Post on 29-Jun-2015
S.D.H .
Synchronous Digital Hierarchy
Sistema de transmisión digital apuntado a proveer simplicidad, economía y flexibilidad a las redes de telecomunicaciones.
Introducción SDH
SDH: Porqué surge?
• Necesidad operadores:– Ancho de banda– Facilidad de multiplexación– Calidad y control sobre la red (O&M)– Interoperabilidad entre vendors
• Desarrollo de las comunicaciones por F.O.
• Evolución: PDH SDH
Características de SHD• Altas tasa de transmisión• Potentes capacidades de multiplexación• 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
Ventajas de la SHD • Menos interfaces de transmisión• Menor cantidad de pasos de multiplexación• 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
• 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)
Aplicaciones 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 capacidad del STM-1 es mayor que la necesaria (mucho overhead)– el overhead es aún mayor a velocidades
más elevadas
Desventajas de la SDH
Jerarquía de Multiplexación SDH
Arquitectura de red
• Path: conexión lógica entre los puntos donde se ensamblan/desensamblan la trama SDH . Existe un overhead asociado a este path (path overhead: POH) cuya función es el monitoreo de extremo a extremoPath-Terminating Equipment (PTE): Equipos que mux/demux los VC-NGenera el POH de las señales (no SDH) en el punto de ingreso a la red
Multiplex Section -> path entre multiplexores. Medio de transmisión + equipos necesarios para transportar información entre dos equipos consecutivos. Multiplex Section-Terminating Equipment (MSTE) Origina o termina la señal STM-N . Genera/elimina el MSOH
Regenerator Section -> path entre dos regeneradores consecutivos o un regenerados y un equipo.Regenerator Section-Terminating Equipment (RSTE) Regenera la señal en función de la distancia. Genera/elimina el RSOH
Capa Física: Transporte de bits/pulsos de luz en el medio de transmisión
Señales de OverHead
• Section Overhead: monitoreo de
agregados
– RSOH: Regeneration Section Overhead
– MSOH: Multiplex Section overhead
• Path Overhead: monitoreo de
tributarios
Componentes de la red
Regeneradores: regeneran relación de amplitud y clock de la señal que ha sufrido atenuación y distorsión. Reemplaza el RSOH antes de reenviar la señal
Multiplexor Terminal: Concentra o agrega distintos tipos de señales (DS1s, E1s,E3s, SMT-Ns. Estas señales tributarias son mapeadas a sus payload SDH (dominio eléctrico) correspondiente, luego de multiplexar se realiza una conversión EO y se entrega STM-N a la fibra. En resumen, el TM permite el acceso a la SDH
ADM: (Add/drop multiplexer): Equipo que puede insertar o extraer varias señales a o desde una señal STM-N. En un ADM, solo aquellas señales que necesitan ser accedidas son insertadas/extraídas, el resto del tráfico continúa sin procesamiento.
Aporta flexibilidad a la red SDH
Permite la configuración en anillo
Digital cross-connect system (DXC)
Permite el mapeo de distintas tributarias en contenedores virtuales (interfaz entre varios señales PDH – SDH)
Permite la conexión cruzada de señales SDH. Se utiliza para consolidación o segregación de señales de distintos niveles
Acepta señales ópticas (OC) de distintas tasas
Puede interconectar un número mayor de señales STM-N que el ADM
Multiplexación Síncrona
• Las señales STM-1 multiplexadas son generadas localmente en el nodo
• Por eso, son síncronas entre si, y están en fase (todas generan el mismo byte de la trama simultaneamente)
• El reloj de transmisión hacia la linea 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
Ejemplo: generación de una señal STM-4
4:1
STM-1-1STM-1-2STM-1-3STM-1-4
AAA - -BBB - -CCC - - DDD - -
STM-4
622,0
8 Mbit/s155,52 Mbit/s
ABCDABCDABCD...
: 4
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 areas de carga si necesario
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 areas de carga)
– como no hay interfaces eléctricas corrrespondientes 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
Definiciones (cont.)• Los contenedores virtuales son transportados en las areas 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 area 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
Definiciones (cont.)
• Un grupo de unidades tributarias o administrativas, por lo tanto, es el conjunto de subdivisiones del area de carga de la trama a la cual pertenencen
• Una unidad administativa o tributaria es una de esas subdivisiones, pero en la cual hay un puntero (en una posición determinada) y en la cual los intervalos de tiempo, o bytes, para el transporte del contenedor virtual están numerados según sus posiciones relativas al puntero
• La función principal del puntero es designar en que posición dentro del area de carga empieza la trama tributaria (contenedor virtual)– el contenedor virtual es una trama que no posee una señal de
alineación de trama– el puntero es quién indica la posición que ocupa el inicio del
contenedor virtual dentro del area de carga (unidad) en donde es transportado
Definiciones (cont.)• Las unidades están agrupadas, formando grupos de unidades
(administrativas o tributarias, según el caso)
• Una trama STM-N, por lo tanto, contiene un grupo de unidades administrativas
• Un contenedor virtual, a su vez, puede tener sus bytes del espacio de carga configurados como:
1) un grupo de unidades tributarias, en cada una de las cuales son transportados los bytes de contenedores virtuales más chicos
2) un gran bloque de espacio de carga para una carga de la PDH, con bits designados para transportar información (bits I), relleno fijo (bits R), control de justificación (bits C), oportunidad de justificación (bits S) y overhead para uso futuro (bits O)
3) slots (ranuras) consecutivos de 53 bytes para el transporte de celdas ATM
Definiciones (Resumen)• Unidad administrativa (AU)
– subdivisión de la señal STM-N• Contenedor virtual de alto orden (VC-4 ó VC-3/ANSI) (HO-VC)
– 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) (LO-VC)– 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 allí 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)
10
Estructura de Multiplexación I
Low OrderVirtual ContainerVC-n
Container
LO Path Overhead
High OrderVirtual ContainerVC-n
HO Path Overhead
Syncronous Transport module -1
SOH PAYLOAD (VC-4)
C 3
C 4140 Mb/s
45 Mb/s
34 Mb/s
C11
C122 Mb/s
1,5 Mb/s
VC11
C11
POH
C 3
POH
VC3
C12VC12
POH
C 4
POH
VC4
x 3
AUGC 4AU 4
POH
PTR
STM1
SOH
x 1
SOH
STM4
STM16
SOH
x 4
x 16
C12TU12
POH
PTR
C3TU3
POH
PTR
TUG3
TUG2
x 3
x 7
x 1
Estructura de Multiplexación II
High OrderVC
Low OrderVC
C 3
C 4140 Mb/s
45 Mb/s
34 Mb/s
C122 Mb/s
C111,5 Mb/s
C26,3 Mb/s
VC12
VC2
VC11
VC3
VC4
TU11
VC3
TU12
TU2
TU3
AU4
AU3
TUG-3
TUG-2x2
x3
x4
x7
x7
x1
x3
Low RateMultiplexing
High RateMultiplexing
AUG
x3
x1STM-N
xN
TUx = VCX + ptr
Inserción de POH
Inserción de SOH
Estructura de Multiplexación CCITT
La Trama STM-1
La Trama STM-1 (cont.)
15
AU PTR
MSOH
RSOH
POH
PAYLOAD
1 9 10 270
2430
270 columnas ( bytes )
261
9filas
4
1
Duración : 125ms
Veloc: 155520 Mb/s
Trama Básica STM-1
A1 A1 A1 A2 A2 A2 C1
F1
D3
E1
D2
B1
D1
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Puntero de AU
UN UN
UN UN
UN UN
K2
D6
D9
D10
K1
D5
D8
B2 B2 B2
D4
D7
S1 Z1 Z1 Z2 Z2 Z2 E2
RSOHRegeneration Section OverHead
MSOHMúltiplex Section OverHeadD12D11
Bytes no usados
UN: Bytes reservados para uso local o nacional
Descripción del SOH de STM-1
18
A1 A1 A1 A2 A2 A2 C1
F1
D3
E1
D2
B1
D1
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Puntero de AU
UN UN
UN UN
RSOH
UN UN
K2
D6
D9
D10
K1
D5
D8
B2 B2 B2
D4
D7
S1 Z1 Z1 Z2 Z2 Z2 E2
D12D11
A1,A2 : F.A.W. ( Palabra de
alineación de trama)
C1 : identificador de AUG
B1 : monitoreo de errores
(BIP)
E1 y F1: canal de servicio y
canal de usuario.
D1 a D3: DCC
Bytes no usados
UN: Bytes reservados para uso local o nacional
Descripción del SOH de STM-1
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Puntero de AU
UN UN
K2
D6
D9
D10
K1
D5
D8
B2 B2 B2
D4
D7
S1 Z1 Z1 Z2 Z2 M1 E2
MSOH
D12D11
A1 A1 A1 A2 A2 A2 C1
F1
D3
E1
D2
B1
D1
UN UN
UN UN
B2: monitoreo de errores (BIP)
K1, K2: APS (Automatic
Protection Switching) 1+1 y
1:n, dentro de K2 tres bits son
para AIS y FERF.
D4-D12: DCC
Z1, Z2: Uso futuro.
E2: Canal de servicio
S1: Marker de sincronismo.
M1: MS-FEBE, numero de
errores detectados en B2 del
equipo remoto.Bytes no usados
UN: Bytes reservados para uso local o nacional
Descripción del SOH de STM-1
Punto a Punto
Inserción / Extracción lineal
TM
line
spare
tribs. TM tribs.
TMline
spare
tribs. TM tribs.ADMline
spare
ADMline
spare
tribs. tribs.
Configuraciones de red I
ANILLO
ADM TRIBS
ADM
TRIBS
ADM
TRIBS
ADMTRIBS RING
Configuraciones de Red II
Arquitecturas de Protecciones
APS(MSP)
Automatic ProtectionSwitching(Multiplex SectionProtection)
AgregadosOpticos/Eléctricos
EPS Electrical ProtectionSwitching
Placas de Tributarios,Matriz de Conmutación
PPS(SNCP)
Path ProtecciónSwitching(Sub-network ConnectionProtect.)
TU’s (protección deenlaces de tributarios)
AGG MAIN
AGG SPARE
MUX
Protección APS para Links Opticos
Se aplica en enlaces con full protección (1+1)
Idealmente se deben prever dos enlaces ópticos por caminos independientes
Modo Normal
Placa activa
AGG MAIN
AGG SPARE
MUX
AGG MAIN
AGG SPARE
AGG MAIN
AGG SPARE
MUX
Protección APS para Links Opticos
Al producirse una falla en el enlace óptico se conmuta al enlace de reserva
Modo Protegido
Placa activa
AGG MAIN
AGG SPARE
N+1 (MODO NORMAL)
Protección EPS para tributarios eléctricos
TRIB.3 RxTx
TRIB.2 RxTx
TRIB.4 RxTx
TRIB.SP
TRIB.1 RxTx
A
G
G
N+1 (MODO PROTEGIDO)
Protección EPS para tributarios eléctricos
TRIB.3 RxTx
TRIB.2 RxTx
TRIB.4 RxTx
TRIB.SP
TRIB.1 RxTx
A
G
G
Protección PPS para tributarios
Switch Card
Interfaz de línea
Trib. Card
Tributario 2 Mbit/s
Interfaz de línea
Tributario 2 Mbit/s
Selector de TU-1
RED SDH
RED SDH
Troncal STM-1 Activo
Troncal STM-1 Protección
Protección PPS para tributarios
Switch Card
Interfaz de línea
Trib. Card
Tributario 2 Mbit/s
Interfaz de línea
Tributario 2 Mbit/s
Selector de TU-1
RED SDH
RED SDH
Troncal STM-1 Activo
Troncal STM-1 Protección