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1 Sistemas de redes troncales Errores de transmisión en sistemas troncales digitales Sistemas de multicanalización por multiplexión temporal Sistemas plesiócronos (PDH) Sistemas síncronos (SDH) PCM: efectos de errores de Tx Cuando se transmite una información digital, a menudo se tiene que se introducen errores en la recepción de los símbolos, debido al efecto del ruido. Evidentemente, el error que se introduce tiene significado diferente según sea la posición del bit errado, dentro del caracter (agrupación de los bits que representan una muestra de voz o de imágen codificada, o una letra de un texto, o el valor obtenido a la salida de un conversor A/D en aplicaciones de telemetría,etc.). Por ejemplo, si se transmiten octetos codificados de señales de voz, si se produce un error en el msb, esto se traduce en un error de signo. En cambio, si es en el lsb, afecta sólo al menor nivel de cuantización. A continuación se analizará el efecto del ruido de canal en la recepción de una señal codificada en PCM con cuantización uniforme. El análisis se basa en poder expresar el valor medio esperado del error, y su varianza, dado que la varianza es una medida de la potencia del error registrado.

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Sistemas de redes troncales

•Errores de transmisión en sistemas troncales digitales•Sistemas de multicanalización por multiplexión temporal

–Sistemas plesiócronos (PDH)–Sistemas síncronos (SDH)

PCM: efectos de errores de Tx• Cuando se transmite una información digital, a menudo se tiene que se

introducen errores en la recepción de los símbolos, debido al efecto del ruido.

• Evidentemente, el error que se introduce tiene significado diferente según sea la posición del bit errado, dentro del caracter (agrupación de los bits que representan una muestra de voz o de imágen codificada, o una letra de un texto, o el valor obtenido a la salida de un conversor A/D en aplicaciones de telemetría,etc.).

• Por ejemplo, si se transmiten octetos codificados de señales de voz, si se produce un error en el msb, esto se traduce en un error de signo. En cambio, si es en el lsb, afecta sólo al menor nivel de cuantización.

• A continuación se analizará el efecto del ruido de canal en la recepción de una señal codificada en PCM con cuantización uniforme.

• El análisis se basa en poder expresar el valor medio esperado del error, y su varianza, dado que la varianza es una medida de la potencia del error registrado.

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Representación de los errores de canal en transmisión binaria

• Los errores de transmisión pueden ser representados mediante un diagrama de transición de símbolos recibidos.

• En una recepción binaria es posible identificar diferentes transiciones: PC(1/1)

PC(0/1)

PC(0/0)

PC(1/0)

1

0

PT(1)

PT(0)

PT(1)+ PT(0)=1 PC(1/1)+ PC(0/1)=1

1

0

PR(1)

PR(0)

PR(1)+ PR(0)=1

P∈ = PRT(0,1) + PRT(1,0) = PC(0/1)PT(1) + PC(1/0)PT(0)

Obtención de la probabilidad de error en canal binario simétrico

• En un canal binario simétrico: PC(0/1) = PC(1/0)• Entonces P∈ = PC(0/1), no importando si se transmiten

más 1’s que 0´s.• Posteriormente se analizará como se pueden obtener los

errores de canal en función de la densidad espectral de potencia de ruido y la energía de la señal.

• Si se envían n bits en sucesión, y la probabilidad de error en recepción es P∈ y si el error de un bit es independiente del precedente o del siguiente, entonces la probabilidad de recibirlos todos ellos correctamente estará dada por: P = (1- P∈ )n ~ 1- nP∈ , si P∈ < 10-3

P∈ = PRT(0,1) + PRT(1,0) = PC(0/1)PT(1) + PC(1/0)PT(0)

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Cuantización del error de canal• Supóngase que se envían n bits codificados,

siendo el msb un bit de signo. • Evidentemente, el error cometido será diferente

según sea la ubicación del o de los bits recibidos con error.

• Si Amáx es la amplitud máxima de la señal recibida, codificada mediante M = 2n niveles, entonces el error de cuantización εεεεi cometido por la recepción de un bit errado en la posición i, será de magnitud Amáx/2n -i-1. – Así si el error se comete en msb, i = n, εn =

2Amáx– Si el error se comete en el lsb, i = 0, ε0 =

Amáx/2n -1

• Ejemplo: n = 3, si el error se comete en el bitlsb, entonces ε0 = Amáx/22= Amáx/4 111

110

010

lsb(i = 0)(i = 1)

(sign) (i = 2)

100

011

101

001

000

+Amax

-Amax

Cuantización del error de canal• Si Pe es la probabilidad de cometer un error en la recepción de un bit y es

independiente de su ubicación, entonces el valor promedio de la muestra decodificada está dado por:

• Si Pe es la probabilidad de cometer un error en la recepción de un bit, entonces el error cuadrático medio promedio que resulta debido al error los bits estará dado por

( ) )12()2(3

421][

i -n j sea]])[[(

22

2máx

1

22máx

2

1

0

22

−==

=⋅=−

∑−

nn

en j

e

e

n

ii

PAAPE

PEE

ε

εεε

0][1

0

1

0

=−+= ∑∑−−

e

n

ie

n

i PPE εεε

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Error de canal y cuantización• En probabilidades se tiene que si dos variables aleatorias son sumadas,

el valor medio de la nueva variable aleatoria es igual a la suma de los valores medios.

• Ahora, si las variables aleatorias son independientes, la varianza de la nueva variable aleatoria también es la suma

• Aplicando lo anterior al error de cuantización , combinado al error de canal, resulta que

( )1)12(4)2(3

][

i -n j sea)2(3

)12()2(3

4][

22

2máx2

2

2máx2

2

2máx2

+−=

=+−=

nenz

nn

ne

z

PAE

APAE

ε

ε

222z

2 ]])[[(indep.y x,][][][

yxzEzEyExEzEyxz

σσσ +==−⇒

+=⇒+=

Relación S/N para PCM(considerando el ruido de cuantización y de canal)

• Si se considera que la potencia de señal de un proceso de transmisión de una señal analógica, muestreada y codificada en PCM es PS = d·A2

máx, entonces la relación S/N es

( )

( ))12(41)2(3

)12(4123

2

2

22

2max

2max

−+⋅=

−+

⋅=

ne

n

PCM

nen

PCM

Pd

PNPS

PAAd

PNPS

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Consideraciones relativas a la importancia relativa de errores.

• En la relación obtenida es posible establecer 2 cotas interesantes relacionadas con la cuantificación de los errores derivados de la cuantización y del ruido en el canal.

• Por ejemplo, se puede evaluar Pe para el caso en que la potencia asociada al error de cuantización es preponderante (por ejemplo 10 veces la que se puede asociar al error causada por el ruido de canal) y viceversa.

{ })12(41 )2(3

][ 22

2máx2 −+= n

enz PAE ε1E-11

1E-09

1E-07

1E-05

0,001

0,1

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Número de bitsPr

obab

ilida

dde

erro

rde

cana

l

Sumario• El muestreo de señales analógicas requiere que la frecuencia de muestreo tiene

que ser al menos el doble de la frecuencia de corte del filtro pasabajos de entrada.

• La mayoría de los conversores A/D utilizan el muestreo instantáneo. La duración del ciclo de conversión influye en la distorsión que puede experimentar la señal.

• El error de cuantización es una fuente de ruido importante, pero manejable por diseño en enlaces digitales.

• El ruido de canal es otra fuente de imprecisión en la recepción de señales codificadas digitalmente.

• Hay situaciones en que el efecto predominante en el deterioro de la relación S/N es el ruido de canal, o bien, el ruido de cuantización. El experto en telecomunicaciones debe poder distinguir los 2 efectos y determinar si un sistema está operando adecuadamente.

• Referencias: L.Couch: Sistemas de Comunicación Digitales y Analógicos, 5ª Ed”, Sección 3.3, Ejercicios 3.8 a 3.19

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Ejercicios

• Problema 1 Un sistema PCM para señales de voz tiene un BER = Pe = 10-4. Suponga que se desea obtener S/N = 30 dB en el receptor. La señal se distribuye uniformemente en amplitud. Determine el mínimo número de niveles de cuantización que se requiere para cumplir con lo deseado. También analice el efecto que tiene el ruido de canal sobre el comportamiento del sistema, en particular estudie el caso de que BER = 10-3.

Time Division MultiplexingL.Couch II: “Sistemas de Comunicación D&A,5ª Ed.”, Sección 3.7 a 3.9, inclusive

• El concepto de multicanalización por multiplexión de canales• Estructura de una trama sincrónica, sincronismo y señalización • Sincronización de trama por bit, por caracter• jerarquías de tramas digitales PDH• fundamentos de SDH

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Indice de contenidos

• Formateo analógico: PCM• Métodos más eficientes de codificación digital de

información analógica• Multicanalización de información digital• Determinación de la distribución espectral de frecuencia de

las señales digitales• Interferencia entre símbolos (ISI)

FormateoCodif. de Fuente

Mux Codif. de Línea

Modulac. de

portadoraTx

Sincronismo de Trama/Cuadro

Acceso al Medio de Tx

Multicanalización para el transporte eficiente de la información proveniente de múltiples fuentes. Jerarquías de Tx digital plesiócronas y sincrónicas: PDH y SDH

Las redes telefónicas

• En telefonía tradicional, los abonados se conectan a las centrales de conmutación mediante pares telefónicos.

• Las centrales telefónicas se conectan entre sí usando pares telefónicos que se agrupan en lo que se denomina multipares telefónicos para satisfacer las necesidades de comunicación entre abonados conectados a diferentes centrales.

• Este sistema de interconexión se denomina planta externa.

CP

Tendido secundario

CP

Líneas troncales

Tendido primario

Par telefónico

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Las redes telefónicas

• Tradicionalmente, la planta externa representaba un 60 % de las inversiones que tenía que realizar un proveedor de servicios telefónicos.

• Actualmente este % ha disminuido, debido a que las centrales de conmutación han disminuido en tamaño y costo, con lo cual el lazo de abonado se ha acortado de unos 10 km a máximo 3 km.

CP CP

Tendido secundario

Líneas troncalesTendido primario

Lazo de abonado de par trenzado

Las redes telefónicas: preguntas

• ¿Tiene sentido proveer multicanalización en el lazo de abonado?• ¿Tiene sentido proveer multicanalización en las líneas troncales? • ¿Cómo lo haría?• ¿Cuáles serían las dificultades asociadas a una multicanalización analógica?• ¿Cuáles serían las dificultades asociadas a una multicanalización digital?

CP CP

Líneas troncales

Lazo de abonado de par trenzado

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Multicanalización telefónica analógica

• La creciente demanda por aumentar la capacidad de líneas troncales debida al aumento del número de usuarios y de centrales incentivó el desarrollo de la multicanalización: el poder utilizar el medio físico para transportar más de una conversación telefónica.

• Inicialmente esto se realizaba utilizando las técnicas FDM, lo cual dio lugar a sistemas carrier analógicos.

CP CP

Líneas troncales

0 4 8 12 16 20 48 kHz

1 2 3 4 5 11 12 canales telefónicos FDM

Multicanalización telefónica analógica

• El problema de los sistemas de carrier analógicos es que los canales ubicados en las frecuencias más elevadas se veían más afectados por la atenuación que imponían los pares.

CP CP

Líneas troncales

0 4 8 12 16 20 48 kHz

1 2 3 4 5 11 12 canales telefónicos FDM

Atenuación

Frecuencia, Hz

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Multicanalización telefónica sincrónica

• Los sistemas de Tx digital ofrecen una ventaja comparativa: todos los canales de un sistema de multicanalización se ven afectados idénticamente por la respuesta de frecuencia de los pares telefónicos.

Atenuación

Frecuencia, Hz

12 canales telefónicos TDM-PCM

0 768 kHz

CP CP

Líneas troncales

Ventajas de la multicanalizacióndigital respecto de la analógica

• Todos los canales multiplexados son afectados de igual forma por las características del enlace.

• Facilidad de mantención: se evita la sintonización de filtros y frecuencias de demux de la parte analógica.

• Monitoreo de la calidad del enlace durante operación.• Facilidad de integración en gran escala de los circuitos

digitales se traduce en una reducción de costos de fabricación y mantención.

• Capacidad de regenerar la señal Tx.• Transparencia en el transporte de información: pueden ser

datos o voz, imagen o video codificado.

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Multicanalización telefónica sincrónica• Estas consideraciones impulsaron el desarrollo de sistemas de

multicanalización telefónica.• Un factor importante en el desarrollo de los sistemas multicanalización

digital fue el espaciamiento entre repetidores/regeneradores de señal, debido a la atenuación por trayecto [db/km] y la respuesta de frecuencia de los pares telefónicos utilizados en las líneas troncales.

• Las líneas troncales, por lo general, son subterráneas, por consideraciones de confiabilidad. Las cámaras de inspección se ubican aproximadamente a cada 2 km de distancia entre sí.

12 canales telefónicos TDM-PCM

0 12·8·8 kHz = 12·64 kHz

CP CP

Líneas troncales

1km 2km 2km 1km

Multicanalización telefónica sincrónica• El desafío de los diseñadores consistió entonces en desarrollar un sistema

de multicanalización digital que transportara el mayor número posible de canales telefónicos codificados en PCM.

• Las restricciones eran:– largo del enlace entre repetidores/regeneradores: 2km– respuesta de frecuencias ∼ 1/ √f

n canales telefónicos TDM-PCM

0 n·64 kHz

CP CP

Líneas troncales

1km 2km 2km 1km

Atenuación

Frecuencia, Hz

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Multicanalización telefónica sincrónica• Adicionalmente, se debían considerar otros aspectos:• Señalización de canal: para que un canal telefónico entre las 2 centrales pudiera

ser ocupado en una conversación era necesario conocer si estaba libre o estaba siendo ocupado. Particularmente, esto era importante si las tomas de un canal podían ser realizadas desde cualquier extremo. En consecuencia, se debía tener la capacidad de señalar si el canal estaba ocioso, ocupado en conversación u ocupado en transferir los dígitos de selección.

n canales telefónicos TDM-PCM

0 algo + n·64 kHz

CP CP

Líneas troncales

1km 2km 2km 1km

Atenuación

Frecuencia, Hz

El carrier T1

24 canales telefónicos TDM-PCM

0 1544 kHz

CP CP

Líneas troncales

• Las empresas de EE.UU. determinaron que podían transmitir a una tasa máxima de 1,5 Mb/s por los pares telefónicos que tenían disponibles en sus líneas troncales.

• Esto motivó el desarrollo del carrier T1 de 24 canales telefónicos.• Debido a que los conversores A/D proporcionan el caracter codificado una vez

que han finalizado el ciclo de conversión y además, para facilitar el intercambio de información en las centrales se optó por una multiplexión al octeto (Byte) y no al bit.

• Además, es necesario identificar el comienzo de una trama mediante una bandera (flag bit), para proveer la sincronización de trama.

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The T1 carrier

• How is the physical layout of an T1 carrier in the network? • Let us have a look at the local exchange.• We make 2wire/4wire signal adaptation• We then encode the analog signal into PCM insert it into the reserved channel of T1

carrier• We provide line signaling so that the other end, the local exchange that is receiving

the information, knows what information is being sent at any time.

Local exchange

It will make speech connection only once the call has been set up: the trunk line has been selected, the dialed digits have been transferred to the destination exchange, the receiving terminal has been alerted of

an incoming call and the called user has taken the cradle off the hook.

2 wires

Hybrid and A/D conversion normally named COMBO

PCM encoderPCM encoder

PCM decoder

T1 Channel Multiplexer and framing circuitry

Channel Demultiplexer& synchronization circuit

4 wires

The T1 carrier

• If we look at the upper connection of the T1 carrier block diagram description of the adjacent figure, we will recognize PCM encoding circuitry, followed by a E1 frame multiplexer

• At the receiving end we will have a frame demultiplexer and PCM decoder to recover the analog signal, followed by a hybrid circuit that makes the 4 to 2 wire conversion.

• At he repeater/regenerator, we will have a system that extracts synchronization information for signal restoration. There is no need to analyze the frame structure at the repeater.

Local exchange

Hybrid and A/D conversion normally named COMBO PCM encoder

Local exchange

Hybrid and A/D conversion normally named COMBO PCM encoder

T1 Channel Multiplexer and framing circuitry

Channel Demultiplexer & synchronization circuit

PCM encoder

PCM decoder

Repeater/Regenerator

Repeater/Regenerator

2wires

4wires

T1 Channel Multiplexer and framing circuitry

Channel Demultiplexer & synchronization circuit

PCM encoder

PCM decoder

2wires

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Trama del carrier T1

• La estructura de la trama del carrier T1 usado en EE.UU., Japón y Canadá es orientada al Byte, de 24 octetos + 1 bit de sincronización de trama, conformando 193 b, que se transmiten en 125 µs (= 1/(8 kHz))

Ch1 Ch2 Ch3 Ch4 Ch23 Ch24 Ch1 Ch2

193 b en 125 µs → 1,544 Mb/s8 b: msb...lsb

F0 F1 F2 F3 F4 F5

SF: supertrama: 6 tramas = 750 µs

En la trama F0 se roba el bit menos significativo (lsb) del carácter de información para transmitir información de señalización. La supertrama se señaliza fijando el bit de sincronismo de trama en 111000 en F0,F1,...F5.

Bit sincronismo de trama

Las jerarquías digitales PDH de EE.UU., Canadá y Japón

• Las jerarquías norteamericanas no siguen un orden lógico digital• Nótese que 4 · 1544 kb/s = 6176 kb/s < 6312 kb/s

Carrier T1

1 canal DS0 (64 kb/s)

12

24

DS0

Carrier T2

DS1

124

1 canal DS1 (1544 kb/s)

CarrierDS-3

DS212

7

1 canal DS2 (6312 kb/s)

CarrierDS-4

DS312

6

1 canal DS3 (44736 kb/s)

274176 kb/s

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Estructura de una Trama DS-2J.Bellamy: Digital Telephony, 2nd Ed., Wiley 1991

La duración de una trama D2 es de 4·294 b/ (6312 kb/s) = 186 µs > 125 µs

Multicanalización digital: preguntas

• Si se pudiera transmitir a una tasa cercana a 2 Mb/s y se mantuviera la tasa por canal en 64kb/s, ¿es posible concebir un sistema que se acomode mejor a la lógica binaria?

Ch1 Ch2 Ch3 Ch4 Ch23 Ch24 Ch1 Ch2

193 b en 125 µs → 1,544 Mb/s8 b: msb...lsb

F0 F1 F2 F3 F4 F5

SF: supertrama: 6 tramas = 650 µs

Proponga un esquemaalternativo que permitaseñalizar, al menos que un canal pueda estar ocioso, ocupado con informaciónde control o con información de usuario

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El carrier E1

30(+2) canales telefónicos TDM-PCM

0 2048 kHz

• Las empresas de Europa determinaron que podían transmitir a una tasa máxima de 2 Mb/s por los pares telefónicos que tenían disponibles en sus líneas troncales.

• Esto motivó el desarrollo del carrier E1 de 30 canales telefónicos.• Debido a que los conversores A/D proporcionan el caracter codificado una vez

que han finalizado el ciclo de conversión y además, para facilitar el intercambio de información en las centrales se optó por una multiplexión al octeto (Byte) y no al bit.

CP CP

Líneas troncales

Trama del carrier E1 CCITT de Europa y el resto del mundo

• La sincronización de trama la provee un octeto de sincronismo.

• La sincronización de supertrama se realiza en la ranura 16 de la trama 0

• La señalización de canal se realiza ocupando 2 de 4 bits del octeto 16 de las tramas 1 a 15, agrupando la señalización de 2 canales a la vez por trama para completar el octeto. Así en la trama 1 se ocupan los bits 1 y 2 para señalizar las condiciones de línea del canal 1 (CH1)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

MULTITRAMA 4096 BIT, 2ms

N° de TRAMA

0 21 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31N° de

INTERVALOde

TIEMPO

a

1

0

b

2

0

c

3

0

d

4

0

a

5

1

b

6 7

1

d

8

1

c

A2

TRAMA (32 * 8 = 256 bits, 125 us)

N° de BIT

N° de BIT

CANAL DE DATOS 64 Kbits(opcional)

CANALES TELEFONICO (CH1-CH15)

N° de BIT

1

1

2

0

3

0

4

1

5

1

6

0

7

0

8

1

1

1

2 3 4

1

5

1

6 7 8

1YXA11

SEÑAL DE ALINEAMIENTO

DE TRAMA

ALINEAMIENTO DE TRAMA/INTERVALO

DE TIEMPO(8 bits, 3.9

us)

SEÑAL DE BLUCLE REMOTO DE 2Mbps

(11:OFF;00:ON)

A1 MORMALMEMTE ES 0, PERO CAMBIA A 1 PARA INFORMAR AL EXTREMO

REMOTO ACERCA DE ALARMAS

SEÑAL DE ALINEAMIENTO DE MULTITRAMA

0

0

0

0

1

1

1

1 2 3 4 5 6 7 8

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

CH 1

CH

CH

CH

CH

CH

CH

CH

CH 2

3

4

5

6

7

8

9

CH11

CH10

CH14

CH13

CH12

CH15 0 1

0 1

CH21

CH20

CH19

CH18

CH17

CH29

CH28

CH27

CH26

CH25

CH24

CH23

CH22

CH31

CH30

N° de BIT

TRAMA 1

TRAMA 12

TRAMA 11

TRAMA 10

TRAMA 9

TRAMA 8

TRAMA 7

TRAMA 6

TRAMA 5

TRAMA 4

TRAMA 3

TRAMA 2

TRAMA 15

TRAMA 14

TRAMA 13

NORMALMENTE ES 0, CAMBIA A 1 PARA INFORMAR A LA

ESTACIÓN OPUESTA DE ALARMAS LOCALES

1 2 3 4 5 6 7 8

488 ns

CANALES TELEFONICO (CH16-CH30)

TRAMAS IMPARES

TRAMAS PARES

Figura N°1 Estructura de trama de 2.048 Mbit/s

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17

Las jerarquías digitales PDH del CCITT

• Las jerarquías CCITT siguen un orden lógico digital• Nótese que 4 · 2048 kb/s = 8192 kb/s < 8448 kb/s

Carrier E1

1 canal B (64 kb/s)

12

30

DS0

Carrier E2

E1

124

1 canal E1 (2048 kb/s)

Carrier E3

E212

4

1 canal E2 (8448 kb/s)

Carrier E4

DS312

4

1 canal E3 (34368 kb/s)

139264 kb/s

Las jerarquías CCITT CEPT2 (E2)

• Nótese que tampoco en una trama E2 caben 4 tramas E1. • Otro problema de la multiplexión de las jeraquías superiores PDH, en

general, es que realizan una multiplexión al bit y no al byte. Esto hace necesario que cada vez que se desean extraer algunos canales de una trama E1 en forma local, se tenga que demultiplexar la trama superior.

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18

Resumen parcial:jerarquías plesiócronas del mundo

Ejercicios

• Problema 1 Suponga que se desea realizar un sistema de acceso para comunicaciones residenciales basado en la multiplexión temporal de 4 canales PCM de 64 kb/s.

• Adapte el modelo del carrier E1 (de 30 canales de 64 kb/s) para el transporte de los 4 canales y la señalización de canal respectiva (ocioso, ocupado con datos de control y ocupadpcon datos de usuario) y represente en un esquemático la trama y supertrama para este caso.

• Determine la tasa de transmisión y duración de una supertrama para el caso descrito en la pregunta anterior

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19

Cap. 3: Time Division Multiplexingy Sincronización

L.Couch II: Sistemas de Comunicación A&D

Aspectos de la sincronización del receptor

Sincronización de Redes

• Una central telefónica tiene su propio reloj

• Cuando se conecta a otra central, el enlace se controla desde uno de los extremos

• Los relojes de ambas centrales no siempre coinciden.

CP

CP

CP

CS

CP

CP

• En esta sección se analizará como establecer un sincronismo de la red completa para prevenir deslizamientos y, reducirlos, en caso de que ocurran

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20

Sincronización de Redes

• Para sincronizar una red se usa una de las sig. técnicas:– plesiocronía– justificación globalizada– sincronización mutua– relojes maestro-esclavo– sincronización maestro/esclavo– paquetización

CP

CP

CP

CS

CP

CP

• En redes plesiócronas todos los nodos tienen relojes muy estables, manteniendo el número de deslizamientos muy bajo.

• El defecto de esta solución simple es su alto costo

SincronizaciónJ.Bellamy: Digital Telephony, 2nd Ed.., Wiley 1991, pp.350-373

• En la tecnología digital la información relevante ocurre considerando intervalos de tiempo discretos.

• Un bit tiene una duración de tiempo Tb .• No siempre se transmite un bit. A veces se transmiten varios bit

utilizando un símbolo para ello. La duración de un símbolo define el intervalo de señalización Ts .

• Por lo general Ts > Tb , ⇒ Rb = 1/Tb > Rs = 1/ Ts.• Los problemas de sincronismo aparecen cuando dos sitemas digitales -

c/u de ellos con su propio reloj - intercambian mensajes.• La sincronización debe ser completa. Abarca los siguientes aspectos:

– Sincronismo a la frecuencia portadora (cuando existe)– Sincronismo al período de señalización– Sincronismo de trama– Sincronismo de canal

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21

Sincronización

• Existen diversas jerarquías en la sincronización de una Txde una portadora de RF modulada digitalmente con una señal que resulta de la multiplexión de varias fuentes de información en el Rx:

Formateo Inverso

Decodif. de

Fuente

Ecualiz. de canal

Amplific. de FI y

selectividadRxMux

Recuperación de Sincronismo de Trama/Cuadro Detector

M-ario

Recuperación de

Sincronismo

Sincronización al intervalo de señalización para recuperar el símbolo

Sincronización a la frecuencia portadora para poder demodular la señal de RF

Sincronización de trama para poder recuperar los canales

Sincronización de canal que permite extraer el canal de interés

Sincronización a la frecuencia portadora y al intervalo de señalización

• Ambas tienen por objeto permitir recuperar el símbolo transmitido con el menor error posible.

• En el capítulo 7 se analizará con mayor detención el efecto de la falta de sincronización sobre el desempeño del enlace.

• En la práctica, la sincronización al intervalo de señalización se logra mediante el uso de PLL.

• En el contexto de la multiplexión nos interesa analizar las otras formas de sincronización.

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22

Sincronización a la trama y al canal

• Fuentes de inestabilidad de frecuencia:– Relojes Tx y Rx nominalmente de igual frecuencia,

pero con pequeñas derivas causadas por efectos de temperatura, humedad u otra causa.

– Ruido inducido– Efectos de variación en los largos de los cables por

efectos de temperatura.– Acumulación de derivaciones en la frecuencia causados

por una cadena de repetidores/regeneradores.– Efectos doppler en el caso de terminales móviles

Caracterización de las fluctuaciones de la información de sincronismo

• Las fluctuaciones en el sincronismo de la recepción de datos causan problemas asociados a la pérdida de bits, de tramas y de canal.

• Sin embargo, desde un punto de vista de la soluciones se distinguen 2 tipo de fluctuaciones:– wander (bordonear, vagar) son las fluctuaciones de la

tasa de señalización recibida de frecuencia menor a 10 Hz

– jitter (nerviosismo) son la fluctuaciones de la tasa de señalizacion de frecuencia superior a 10 Hz.

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23

Remoción de jitter:uso de memorias elásticas

Sistema E1

Memoria Elástica

Recuperación de Reloj

(PLL)

Rx

Tx

Reloj de lectura

Reloj de Escritura

• Una memoria en la que se escriben los datos en la medida que llegan, los cuales se leen a la velocidad dada por el reloj del receptor presenta una solución.

• El tamaño de la memoria es un problema de diseño.

Escritura

Lectura

• Para evitar espacios de alamacenamiento de tamaño infinito, conviene que las memorias sean circulares.

Remoción de jitter:uso de memorias elásticas

Sistema E1

Memoria Elástica

Recuperación de Reloj

(PLL)

Rx

Tx

Reloj de lectura

Reloj de Escritura

Escritura

Lectura

• Una memoria elástica lo suficientemente grande permite que se puedan remover las inestabili-dades de la frecuencia de los datos recibidos.

• Sin embargo, mientras más gande sea la memoria elástica, más retardo introduce en el procesamiento de la información

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24

Remoción de jitter:uso de memorias elásticas

Sistema E1

Memoria Elástica

Recuperación de Reloj

(PLL)

Rx

Tx

Reloj de lectura

Reloj de Escritura

Escritura

Lectura

• Un deslizamiento ocurre cuando los relojes de escritura y de lectura han diferido por un lapso de tiempo significativo.

• En estos casos uno de llossobrepasa al otro.

• En ambos casos, el resultado es que se leen datos inválidos.

• Lo mismo ocurre si ambos punteros están demasiado cercanos entre sí y se cruzan repetidas veces producto de la inestabilidad.

memorias elásticas:deslizamientos (slips)

Sistema E1

Memoria Elástica

Recuperación de Reloj

(PLL)

Rx

Tx

Reloj de lectura

Reloj de Escritura

• Estos problemas pueden evitarse si el tamaño de la memoria elástica es de 2 tramas completas.

• Objetivos de calidad en deslizamientos:

• Si ∆R es la diferencia entre las tasas de lectura y escritura y se deben descartar N bits cada vez que ocurre un desliza-miento, entonces el tiempo entre 2 de ellos estará dado por

• ∆T=N/∆R

Escritura

Lectura

Ejemplo:

Determine la precisión que deben tener 2 relojes independientes para que ocurra a lo más un deslizamiento cada 20 horas, suponiendo que las muestras de voz se toman a una tasa de 8 kmuestras/s

Respuesta:Se desea que se pierda una trama a lo más cada 20hrHay 8000 tramas/s. Si se pierde uno o más bits en una trama, se produce un deslizamiento de la trama completaDesliz/trama = 1/(8E3 * 20 * 3600) = 1,7 E(-9).La inestabilidad puede ser originada por cualquiera de los 2 relojes involucrados, por lo que en cada uno de ellos debe ser inferior a 0,85E(-9).

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25

memorias elásticas:metas AT&T en deslizamientos

Sistema E1

Memoria Elástica

Recuperación de Reloj

(PLL)

Rx

Tx

Reloj de lectura

Reloj de Escritura

• Objetivos de calidad en deslizamientos:

• La AT&T fijó como meta de desdlizamientos de que ocurra uno a lo más cada 5 horas entre puntos terminales.

• Como una conexión entre puntos terminales puede involucrar varios enlaces intermedios, la meta a lograr en enlaces individuales es de 1 deslizamiento cada 20 horas

Escritura

Lectura

Entramado sincrónico digital• Para identificar las ranuras de tiempo individuales en una trama elRx utiliza un

contador sincronizado al formato de trama • Para proveer un formato de trama es necesario agregar información de control

a una trama digital.• Los mecanismos de sincronización de trama usados son:

– entramado por adición de un bit (ejemplo: T1)– entramado por adición de carácter (ejemplo: E1)– entramado por uso de señalización (ejemplo: interfaz S RDSI-be)

• Las consideraciones para escoger una de las estrategias son:– eficiencia de la trama, – efectos que tiene la pérdida de sincronismo sobre la información– tiempo de resincronización, – efectos de BER en el mantenimiento del sincronismo, – requerimientos de resincronización de trama (en voz, importa la duración de la

pérdida de sincronismo; en datos, en cambio, la frecuencia con que se pierde sincronismo es relevante)y

– complejidad de los circuitos asociados

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26

Entramado sincrónico digital por adición de un bit

• Los mecanismos de sincronización de trama usados en el entramado por adición de un bit, en el carrier T1 se basan en chequear 1 bit cada 193, hasta verificar que ocurre la secuencia deseada.

• Mientras el receptor está sincronizado se realiza este procedimiento. En este caso se respeta la señalización de canal recibida (canal ocioso, canal ocupado con datos de control o infromación).

Estado sincronizado: • se verifica el bit de

sincronismo de trama• se respeta la señalización

recibida

Entramado sincrónico digital por adición de un bit

• Cuando el receptor detecta un bit de sincronización de trama errado genera una señal de alarma (amarilla). Durante la alarma amarilla se siguen chequeando los bit recibido para verificar que el siguiente bit de sincronismo de trama corresponda al esperado. También se mantiene la señalización de canal de la trama previa recibida correctamente.

Estado sincronizado: • se verifica el bit de

sincronismo de trama• se respeta la señalización

de canal recibida Estado alarma amarilla :• se verifica el bit de

sincronismo de trama• se mantiene la señalización

de canal recibida previa-mente

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27

Entramado sincrónico digital por adición de un bit

• Cuando el receptor detecta nuevamente un bit de sincronización de trama errado durante la señal de alarma amarilla, pasa a alarma roja. Se informa de la pérdida de sincronismo.

• Durante la alarma roja se pierde toda la información de canal y señalización recibida y se mantiene la señalización de canal de la trama previa recibida correctamente.

Estado sincronizado: • se verifica el bit de

sincronismo de trama• se respeta la señalización

de canal recibida Estado alarma amarilla :• se verifica el bit de

sincronismo de trama• se mantiene la señalización

de canal recibida previa-mente

Estado alarma roja :• se registra pérdida sincro. • se mantiene la señalización

de canal recibida previa-mente

• se busca el bit de sincronismo de trama

Entramado sincrónico digital por adición de un bit

• Durante la alarma roja se chequean los bits recibidos para encontrar el patrón de bit de sincronismo de trama deseado.

• La búsqueda de sincronismo es por comparación de los bits ubicados a en posiciones determinadas por el largo de la trama para encontrar el patrón de sincronismo esperado. Cuando se detecta este patrón, se chequea por lo general 3 veces consecutivas antes de volver al estado sincronizado.

Estado sincronizado: • se verifica el bit de

sincronismo de trama• se respeta la señalización

de canal recibida Estado alarma amarilla :• se verifica el bit de

sincronismo de trama• se mantiene la señalización

de canal recibida previa-mente

Estado alarma roja :• se registra pérdida sincro. • se mantiene la señalización

de canal recibida previa-mente

• se busca el bit de sincronismo de trama

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28

Entramado sincrónico digital por adición de un bit

• El tiempo de resincronización Tresinc medio, considerando que– la trama es de N bits y se verifica un bit por vez– que se verifica el bit de sincronismo 2 veces antes de pasar al estado de

sincronizado,está dado por:

Tresinc = (número medio de bits/trama a ser chequeados) ·(número de bits chequea-dos para determinar que el bit considerado es el de sincronización)· Ts

Estado sincronizado: • se verifica el bit de

sincronismo de trama• se respeta la señalización

de canal recibida Estado alarma amarilla :• se verifica el bit de

sincronismo de trama• se mantiene la señalización

de canal recibida previa-mente

Estado alarma roja :• se registra pérdida sincro. • se mantiene la señalización

de canal recibida previa-mente

• se busca el bit de sincronismo de trama

( ) ( )

msT

NsNNT

Tresinc

resinc

125,24

125)122

1=

��

���

�+⋅= µ

( )

msT

sNT

Tresinc

resinc

25,48

125)12

1

=

+=∧

∧µ

Entramado sincrónico digital por adición de un canal

• El procedimiento es similar al de adición de un bit, excepto de que se dedica un número mayor de bits (típicamente un canal) para la sincronización de trama.

• El tiempo de resincronización medio se establece considerando que– N es el número de bits de una trama– L es el número de bits de la trama que se dedican a la sincronización.– P = (½)L probabilidad de que un caracter de datos sea igual al de sincronismo

Estado sincronizado: • se verifica el bit de

sincronismo de trama• se respeta la señalización

de canal recibida Estado alarma amarilla :• se verifica el bit de

sincronismo de trama• se mantiene la señalización

de canal recibida previa-mente

Estado alarma roja :• se registra pérdida sincro. • se mantiene la señalización

de canal recibida previa-mente

• se busca el bit de sincronismo de trama

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29

La sincronización de la trama E1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

MULTITRAMA 4096 BIT, 2ms

N° de TRAMA

0 21 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31N° de

INTERVALOde

TIEMPO

a

1

0

b

2

0

c

3

0

d

4

0

a

5

1

b

6 7

1

d

8

1

c

A2

TRAMA (32 * 8 = 256 bits, 125 us)

N° de BIT

N° de BIT

CANAL DE DATOS 64 Kbits(opcional)

CANALES TELEFONICO (CH1-CH15)

N° de BIT

1

1

2

0

3

0

4

1

5

1

6

0

7

0

8

1

1

1

2 3 4

1

5

1

6 7 8

1YXA11

SEÑAL DE ALINEAMIENTO

DE TRAMA

ALINEAMIENTO DE TRAMA/INTERVALO

DE TIEMPO(8 bits, 3.9

us)

SEÑAL DE BLUCLE REMOTO DE 2Mbps

(11:OFF;00:ON)

A1 MORMALMEMTE ES 0, PERO CAMBIA A 1 PARA INFORMAR AL EXTREMO

REMOTO ACERCA DE ALARMAS

SEÑAL DE ALINEAMIENTO DE MULTITRAMA

0

0

0

0

1

1

1

1 2 3 4 5 6 7 8

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

CH1

CH1

CH1

CH1

CH1

CH1

CH1

CH1

CH1 2

3

4

5

6

7

8

9

CH11

CH10

CH14

CH13

CH12

CH15 0 1

0 1

CH20

CH19

CH18

CH17

CH16

CH28

CH27

CH26

CH25

CH24

CH23

CH22

CH21

CH30

CH29

N° de BIT

TRAMA 1

TRAMA 12

TRAMA 11

TRAMA 10

TRAMA 9

TRAMA 8

TRAMA 7

TRAMA 6

TRAMA 5

TRAMA 4

TRAMA 3

TRAMA 2

TRAMA 15

TRAMA 14

TRAMA 13

NORMALMENTE ES 0, CAMBIA A 1 PARA

INFORMAR A LA ESTACIÓN OPUESTA

DE ALARMAS LOCALES

1 2 3 4 5 6 7 8

488 ns

CANALES TELEFONICO (CH16-CH30)

TRAMAS PARES

TRAMAS IMPARES

Figura N°1 Estructura de trama de 2.048 Mbit/s

Entramado sincrónico digital por adición de un canal

• El número de tramas que se deben examinar para encontrar la palabra de código está dada por:

• A = 0(1-P) + P(1-P) + 2 P2(1-P) + ......• A = (1-P)P(1 + 2P + 3P2 + 4P3 + .....) = (1-P)P(1 + P + P2 + P3 + ..)2

• A = (1-P)P(1/{1-P})2 = P/(1 - P)• Tresinc = (N/2)(AN+1)(250µs/N) = (1 + N/{2L-1})(125µs).

Estado sincronizado: • se verifica el bit de

sincronismo de trama• se respeta la señalización

de canal recibida Estado alarma amarilla :• se verifica el bit de

sincronismo de trama• se mantiene la señalización

de canal recibida previa-mente

Estado alarma roja :• se registra pérdida sincro. • se mantiene la señalización

de canal recibida previa-mente

• se busca el bit de sincronismo de trama

• Para una trama E1 se tiene que • N = 512, • L = 7

• Tresinc = (125µs)·(1 + 512/{27-1})• Tresinc ≈ ½ ms.

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30

Entramado sincrónico digital por codificación de canal

• En la interfaz S/T de la RDSI-be se logra establecer la sincronizacion de trama mediante la codificación singular de la trama.

• En particular, los bits de sincronismo de trama F son siempre positivos, seguidos de un bit L, como se aprecia en la señalización NT a TE de la figura.

• B: datos a 64kb/s; D: canal de señalización a 16 kb/s; E canal de eco del canal D en sentido TE a NT.

48 bits en 250 48 bits en 250 µµsegseg..

010

DL F L B1 E D A FAN B2 EDM B1 EDS B2 ED L F L

NT TENT TE

Multiplexing asincrónico• En esta sección veremos un aspecto relativo a la sincronización

cuando afluentes de igual frecuencia nominal pero con ligeras desviaciones temporales de esa frecuencia se multiplexan para constituir una trama de jerarquía superior.

• Puede ocurrir entonces que unode los afluentes presente una frecuencia superior a la nominal.

• Para tratar este aspecto, la trama de jerarquía superior posee un bit extra por cada trama, que es utilizado en este caso, señalando esto con bits de control respectivos.

• Esto se conoce como “pulse stuffing” (inserción de pulsos) en EE.UU. Y bajo el nombre de “justification” en el CCITT.

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31

Multiplexión en jerarquías digitales y Relleno de pulsos

• El multiplexing de las jerarquías superiores es orientada al biy no al carácter.

• Los períodos de señalización de los afluentes son nominalmente idénticos

Carrier E2

1 canal E1: R=2048 kb/s256 bits por tramaduración trama 125 µs

A255 A5 A4 A3 A2 A1 A0

B255 B5 B4 B3 B2 B1 B0

C255 C5 C4 C3 C2 C1 C0

D255 D5 D4 D3 D2 D1 D0

SYNA0B0C0D0A1B1C1

• A pesar de lo anterior, los tiempos de señalización de c/u de los afluentes E1 pueden diferir ligeramente, lo que obliga incorporar en la trama E2 bits de relleno.

• Hay un bit de inserción por cada afluente.• De hecho, no es que se haya insertado un bit en la trama. Lo que ocurre es

que se está haciendo uso del bit de inserción en esa trama. • Hay 3 bits de control que señalizan el hecho que se ha insertado un bit.• Los bits de control Ci se distribuyen en la trama para mayor seguridad.• Ocurre un deslizamiento si 2 de los 3 bits de control llegan errados al Rx.

Las jerarquías CCITT CEPT2 (E2)

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32

• Nótese que la interpretación incorrecta de un bit de justificación produce un deslizamiento en la jerarquía inferior.

• Si se supone que los errores de bits en una trama se distribuyenaleatoriamente en una trama, entonces la probablidad de que se interprete incorrectamente un bit de justificación, suponiendo que hay (2n+1) bits de control de bits de justificación y p = BER del canal, está dado por

Las jerarquías CCITT CEPT2 (E2)

73 1014

106

2

1

103103

)1(112

−− =−

==−

+

⋅≈⋅≈

++

=

pBERpdeslE

nndesl

P

ppnn

P

• Ejemplo:• Determine la máxima desviación de tasas que puede presentar un

afluente E1 (Rnominal = 2048 kb/s) a una trama E2 (Rnominal = 8448 kb/s), para que no ocurran deslizamientos.

• Respuesta:

Las jerarquías CCITT CEPT2 (E2)

[kb/s] 4,23 nominal variaciónMáxima

[Mb/s] 2,04226

/s]2,05223[Mb

)24824(205]/[448,8

mín1

)24824(206]/[448,8

máx1

==

==

+⋅

+⋅

sMbE

sMbE

R

R

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Ejercicios

• Problema 1 Suponga que se desea realizar un sistema de acceso para comunicaciones residenciales basado en la multiplexión temporal de 4 canales PCM de 64 kb/s.

• Adapte el modelo del carrier E1 (de 30 canales de 64 kb/s) para el transporte de los 4 canales y la señalización de canal respectiva (ocioso, ocupado con datos de control y ocupadpcon datos de usuario) y represente en un esquemático la trama y supertrama para este caso.

• Determine la tasa de transmisión y duración de una supertrama para el caso descrito en la pregunta anterior

• Calcule el tiempo medio de resincronización esperado de su sistema, en caso de que ocurra un deslizamiento

Introducción a las redes Sonet/SDH

• Synchronous Digital Hierarchy (SDH) es el equivalente CCITT de Synchronous Optical Network (Sonet) de EE.UU.

• Es un estándar de transmisión sincrónica que fue desarrollado para enlaces de fibra óptica para Redes de Alta Velocidad.

• Las jerarquías digitales SDH/Sonet son las siguientes:

• Se analiza en detalle en el Seminario de Redes de Alta Velocidad, que es un curso del Magíster de Ingeniería Electrónica, mención Computadores y Telecomunicaciones

D esignaciónSD H

D esignaciónSonet

D esignaciónO ptica

V elocidadM b/s

STS -1 O C -1 51,84STM -1 STS -3 O C -3 155,52STM -3 STS -9 O C -9 466,56

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Jerarquías SDH

Introducción al estándar SDH

• Los objetivos perseguidos mediante este estándar fueron:• Establecer una familia jerárquica de tramas digitales que

facilitara la multiplexión de afluentes de diferente tamaño y de diferente procedencia: tramas E1, T1, ATM, E2, D2, etc.

• Simplificar el mecanismo de extracción de elementos de tramas que son portadas mediante una multiplexión orientada al octeto.

• Reducir el overhead que está asociado a la transmisión de información por enlaces ruidosos.

• Incorporar mecanismos de operación, administración y mantenimiento (OAM)

• Acomodar futuras aplicaciones

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35

Sonet Overhead layers• En la figura se muestra una trayectoria (path) entre equipos terminales, que pasa por puntos interme-

dios donde se realiza extración e inserción de información (line) y etapas repetidoras /regeneradoras (section).

• En cada nodo sólo se extrae la información relevante

PathOverheadExtraction

LineOverheadExtraction

SectionOverheadExtractionElectrical/

Optical

PathOverheadInsertion

LineOverheadInsertionSection

OverheadInsertion

Electrical/ Optical

LineOverheadExtraction

SectionOverheadExtractionElectrical/

Optical

LineOverheadInsertionSection

OverheadInsertion

Electrical/ Optical

LineOverheadExtraction

SectionOverheadExtractionElectrical/

Optical

LineOverheadInsertionSection

OverheadInsertion

Electrical/ Optical

SectionExtractionElectrical/

Optical

SectionInsertion

Electrical/ Optical

SectionExtractionElectrical/

Optical

SectionInsertion

Electrical/ Optical

Cross Connect

• Un sistema cross connect como el que se señala en la figura extrae unidades de información completas (por ejemplo una trama E1 o T1 completa) de un afluente para conmutarlo a una salida determinada, sin analizar el contenido de la unidad de información.

RegeneratorSection

Capas y Encabezado

El Overhead y las funciones de transporte son divididas en tres capas:• (Overhead de) Sección de Regenerador o de línea.• (Overhead de) Sección de Multiplexación.• (Overhead de) Trayecto.

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36

Fundamentos básicos de una trama STS-1

• Las primeras filas corresponden a la información de control de la sección, que se ubican entre 2 multiplexiones consecutivas,

• Luego aparecen las filas que se pueden asociar a la información de control relevante para la línea, eso es, entre repetidores/regeneradores.

Overhead de sección

Overhead de línea

Información de los tributariosOverhead de

trayecto9 Filas 90 columnas

Fundamentos básicos de una trama STS-1

No columnas 3 87

Overhead de sección

Overhead de línea

Información de los tributariosOverhead de

trayecto

1 columna

Sección SecciónLínea

Trayecto

Equipo de Terminación de trayecto

Equipo de Terminación de trayecto

Equipo de Terminación

de línea

Repetidor

Equipo de Terminación

de línea

Repetidor

Equipo de Terminación de sección

Multiplexor

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37

Marco SONET• Cantidad de bits enviados =8x(90x9)=8x810=6480 bits.• El marco se envía 8000 veces por segundo, dando una tasa de datos aproximada

de 51,84 Mbps (STS-1, señal sincrónica de transporte 1).

9filas

87 Columnas

Marco SONET(125 microseg)

Marco SONET(125 microseg)

Información extrade sección.

Información extrade línea.

Información extrade trayectoria.

Carga útil.SPE(envoltura de carga útil sincrónica).

3 columnas parainformación extra

Tributarias SONET y SDH

Container

Container Vitual

Unidad Administrativa

Módulo de transporte Sincrónico

Señal

Puntero

Información de Trayectoria

Información adicional de Cabecera

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38

Velocidades alcanzadas por SONET y SDH

• Actualmente las tasas de transmisión usan los niveles STS-1, OC-3, OC-12, OC-48, OC-192.

• Juntar SDH y SONET es relativamente simple, sólo es necesario un cierto ajuste de Bytes de desbordamiento.

• La estructura del cuadro STM-N (módulo de transporte sincrónico) es básicamente N veces la estructura STM-1.

SONET SDH Tasa de datos (Mbps)Eléctrico Ópticos Ópticos Bruta SEP De usuario

STS-1 OC-1 51,84 50,112 49,536STS-3 OC-3 STM-1 155,52 150,336 148,608STS-9 OC-9 STM-3 466,56 451,008 445,824

STS-12 OC-12 STM-4 622,08 601,344 594,432STS-18 OC-18 STM-6 933,12 902,016 891,648STS-24 OC-24 STM-8 1244,16 1202,688 1188,864STS-36 OC-36 STM-12 1866,24 1804,032 1783,296STS-48 OC-48 STM-16 2488,32 2405,376 2377,728STS-192 OC-192 STM-64 9953,28

SDH155,52 Mbps

Marco SDH 155 Mbps• Una trama de 155,52 Mbps se denomina STS-1(Módulo de

transporte sincrónico).

• SDH utiliza “punteros” para localizar cargas útiles para extracción e inserción. Por esta razón cargas útiles pueden ser agregadas o sacadas de cargas útiles de mayor tamaño.

• La información se enmarca en un contenedor virtual.

RSOH

AU puntero Carga

MSOH

1 9 2701

34

5

9

270 Columnas

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Multiplexión de tributarias SONET para formar una corriente STS-3 de 155.52 Mbps.

• Las tres corrientes de datos se entrelazan por columnas, y se envían Byte por Byte, de izquierda a derecha .

• Marco resultante STS-3 de 270x9 Bytes, enviados cada 125 microsegundos, lo que da una tasa de transmisión de datos de 155.52 Mbps.

mMUX

Trama 1 STS-1

Trama 2 STS-1

Trama 3 STS-1

STS-3

90 columnas

9filas

9filas

270 Columnas

1 2 3 90

1 2 3 90

1 2 3 90

1 1 1 2 2 2 3 3 3 90 90 90

Encabezado SDHEquivalencias de Overhead SDH/SONET:

SDH SONET• Overhead de Sección de

Regenerador• Overhead de Sección

• Overhead de Multiplexación • Overhead de Línea

• Overhead de Trayecto deOrden Superior (VC-4/VC-3)

• Overhead de Trayecto STS

• Overhead de Trayecto deOrden Inferior (VC-2/VC-1)

• Overhead de Trayecto VT

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Resumen de la sección: Multiplexing digital

• Para hacer un uso más eficiente de los recursos físicos disponibles se introduce el multiplexing.

• En un principio la tecnología impuso el uso de la multiplexónanalógica.

• La conveniencia del multiplexing digital reside en un tratamiento homogéneo de todos los canales, una mayor facilidad para agregar o retirar información, la posibilidad de usar integración en mayor escala y monitoreo en línea.

• Deslizamientos y metas de calidad de servicio• Jerarquías digitales PDH, tolerancias de los afluentes y la justificación

(relleno)• Introducción a las redes plesiocrónicas (SDH)• Ejercicios de la Referencia: 3-49 a 3.54

Sincronización de Redes

• Una central telefónica tiene su propio reloj

• Cuando se conecta a otra central, el enlace se controla desde uno de los extremos

• Los relojes de ambas centrales no siempre coinciden.

CP

CP

CP

CS

CP

CP

• En esta sección se analizará como establecer un sincronismo de la red completa para prevenir deslizamientos y, reducirlos, en caso de que ocurran

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Sincronización de Redes

• Para sincronizar una red se usa una de las sig. técnicas:– plesiocronía– justificación globalizada– sincronización mutua– relojes maestro-esclavo– sincronización maestro/esclavo– paquetización

CP

CP

CP

CS

CP

CP

• En redes plesiócronas todos los nodos tienen relojes muy estables, manteniendo el número de deslizamientos muy bajo.

• El defecto de esta solución simple es su alto costo

Sincronización de Redes• La justificación globalizada implica que

todos los afluentes: canales B, tramas E1, E2, etc. son justificados.

• El costo de esta solución también lo convierte en una solución impracticable

CP

CP

CP

CS

CP

CP

• La sincronización mutua consiste en que todos los nodos extraigan los valores medios de la información de sincronismo de sus enlaces entrantes para usarlo como reloj propio y de Tx

• Su ventaja reside en su robustez a fallas de enlaces y nodos.

• Su desventaja es la inestabilidad globalizada y transientes

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Sincronización de Redes• El uso de relojes maestro/esclavos

implica que un nodo distribuye la información de sincronismo a todos los demás.

• La desventaja reside en la confiabili-dad requerida para esos enlaces y el maestro

CP

CP

CP

CS

CP

CP

Reloj maestro

Sincronización de Redes• La sincronización maestro/esclavo se

basa en establecer una jerarquía de distribución de la información de sincronismo.

• En caso de falla de un enlace clave, los nodos operan temporalmente en base a referencias locales.

• La AT&T usó este tipo de sincroniza-ción en toda su red originalmente, modificándola posteriormente a un sistema mixto con nodos plesióconosen la jerarquía más alta.

CP

CP

CP

CS

CP

CPEnlace sincronizado indirectamente

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Sincronización de Redes

• La paquetización consiste en transmitir toda la información en forma de paquetes de datos.

• Cada paquete de datos es una unidad independiente de información que se envía en forma asíncrona por la red.

• Cada unidad de datos por lo general lleva un encabezado en el que va información de control:– dirección de destino– dirección de fuente– tipo de paquete– campo de control de errores– número de secuencia del paquete

• Un ejemplo notable: ATM

CP

CP

CP

CS

CP

CP

Ejercicios

• Problema 1 De los apuntes de SDH extraiga y explique los siguientes conceptos relevantes de SDH:– Limitaciones del PDH– Ventajas de SDH sobre PDH– Contenedor virtual– Bytes B1, C2, D1 a D3, H1 a H4, V1 a V4– Diferencias entre ADM y Crossconnect