La Jerarquía Digital Síncrona

Transcripción

1 La Jerarquía Digital Síncrona VC-12 TU-12 TUG-2 SDH TUG-3 VC-4 AU-4 SOH 1

2 La Trama PCM Primaria de 2 Mbit/s 2

3 Velocidades Normalizadas PDH 3

4 Velocidades de transmisión plesiócronas 4

5 Características de la PDH El primer nivel (E1 ó T1) se trata bajo la forma de octetos Los niveles superiores se tratan bajo la forma de bits La duración de las tramas no es uniforme La alineación de tramas se obtiene mediante una señal de alineación de trama No todas las interfaces están estandarizadas Baja capacidad de los canales de servicio constituidos de bits en la señal de alineación de trama, utilizados primordialmente para alarmas remotas Debido a la necesidad de gestión, los equipos de línea generalmente crean una trama propia, no estandarizada, para incluir canales de servicio y monitorización de errores 5

6 Multiplexación PDH 6

7 Por qué SDH? 1. Altas velocidades de transmisión 2. Función simplificada de inserción/extracción 3. Alta disponibilidad y grandes posibilidades de ampliación 4. Fiabilidad 5. Plataforma a prueba de futuro 6. Interconexión 7

8 Altas velocidades de transmisión Los modernos sistemas SDH logran velocidades de 10 Gbit/s. SDH es la tecnología más adecuada para los backbones, que son realmente las superautopistas de las redes de telecomunicaciones actuales. 8

9 Función simplificada de inserción/extracción Comparado con los sistemas PDH tradicionales, ahora es mucho más fácil extraer o insertar canales de menor velocidad en las señales compuestas SDH de alta velocidad. Ya no hace falta demultiplexar y volver a multiplexar la estructura plesiócrona, procedimiento que en el mejor de los casos era complejo y costoso. 9

10 Alta disponibilidad y grandes posibilidades de ampliación La tecnología SDH permite a los proveedores de redes reaccionar rápida y fácilmente frente a las demandas de sus clientes. Por ejemplo, conmutar las líneas alquiladas es solo cuestión de minutos. Empleando un sistema de gestión de redes de telecomunicaciones, el proveedor de la red puede usar elementos de redes estándar controlados y monitorizados desde un lugar centralizado. 10

11 Fiabilidad Las modernas redes SDH incluyen varios mecanismos automáticos de protección y recuperación ante posibles fallos del sistema. Un problema en un enlace o en un elemento de la red no provoca el colapso de toda la red, lo que podría ser un desastre financiero para el proveedor. Estos circuitos de protección también se controlan mediante un sistema de gestión 11

12 Plataforma a prueba de futuro Hoy día, SDH es la plataforma ideal para multitud de servicios, desde la telefonía tradicional, las redes RDSI o la telefonía móvil hasta las comunicaciones de datos (LAN, WAN, etc.) y es igualmente adecuada para los servicios más recientes, como el video bajo demanda (VOD) o la transmisión de video digital vía ATM o cualquier otra tecnología. 12

13 Interconexión Con SDH es mucho más fácil crear pasarelas entre los distintos proveedores de redes y hacia los sistemas SONET. Las interfaces SDH están normalizadas, lo que simplifica las combinaciones de elementos de redes de diferentes fabricantes. La consecuencia inmediata es que los gastos en equipamiento son menores en los sistemas SDH que en los sistemas PDH. 13

14 Características de la SDH Tratamiento a nivel de byte Duración de la trama uniforme (125 s) es decir, la trama se repite 8000 veces por segundo Utilización de punteros para identificar las tramas de los tributarios para adaptación de velocidad (justificación) Canales de servicio y supervisión de gran capacidad 14

15 Ventajas de la SDH Menor cantidad de pasos de multiplexación Menos interfaces de transmisión Tributario único estandarizado para cualquier velocidad todo el procesamiento se realiza a nivel de STM-1 Posibilidad de transportar y mezclar señales de diferentes jerarquías PDH en un único STM-1 Canales de operación y mantenimiento (O&M) integrados Realización de redes flexibles con el uso de ADMs y DCXs (add & drop multiplexers y digital cross-connects) Compatibilidad entre equipos de diferentes marcas Reducción del costo de los equipos 15

16 Ventajas de la SDH (cont.) Menores costos de mantenimiento Reducción del stock de repuestos Mayor confiabilidad y disponibilidad Equipo apto para el futuro La SDH constituye la capa física de la RDSI de banda ancha Crecimiento modular Reducción de equipos redundantes (para protección) 16

17 Ventajas de la SDH 17

18 Modelo de capas SDH 18

19 Modelo de capas SDH Las dos capas VC representan una parte del proceso de mapeado. Mapeado es el procedimiento por el cual las señales tributarias, como las señales PDH y ATM, se empaquetan en los módulos de transporte SDH. Para las señales de 140 Mbit/s o ATM se emplea el mapeado VC-4 mientras que para las señales de 2 Mbit/s se usa el mapeado VC

20 Características de la SDH 20

21 Características de la SDH 21

22 ELEMENTOS 22

23 Aplicaciones de la SDH Los sistemas SDH pueden utilizarse: En las redes actuales, como sistemas de transmisión, en lugar de los sistemas plesiócronos, sin cambio de la arquitectura de las redes En las futuras redes troncales síncronas en forma de anillos o barras (buses) En las futuras redes de acceso, ofreciendo servicios de alta velocidad y banda ancha (p. ej., en aplicaciones de transmisión de video y LAN/MAN/WAN) 23

24 Desventajas de la SDH La planificación de redes es totalmente distinta La sincronización requiere consideraciones especiales Es preciso disponer de una estrategia de evolución de PDH a SDH La gestión de la red presupone una TMN (Telecommunications Management Network) para sacarle el máximo provecho a la jerarquía digital síncrona La capacidad del STM-1 es mayor que la necesaria (mucho overhead) el overhead es aún mayor a velocidades más elevadas 24

25 25

26 Diferencias entre PDH y SDH 26

27 La Trama STM-1 27

28 La Trama STM-1 (cont.) 28

29 La Trama STM-1 29

30 Cabecera de sección (SOH) 30

31 Definición de contenido (SOH) 31

32 Cabecera de Trayecto (POH) La cabecera de trayecto (POH) más un contenedor forman un contenedor virtual. La función de la cabecera POH es monitorizar la calidad e indicar el tipo de contenedor. EI formato y el tamaño de la cabecera POH dependen del tipo de contenedor. Hay dos tipos de cabeceras: 32

33 Cabecera de Trayecto (POH) 33

34 Función del Nodo de Red SDH 34

35 Definiciones En SDH, todo el procesamiento de tributarios se realiza a nivel de STM-1 Las tramas tributarias de cada señal son, por lo tanto, virtuales (configuradas por bytes en posiciones designadas de las áreas de carga) Como no hay interfaces eléctricas correspondientes a las tramas tributarias, estas son nombradas virtuales Las tramas tributarias son diseñadas para contener cargas útiles (señales a velocidades de la jerarquía PDH, celdas ATM, espacios de carga para tramas tributarias más chicas, etc.) Por eso, son denominadas contenedores Consecuentemente, un contenedor virtual es el nombre con que se designa una tributaria SDH transportada en una señal STM-1 35

36 Definiciones (cont.) Los contenedores virtuales son transportados en las áreas de carga, las cuales, en SDH, son denominadas unidades Se puede hacer una analogía entre las unidades de una trama SDH y grupos de time slots (ó intervalos de tiempo) de una trama E1 Cuando se transporta una señal de n x 64 kbit/s en una trama E1, esa carga va en un área configurada por n time slots, donde cada time slot es un byte que se repite 8000 veces por segundo Una unidad en la SDH también es un grupo de bytes (que se repiten 8000 veces / seg) en posiciones fijas dentro de la trama a la cual pertenecen Una unidad administrativa es un conjunto de intervalos de tiempo, o bytes, en posiciones fijas dentro de la trama STM-N Una unidad tributaria es un conjunto de intervalos de tiempo, o bytes, en posiciones fijas dentro de un contenedor virtual 36

37 Definiciones (Resumen) Unidad administrativa (AU) Subdivisión de la señal STM-N Contenedor virtual de alto orden (VC-4 ó VC-3) Trama tributaria virtual SDH, transportada en las unidades administrativas Unidad tributaria (TU) Subdivisión de un VC de alto orden Contenedor virtual de bajo orden (VC-3/ETSI, VC-2, VC-12, VC-11) Trama tributaria virtual SDH, transportada en las unidades tributarias Puntero Número binario que permite encontrar en que posición dentro de una AU o TU se encuentra el inicio del VC ahí transportado Como la tasa de repetición del VC es nominalmente la misma que de la unidad en donde es transportada, ese número permanece constante a menos que sea necesaria una justificación (cuando cambia en una unidad para más o para menos) 37

38 Inserción de una señal tributaria de 140 Mbit/s en la señal STM-1 38

39 Estructura de la SDH opción SONET no siempre implementada 39

40 Estructura ETSI 40

41 Estructura ANSI opción SONET no siempre implementada 41

42 Diferencia entre SDH y SONET 42

43 Esquema de multiplexado SONET 43

44 Punteros EI empleo de punteros otorga a las comunicaciones síncronas una ventaja sustancial sobre la jerarquía plesiócrona. Los punteros sirven para localizar contenedores virtuales individuales en la carga útil (payload) del módulo de transporte síncrono. EI puntero puede indicar directamente un contenedor virtual VC-n desde el nivel superior de la trama STM-1. También es posible recurrir a estructuras de punteros encadenados. EI puntero AU-4 señala inicialmente la cabecera VC-4. 44

45 Formato de los Punteros de la AU 45

46 El VC-4 en la Trama 46

47 { { El Mecanismo de Ajuste de Relojes: Decremento de Punteros 524 decremento!!!!!!

48 { { El Mecanismo de Ajuste de Relojes: Incremento de Punteros 524 incremento!!!!!!

49 El POH de un VC de Alto Orden 49

50 Configuración de un VC-3 J1 B3 C2 G1 F2 H4 Z3 K3 Z5 85 columnas C-3 50

51 Arquitectura de la Red SDH 51

52 Componentes de una Red Síncrona 52

53 Componentes de una Red Síncrona REGENERADOR Como su nombre implica, los regeneradores se encargan de regenerar el reloj y la amplitud de las señales de datos entrantes que han sido atenuadas y distorsionadas por la dispersión y otros factores. Obtienen sus señales de reloj del propio flujo de datos entrante. Los mensajes se reciben extrayendo varios canales de 64 kbit/s (por ejemplo, los canales de servicio E1, F1) de la cabecera RSOH. También es posible enviar mensajes utilizando esos canales. 53

54 Componentes de una Red Síncrona MULTIPEXORES Y TERMINALES Se emplean para combinar las señales de entrada plesiócronas y síncronas en señales STM-N de mayor velocidad. 54

55 Componentes de una Red Síncrona MULTIPLEXORES ADD/DROP (ADM) Permiten insertar (o extraer) señales plesiócronas y síncronas de menor velocidad binaria en el flujo de datos SDH de alta velocidad. Gracias a esta característica es posible configurar estructuras en anillo, que ofrecen la posibilidad de conmutar automáticamente a un trayecto de reserva en caso de fallo de alguno de los elementos del trayecto. 55

56 Componentes de una Red Síncrona TRANSCONECTORES DIGITALES (DXC) Este elemento de la red es el que mas funciones tiene. Permite mapear las señales tributarias PDH en contenedores virtuales, así como conmutar múltiples contenedores, hasta VC-4 inclusive. 56

57 Multiplexación Síncrona Ejemplo: generación de una señal STM-4 Las señales STM-1 multiplexadas son generadas localmente en el nodo STM-1-1 STM-1-2 STM-1-3 STM-1-4 AAA - - BBB - - CCC - - DDD - - 4:1 Por eso, son síncronas entre si, y están en STM-4 fase (todas generan el mismo byte de la ABCDABCDABCD... trama simultaneamente) El reloj de transmisión hacia la línea es síncrono, y exactamente 4 veces más rápido que los procesos STM-1 síncronos Como entonces podemos multiplexar señales provenientes de otros sítios? RESPUESTA: no podemos 57

58 Multiplexación Síncrona (cont.) Los procesos STM-1 multiplexados son siempre síncronos y están en fase (son generados localmente, con un único reloj, el cual también genera el STM-N) El truco es que al recibir señales de otro sitio, el nodo identifica los VC allí transportados, los extrae y los vuelve a mapear en la nueva trama que genera localmente, justificando los VC a las nuevas áreas de carga si es necesario STM-1 remotos VC Rel.1 Rel.2 Rel.3 VC VC VC Rel.4 STM-N 58

59 STM-N (Synchronous transport module, nivel N) 59

60 PROTECCIÓN LINEAL EI mecanismo de protección más simple es el Cada línea en servicio está respaldada por una línea de protección. Si surge algún defecto, el agente de protección situado en los elementos de ambos extremos conmuta el circuito activando la línea de protección. La conmutación se dispara por defectos tales como LOS (perdida de señal). La conmutación en el extremo lejano se inicia devolviendo una señal de reconocimiento (ACK) a través del canal. 60

61 Protección lineal 61

62 PROTECCIÓN EN ANILLO Cuanto mayor es el ancho de banda transportado por las fibras ópticas, mayores son las ventajas de las estructuras en anillo frente a las estructuras lineales. Un anillo es la forma más simple y económica de enlazar varios elementos de red. Para este tipo de arquitectura existen diversos mecanismos de protección, algunos de los cuales están especificados en la Recomendación G.841 de la UIT-T. Una consideración importante en las estructuras en anillo es si las conexiones son unidireccionales o bidireccionales. 62

63 ANILLO UNIDIRECCIONAL 63

64 ANILLOS BIDIRECCIONALES Las conexiones entre los elementos de la red son bidireccionales, por la ausencia de flechas. La capacidad total de la red puede dividirse en varios trayectos, cada uno de ellos con una línea de trabajo bidireccional. Si se produce un fallo entre los elementos vecinos A y B, el elemento B activa la conmutación de protección y controla al elemento A mediante los bytes K1 y K2 de la cabecera SOH. 64

65 Gracias por su atención! 65