JERARQUÍA DIGITAL SÍNCRONA

SDH

INTEGRANTESCASTRO OSORIO GEOVANNIGARCIA GARCIA ISRAELROSALES ARZOLA FAUSTO AUGUSTOSÁNCHEZ MENDOZA JAVIER

ANTECEDENTES• Estándar internacional de comunicaciones para redes de transmisión de

alta capacidad desarrollado por la ITU.

• Fue el primer esfuerzo por estandarizar las comunicaciones de voz de forma de eliminar las desventajas en PDH.

• Permite el transporte de muchos tipos de tráfico tales como voz, video, multimedia y paquetes de datos como los que genera IP.

• Gestiona el ancho de banda eficientemente mientras porta varios tipos de tráfico, detecta fallos y recupera de ellos la transmisión de forma transparente para las capas superiores.

JERARQUÍA DIGITAL SÍNCRONA SDH

• La Jerarquía Digital Síncrona (SDH) (Synchronous Digital Hierarchy) , se puede considerar como la revolución de los sistemas de transmisión, como consecuencia de la utilización de la fibra óptica como medio de transmisión, así como de la necesidad de sistemas más flexibles y que soporten anchos de banda elevados.

• La jerarquía SDH se desarrolló en EE. UU. bajo el nombre de SONET o ANSI T1X1 y posteriormente el UIT-T en 1989 publicó una serie de recomendaciones donde quedaba definida con el nombre de SDH.

Sdh surge como solución a las limitaciones de PDH

• Para evitar las limitaciones de PDH, se desarrolló en EE.UU la Red Óptica Síncrona (SONET), que sirvió de plataforma de diseño para la red universal Jerarquía Digital Síncrona SDH.

• SONET se utiliza en EE.UU, Canadá, Corea, Taiwan y Hong Kong. Los estándares de SONET están definidos por la ANSI.

• SDH se utiliza en el resto del mundo. Los estándares de SDH están definidos por la ITU-T.

Conceptos básicos de SDH

• Es la tecnología dominante en la capa física de transporte de las actuales redes ópticas. Permite el transporte de muchos tipos de tráfico, tales como voz, video y el paquete de datos como los genera IP.

• Usando el modelo OSI, SDH es visto como un protocolo de nivel 1 que actúa como el portador físico de aplicaciones de nivel 2 a 4.

En palabras simples, las transmisiones SDH son como tuberías que portan tráfico en forma de paquetes de información. Estos paquetes son de aplicaciones de E1, PDH, ATM o IP. El papel de SDH es gestionar la transmisión eficiente a través de la red óptica, con mecanismos internos de protección.

El módulo de Transporte Síncrono STM-1

Las recomendaciones de la UIT-T (G.707 a 709) definen la tasa básica de transmisión en SDH: 155, 52 Mbps, referida como un STM-1 (Módulo de Transporte Síncrono).

Se define una estructura de multiplexación donde una señal STM-1 puede portar señales de menor tasa de transmisión, formando parte de su carga útil.

Importante.- SDH no nace para sustituir a PDH, sino para ser usado en conjunto como medio de transporte en los enlaces que requieren mayor capacidad. Por ello, se ha previsto una forma estándar para transporta tramas PDH dentro de tramas SDH (hasta 3 E3 en una STM-1).

Estructura de trama STM-1

STM-1 se transmite a una tasa nominal de 155,52 Mbps.

La transmisión de una trama comienza en la esquina superior izquierda y termina en la inferior derecha. Se transmiten 8.000 tramas por segundo (una cada 125 µs).

Carga útil (de tributarios). Información útil transmitida: 9261 = 2.249 bytes = 18.792 bits.

Puntero AU-PTR. El inicio de las señales tributarias se señala con punteros. de 19 = 9 bytes = 72 bits.

Encabezados de sección R-SOH y M-SOH. Para monitorear la calidad, detectar fallas, gestionar alarmas, etc. 89 = 72 bytes = 576 bits.

E3

E1 . .

E1

E3

Conversor electro-óptico

Codificador (scrambler)

Multiplexor 4:1

Multiplexor 4:1

OC-48cSTM-16STM-4STM-1

STM-1

STM-4

STM-4

STM-4

Tramas PDH

Tramas SDH

E3

E3

STM-1STM-1

Multiplexación SDH

Los niveles de jerarquía superior se forman multiplexando a nivel de byte varias estructuras STM-1 utilizando una referencia común de reloj. Es así que se obtienen STM-4, STM-16, STM-64, etc.

En general, los módulos de transporte síncrono SDH se denominan STM-N, siendo N el nivel jerárquico. Actualmente están definidos para N= 4, N=16, N= 64 y N=256.

La trama STM-N contiene 9 × 270 × N bytes y también tiene una duración de 125 μs.

Interfaces SONET/SDH

En SONET se hace referencia a la misma señal como portadora óptica OC. STM-0 no representa un nivel valido de SDH. Se lo considera un método de

transmisión a baja capacidad, para enlaces de radio y satélite. STM-1 es el primer nivel de SDH. Las velocidades superiores son múltiplos del

primer nivel. Actualmente están definidas hasta N=256. Esta última velocidad alcanza casi 40 Gbps, que está dentro de la capacidad presente de enlaces ópticos DWDM.

SONET/SDH se utiliza ampliamente en las compañías telefónicas, ya que permite la transmisión de múltiples canales telefónicos. Por ejemplo, la trama STM-1 proporciona una capacidad de transmisión de 1.890 líneas telefónicas; la trama STM-16 de 30.000 líneas, etc.

Elementos de red SDH

En este ejemplo, señales electrónicas alimentan un multiplexor de origen ADM, donde se combinan en una única señal óptica.

La señal óptica se transmite hasta un repetidor o regenerador, que toma la señal, la demodula en eléctrica, la regenera para eliminar el ruido que la ha contaminado en el trayecto, y la vuelve a modular en señal óptica .

La señal regenerada llega al multiplexor de inserción/extracción ADM, el cual inserta señales que llegan de distintas fuentes en una ruta dada o extrae una señal de una ruta y la redirige a otra sin demultiplexar toda la señal.

La señal remultiplexada llega a otro repetidor y desde allí al multiplexor de destino ADM, donde se modula a señal eléctrica, se demultiplexa y se convierte a un formato utilizable por los equipos receptores.

Conexiones entre elementos SDH

Los elementos de una red SDH se conectan usando secciones, líneas y rutas.

Una sección es el enlace óptico que conecta a dos dispositivos vecinos: ADM ─ ADM, ADM ─ Repetidor o Repetidor ─ Repetidor.

Una línea es la porción de redes entre dos multiplexores: Multiplexor de origen ─ ADM, ADM ─ ADM, ADM ─ Multiplexor de destino.

Una ruta es la porción de un extremo a otro de la red entre dos multiplexores (de destino y de origen).

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CARACTERÍSTICAS Las principales características que se encuentran en el sistema de red

de transporte SDH son: • MultiplexaciónDigital: Permite que las señales analógicas sean

portadas en formato digital sobre la red. Permite monitorizar errores.• Fibra óptica: Es el medio físico utilizado, tiene mucha mayor capacidad

de portar tráfico. • Esquemas de protección: Aseguran la disponibilidad del tráfico, el

tráfico podría ser conmutado a otra ruta alternativa si existiera falla.• Sincronización: Se debe proporcionar temporización sincronizada a

todos los elementos de la red para asegurarse que la información que pasa entre nodos no se pierda.

• Gestión de red: Un operador puede gestionar una gran variedad de funciones tales como la demanda de clientes y la monitorización de la calidad de una red.

• Topologías en anillo: Si un enlace se pierde hay un camino alternativo por el otro lado del anillo.

Redes SDH en anillo

Los ADM hacen posible tener redes en anillo. Los anillos SDH se usan en configuración uni- o bidireccional. En cada caso, se pueden añadir anillos extras para hacer que la red tenga autodiagnóstico y sea capaz de recuperarse por sí misma de una falla de la línea.

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Combinación de anillos SDH

Las redes SDH actuales usan una combinación de anillos interconectados para crear servicios en área amplia. Por ejemplo, una red SDH puede tener un anillo regional, varios anillos locales y muchos anillos de sitio para dar servicio a un área extensa.

Ejemplo de anillos interconectados

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Arquitectura de sincronizaciónTodos los elementos en la red SDH operan bajo una misma señal de reloj suministrada por un reloj de referencia primario (PRC), que se encuentra en un equipo de la red de comunicación vinculada a la fuente primaria.

La distribución de la señal de reloj se realiza a lo largo de la red SDH mediante configuraciones específicas. Los elementos “intermedios”, tales como regeneradores, multiplexores ADM, etc., son operados en el “modo esclavo”, el cual utiliza un componente de señal de reloj extraído de la señal STM-N recibida.

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Resumen de características de una red SDH

Ventajas

• Altas velocidades de transmisión: los modernos sistemas SDH logran velocidades de 10 Gbit/s. SDH es la tecnología mas adecuada para los "backbones", que son realmente las superautopistas de las redes de telecomunicaciones actuales.

• Función simplificada de inserción/extracción: comparado con los sistemas PDH tradicionales, ahora es mucho más fácil extraer o insertar canales de menor velocidad en las señales compuestas SDH de alta velocidad.

• Alta disponibilidad y grandes posibilidades de ampliación: la tecnología SDH permite a los proveedores de redes reaccionar rápida y fácilmente frente a las demandas de sus clientes. Por ejemplo, conmutar las líneas alquiladas es sólo cuestión de minutos. Empleando un sistema de gestión de redes de telecomunicaciones, el proveedor de la red puede usar elementos de redes estándar controlados y monitorizados desde un lugar centralizado.

Ventajas

• Fiabilidad: las modernas redes SDH incluyen varios mecanismos automáticos de protección y recuperación ante posibles fallos del sistema. Un problema en un enlace o en un elemento de la red no provoca el colapso de toda la red, lo que podría ser un desastre financiero para el proveedor.

• Plataforma a prueba de futuro: hoy día, SDH es la plataforma ideal para multitud de servicios, desde la telefonía tradicional, las redes RDSI o la telefonía móvil hasta las comunicaciones de datos (LAN, WAN, etc.) y es igualmente adecuada para los servicios más recientes, como el video bajo demanda (VOD) o la transmisión de video digital vía ATM.

• Interconexión: con SDH es mucho más fácil crear pasarelas entre los distintos proveedores de redes y hacia los sistemas SONET. Las interfaces SDH están normalizadas, lo que simplifica las combinaciones de elementos de redes de diferentes fabricantes. La consecuencia inmediata es que los gastos en equipamiento son menores en los sistemas SDH que en los sistemas PDH.

Desventajas • La información de mantenimiento no esta asociada a vías completas de tráfico,

sino a enlaces individuales, por lo cual el procedimiento de mantenimiento para una vía completa es complicado

• Necesita sincronismo entre los nodos de la red, requiere que todos los servicios trabajen bajo una misma referencia de temporización.

• Se pierde eficiencia, ya que, el número de bytes destinados a la cabecera de sección es demasiado grande

• Algunas redes PDH actuales presentan ya cierta flexibilidad y no son compatibles con SDH.

• Necesidad de sincronismo entre los nodos de la red SDH, se requiere que todos los servicios trabajen bajo una misma referencia de temporización.

• El proceso de multiplexación es mucho más directo. La utilización de punteros permite una localización sencilla y rápida de las señales tributarias de la información.

• El procesamiento de la señal se lleva a cabo a nivel de STM-1. Las señales de velocidades superiores son síncronas entre sí y están en fase por ser generadas localmente por cada nodo de la red.

• Las tramas tributarias de las señales de línea pueden ser subdivididas para acomodar cargas plesiócronas, tráfico ATM o unidades de menor orden. Esto supone mezclar tráfico de distinto tipo dando lugar a redes flexibles.

• Compatibilidad eléctrica y óptica entre los equipos de los distintos proveedores gracias a los estándares internacionales sobre interfaces eléctricos y ópticos.

• Un STM1 tiene la capacidad de agrupar varios E1 y T1 de forma multiplexada, es decir, se universaliza las velocidades ocupando los VC correspondientes, la capacidad del STM1 es suficiente.

Ventajas de SDH respecto a PDH

Gracias