Teorema de Nyquist

• Que la frecuencia de muestreo (fs) debe ser mayor o igual al doble de la frecuencia máxima de la señal muestreada.

El número de niveles de cuantificación M está estrechamente relacionado con el número de bits n que son necesarios para decodificar una señal. En nuestro caso se usan 8 bits para codificar cada muestra, por lo tanto:

M = 2 8 = 256 niveles

• La velocidad de transmisión (bit rate) de la cadena del PCM es de 256 bits en 125 seg., lo cual corresponde a 2.048 Mbits/seg. En la estructura de la trama, la asignación de los canales es de la siguiente manera:

• Canal 0: Sincronización de la trama (alineación).• Canal 16: Señalización.• Canal 1-15 y 17-31: Voz/datos.

PDH (Jerarquía digital plesiócrona)

Origen: En los años 60´s la necesidad de reducción de

espacio en las líneas de transmisión llevó a encontrar que con una cadena digital se podía transmitir muchas señales de voz.

En 1968 Europa desarrolla su estándar con 30 canales de voz más un canal de sincronización y un canal de señalización, con un total de 32 canales de 64 Kbps para un total de 2.048 Mbps, lo cual conforma un sistema E1.

Jerarquía Digital Plesiócrona

• Existen tres jerarquías PDH: la europea, la americana y la japonesa.

• La europea usa la trama descrita en la norma G.732 de la UIT-T mientras que la americana y la japonesa se basan en la trama descrita en G.733. Al ser tramas diferentes habrá casos en los que para poder unir dos enlaces que usan diferente norma haya que adaptar uno al otro, en este caso siempre se convertirá la trama al usado por la jerarquía europea.

Nivel

NorteaméricaEuropa(CEPT)Conference of European Postal and Telecommunication Administration

Japón

canales Mbps Denominación canales Mbps Denominación canales MbpsDenominación

0 064kbps

DS0 064kbps

E00

64kbps

(J0)

1 24 1,544 (T1)(DS1) 30 2,048 (E1) 241,544

(J1)

2 96 6,312 (T2) )(DS2) 120 8,448 (E2) 966,312

(J2)

3 67244,736

(T3) )(DS3) 48034,368

(E3) 48032,064

(J3)

4 2016274,176

(T4)(DS3) 1920139,264

(E4) 144097,728

(J4)

La velocidad del flujo de datos 2 megas es controlada por un reloj en el equipo que la genera. A esta velocidad se le permite una variación, alrededor de la velocidad exacta de 2,048 Mbps, de ±50 ppm (partes por millón).

Estructura de la trama de 24 canales

• La cadena de bits consiste de tramas que contienen 193 bits, donde 1 bit es usado para alineación y 192 son usados por los 24 canales de 8 bits cada uno. Una llamada puede ser asignada a un cierto número de canal. Así que cada abonado podrá enviar 8 bits en cada trama, esto es cada 125 seg.

• Esto significa que la duración máxima de una trama (193 bits) es de 125 seg. La razón o velocidad de transmisión (bit rate) de una trama es de 193 bits en 125 seg. ó 1.544 Mbits/seg.

64 Kbps

1544 Kbps

2048 Kbps

6312 Kbps

8448 Kbps 139264 Kbps564992 Kbps

274176 Kbps

34368 Kbps

44736 Kbps

DS0

DS1

DS2

DS3

E1 E3E2E0

E4

Jerarquía Americana

Jerarquía Europea

x4

x4 x4 x4

x4

x3

x6

x3

x32

x24

Multiplexación para PDH:

PDH (Jerarquía Digital Plesiocrona)

MULTIPLEXAJE PLEOSIOCRONOMULTIPLEXAJE PLEOSIOCRONO

•1 2

•Niveles

• 2 Mbps

1 2 3 4

•2 3

•8 Mbps

•3 4

•34 Mbps

•140 Mbps

En cada nivel:En cada nivel: •Palabra de Inserción para alineamiento de trama

• Adición de Bits de Justificación• Adición de Señales de Servicio

PDH

•2 1

•Niveles

• 2 Mbps

4 3 2 1

•3 2

•8 Mbps•34 Mbps

•4 3

•140 Mbps

DEMULTIPLEXAJEDEMULTIPLEXAJE PLEOSIOCRONO PLEOSIOCRONO

En cada nivel:En cada nivel:

• Extracción de la señal de reloj

•Recuperación de la palabra de sincronización de Trama

• Recuperación de Bits adicionales

PDH

Introducción

Antecedentes de SDH:

Surge por la necesidad de evolucionar a sistemas de transmisión de mayor velocidad, más confiables y más fáciles de administrar que su antecesor PDH.

Introducción SDH. Estructura SDH. Redes SDH.

Características PDH (Jerarquía Digital Plesióncrona)

PDH es un sistema pleosiócrono, requiere bits de justificación y bits de sincronía.

No puede segregar o agregar canales. Diseñado para enlaces punto a punto. No tiene capacidad de monitoreo de carga útil. Poca administración y supervisión de la red. A nivel de transmisión compatibilidad limitada entre diferentes

fabricantes. Esta orientado a servicio de voz.

Características SDH (Jerarquía Digital Síncrona)

Es síncrono, es decir, todos los elementos de la red utilizan un reloj común.

Es compatible con PDH (Estándar Americano o Europeo). Normatizado con respecto a medios de transmisión. Soporta PDH y ATM. Realiza una multiplexación visible que permite agregar o segregar

señales. Tiene canales para administración de la red. Control centralizado de todos los elementos de la red.

Introducción

COMPATIBILIDAD SONET & SDH

Nivel

SONET

Velocidad en Mbps

Compatibilidad

Con SDH

STS-1 51.840

STS-3 155.520 Con STM-1

STS-9 466.560

STS-12 622.080 Con STM-4

STS-18 933.120

STS-24 1244.160

STS-36 1866.240

STS-48 2488.320 Con STM-16

Con STM-649953.280

Estructura de Multiplexación PDH a SDH

139264 Kb/sAUG

C-11

C-12

C-3

C-4

C-11

POH

C-3

POH

C-12

POH

C-12

POH

PTR

C-3

POH

PTR

TUG-2

C-4

POH

C-4

POH

PTR

TUG-3

STM 1SOH

STM 4SOH

STM 16SOH

STM 64SOH

44736 Kb/s

34368 Kb/s

2048 Kb/s

1544 Kb/s

STM 1SOH

15520 Kb/sAUG

C-4

POH

PTR

X 1

X 4

X 16

X 64

AU 4VC 4

X 1

X 3

X 7

X 3

TU12 VC12

VC11

TU3 VC3

C-2C-2

POH 6312 Kb/s

VC2

X 1

AU 4

X 4

PTR = APUNTADORPOH = ENCABEZADO DE TRAYECTO

Descripción General

Contenedor (C-n): Estructura que forma la carga útil de información.

Contenedor virtual (VC-n): Estructura de información usada para establecer conexionesentre los diferentes niveles del trayecto.

Unidad tributaria (TU-n): Estructura que agrega apuntadores a los contenedores virtuales.

Grupo de unidades tributarias(TUG-n): Agrupa varios TU’s que se multiplexan juntos.

Unidad administrativa (AU-n): Agrega apuntadores a los contenedores virtuales.

Grupo de unidades administrativas (AUG-n): Agrupa varios AUs que van juntos para formar un SDH de primer orden.

Módulo de transporte síncrono (STM-n): Estructura que agrega facilidades para supervisión y mantenimiento.

Multiplexación de un STM-4 y un STM-16

STM 1 #1

STM 1 #2

STM 1 #3

STM 1 #4

AAAA

BBBB

CCCC

DDDD

ABCD

STM 4

M

U

X

STM 1 #1

STM 1 #2

STM 1 #3

STM 1 #4

STM 1 #5

STM 1 #6

STM 1 #7

STM 1 #8

STM 1 #9

STM 1 #10

STM 1 #11

STM 1 #12

STM 1 #13

STM 1 #14

STM 1 #15

STM 1 #16

AAAA

BBBB

CCCC

DDDD

EEEE

FFFF

GGGG

HHHH

I I I I

JJJJ

KKKK

LLLL

MMMM

NNNN

OOOO

PPPP

ABCDEFGHIJKLMNOP

STM 16

M

U

X

Entrelazado de bytes de 4 señales STM 1 para formar

una señal STM 4Entrelazado de bytes de 16 señales STM 1 para formar una señal STM 16

Encabezados

Los encabezados son utilizados por el sistema para supervisión y mantenimiento.

Estos encabezados están presentes en: Sección de regeneración. Sección de multiplexaje. Trayectoria de punta a punta de alto orden. Trayectoria de punta a punta de bajo orden.

Estos encabezados estan contenidos en el STM-1, que es una trama de 9 filas por 270 columnas.

Secciones y Trayectorias

Trayecto de Bajo Orden

REGM UX

STM-n

Contenedor de

caga útil de Bajo Orden

Contenedor de

caga útil de Alto Orden

Ensamblador de

Bajo OrdenEnsam-

blador de Alto Orden

M UX

STM-n

Contenedor de

caga útil de Bajo Orden

Contenedor de

caga útil de Alto

Orden

Ensamblador de Bajo Orden

REG

Ensam-blador de Alto Orden

Trayecto de Alto Orden

Sección de Mux

Sección de Reg

Regeneradores

Módulo de Transporte Síncrono de 1er Orden

STM-1

9 bytes en filas

270 bytes en Columnas

2619

3

5

RSOHENCABEZADO PARA REGENERADORES

MSOHENCABEZADO PARA SECCION MULTIPLEX

CARGA UTIL EN CONTENEDOR

(C-4) + POH = VC-4 CONTENEDOR

VIRTUAL

125 u seg

APUNTADOR

260

POH

1

1

ENCABEZADO DETRAYECTO

B2B2B2 K1 K2

D4 D5 D6

D7 D8 D9

D10 D11

D12

Z1 Z1 M1Z2Z2 E2S1

F1

J1

B3

C2

G1

F2

H4

Z3

Z4

Z5

H1 H2 H3H1 H2 H3H1 H2 H3

STM-1

CARGA ÚTIL

A1 A1 A2A2 A2 C1

B1 E1

D1 D2 D3

A1

F1

Módulo de Transporte Síncrono de 1er Orden

Mapeo

El mapeo es un procedimiento que se lleva a cabo en los puntos de acceso a la red síncrona, mediante el cual las tributarias son adaptadas dentro de los contenedores virtuales.

El mapeo especifica como se van a llenar las diferentes estructuras SDH con las señales que se transportarán. Esto es manejado por medio de justificación.

Apuntadores

Los apuntadores se definen en dos niveles: TU´s: Identifica el comienzo del VC-n relativo al VC-4

para cada uno de los n VC´s. AU-n: identifica el comienzo del VC-4 en relación con

la trama STM-1

H2

H3

H1 H2 H3H1 H2 H3H1 H2 H3

APUNTADOR

INFORMACION DE APUNTADOR

ACCION DEL APUNTADOR

H1

Ejemplos de Apuntadores

VC-4

1

VC-12

63

VC-12

Apuntadores AU-4

Apuntadores TU-12

VC-4

1

VC-3

3

VC-3

Apuntadores AU-4 Apuntadores

TU-3

EL POH

LIBRES PARA USO FUTURO

ENCABEZADO DE TRAYECTO (POH)

J1

B3

C2

G1

F2H4

Z3

Z4

Z5

INDICADOR DE MULTITRAMA

CANAL DE USUARIO VC-4 DE 64 Kb/s

ESTADO DE TRAYECTO

ETIQUETA DE SEÑAL

RESULTADO DE CALCULO DE PARIDAD BIP 8

INDICADOR DE TRAYECTORIA DEL VC-n

OPERADOR DE RED

Columna 10 de STM-1

ENCABEZADO DE SECCION (SOH)

A1 A1 A2A2 A2 C1

B1 E1 F1

D1 D2 D3

A1

D7 D8 D9

D10 D11 D12

B2B2B2 K1 K2

D4 D5 D6

Z1 Z1 M1Z2Z2 E2S1

APUNTADORES

ENCABEZADO DE SECCION DE REGENERADOR

ES (RSOH)

ENCABEZADO DE SECCION DE

MULTIPLEX (MSOH)

Chequeo Paridad BIP 24

Señalización de protección para sección Multiplex

Canal de datos para Administración sección Multiplex de 576 Kb/s

Canal de Servicio

No usados

Uso nacional

Libres

Información de Fuente de Clock (sincronía)

M1= FEBE

B2

K1 K2

D4 D5 D6 D12

E2

Z1 Z2

S1

M1Far End Block Error

ENCABEZADO PARA SECCION MULTIPLEX (MSOH)

Alineamiento de Trama A1= F6= 11110110 : A2= 28 = 00101000A1 A2

B1

D1 D2 D3

E1

F1

Chequeo de Paridad BIP 8

Canal de Servicio

Canal de Usuario

Canal de datos para Administración de Regeneradores de 192 Kb/s

Reservado para uso nacionalno usados

Dependen del medio

STM-1 IndentificaciónC1

Formación del STM-1 a partir de 2Mb/s

PDH

2 Mb/s

Carga Util

2 Mb/s

PASO 1: Justificación

2 Mbps + Mapeo = C12

Señales PDH entre 2.046 y 2.050 Mbps

Velocidad = 2.224 Mbps

PASO 2: Encabezado del Contenedor Virtual 1er. Orden

C12

V5POH

POH = Path Over Head, contiene información de direccionamiento, Operación y Mnto.

C12 + POH = VC12

Velocidad = 2.240 Mbps

PASO 3: Apuntador de TU12 ( Inicio del Contenedor Virtual 12 en el VC4 )

VC 12

PTRVC12 + PTR = TU12Velocidad = 2.304 Mbps

PASO 4: Multiplexación

TU12 TU12 TU12

TU12 X 3 = TUG2

12 columnas x 9 filas =108 bytes

108 x 8 =864bits

864 x 8000 = vel. 6.912 Mb/s

TU12 TU12 TU12

TU12 TU12 TU12

TU12 TU12 TU12

TU12 TU12 TU12 TUG 2 # 1

TUG 2 # 2

TUG 2 # 3

TUG 2 # 7

TUG2 X 7 = TUG3

86 columnas x 9 filas =774 bytes

774 x 8 =6192 bits

6192 x 8000 = vel. 49.536 Mb/s

Formación del STM-1 a partir de 2Mb/s

T U 1 2 T U 1 2 T U 1 2

T U 1 2 T U 1 2 T U 1 2

T U 1 2 T U 1 2 T U 1 2

T U 1 2 T U 1 2 T U 1 2 T U G 2 # 1

T U G 2 # 2

T U G 2 # 3

T U G 2 # 7

T U 1 2 T U 1 2 T U 1 2

T U 1 2 T U 1 2 T U 1 2

T U 1 2 T U 1 2 T U 1 2

T U 1 2 T U 1 2 T U 1 2 T U G 2 # 1

T U G 2 # 2

T U G 2 # 3

T U G 2 # 7

T U 1 2 T U 1 2 T U 1 2

T U 1 2 T U 1 2 T U 1 2

T U 1 2 T U 1 2 T U 1 2

T U 1 2 T U 1 2 T U 1 2 T U G 2 # 1

T U G 2 # 2

T U G 2 # 3

T U G 2 # 7

PASO 4: Continua..

POR LO TANTO EL APUNTADOR TU12 SERA:

TUG3 / TUG2 / TU12

1-3 / 1-7 / 1-3

TUG3 X 3 = VC 4

261 col x 9 fil =2349 bytes

2349 x 8 =18792 bits

18792 x 8000 = vel. 150.336 Mb/s

Formación del STM-1 a partir de 2Mb/s

C-4

SOH( RSOH )

PTR AU

SOH( MSOH )

POH

PASO 5: Apuntador AU ( Inicio de Contenedor Virtual 4 en STM-1 )

VC4

PTR TU12

PTR AU

PASO 6: Creación de STM-1

VC 4 + PTR = AU 4

(261 col x 9 fil) + 9 =2358 bytes

2358 x 8 =18864 bits

18864 x 8000 = vel. 150.912 Mb/s

AU 4 + SOH = STM-1

SOH = RSOH + MSOH

270 col x 9 fil =2430 bytes

2430 x 8 =19440 bits

19440x 8000 = vel. 155.520 Mb/s

Formación del STM-1 a partir de 2Mb/s

En SDH se pueden distinguir 4 elementos básicos :

Multiplexores Síncronos (MUX)

Enrutador Digital (SDXC)

Multiplexor para agregar/insertar (ADM)

Regeneradores Síncronos (REG)

Elementos de Red SDH

Elementos de Red SDHEl multiplexor simplemente integra diferentes tributarios en una sola señal SDH. Tipos de tributarios:

PDH - 1.5 a 140 M de norma Europea/Americana.

SDH - de velocidad menor a la salida.

STM-m

PDH

STM-n

(m < n)

MUX

Multiplexor Síncrono:

STM-mSTM-n

(m<n)

Cross-conector Síncrono:

CROSS

El crossconector es un elemento de conmutación cuyas I/O son señales STM-N. Su función consiste en enrutar los VC de diferentes tamaños contenidos en los STM de un puerto a otro.

El ADM permite extraer / insertar tributarios de una señal STM en tránsito. Tipos de tributarios:1.- PDH 1.5 a 140 M de norma Europea / Americana2.- SDH de velocidad menor a las salidas.

Señal STM-N

Señal STM-N

ADM

ADM - Add Drop Multiplexer

Diferentes tipos de

tributarios

STM-n STM-n

REG

La función del regenerador se limita a la restauración del nivel óptico de la señal óptica a fin de cubrir mayores distancias. Sin embargo, en SDH los regeneradores cuentan con cierta inteligencia pues son parte activa de las funciones de administración y mantenimiento.

Regenerador Síncrono

Elementos de Red SDH

Topología de Redes SDH

TMTM TMTM

Multiplexor Terminal

Multiplexor Terminal

Señal SDH

STM-4Señáles

PDHSeñáles

PDH

Bus Punto-Punto

TTMM

TTMM

Multiplex

Terminal

Multiplexor Terminal

Multiplexor ADM

ADADMM

Bus Extracción/Inserción

ADM ADM

ADM

ADM

Anillo Extracción/Inserción

DXC

DXC

DXC

DXC

DXC

DXCDXC

DXC

Malla

Cross Connect

Recomendaciones para SDH

• Recomendaciones sobre la Estructura Básica y la señales Eléctricas:

G.702 Velocidades de bit de la Jerarquía Digital.

G.703 Características físicas y eléctricas de las interfaz de SDH.

G.707 Velocidades de bit de SDH.

G.708 Interfaz de Nodo de Red (NNI) para SDH

G.709 Estructura de Multiplexación Sincrona

• Recomendaciones sobre Sistemas Ópticos

G.957 Interfaz óptica para el equipamiento y sistemas relacionados a la SDH

G.958 Sistemas de Línea Digital basados en la SDH para el uso de cables de fibra óptica.

• Recomendaciones para los elementos de red de SDH:

G.781 Trata sobre la estructura del equipo de multiplexación para SDH.

G.782 Tipos y características generales del equipo de multiplexación de la SDH.

G.783 Carcaterísticas de los bloques funcionales del equipo de multiplexación de la SDH.

G.784 Administración de la Jerarquía Digital Síncrona (SDH).

• Recomendaciones para Administración de Redes de Telecomsunicaciones (TMN).

M.30 Principios de Administración de Red de Telecoms. (TMN).

G.773 Serie de protocolos par las interfaces Q (Interface para equipo de supervisión) para la administración de sistemas de transmisión.