nociones básicas de sdh

Introducción a las redes SDH


Febrero 2016

José R. Salvador

Introducción a las redes SDH 2

Indice• Introducción a las redes SDH

• PCM y E1• Velocidades PDH• Jerarquías SDH• Estructura de trama• Mapeo, alineamiento y multiplexación• Topologías lineales y en anillo


PCM• Teorema de muestreo: una señal puede ser reconstruida si es muestreada a más del

doble de velocidad que la frecuencia más alta de dicha señal Fs ≥ 2Fm

• Utiliza la técnica TDM (Time Division Multiplexing)

• La señal vocal (telefónica) llega hasta 4 Khz

• Por tanto muestreamos a @ 8 Khz (Ts=125 µsec)

• 8 bits por muestra -> señal digital 8000 muestras/sec X 8 bits/muestra = 64 Kbps


E1 – PCM30

• Unidad básica de información en las redes SDH

• Cada trama (125 µs) está dividida en 32 canales (30 para voz, uno para sincronismo y otro

para señalización de los canales de voz)

• Cada canal tiene 8 bits, luego la trama tiene 32*8 =256 bits/frame

• Número de tramas por segundo 8000, luego 256 * 8000 =2048 Kbps


Velocidades PDH2/

8

8/3

4

8/2

34/8

34/

140

140

/565

140/34

565/140

2 Mbps

8 Mbps

34 Mbps

140 Mbps 140 Mbps

34 Mbps

8 Mbps

2 Mbps

E1

E2

E3

E4


Limitaciones PDH• Necesidad de equipamiento especializado para interconectar dos jerarquías

(velocidades) diferentes

• No existe la posibilidad de identificar de forma individual un flujo inferior dentro de un flujo superior

• No existe ningún estándar para la gestión en banda de los equipos

• No hay posibilidad de alcanzar velocidades superiores a los 140 Mbps

• Soporta únicamente configuración lineal: punto a punto

• Problemas de incompatibilidad entre diferentes fabricantes

• Problemas de sincronización entre diferentes redes con diferentes relojes

Solución : SDH-Synchronous Digital Hierarchy


¿ Por qué surge SDH ?• Necesidad operadores:

• Ancho de banda• Facilidad de multiplexación• Calidad y control sobre la red (O&M)• Interoperabilidad entre fabricantes

• Desarrollo de las comunicaciones por F.O.• Evolución: PDH SDH• PDH

• velocidades <= 2 Mbps (E1) (nx64 Kbps)• Interfaces de audio (E&M, FXS, FXO), datos (RS232/485/422, V35/X21), FE1 (E1 fraccional),

Ethernet, relés, 64 codireccional, …

• SDH• tributarias >= 2 Mbps (E1), E3• Agregados: STM-N


Jerarquías y Velocidades SDH• La velocidad básica es STM-1 a 155.52 Mbit/s• Velocidades superiores STM-N se obtienen multiplicando la básica por N = 4, 16 y 64• La trama STM-1 está formado por una matriz de bytes de 9 filas y 270 columnas• Bits por segundo : 9 x 270 x 8 x 8000 = 15552000 o 155.52 Mbps

SDH Levels

Bit rates in Mbps

STM-1 155.520

STM-4 622.080

STM-16 2488.320

STM-64 9953.28

9 261

PAYLOAD

SOH

270

9


Estructura de trama STM-1• Los bits se transmiten de izquierda a derecha y de arriba a abajo• Los 9 primeros bytes de cada fila se usan para información de los propios sistemas SDH

(no llevan información de usuario). Se dividen en 3 partes:• Regenerator Section Overhead (RSOH)• Multiplex Section Overhead (MSOH)• Pointers

1

3

5

9

4

270

270 Columns (Bytes)

1 9transmitrow by row

RSOH

MSOH

AU Pointer Payload(transport capacity)


Multiplexación SDH• Las tramas SDH permiten ‘insertar’ o ‘multiplexar’ el tráfico provinente de uno o varios

flujos PDH

C4

C3

C12

34M140M

8M34M

2M8M

64K2M

63

1

SDH

MUX

3

1


Multiplexación SDH• Consiste en tres pasos

• Mapeo – proceso en el cual las tributarias se ajustan en contenedores virtuales (VCs) añadiendo bits de relleno o justificación así como información de Path Overhead (POH)

• Alineamiento – preoceso que se lleva a cabo cuando insertamos un puntero dentro de una Tributary Unit (TU) o una Administrative Unit (AU) para poder localizar el primer byte del contenedor virtual.

• Multiplexación – proceso en el cual múltiples flujos de nivel inferior son adaptados a un flujo de nivel superior o cuando varios flujos de nivel superior son adaptados dentro de la Multiplex Section.


Estructura multiplexación


• 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 qué 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)

Definiciones


Ejemplo: STM-1 a partir de VC-12

TUG-3POH

PTR

SOH

TUG-3 TUG-3

TUG-2 TUG-2 TUG-2 TUG-2 TUG-2 TUG-2 TUG-2

TU-12 TU-12 TU-12

CONTAINER-12POH

PTR


E1: 2.048Mb/s

STM-1 AU-4 VC-4

C-12VC-12

TUG-3

TUG-2

TU-12

x3

x7

x3

VC-n

AU-n

AUG

STM-n Synchronous Transport Module

Administrative Unit Group: One or more AU(s)

Administrative Unit: VC + pointers

Virtual Container: payload + path overhead

AUG

Mapeo de un flujo de 2 Mbps (E1)


STM-1 AU-4 VC-4

C-3

VC-3TUG-3

E3: 34.368Mb/sDS3: 44.736Mb/s

TU-3

x3

VC-n

AU-n

AUG



Administrative Unit: VC + pointers


AUG



STM-1 AU-4 VC-4

VC-n

AU-n

AUG



Administrative Unit: VC +

pointers


AUG C-4 E4: 139.264Mb/s



Multiplexación síncrona• Toda la red SDH debe funcionar con un único reloj• 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 necesario


Diagrama de bloques


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 (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, sólo 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


Punto a Punto - MSP (1+1)

Inserción / Extracción lineal

TM

line

spare

tribs. TM tribs.

TMline

spare

tribs. TM tribs.ADMline

spare

ADMline

spare

tribs. tribs.

Topologías de red


ANILLO - SNCP

ADM TRIBS

ADM

TRIBS

ADM

TRIBS

ADMTRIBS RING

Topologías de red (II)


Topologías de red (III)


Gracias por su atención

José Ramón Salvador

[email protected]

www.davantel.com

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