre la base de su exactitud mínima. 88