SONET / SDH. Preparado por: José Fernando Sánchez S. Sistemas de Comunicaciones Avanzadas UNITEC. (Abril-Julio 2011)

Transcripción

1 SONET / SDH Preparado por: José Fernando Sánchez S Sistemas de Avanzadas UNITEC (Abril-Julio 2011) Sistemas de

2 SONET / SDH Orígenes de SONET/SDH Características Señal básica Arquitectura Niveles SONET Tramas SONET Multiplexación SONET Redes SONET Sistemas de

3 Orígenes de SONET/SDH ECSA (Exchange Carriers Standard Association) en los Estados Unidos para posibilitar la conexión normalizada de los sistemas de fibra óptica entre sí. En las últimas etapas entró también el CCITT (Comité Consultivo Internacional Telefónico y Telegráfico), antecesor del actual ITU-T, de la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) para que se pudiera desarrollar una norma que posibilitara la interconexión mediante fibra de las redes a nivel mundial. Desarrollo del estándar SDH (Synchronous Data Hierarchy) (Jerarquía Digital Síncrona) por la ITU-T a finales de los años 90, estimándose que los estándares SONET/SDH podrían proporcionar las infraestructuras de transporte para la red mundial de telecomunicaciones para las siguientes dos o tres décadas. Sistemas de

4 Orígenes de SONET/SDH SDH abarca la mayoria de las tasas de SONET y es un estandar Internacional sin embargo es reconocido como un estandar Europeo debido a que sus sistemas transportan tasas de bits definidas por el ETSI (2, 34 y 140 Mbps). El estandar SDH definio el transporte de tasas de bits ANSI y ETSI (1.5, 2, 6 34, 45 y 140 Mbps) dentro de una unidad básica de transmisión de Mbps (tres veces Mbps). Por medio de una selección de opciones apropiadas SDH is compatible con SONET en cuanto a tráfico (Payload) no así en cuanto a intercambio de alarmas e información de manejo de desempeño de ambos sistemas. Aunque SONET/SDH fueron concebidos para transporte sobre F.O., existen sistemas de radio SDH capaces de brindar transporte a tasas compatibles con ambos sistemas SONET y SDH. Sistemas de

5 Características de SONET Estándar para redes de área amplia (WAN) definido por la ANSI. Tecnología de transporte que sirve para transportar muchas señales de diferentes capacidades a través de una jerarquía óptica síncrona y flexible. Es un sistema síncrono con un esquema de multiplexado por interpolación de bytes con división en el tiempo (TDM) La interpolación de bytes ofrece la posibilidad de una administración de extremo a extremo. Se transmite una trama cada 125 ms, haya o no datos útiles que transmitir (8000 tramas por segundo) Hay distintos tipos de canales estandarizados para distintas velocidades cada una con un tamaño de trama diferentes. Sistemas de

6 Señal Básica En SONET la señal básica la conocemos como señal de nivel 1 o también STS-1 (Synchronous Transport Signal level 1). Formada por un conjunto de 810 bytes distribuidos en 9 filas de 90 bytes. El conjunto de 810 bytes es transmitido cada 125 microsegundos, correspondientes a la velocidad del canal telefónico básico de 64 Kbps. La velocidad binaria final de la señal STS-1 es 51,84 Mbps. Las señales de niveles más altos están formadas por la multiplexación de diversas señales de nivel 1 (STS-1), creando una familia de señales STS-N, donde la N indica el número de señales de nivel 1 que la componen. Sistemas de

7 Señal Básica (Overhead) (Payload) Estructura de Trama de la Señal STS-1 Sistemas de

8 Señales SONET/SDH Sonet define una jerarquia de niveles de señalización eléctrica denominadas señales de transporte síncrono (Synchronous Transport Signals) STS. Las señales ópticas correspondientes se denominan portadoras ópticas (Optical Carriers) OC. La Jerarquía Digital Síncrona (SDH) especifica un sistema similar denominado Módulo de Transporte Síncrono (Synchronous Transport Module) STM que fue pensado para ser compatible con las jerarquías europeas existentes (Como las líneas E) y los niveles STS. El nivel básico de STM se define a 155,520 Mbps que es exactamente igual a STS-3. Sistemas de

9 Señales SONET/SDH Señales en la Jerarquía Digital No-Síncrona Sistemas de

10 Señales SONET/SDH Señales en la Jerarquía SONET y sus capacidades para señales de la jerarquía No-Síncrona Sistemas de

11 Velocidades SONET/SDH Señal eléctrica Portadora óptica Velocidad binaria (Mbps) Equivalencia SDH STS-1 OC STS-3 OC STM-1 STS-9 OC STM-3 STS-12 OC STM-4 STS-18 OC STM-6 STS-24 OC STM-8 STS-36 OC STM-12 STS-48 OC STM-16 STS-96 OC STM-32 STS-192 OC STM-64 STS-256 OC STS-384 OC STS-768 OC STM-256 STS-1536 OC STM-512 STS-3072 OC STM-1024 Sistemas de

12 Aspectos en Velocidades SONET/SDH La Velocidad de datos del nivel mas bajo de la jerarquía es mayor a la definida para el servicio DS-3 (44,736 Mbps) De hecho el STS-1 fue diseñado para acomodar velocidades equivalentes a las del DS- 3 cuya diferencia proporcionaría la sobrecarga necesaria en el sistema óptico. Se aumenta la eficiencia, ya que la tasa binaria de una señal STS-n (STM-n) se obtiene por entrelazado de bytes de n señales STS-1 (STM-1) en un único paso, esto es exactamente n veces la tasa binaria de una señal STS-1 (STM-1). Al mismo tiempo, las señales STS-1 (STM-1) pueden extraerse directamente sin necesidad de tener que demultiplexar la señal STS-n (STM-n) completa. La tasa de datos típica comienza en OC-3 y crece en múltiplos de 4. Mientras OC-24 y OC-1536, junto con otros tipos, como OC-9, OC- 18, OC-36, y OC-96 se pueden definir en algunos documentos de normas, que no están disponibles en una amplia gama de equipos. Sistemas de

13 Dispositivos SONET Multiplexador/Demultiplexador STS. Marcan los puntos de inicio y final de un enlace SONET, proporcionando la interfaz entre una red tributaria eléctrica y la red óptica Regenerador. Extiende la longitud del enlace (Repetidor óptico) Multiplexador de Inserción/Extracción (Add/Drop Multiplexer) ADM. Permiten la inserción o extracción de señales. Un ADM puede añadir STS s provenientes de fuentes distintas en una ruta dada o pueden eliminar una señal deseada de una ruta y redirigirla sin demultiplexar toda la señal. Terminal. Dispositivo que usa los servicios de una red SONET (Router). Sistemas de

14 Dispositivos SONET Sistemas de

15 Niveles SONET Nivel de Ruta. Responsable del movimiento de la señal desde su fuente óptica a su destino óptico Nivel de Línea. Responsable del movimiento de la señal a través de la línea física Nivel de Sección. Es responsable de transportar la señal a través de una sección físicagestiona el tramado, la ordenación de control de error. Nivel Fotónico. Se corresponde al nivel físico del modelo OSI, incluye las especificaciones físicas para el canal de F.O. Sistemas de

16 Tramas SONET Cada STS-n esta compuesta por 8000 Tramas. Cada Trama es una matriz bidireccional de de bytes con 9 filas con 90 x n columnas (STS-1 esta formada por 9 filas por 90 columnas (810 bytes), STS-3 esta formada por 9 filas por 270 columnas (2430 bytes)). Desarrollo del estándar SDH (Jerarquía Digital Síncrona) por la ITU- T a finales de los años 90, estimándose que los estándares SONET/SDH podrían proporcionar las infraestructuras de transporte para la red mundial de telecomunicaciones para las siguientes dos o tres décadas. Sistemas de

17 Estructura del formato de Tramas SONET Formato de Trama STS-1 Sistemas de

18 Estructura del formato de Tramas SONET Elementos de la Trama STS-1 Sistemas de

19 Estructura del formato de Tramas SONET Stuffing de la Trama STS-1 Sistemas de

20 Estructura del formato de Tramas SONET Uso de Punteros en una Trama STS-1 Sistemas de

21 Tributarios en Tramas SONET Estructura y tamaño de VT s en una trama STS-1 Sistemas de

22 Tributarios en Tramas SONET Tamaño y Tasa de bits para Tributarios Virtuales (VT s) en una trama STS-1 Sistemas de

23 Estructura de formato de Tramas SDH Formato de la Trama STM-1 en SDH Sistemas de

24 Estructura de formato de Tramas SDH Las sucesivas etapas para llegar al STM-1 se pueden imaginar como una serie de tramas (contenedores), una dentro de la siguiente, con información de encabezamiento adicional. Otra forma de imaginar el funcionamiento es mediante un cable multipar a grupos. El contenedor inicial es un par (con una identificación que lo particulariza denominado Path Trace); con varios pares se integra un grupo al cual se le agrega una identificación adicional; con varios grupos se integra un cable. La trama del STM-1, que se muestra en la figura anterior, contiene 270 Bytes de longitud y 9 filas de altura. Los 9 primeros Bytes se usan para la Tara de Sección SOH y para los Punteros PTR del VC-4 (fila 4). La duración de cada trama es de 125 μseg con lo cual tiene el mismo período que el muestreo del canal a 64 kb/s y la trama de 2048 kb/s. Visto desde este punto de vista cada Byte de la trama corresponde a un canal de 64 kb/s. La misma muestra la trama STS-1 (similar a STM-0 o sub-stm-1) de velocidad un tercio ( kb/s). La SOH ocupa 3 Bytes de ancho. Entrelazando 3 sistemas STS- 1 se obtiene un STS-3 equivalente a STM-1. La Tara de Sección SOH (Section Over-Head) está constituida de 9x9 Bytes de los cuales muchos no están aún definidos y quedan disponibles para aplicaciones futuras. Se detectan ciertas incompatibilidades entre generaciones de software que soportan las funciones de cada Byte. Los Bytes correspondientes a las filas 1 a 3 se utilizan para aplicaciones entre repetidores RSOH mientras que los Bytes de las filas 5 a 9 se aplican entre terminales de multiplexación MSOH. Sistemas de

25 Multiplexación SONET Mapeado. Un proceso usado cuando los tributarios son adaptados a Tributarios Virtuales VT s, añadiendo bits de justificación y cabeceras de ruta. Alineación. Este proceso toma lugar cuando un puntero es incluido en una ruta STS o en una cabecera de ruta de un Tributario Virtual, para permitir que el primer byte del Tributario Virtual sea localizado. Multiplexación. Este proceso se lleva a cabo cuando multiples capas de señales de orden inferior Son adaptadas en una de orden superior o cuando una de orden superior es adaptada en una cabecera de linea. Rellenado (Stuffing). Sonet tiene la habilidad de manejar varias tasas de entradas tributarias provenientes de señales asincronas, sin embargo en algunos casos es necesario rellenar parte de la trama con bits que no contienen información alguna pero necesarios para llenar la trama particular. Sistemas de

26 Multiplexación SONET Sistemas de

27 Redes SONET/SDH Los elementos básicos de una red óptica SONET/SDH son: sistemas ópticos de línea, multiplexores terminales, add-drop multiplexers (ADMs) y digital cross-connects (DXCs) siendo estos últimos los elementos que permiten la mayor flexibilidad en relación con la gestión de red dado que permiten conexiones sin bloqueo entre cualesquiera de sus puertos de entrada y de salida. Así, por ejemplo, para una red de Malla, varios anillos pueden enlazarse entre sí por medio de un anillo mayor utilizando DXCs para enrutar el tráfico en los puntos de unión de dos de los anillos. Los Sistemas ópticos de acceso de última generación se caracterizan por utilizar multiplexores terminales ópticos, Optical add-drop multiplexers (OADMs) y por la progresiva sustitución de estos OADMs por Optical Add/Drop Switches (OADXs) que son elementos ópticos diseñados para incrementar la escalabilidad y eficiencia de las redes ópticas metropolitanas o de banda ancha que mantienen compatibilidad de redes SONET/SDH y alcanzan compatibilidad con servicios basados en Gigabit Ethernet o en longitud de onda óptica (Optical Wavelengths). Sistemas de

28 Redes SONET/SDH Redes Lineales Punto a Punto (No contienen ADM s) Punto Multipunto (Usan ADM s para permitir comunicación entre varios terminales). Redes en Anillo Anillo de conmutación de ruta unidireccional (UPSR): Es una red unidireccional con dos anillos uno se usa como anillo de trabajo y el otro para protección. Anillo de conmutación de línea bidireccional (BLSR): Similar al anterior, solo que al ser la comunicación bidireccional se requieren dos anillos de trabajo y dos de protección. Redes en Malla Proporciona la escalabilidad que no tiene una red en anillo ya que puede interconectar dos o mas de ellos. Sistemas de

29 Redes SONET/SDH Redes SONET Punto a Punto Redes SONET Punto - Multipunto Sistemas de

30 Redes SONET7SDH Redes SONET en Anillo Sistemas de

31 Redes SONET/SDH Redes SONET en Malla Sistemas de