REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD YACAMBU
DIRECCION GENERAL DE POSTGRADO
ESPECIALIZACION EN REDES Y
TELECOMUNICACIONES
PROFESOR: RONALD SARACUAL
AUTORES:
ING. LESBY
SANCHEZ CI: 13455321
ING. ANNY
RODRIGUEZ CI: 14.959.680
ING. THANNY LOPEZ CI: 12.174.187
INTRODUCCION
Hoy
en día los computadores están presentes en todas las áreas de las actividades
humanas. Por ejemplo en el hogar para jugar y procesar información, en la
oficina para manejar y procesar bases de datos, en instituciones financieras y
agencias de servicios para cubrir
necesidades propias del ser humano, en las escuelas y universidades para la
enseñanza asistida por el computador y así sucesivamente en muchas otras
instituciones e industrias que requieran del control de herramientas o control
de plantas.
Todos
estos procesos en la mayoría de los casos se realizan entre dos o más
computadores a través de un recurso de comunicación acorde a las necesidades
del sistema en uso, este recurso estará orientado a un dominio de aplicación
específica. En la práctica existe una amplia gama de recursos de comunicación
cada uno con una topología diferente, este tipo de recurso se conoce con el
nombre de redes. En los últimos años los desarrollos realizados es redes son
basados en fibra óptica, han
provocado por un lado una notable evolución técnica y económica y por otro la
transición de analógica a digital.
Desde
su aparición alrededor de 1990 el estándar internacional de comunicaciones
aceptado por la UIT para redes de transmisión de alta capacidad SDH (Jerarquía Digital Síncrona) ha dado lugar a nuevos usos de la red, al despliegue
de equipos nuevos y a operaciones de proceso mucho mayor que procesos actuales
la demanda de usuarios a crecido cada vez mas por lo que ha requerido mas ancho
de banda y mayor flexibilidad de la red. Este tipo de red de transmisión tiene
como ventaja principal la reducción del overhead. Todo el paquete de datos
transmitidos posee un encabezado que sirve para identificarlo y ordenarlo
correctamente en la punta del receptor. El overhead es la razón entre el tamaño del encabezado y el tamaño
del campo de datos.
En el presente trabajo se desarrollara el tema de
INDICE
CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LA JERAQUISACION DIGITAL
SINCRONA
ESTRUCTURA DE LAS TRAMAS EN SDH
COMPARACION ENTRE LAS JERARQUIAS DIGITALES PLESIOSINCRONICAS (PDH) Y SINCRONICAS (SDH)
SDH EN LA
HISTORIA …
En el año 1985 la
empresa Bell Core, le hace una propuesta al ANSI de estandarizar las
velocidades mayores a 140Mb/s, que hasta el momento eran propietarias de cada
empresa.
En 1986, la Bell
Core, y La AT&T, proponen al CCITT, posibles velocidades de transmisión
para que las mismas sean estandarizadas, cada una de estas empresas propone
diferentes velocidades de transmisión posibles.
La jerarquía SDH o
más conocida por sus siglas en la lengua inglesa "Synchronous Digital
Hierarchy" se desarrollo en EEUU bajo el nombre de SONET, es en 1989
cuando la CCITT saca entonces, en su "Serie azul", las
recomendaciones G707, G708 y G709 definidas con el nombre de SDH las cuales constituyen
la primera regulación de esta forma de transmisión.
Desde entonces al
día de hoy, han habido 6 modificaciones de las recomendaciones, estando vigente
hoy en día solamente la recomendación G707, que es la que se utiliza actualmente.
DEFINICION
CONCEPTOS BASICOS
Una red de
transporte puede ser vista como los enlaces y equipos asociados que habilitan
tráfico para ser portado entre dos clientes o nodos en una red. A estos nodos
se les puede asociar tráfico de una función de una capa superior, tales como
un switching o un routing.
Los elementos de red
son equipos localizados en cada nodo de la red de transporte SDH , los cuales
realizan funciones sobre el tráfico tales como multiplexión o routing.
Un tributario es un
flujo de tráfico el cual es combinado con otros flujos tributarios mediante la
función de multiplexación para dar lugar a un menor número de flujos de tráfico
salientes. Una señal de agregado es el término asociado con ese flujo de salida
generado.
Los tributarios de
un elemento de red SDH son los interfaces de tráfico en la red SDH. Estos
elementos de red soportan diferentes tipos de tributario no SDH permitiendo el
transporte eficiente de tráficos de diverso origen. Por ejemplo en capas
inferiores o de acceso a la red, un elemento de red puede aceptar alguno de los
siguientes tráficos tributarios para portarlos directamente en su estructura de
trama:
-
Interfaces de tráfico PDH, tales como 2 Mbps,
34 Mbps, y 140 Mbps.
-
Interfaces de voz analógicos.
-
Interfaces Ethernet que toman datos IP o datos
provenientes de LAN.
-
Interfaces RDSI/ADSL
CARACTERISTICAS
PRINCIPALES DE LA JERAQUISACION DIGITAL SINCRONA
1.- La velocidad básica es de
155Mb/s (STM-1 unidad de transmisión básica de
2.- Técnica de multiplexado a
través de punteros.
3.- Posee una estructura
modular: A partir de la velocidad básica se obtienen velocidades
superiores multiplexado byte por byte
varias señales de STM-1 (Modulo de Transporte Sincrono). A través del puntero,
se puede acceder a cualquier canal de 2Mb/s.
4.- Posee gran cantidad de
canales de overhead que son utilizados para supervisión, gestión, y control de
la red.
5.- Nuevas topologías de red
especialmente en la parte de acceso con estructura flexible que pueden ser
utilizados incluso para redes LAN, MAN, ISDN.
6.- Acceso directo a afluentes de baja
velocidad sin tener que demultiplexar toda la señal que viene a alta velocidad,
como ocurre actualmente con la PDH (Jerarquía Digital Plesiócrona tecnología
usada tradicionalmente para telefonía que permite enviar varios canales
telefónicos sobre un mismo medio).
7.- Mejor capacidad de
operación, administración y mantenimiento.
8.- Adopción de canales
auxiliares estandarizados.
9.- Estandarización de
interfaces.
10.- Facilidad de multiplexación
y demultiplexación.
11.- Fácil crecimiento hacia
velocidades mayores, en la medida que lo requiera la red, ya que toda la red se
construye en función de un tributario único, STM-1.
ESTRUCTURA DE LAS
TRAMAS EN SDH
La estructura de trama
en SDH es llamada trama básica o STM-1 , la cual tiene una duración total de 125 microsegundos, y corresponde a
una matriz de 9 filas (o secuencias) y
270 columnas (bytes), lo que quiere decir que la secuencia de transmisión se inicia en el byte 1 de
la línea 1 hasta el byte 270 de la misma línea, luego el byte 1 de la línea 2 y
así sucesivamente hasta el byte 270 de la línea, los elementos de la matriz son octetos de 8
bits; o sea se repite 8000 veces por segundo.
Una trama STM-1 consta de
2430 bytes, los cuales pueden dividirse en tres áreas principales:
1.- El Área de Payload (carga útil): las señales de todos los niveles de PDH pueden ser acomodadas en SDH
empaquetándolas juntas en el área de payload de la trama STM-1. El proceso de
empaquetado de señales PSH es un proceso multipaso que involucra un número de
diferentes estructuras.
Los tributarios pleusíncronos están
mapeados en un contenedor de tamaño
apropiado, y un número de bytes conocido como cabecera de camino (Path Overhead
o POH) son añadidos al mismo para formar el contenedor virtual (VC) en el
que se basa esta trama. La cabecera de camino proporciona información para su
uso en la gestión extremo a extremo de un camino síncrono. La información de la
cabecera de camino asociado con un VC-1/VC-2 difiere a la recogida en la
cabecera asociada a los VC-3/VC-4.
La cabecera de camino para los VC-1/VC-2
recoge los bytes V5, J2, Z6 y Z7. El byte V5 es el octeto posicionado al inicio
del contenedor virtual. Entre la función de varios de los bits de este byte esta:
BIP-2: los bits 1 y 2 son usados para
monitorizar errores usando bits de paridad concatenada (BIP) comprobando todos
los bytes en el VC-1/ VC-2 previo.
REI: el bit 3
es el indicador remoto de error o REI del camino. Será puesto a 1 binario y
enviado en dirección opuesta al recibido hacia el extremo original del
VC-1/VC-2 si uno o más errores son detectados al chequear el BIP-2.
RFI: el bit 4
es el indicador remoto de fallo o RFI y es puesto a 1 binario y enviado en
dirección opuesta a la recibida por el ensamblador del VC-1/VC-2 si
se detecta un fallo.
Etiqueta de señal: indica el tipo de carga del contenedor virtual. Estas codificaciones
pueden ser "camino inequipado", "mapeado asíncrono",
"mapeado de byte síncrono", o camino equipado por ser definido.
RDI: el bit 8
es el indicador de defecto remoto o RDI en el camino. Este bit es colocado a 1
binario y enviado hacia atrás por el ensamblador de VC-1/VC-2.
La cabecera de camino para contenedores VC-4
está ubicada en la primera columna de las nueve filas por las 261 columnas de
la estructura
VC-4. Para los VC-3, la
cabecera de camino está colocada en la primera columna de las nueve filas para
la estructura de 85 columnas. . La función de cada byte la vemos a continuación:
J1: traza de
ruta: este byte verifica la conexión del camino VC-3/VC-4.
B3: BIP-8 de
ruta: este byte proporciona monitorización de bits con error sobre la ruta,
usando un código de paridad par BIP-8.
C2: Etiqueta
de señal: Este byte indica la composición de la carga VC3/VC-4.
G1: Estatus
del camino: este byte permite que el estatus de la señal recibida sea enviada
de vuelta al extremo transmisor del camino desde el extremo receptor.
F2, Z3:
Canales de usuario: Este byte proporciona un canal de comunicación para el
usuario.
H4: Indicador
de posición: Este byte proporciona un indicador de posición generalizado de
payload y puede ser usado como un indicador de posición de multitrama para
VC-2/VC-1.
K3 (bits 1 - 4): APS: Estos bits son empleados para la conmutación automática de
protección (APS) para la protección a nivel de camino de alto nivel.
K3 (bits 5 - 8): estos bits están reservados para uso futuro.
Z5: Operador
nacional: Este byte esta empleado para propósitos de gestión específica así
como mantenimiento de conexión tandem.
2.- El Puntero de Unidad Administrativa: Tras añadir la cabecera de camino al contenedor
virtual, se le posiciona en una unidad tributaria (TU) o una unidad
administrativa (AU) con un puntero indicando al comienzo del contenedor virtual
relativo al TU o al AU, según sea el caso. Los VC-1s y VC-2s son posicionados
en TU mientras que los VC-4 son posicionados en un AU tal y como veíamos en la
figura 3.13. En Europa, los VC-3 son posicionados en TU-3 mientras
que en SONET son posicionados en AU-3. Los AU´s y los TU´s son empaquetados en
sus respectivos grupos; grupos de unidades tributarias (TUG´s) para unidades
tributarias y grupos de unidades administrativas para AU´s. Los TUG´s son
multiplexados en contenedores virtuales de alto nivel. Los cuales, en su turno,
son posicionados en AU´s con un puntero indicando al inicio del contenedor
virtual relativo al AU. Es el puntero AU el cual indica la posición del AU con
relación a la trama STM-1 y forma parte del área de cabecera de sección de la
trama.
El área de payload de la trama STM-1
contiene un VC-4 o tres VC-3 con la posición del primer byte siendo indicada
por el respectivo puntero AU. El uso de punteros en la trama STM-1 significa
que las señales pleusíncronas pueden ser acomodadas en el seno de la red
sincronía sin necesidad de emplear buffers.
Esto es porque la señal puede ser
empaquetada en un contenedor virtual e insertada en la trama en cierta posición
de modo que el puntero indique esta posición. Usar el método de punteros es
posible al definir los contenedores virtuales síncronos ligeramente mayores que
la carga útil que portan. Esto permite a la carga deslizarse un tiempo relativo
a la trama STM-1 en la cual está contenido. El ajuste de puntero también es
posible ante la ocurrencia de cambios de frecuencia o fase como consecuencia de
variaciones de retardo de propagación.
El resultado de esto es que, para
cualquier flujo de datos, es posible identificar sus canales tributarios
individuales, e insertar o extraer información, y de este modo superar uno de
los principales inconvenientes del PDH.
3.-
A1, A2: enganche
de trama.
J0:Traza de la
sección de regeneración.
D1 a D12: Los
bytes D1 a D3 forman un canal de comunicación de datos de 192 Kbps para la
sección de regeneración. Los bytes D4 a D12 forman un canal de comunicación de
datos para la sección de multiplexación. El uso de ambos canales de
comunicación es para gestión de red.
E1, E2:
Canales de instaladores. Empleado para comunicaciones directas entre nodos de
equipos.
F1: Canales
para usuario.
B1, B2: Estos
bytes son comprobaciones de paridad simple para detección de errores.
K1, K2 (bit1 a bit5): Canal dedicado a la conmutación de protección
automática.
K2 (bit6 s bit8):
Indicador de RDI para la sección de multiplexación.
S1 (bit5 a bit8):
Indicador de estatus de sincronización.
M1: Indicador
de REI para la sección de multiplexación.
Z1, Z2: Aún
por definir, sin uso.
El segundo nivel de multiplexación (STM-4) se obtiene de multiplicar la trama básica
(STM-1) por 4, es decir, que su velocidad es 622,080 Mbps.
Este valor normalmente se redondea a 622 Mbps para
efectos de referencia.
El tercer nivel de multiplexación (STM-16) se obtiene de multiplicar la anterior por 4
o la básica por 16, es decir, que su velocidad es de 2,488 Gbps. Este valor
normalmente se redondea a 2,5 Gbps para efectos de referencia.
El cuarto nivel de multiplexación (STM-64) se obtiene de multiplicar la anterior por 4
o la básica por 64, es decir, que su velocidad es de 9,953 Gbps. Este valor
normalmente se redondea a 10 Gbps para efectos de referencia.
|
Jerarquía Digital |
Tasa de Bits |
Estructura típica de tramas |
|
|
Notación Usual |
Valor Exacto |
||
|
STM1 |
155 Mbps |
155 520 kbit/s |
63
Y1 o 3 Y3 |
|
STM4 |
622 Mbps |
622 080 kbit/s |
4 STM1 |
|
STM16 |
2,5 Gbps |
2 488 320 kbit/s |
16 STM1
o 4 STM4 |
|
STM64 |
10 Gbps |
9 953 280 kbit/s |
64 STM1,
16 STM4 o 4 STM16 |
La estructura de la trama del modulo de transporte
sincrónico STM-1 es la que puede observarse en la figura siguiente:
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE SDH
Entre las ventajas que ofrece la Jerarquía
Digital sincronía están:
1.- 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.
2.- 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. Ya no hace falta demultiplexar y volver a multiplexar la estructura plesiócrona,
procedimiento que en el mejor de los casos era complejo y costoso. Esto se debe
a que en la jerarquía SDH todos los canales están perfectamente identificados
por medio de una especie de "etiquetas" que hacen posible conocer
exactamente la posición de los canales individuales.
3.- 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.
4.- 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. Estos circuitos de protección también se controlan mediante un
sistema de gestión.
5.- 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.
6.- 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. El motor que genera toda esta evolución es la creciente
demanda de más ancho de banda, mejor calidad de servicio y mayor fiabilidad,
junto a la necesidad de reducir costos manteniendo la competitividad.
1.- La estructura de
trama de las centrales hecha por entrelazamiento de octetos a 64 Kbits/s. es síncrona,
por tanto el empleo de la justificación para adoptar temporización se vuelve
innecesario.
2.-
El entrelazamiento de bits hace que canales a 64 Kbits/s. pertenecientes a un
tramo de trafico solo se puedan bifurcar hasta que se demultiplexa a nivel de
multiplex primario.
3.- Los canales de n 64Kbits/s que no se puedan
incluir bajo el multiplex primario no se pueden tramitar de ninguna otra forma
por la red.
4.-
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
5.-
Necesita sincronismo entre los nodos de la red, requiere que todos los
servicios trabajen bajo una misma referencia de temporización.
6.- Se pierde eficiencia, ya que, el número de
bytes destinados a la cabecera de sección es demasiado grande.
COMPARACION ENTRE LAS JERARQUIAS DIGITALES PLESIOSINCRONICAS (PDH) Y SINCRONICAS (SDH)
|
CARACTERISTICA |
PDH |
SDH |
|
Tipo de Red |
Plesiócrona |
Sincrónica |
|
Tipo de
Multiplexado |
Asincrónica.
Intercalación por bits |
Sincrónico con
punteros. Intercalación por byte |
|
Estructura de
trama |
Distinta para
cada nivel |
Idéntica en
todos los niveles |
|
Adaptación de
tiempo |
Justificación
positiva de bits |
Justificación
positiva-cero-negativa de byte |
|
Acceso a canales
de bajo nivel |
Solo por
demultiplexado |
Por simple
evaluación del puntero |
|
Velocidades
máximas |
No especificadas
las mayores de 140 Mb/s |
Especificada
Nx155.52 Mb/s. Hasta N=255 |
APLICACIONES
Los "drop-insert" (DI) permiten
derivar señales e insertar nuevas de menor capacidad en una línea M principal,
facilitado también por el sincronismo.
Pero el equipo con mayor
futuro, en las redes de telecomunicaciones es el "cross-connect" (CC)
que permite reordenar, derivar e insertar señales, sobre todo, si las mismas
son de niveles bajos, por ejemplo 2 Mb/s en 620 Mb/s, ya que en
La aplicación de estos equipos redunda en
una mayor flexibilidad de las redes. Si se analiza el ejemplo de la figura
siguiente, desde una estación central de administración de la red A, puede
controlarse la capacidad de transmisión entre cada una de las estaciones B, C,
D y E, comandando por ejemplo los CC o los DI en esos nodos. En algún caso
pueden quedar interrumpidos el enlace B-C, pudiendo reorientarse el tráfico a
través de B-D-C, eligiendo directamente los canales a transferir de ruta. En
otro caso puede ocurrir que en D se produzca una demandan transitoria
importante con motivo de algún evento especial, debiéndose incrementar la ruta
B-D.
En un tercer caso puede requerirse un
alquiler de troncales punto a punto exclusivos entre D y E.
Todos estos casos y muchos otros se
resuelven de una manera mucho más sencilla con la estructura SDH, dando lugar
al concepto de manejo integral de redes de telecomunicaciones (TMN,
Telecommunicationes Management Network).
La transición hacia redes
totalmente sincrónicas llevará algún tiempo, pero con las ventajas técnicas y
económicas que ofrece, es fácil comenzar por los enlaces nuevos o ampliaciones
punto a punto que no interfieren con las redes asincrónicas ya existentes, o en
líneas de larga distancia reunir sistemas de 140 Mb/s en un STM-4 por incremento
de tráfico.
Otro campo posible de aplicación es en las
redes de abonados digitales, sobretodo por la casi inexistencia de redes
asincrónicas de este tipo.
EJEMPLO DE APLICACIÓN EN DE
CONCLUSION
Actualmente se impone la optimización de las
redes existentes. SDH tiene una larga vida por delante al dotarle de nuevas
funcionalidades que permiten cubrir los nuevos servicios rentabilizando las
inversiones realizadas.
La metodología de
comunicación SDH presenta una innovadora manera para redes de transmisión de datos a través de fibra
óptica o radio ofreciendo bondades como alta capacidad, confiabilidad, soporte
a servicios vocales, no vocales o multimedia, facilidad de gestión mezclados con
la facultad de reconfiguración, administración, soporte de tramas (SDH o PDH) a
diferentes velocidades y capacidad de cross conexión.
Provee a las redes basadas en ellas una infraestructura más sencilla,
económica y flexible ideales cuando lo que se me persigue es de manejar grandes
bloques de información o cuando se requiera transmitir datos.
BIBLIOGRAFIA
García Escalona, Roberto. COMUNICACIÓN DE
DATOS, REDES DE COMPUTADORES Y SISTEMAS ABIERTOS. Cuarta Edición.
Ediciones: Addison-Wesley Iberoamericana.
HTTP://WWW.MONOGRAFIAS.COM/TRABAJOS15/JERARQUIA-DIGITAL/JERARQUIA-DIGITAL.SHTML
Monografía basada en
información sobre SDH (Jerarquía digital sincrónica)
HTTP://ES.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/JERARQU%C3%ADA_DIGITAL_S%C3%ADNCRONA
Artículo cuyo contenido se
basa en la Jerarquía digital sincrónica. Señala la definición, estructura, ventajas y
desventajas de la jerarquía.
HTTP://WWW.MAILXMAIL.COM/CURSO/INFORMATICA/SDH
Curso de SDH.
HTTP://WWW.IEC.ORG/ONLINE/TUTORIALS/SDH/TOPIC01.HTML?NEXT.X=33&NEXT.Y=16
Tutorial en inglés de SDH.
HTTP://REVISTA.ROBOTIKER.COM/ARTICULOS/ARTICULO92/PAGINA1.JSP
Artículo que describe a Ethernet extremo a extremo a través de PLC y
SDH
HTTP://WWW.RADIOPTICA.COM/FIBRA/SONET_SDH_I.ASP?PAG=3
Redes
ópticas basadas en la estándar SONET/SDH arquitectura imágenes
HTTP://WWW.GARE.CO.UK/TECHNOLOGY_WATCH/SDH.HTM
Artículo en inglés sobre SDH