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