Redes de transporte

Índice
Arquitectura funcional de las Redes de Transporte
Interfaz de Nodo de Red (NNI) en SDH
Elementos de Red
Calidad y Disponibilidad de Redes
Gestión de las Redes de Transporte (TMN)
Evolución de las Redes de Transporte

Interfaz de Nodo de Red basado en la
JERARQUIA DIGITAL
SINCRONA (SDH)

Índice
Interfaz de Nodo de Red (NNI) en SDH
Situación previa al estándar, PDH
Características básicas de la red SDH
Punteros
Mapeado de señales

JERARQUÍA DIGITAL SINCRONA
• Jerarquía Digital Síncrona (SDH) representa una revolución en las
redes de telecomunicaciones, un avance en la tecnología
comparable en escala al ocurrido con la introducción del MIC y la
fibra óptica.
• SDH es un sistema de transporte síncrono digital diseñado para
aportar una infraestructura más sencilla, económica y flexible para
redes de telecomunicaciones.
• SDH es una tecnología capaz de soportar el transporte de todo tipo
de señales, actuales y futuras.
• Un estándar a nivel mundial para redes de transmisión óptica de
gran capacidad.
• SDH refleja el mayor esfuerzo de estandarización en el campo de
las telecomunicaciones realizado hasta la fecha.
• SDH es actualmente la solución de red de transporte utilizada por
los operadores
• El incremento masivo del tráfico ethernet / IP está empezando a
desplazar SDH de los «cores» de los operadores.
4

¿Porqué surge SDH?
• Aumento en la demanda de circuitos digitales
• Aparición de más y nuevos servicios.
• Demanda de mayores velocidades.
• Demanda de mayor calidad y seguridad.
• Demanda de mayor flexibilidad.
• Entorno liberalizado.
• Entornos multioperador.
• ....
5
Demand for Private Line and SONET
Services Sustain Growth for the U.S.
Data Transport Services Market, finds
Frost & Sullivan that the market earned
revenues of over $33.0 billion in 2009 and
estimates $40.0 billion in 2014
(http://www.ipcommunications.frost.co
m), U.S. Data Transport Services
Market Overview (Jun 2010)

Repaso Sincronización de redes
• Sea 𝑥 𝑡 = 𝑝 𝑓 + ∆𝑓 𝑡 + 𝜑 𝑡 𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜 1 donde p es una función
pulso, f es la frecuencia nominal, ∆𝑓 es el posible offset de f y 𝜑 𝑡
es la variación de la fase respecto del tiempo (jitter).
– 𝑥 𝑡 es una señal isócrona si ∆𝑓 es constante (𝜑 𝑡 está acotada y < 𝜑 𝑚𝑎𝑥 )
– 𝑥 𝑡 es una señal anisócrona si ∆𝑓 es función del tiempo (𝜑 𝑡 no está acotada)
• La frecuencia instantánea será 𝑓 𝑡 = 𝑓 + ∆𝑓 +
𝑑𝜑(𝑡)
𝑑𝑡
• Dadas 2 señales isócronas 𝑥1 𝑦 𝑥2con la misma frecuencia nominal,
∆𝜑 𝑡 = (∆𝑓1 − ∆𝑓2)𝑡 + (𝜑1 𝑡 − 𝜑2 𝑡 )
– Dos señales son síncronas si ∆𝜑 𝑡 =0, en caso contrario son asíncronas
– Dos señales son mesócronas si ∆𝜑 𝑡 ≤ 2𝜑 𝑚𝑎𝑥 .
– Dos señales son plesiócronas si |∆𝜑 𝑡 | ≤ 𝛿
– Dos señales son heterócronas si |∆𝜑 𝑡 | no está acotada.

Repaso Sincronización de Redes
• En un primer escenario de red digital, tráfico de voz y centrales analógicas,
solamente es necesario sincronizar ambos extremos del sistema de
transporte.
• Para ello se utilizan los códigos de línea (NRZ, RZ, HDBn, etc) que
garantizan un número suficiente de transiciones de la señal digital para
poder recuperar la información de reloj.
• El medio de transmisión introduce efectos no deseados sobre la señal,
jitter, wander, ruido, etc que afectan a la calidad.
f’1
f1
f’’1
Detección
de reloj
PLL
f1 Reloj Maestro
f’1 Reloj extraído de los datos
f’’1 Reloj filtrado por PLL
Memoria elástica
RDWR
Aj Amplitud Jitter
Tj Período de Jitter
fj =1/Tj
f’’1
Señalesanalógicas
Central
analógica

• El siguiente paso fue multiplexar varias señales digitales (tributarias
plesiócronas) para conseguir una señal de mayor velocidad (agregada) y
optimizar el sistema de transmisión.
• Se consiguió igualando la velocidad de las tributarias en el sistema de
multiplexación mediante la inserción de bits de relleno que posteriormente
son extraídos en recepción 𝑓𝑖 + 𝑠𝑡𝑢𝑓𝑖 = 𝑓𝑗 + 𝑠𝑡𝑢𝑓𝑗
F’mux
Fmux
F’’1
Detección
de reloj
PLL
Fmux Reloj Maestro
F’mux Reloj extraído de los datos
F’’mux Reloj filtrado por PLL
Memoria elástica
RDWR
Aj Amplitud Jitter
Tj Período de Jitter
fj =1/Tj
F’’mux
stuff1
stuff2
stuff3
stuff4
f1
f2
f3
f4
dstuff1
dstuff2
dstuff3
dstuff4
F’1
F’2
F’3
F’4
𝐹𝑚𝑢𝑥 =
𝑖
(𝑓𝑖+𝑠𝑡𝑢𝑓𝑖) + 𝑓𝑏𝑖𝑡𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙

R2
• En una red ya totalmente digital es imprescindible la correcta sincronización
de todos los elementos que la componen para asegurar el funcionamiento
global del sistema.
• Es necesario distribuir una fuente de referencia altamente estable a todos
los elementos de la red.
• Pero imperfecciones en Equipos, ruido en los medios de transmisión e
interconexiones entre operadores provocan “deslizamientos” de la señal, es
decir, pérdida de información por diferencia de velocidades entre sistemas.
R1
Memoriaelástica
∆𝑅 = 𝑅1 − 𝑅2 𝑁 = ∆𝑅. 𝑇𝑅𝑖𝑛 = 𝑅1. 𝑇; 𝑅 𝑜𝑢𝑡 = 𝑅2. 𝑇
• La Rec. G811 especifica entre otros aspectos que el tiempo
mínimo entre deslizamientos para una señal MIC 30+2 de
2,048Mb/s. (32x8bits) ha de ser superior a los 72 días.
∆𝑅 =
32𝑥8
72𝑥24𝑥3600
= 4,11523 10−5;
Tolerancia 𝑟𝑒𝑙𝑜𝑗 =
∆𝑅
2∗ 𝑥𝑅
=
4,11523 10−5
2𝑥2,048 106 = 1,00469 𝟏𝟎−𝟏𝟏
*caso peor, cada oscilador en el límite de su frecuencia nominal y en sentido opuesto

• La sincronización maestro-esclavo es la utilizada en grandes redes de
telecomunicación.

Situación previa a S.D.H.
• Inexistencia de un estándar mundial.
– Pese a que se los procesos de muestreo (8,000 muestras/sg) y codificación (8
bits por muestra) son iguales, la cuantificación (ley A, Ley µ) y la multiplexación
dependen de la región.
– En Europa, la trama básica cuenta con 30+2 canales de 64Kb/s  2'048 Mbps.
– En USA y Japón, la trama básica es de 24 canales y velocidad de 1'544 Mbps.
– Difícil interconexión entre estándares.
• Red no sincronizada.
– Necesidad de «multiplexar» señales MIC para aumentar la eficiencia del sistema
de transmisión mediante técnicas de “relleno” para igualar velocidades.
– Sucesivas multiplexaciones generan estrucutras de trama de gran complejidad.
– Necesidad demultiplexación de toda la cadena para obtener una señal.
• Gestión de Red manual o semiautomática
– Tiempos de provisión elevados.
– Menor calidad y disponibilidad de la red.
• Gestión poco eficiente de los recursos.
– Imposibilidad de mezclar tráficos de diferente naturaleza.

Multiplexación PDH
12
Señal “lenta”
Oscilador
maestro
6 5 4 3 2 1
6 5 4 3 2 1
Adaptador
de
velocidad
Adaptador
de
velocidad
R R 6 5 4 3 2 1
R R R R 4 3 2 1Adaptador
de
velocidad
Adaptador
de
velocidad
Señal “rápida” Entrelazado
de bits
Señales
NO
sincronizadas
Señales cliente generadas por
osciladores independientes

Proceso de justificación PDH
13
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 2 3 4 5 6 7 8 9
bits de justificación
y control
OSCILADOR
LOCAL
MUX MUX
1 2 3 4 5 6 7 8 9

Multiplexación PDH
14
34
140
8
34
140
565
no estandarizado
2
8
34
140
8
34
140
565
2
8
2.048 Mb/s
8.448 Mb/s
34.368 Mb/s
139.264 Mb/s
Jerarquías de alto nivel
no estandarizadas.
Difícil interconexión de
redes de diferentes
estándares.
Red poco eficiente
• Uso excesivo de recursos
• Baja disponibilidad

Extracción Inserción en PDH
15
34
140
8
34
2
8
34
140
8
34
2
8
nodo
Dificultad para extraer tributarios de baja
capacidad de jerarquías superiores

Conmutación en PDH
16
34
140
8
34
2
8
34
140
8
34
2
8
140
565
34
140
8
34
2
8
interconexión
2 Mb/s
interconexión
8 Mb/s
8
34
2
8
140
565
34
140
interconexión
140 Mb/s
interconexión
34 Mb/s
Complejidad de los nodos
de interconexión.
Difícil operación, adminis-
tración y mantenimiento
de la red.
No standard
No standard

Jerarquías Plesiócronas UIT-T
• USA
– 1.544 Mb/s
– 6.312 Mb/s
– 44.736 Mb/s
• Japón
– 1.544 Mb/s
– 6.312 Mb/s
– 32.064 Mb/s
– 97.728 Mb/s
• Europa
– 2.048 Mb/s
– 8.448 Mb/s
– 34.368 Mb/s
– 139.264 Mb/s
17
1ernivel
3ernivel
0
20
40
60
80
100
120
140
USA Europa Japón

Normalización de SDH (I)
• En 1983 BELLCORE, propuso eliminar el formato de trama del
tercer nivel de la P.D.H. norteamericana, (manteniendo la
velocidad binaria, 45 Mbps) y sustituirlo por una multiplexación
síncrona, denominada SYNTRAN
– Se perseguía construir una red fiable: alta disponibilidad y baja tasa
de error.
– Flexible para el soporte de servicios futuros: fácilmente controlable y
reconfigurable, uso eficiente de los recursos.
– Multiplexación síncrona y directa por entrelazado de octetos.
Tratamiento a nivel de octeto (64 Kb/s)
• En 1985 comienzan en el comité T1 de la ECSA (Exchange
Carriers Standards Association), los trabajos sobre la
estandarización de un interfaz óptico, conocido como SONET
(Synchronous Optical NETwork), donde se consideraba como
capacidad del módulo básico de 50 Mbps. (51,84 Mbps STS-1)
18

Normalización de SDH (II)
• En 1986 se establecen contactos con el CCITT con el fin de
crear un estándar mundial. Los representantes de los países
europeos defienden como velocidad del módulo básico 150
Mbps que les permite introducir la trama de nivel 4 de su PDH
(140 Mbps), ya que 50 Mbps era demasiado grande para su
trama de nivel 3 (34 Mbps).
• En 1988 se aprueban las primeras recomendaciones SDH donde
definitivamente se define el módulo básico llamado STM-1 como
uns estructura períodica de 125 µsg a155'520 Mbps, de de los
cuales unos 5 Mbps aproximadamente se reservan para
facilidades de monitorización y gestión de red.
• Se consigue una infraestructura de Red Unificada ya que se
garantiza la compatibilidad con el módulo básico de SONET,
STS-1 (51,84 * 3).
• Se define el Interfaz óptico normalizado (NNI) garantizando así
la compatibilidad entre equipos de diferentes fabricantes.
19

Velocidades Binarias de SDH
20
 nivel 1
155.52 Mb/s
 nivel 4
622.080 Mb/s
 nivel 8 (no stand)
1.244,600 Mb/s
 nivel 12 (no stand)
1.866,240 Mb/s
 nivel 16
2.488,320 Mb/s
 nivel 64
9.953.28 Mb/s
 nivel 256
39.813,12 Mb/s 0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
STM-1 STM-4 STM-16 STM-64 STM-256

Extracción/Inserción
• Red síncrona. Fácil acceso a los tributarios de
menor capacidad sin demultiplexar la trama:
– Para cualquier nivel de la jerarquía
– Para cualquier tributario de los previstos
21
E/I
cross
connect
2 Mb/s
E/I
2 Mb/s
40 Gb/s

Características Básicas de SDH (III)
• Cambio en la estructura de la red
– estructura en anillo de multiplexores síncronos
– Reducción de etapas múltiplex y menor número de interfaces de
transmisión
– Posibilidad de mezclar diferentes tipos de señales sobre la misma
trama básica
MUX E/I
tributarios
A-B B-C
A
D
C
B
A-C

Compatibilidad con P.D.H
• Soporte directo de las siguientes jerarquías:
– De la europea: 2, 34, 140 Mbps.
– De la norteamericana: 1.5, 6.3, 45 Mbps.
– De la japonesa: 1.5, 6.3, 45 Mbps.
• SDH puede desplegarse como un nivel
superpuesto sobre la red PDH existente o
mediante la estrategia de “islas SDH”.
– Equipos PDH pueden ser sustituidos directamente
por equipos SDH sin necesidad sustituir equipos
adyacentes.
– Se garantizan las inversiones realizadas.
26

Flexibilidad
• Introducción directa de nuevos servicios
– Cualquier nuevo servicio puede ser transportado en
SDH.
– Distribución de televisión de Alta Definición
– Soporte para redes de área local (LAN) y de área
metropolitana (MAN).
– Tráfico ethernet.
– Redes de Almacenamiento (SAN)…
27

Gestión y Mantenimiento Centralizados
• Medida objetiva de la calidad de las conexiones.
– Para todo tipo de tributarios
– En todos los niveles de la red
– Tramo a tramo y extremo a extremo
– Gestión de Red automatizada y centralizada
28
NODO
SDH
NODO
SDH
Sistema de
de Gestión
CANALES INTEGRADOS
EN LA SEÑAL DE LINEA
PARA SUPERVISION Y
ADMINISTRACIÓN
NODO
SDH

Normativa SDH.
• RECOMENDACIONES SOBRE SDH.
– G.707 Interfaz de nodo de red
– G.781 Funciones de Sincronización
– G.783 Equipos Síncronos
– G.784 Gestión de SDH
– G.958 SDH por fibra óptica
– G.957 Interfaces ópticos
– G.803 Aspectos de red SDH
– ....
29

Interfaz de Nodo de Red (NNI)
• Interfaz única para transmisión, multiplexación e
interconexión
• Aplicable a cualquier medio de transmisión
• Capacidad para soportar servicios futuros
• Fácil interconexión con redes existentes
• Compatibilidad “transversal”
– Cualquier fabricante que cumpla “NNI” puede
conectarse con otro.
– Redes multifabricante.
30

Interfaz de Nodo de Red (NNI)
• Estructura de la trama de información
– Estructura a nivel de octeto que proporciona acceso directo a los
tributarios
• Múltiplex síncrono
– Estructuras de carga de diferentes formatos y capacidades para
albergar cualquier tipo de tributario
• Gestión y mantenimiento
– Canales de servicio y supervisión
31
MS SL M E/I MSSL
T: Tributarios M E/I: Multiplexor de Extracción/inserción
MS: Multiplexor síncrono SL: Sistema de línea síncrono
T T
NNI NNI NNI NNI

Estructura de multiplexación Síncrona
32
H VC´s
L VC´s
CARGAMSOH
CARGA
H POH
CARGA
CARGA
L POH

Trama de transporte Síncrono
33
N X M BYTESF F
F B B B B
M Columnas
Nfilas
F: Alineamiento de trama
B: Octeto de información
1
2
3

Representación de tramas
34
F
2
2
4
1
8
2
x
y
z

Elementos de Multiplexación
• CONTENEDOR (C)
– Unidad mínima de carga útil capaz de transportar cualquier
nivel de jerarquía PDH y señales de Banda Ancha
35
C
 Especificados
C11 para 1.544 Mb/s
C12 para 2.048 Mb/s
C3 para 34 Mb/s
C4 para 140 Mb/s

• CONTENEDOR VIRTUAL (VC)
– Contenedor al que se le añade una información de gestión de
trayecto (POH)
– Grupo de Unidades tributarias (TUG) más POH
36
C
POH
 Especificados
VC11 VC12
VC3 VC4
VC

• Unidad Tributaria (TU)
– Contenedor Virtual (VC) más puntero de Tributario (PTR TU)
que indica la posición del VC dentro de la trama de nivel
superior en la que reside.
37
POH
PTR
 Especificados
TU-11 TU-12
TU- 2 TU- 3
AU-4
TU
C

• Grupo de Unidades Tributarias (TUG)
– Conjunto homogéneo de Unidades Tributarias (TU)
38
TUTUTUTU
TUG  Especificados
TUG-2 = 3 TU-12
TUG-3 = 21 TU-12

• Módulo de Transporte Síncrono de nivel 1 (STM-1)
– Constituido por una unidad administrativa más una
“tara de sección” SOH
39
AU-4
SOH
STM-1

• Módulo de Transporte Síncrono de nivel n (STM-N)
– Constituido por la multiplexación síncrona de N AU-4
por intercalado de octetos
40
N AU-4
N AU-4
SOH

Trama de transporte Síncrono
41
Contenedor virtual STM-1
[VC-4]
capacidad = 150.34 Mb/s
2430 bytes/trama (155.52 Mb/s)F F
9 col 261 Columnas
9filas
125 microsegundos
cabecerade
sección(SOH)

Estructura de tramas
42
TARADE
SECCION
9 (SOH) 1 (POH) 260 (C4)
SOH
STM-1
POH
VC-4
C-4
261 (VC-4)
J1
B3
F2
C2
H4
G1
F3
K3
N1

43
TARADE
SECCION
TARADETRAYECTO
UNIDAD
TRIBUTARIA
1
UNIDAD
TRIBUTARIA
M
9 1 260
SOH
POH
TU

TARADETRAYECTO
9 1 260
PTR TU
POH
SEÑAL
TRIBUTARIA
CONTENEDOR
CONTENEDOR
VIRTUAL
TRIBUTARIA
SOH
POH
TARADE
SECCION

Estructura Multiplexación
45
C-3
C-4
VC-11
VC-12
VC-2
VC-3
VC-4
C-12
C-2
C-11TU-11
TU-12
TU-2
TU-3TUG-3
AU-4STM-N AUG
xN x1
X3
X7
X1
X1
X3
X4
1.5
2
6
34
45
140
VC-3AU-3
X3
X7
* op SONET
TUG-2

Principio de una Red SDH
46
nodo de
ensamblaje
de VC
nodo de
desensamblaje
de VC
señal tributaria señal tributaria
VC transferido
intacto
Nodo de Red SDH

Principio de una red SDH
47
LOP
HOP
MSOH
RSOH RSOH
HOP
puertos
puertos
HOP
MSOH
RSOH
Equipo
síncrono

Segmentos de una Red SDH
48
MS M E/I
T: Tributarios M E/I: Multiplexor de Extracción/inserción
MS: Multiplexor síncrono SL: Sistema de línea síncrono
R: Regenerador SDH
T T
MS
sección de
multiplexor
sección de multiplexor
sección de
regenerador
sección de
regenerador
sección de
regenerador
R R

Areas de la cabecera STM-1
SOH POH
A1 A1 A1 A2 A2 A2 JO
B1 E1 F1
D1 D2 D3
H1 H2 H3 H3 H3
B2 B2 B2 K1 K2
D4 D5 D6
D7 D8 D9
D10 D11 D12
S1 Z1 Z1 Z2 Z2 M1 E2
Cabecerade
secciónde
regenerador
Cabecerade
secciónde
multiplexor
J1
B3
F2
C2
H4
G1
F3
K3
N1
9 260
PTR
C4
1
49

Sección Regeneradora
• A1,A2 Señal de alineamiento de trama ($F6,$28)
• J0 Identificador de Sección de Regeneración
• B1 Control de Errores
• E1 y F1 Circuito de Ordenes y Canal de Usuario
• D1,D2,D3 Canales de datos (192 Kb/s)
50
A1 A1 A1 A2 A2 A2 JO
B1 E1 F1
D1 D2 D3
H1 H2 H3 H3 H3
Cabecerade
secciónde
regenerador
9
PTR

Sección Multiplexora
• B2 Control de errores
• K1,K2 Señalización
conmutación automática
• D4 a D12 Canales de
Datos (576 Kb/s)
• E2 Circuito de Ordenes
• M1 indicación de Error
Remoto
• S1 Estado de la Sincro-
nización
–G811, G812T, G812L,
G81S, ref. no válida
51
B2 B2 B2 K1 K2
D4 D5 D6
D7 D8 D9
D10 D11 D12
S1 Z1 Z1 Z2 Z2 M1 E2
9

Ensamblado de SOH
52
HVC-MS
. . .
MS-DCC
MS-EOW
MS-RS
. . .
RS-DCC
RS-EOW
RS-User (F1)
4
6
9
10 . . . . 270
5
2
10 . . . . 270
2
10 . . . . 270
MS-AP
MS-CP
RS-AP
RS-CP
RS-OS
NNI
1
10 . . . . 270
OS-AP
RS
MS OS
RS-ES
NNI
1
10 . . . . 270
ES
Pseudoaleatorizador
1+X6 +X7
Pseudoaleatorizador
1+X6 +X7

Punteros
• Es un mecanismo que permite ubicar contenedores virtuales
dentro de las unidades tributarias o unidad administrativa a la que
pertenece.
– Los contenedores no están alineados en fase con los sistemas de
transporte.
– El paso de un sistema de transporte a otro exige la “adaptación de
punteros”.
• Este mecanismo permite minimizar retardos y consumo de
memorias elásticas.
• Permite “ajustar” velocidades entre contenedores y sistemas de
transporte.
– Contenedores generados por otros operadores.
– Corrección de problemas de sincronización.
• La información sobre la actividad de los punteros permite “medir”
la calidad de la red
53

Puntero de una AU
54
H1,H2,H3,H3,H3
VC “N”
VC “N+1” VC “N+2”
VC “N+1”
H1,H2,H3,H3,H3

Justificación Negativa
55
H1 H2 H3 H3 H3
VC “N”
VC “N+1” VC “N+2”
VC “N+1”
H1 H2 H3 H3 H3
Información del VC “N+1” en H3 H3 H3

Justificación Positiva
56
H1H2 H3H3H3
VC “N”
VC “N+1” VC “N+2”
VC “N+1”
H1 H2 H3 H3 H3 stuff
Información nula del VC “N+1”

Formato del Puntero
• Justificación negativa
– Invertir bits “D”
– Aceptar por mayoría
57
N N N N S S I D I D I D I D I D
0 1 1 0 1 0 Puntero de 10 bits (0 A 782)
1 0 0 1 S S 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
H1 H2
AU-4
Concatenación
• Justificación positiva
– Invertir bits “I”
– Aceptar por mayoría
•Nuevo valor de puntero (NDF)
• invertir bits “N”/ aceptar si exacto

Mecanismo de Justificación
58
Justificación positiva Justificación negativa

Problema
• Conocido el proceso de actualización del puntero de una AU-4, nos
preguntamos cual será la máxima velocidad permitida para un contenedor
VC-4 suponiendo que la red funciona a velocidad nominal.
• Solución:
– Sabemos que el proceso de incremento/decremento de puntero consta de dos fases: la
inversión de los bits I/D y el incremento/decremento en sí. Esta operación consume el
tiempo de 2 tramas (250 µsg.)
– También sabemos que H3,H3,H3 son tres bytes reservados para llevar carga útil en el
proceso de justificación negativa.
– Por lo tanto sabemos que podemos, en el mejor de los casos, insertar 24 bits cada 2 tramas,
y como cada trama dura 125 µsg. tendremos 24 bits disponibles cada 250 µsg.
– La tasa binaria del VC4 en un sistema a velocidad nominal es:
59
𝑡𝑎𝑠𝑎 𝑚á𝑥. 𝑏𝑖𝑡𝑠 𝑟𝑒𝑙𝑙𝑒𝑛𝑜 =
24
250𝑥10−6
= 96.000
𝑏
𝑠
261 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎𝑠 𝑥 9 𝑓𝑖𝑙𝑎𝑠 𝑥 64,000
𝑏
𝑠
= 150.336.000
𝑏
𝑠
Vmax del VC-4 = 150.336.000
𝑏
𝑠
+96.000
𝑏
𝑠
= 150.432.000
𝒃
𝒔

Tara de Trayecto VC-4
• J1 Identificador del Trayecto
• B3 Control de errores
• C2 Etiqueta de Señal
• G1 Estado del Trayecto
• F2, F3 Canal de Usuario
• H4 Indicador de posición
• K3 Señalización Conmutación automática
• N1 Byte de Operador de Red
60
POH
J1
B3
F2
C2
H4
G1
F3
K3
N1

Ejemplo Resumen
• Insertar una señal de 2 Mb/s en un STM-1
– Mapeado
• insertar la señal tributaria en un VC12
– Alineamiento
• obtener una TU añadiendo un puntero al VC12
– Multiplexación
• Obtener un VC4 a través de varios TU
– Formación del STM-1
• Creación de la AU-4 y adición del RSOH y MSOH
61

Mapeado Asíncrono
• 1023 bits de
datos
• 6 bits “C”
• 2 bits “S”
• 8 bits “O”
• Resto bits “R”
62
TOTAL = 500 µSG
R
32 BYTES
R
C1 C2 0 0 0 0 R R
3434
3434
C1 C2 R R R R R S1
S2 I I I I I I I
32 BYTES
R
C1 C2 0 0 0 0 R R
32 BYTES
R
31 BYTES
R

Creación del VC-12
• V5, J2, N2, K4 es
el POH del VC12
• 1023 bits de datos
• 6 bits “C”
• 2 bits “S”
• 8 bits “O”
• Resto bits “R”
63
TOTAL = 500 µSG
V5
R
32 BYTES
R
K4
J2
C1 C2 0 0 0 0 R R
353535
35
C1 C2 R R R R R S1
S2 I I I I I I I
31 BYTES
R
32 BYTES
R
N2
C1 C2 0 0 0 0 R R
32 BYTES
R

POH del VC-12
• BIP-2: Control de Errores 2 bits
• REI: Indicador Error Remoto de Trayecto
• RFI: Indicador Fallo Remoto
• SIG LABEL: Etiqueta de Señal
• RDI: Indicador de Defecto Remoto de Trayecto
64
V5 J2 N2 K4
RFIBIP-2 REI Etiqueta de Señal RDI
4321 5 6 7 8
J2 Identificador de trayecto
N2 Byte de Operador de Red
K4 Control de Conmutación automática

Alineamiento VC12 en TU12
• V1, V2, V3, V4
puntero VC12
65
V5
R
32 BYTES
J2
C1 C2 0 0 0 0 R R
N2
C1 C2 0 0 0 0 R R
3636
36
K4
31 BYTES
C1 C2 R R R R R S1
S2 I I I I I I I
R
36
TOTAL = 500 µSG
V2
V3
V4
V1
R
32 BYTES
R
32 BYTES
R

Alineamiento de VC-12 en TU-12
66
V1
V2
V3
V4
V5
J2
N2
K4
VC-12TU-12
36 oct. VC-12
VC-12
VC-12
VC-12
C-12
C-12
C-12
C-12
35 oct.
H4 =XXXX XX00
H4 =XXXX XX01
H4 =XXXX XX11
V1
V2
V5
V3
J2
V4
N2
K4

DIFERENTES TU´s
67
TU11
1.5 Mb
3C
TU12
2 Mb
4C
TU2
6,3 Mb
12C
TU3
34/45 Mb
86C
•3 TU12 = 1 TU2
•7 TU2 = 1 TUG3
•3 TUG3 = 1 VC4
•N AU-4 => STM-N

TU12 en un TUG-2
68
V1
A1A2A3A4
A3B3 C3 C4
12
TUG-2
VC-2
A4B4A1B1 C1 C2A2B29 filas
V1
B1 B2 B3 B4
V1
C1 C2 C3 C4
TU-12
9 filas

TUG-2 en TUG-3
69
N R
N R
N R
R R
R R
R R
R R
R R
R R A1B1C1 F1G1
TUG-3
D1E1
2
1... 12
1
9 filas
1... 12
7
1... 12
TUG-2
VC-2
86
.... ...

TUG-3 / TU-3
70
H1
H2
H3
S
T
U
F
F
86
Espacio para
VC-3 / TUG-2
TUG-3
TU-3

TUG-3 en VC-4
71
J1 R R H1 H1 H1
B3 R R H2 H2 H2
C2 R R H3 H3 H3
G1 R R
F2 R R
H4 R R
F3 R R
K3 R R
N1 R R A B C AA B C
1
VC-4
....
9 filas
1... 86
261
....
9 filas
1... 86
....
9 filas
1... 86
TUG-3
VC-3

VC-4 en AUG-4 y STM-1
72
Puntero AU-4
J1
B3
F2
C2
H4
G1
F3
K3
N1
H1
H2
H3
H1
H2
H3
H1
H2
H3
261
RELLENOFIJO
RELLENOFIJO
TU-3TU-3 TU-3

Mapeado byte-síncrono C-12
• 1024 bits de
datos
• Se respeta la
estructura MIC
30+2 para poder
extraer canales
de 64 Kb/s.
• 8 bytes de relleno
73
TOTAL = 500 µSG
R
TS-0 a TS-31
R
R
3434
34
TS-0 a TS-31
R
R
TS-0 a TS-31
R
R
TS-0 a TS-31
R
34

Mapeado de señales asíncronas
Celdas ATM
76
CABECERADE
SECCION
TARADETRAYECTO
9 1 260
SOH
POH
CELDAATM (53 OTETOS) PLOAM
Celda con info

Packet Over SDH (POS)
• Packet over SDH (PoS) permite un transporte eficiente
de paquetes IP sobre redes SDH. La cabecera de
PoS, sobre un 3%, es muy inferior al 15% utilizado en
una solución ATM, por lo que las nuevas redes IP
hacen un uso intensivo de esta tecnología.
77
SDH
PPP
HDLC
IP Capa de Red
Capa de enlace de datos
Capa Física
Datagramas
Encapsulación
Delineación de PPP
Delineación de byte

Packet Over SDH (POS)
• PoS utiliza PPP en una trama similar a HDLC según se especifica
en la RFC 1662 para encapsulado en la capa de enlace de datos
(capa 2 de la ISO). Este método provee delineación de paquete y
control de errores. El formato de PPP en una trama like-HDLC.
RFC 2615 recomienda la pseudoaleatorización de la señal como
una garantía de recuperación de la señal de reloj.
78
FLAG
8
DIRECCION
8
CONTROL
8
PAQUETE PPP FCS
16/32
FLAG
8
PPP
GENERACION
FCS
BYTE
STUFFING
MAPPING
SCRAMBLING
SDH
FRAMING
CRC 16/32 7E/7D
RFC 1662
RFC
1661
1+X^43
RFC 2615
ITU-T
G707/G957
/G958

Elementos de Red SDH
• Una de las ventajas más relevantes de SDH es
que es posible describir funcionalmente
cualquier elemento de red utilizando una serie
de módulos normalizados por la ITU.
• Se describirá un elemento de red “genérico”
según la rec. G.783
• Se describirán varios elementos de Red del
fabricante Alcatel-Lucent
81

Diagrama de bloques genérico
82
SPI MSARST MST MSP
TTF
HUG
HPOM
HCS
HPC
LPC
LUG
LPOM
LCS
HPT HPA
HOA
PPI HPA HPT
PPI LPA LPT
LOI
HOI
G703
G703
STM-N
Recomendación G.783

Función compuesta TTF
• Obtiene contenedores virtuales de STM-N y
viceversa. Consta de las funciones:
• La función Interfaz Síncrono Físico (SPI) se
encarga fundamentalmente de proporcionar la
adaptación al medio físico de transmisión y la
recuperación de la temporización de red.
• Los interfaces pueden ser eléctricos u ópticos
para STM-1 y ópticos para STM-4 en adelante.
83
SPI MSARST MST MSP
TTF
STM-N

Tipos de interfaces ópticos
aplicación Intraoffice Entre Centrales
Corto Alcance Largo Alcance
Lambda 1310 1310 1550 1310 1550
Tipo fibra G.652 G.652 G.652 G.652 G.652
G.654
G.65
3
Distancia (Km.) <2 15 40 60
STM-1 I-1 S-1.1 S-1.2 L-1.1 L-1.2 L-1.3
STM-4 I-4 S-4.1 S-4.2 L-4.1 L-4.2 L-4.3
STM-16 I-16 S-16.1 S-16.2 L-16.1 L-16.2 L-16.3
STM-64 I-64 S-64.1 S-64.2 L-64.1 L-64.2 L-64.3
84

Función compuesta TTF
• La función Terminación de la Sección Regeneradora
(RST) realiza las funciones de alineamiento de Trama,
Monitorización de errores sección regeneradora (B1),
Canales DCC (D1..D3), Circuito de Ordenes y Canales
de Usuario
• La función Terminación de la Sección Multiplexora
(MST) realiza las funciones de Monitorización de
errores sección Multiplexora (B2), Canales DCC
(D4..D12), Circuito de Ordenes y Canales de Usuario,
Conmutación automática de Protección (K1),
Selección de Temporización (S1) y Monitorización de
errores (M1)
85

Función compuesta HCS/LCS
• Monitor de Tara de trayecto
(HPOM/LPOM) monitoriza la tara de
trayecto de un VC sin necesidad de
terminar el trayecto.
• Generador de Trayecto “no equipado”
(HUG/LUG) inserta contenedores
vacíos para completar las estructuras
STM-N/TUG correspondientes
86
HUG
HPOM
HCS
LUG
LPOM
LCS

Funciones HPC/LPC
• La función Conexión de Trayecto de
orden (superior/inferior) HPC/LPC:
– Asigna de manera flexible los contenedores
virtuales dentro de la señal STM-N (para
HPC) o dentro de la estructura TUG (para
LPC)
– Son matrices digitales bidimensionales (TST)
– Normalmente no bloqueantes.
87
HPC
LPC

Funciones compuestas HOI/LOI
• HOI/LOI construyen un contenedor virtual a
partir de una señal plesiócrona
• PPI es el interfaz síncrono plesiócrono
• HPA/LPA construye el contenedor de orden
superior/inferior
• HPT/PPT añade la tara de trayecto para
construir el contenedor virtual
88
PPI LPA LPT
LOI
G703
PPI HPA HPT
HOI
G703

Funciones compuestas HOA
• HOA construye contenedores virtuales de
orden superior a partir de la multiplexación de
contenedores virtuales de orden inferior.
• HPA se encarga de crear un C4 o un TUG a
partir de la multiplexación de contenedores
virtuales de orden inferior
• HPT genera la tara de trayecto del C4
resultante.
89
HPT HPA
HOA

Funciones misceláneas
• SEMF: Función de gestión de equipo síncrono
• MCF: Función de comunicaciones de mensajes
• OHA: Función de acceso a los bytes de tara.
• SETS: Fuente de temporización de equipo
síncrono
• SETPI: Interfaz físico de temporización.
90
SEMF SETS SETPI
SINCRONIZACIÓN
MCF
Q
F OHA

Elementos de Red SDH (I)
• Multiplexores de acceso y E/I
91
STM-N
TIPO
I
STM-N STM-M
M > N
G.703
TIPO
II
STM-N
STM-M
M < NG.703
TIPO
IIIa
STM-N
TIPO
IIIb
STM-NSTM-N

Elementos de Red SDH (II)
• Sistemas de Interconexión Digital
92
STM-N
G.703
STM-NSTM-N
STM-N
G.703

1640 FOX
• Interfaces
– 2Mbit/s (hasta 16)
– 34/45Mbit/s (hasta 1)
– STM-1 (hasta 6)
– STM-4 (hasta 4)
– Ethernet 10/100 base T (hasta 16)
• Switch ATM y router IP
integrados
• Matriz 32*STM1 equivalentes
(HO/LO)
• Protección de Red
– MSP sobre puertos STM-n
– SNCP (N e I) en todas las capas VC
par Dual Hubbing o configuraciones
en Anillo
• Gestión de AU4-4c
93
90 mm
313 mm 285 mm
STM-1
STM-4
2 Mbit/s
34/45 Mbit/s
ATM/IP

1650 SMC
• Interfaces
– STM-1 (hasta 16)
– STM-4 (hasta 7)
– 34/45Mbit/s (hasta 9)
– Ethernet 10/100 base T (hasta 42)
• Switch ATM y router IP integrados
• Matriz 32*STM-1 equivalente
(HO/LO)
• Protección EPS (puertos eléctricos
y Compact ADM)
• Protección de Red
– MSP sobre los puertos STM-n
– SNCP (N e I) en todas las capas VC
• Gestión de AU4-4c
• Hasta 6 equipos por bastidor
94
STM-1
STM-4
2 Mbit/s
34/45 Mbit/s
140 Mbit/s
ATM/IP

1660 SM
• Interfaces
– 140Mbps (hasta 64)
– 34/45Mbps (hasta 48)
– Ethernet 10/100 Base T (hasta 224)
– Gigabit Ethernet (hasta 16)
• Total protección EPS (puertos y
Matriz)
• Protecciones de red
– SNCP (N y I) en todos los niveles VC
– 2 fibras MS-SPRing en STM-16
• Switch ATM y Router IP integrados
• Gestión de AU4-4c y AU4-16c
contiguos
• Hasta dos equipos por bastidor
95
STM-1
STM-4
STM-16
2 Mbit/s
34/45 Mbit/s
140 Mbit/s
Tamaño de Matriz (STM-1 eq.)
 96x96 High Order
 64x64 Low Order
ATM/IP

1660 SM : Optica Integrada
96
 Boosters y pre-amplificadores internos
 Divisores/combinadores ópticos para transmisión
bidireccional sobre una fibra internos
 Interfaces “coloreados” integrados para trabajar de forma
directa con equipos WDM sin adaptadores de longitud de
onda intermedios (transpondedores)
M
U
X
l1
l2
l3
lN
Transpondedor
WA
WDM
ADMs
SDH

1670 SM
• Interfaces (en configuración single-
shelf)
– STM-1 eléctricos (hasta 256)
– STM-1 ópticos (hasta 64; hasta 256 con
expansora de puertos)
– Gigabit Ethernet (hasta 16)
• Matriz 512x512 STM-1 equivalente (matriz VC4)
• Puede ser usado como ADM STM-64 y/o DXC
4/4
• VC4-4c, VC4-16c y VC-64c para interconexión
de Giga-Routers
97
STM 64
STM 16
STM4o
STM1o
140Mbps
STM 16
STM 64

1670 SM
• Protección total EPS sobre los puertos eléctricos y matriz
SDH
• Protecciones de la red
– SNCP (N y I)
– 2F y 4F MS-SPRing en anillos STM-64
• Switch ATM y router IP integrado
• Optica integrada
– Amplificadores y preamplificadores ópticos
– Interfaces “coloreados” directamente conectables a equipos WDM
– Splitter/combiner
– VOA
• Solución efectiva para “pequeño” DXC
– Bajo coste
– Poca ocupación en planta
98

Switch ATM 1.2Gbps
100
 Switch 8 STM-1 equivalentes (1.2
Gbps de throughput) (dos slots)
 Disponible en 1660SM y 1670SM
 Switch ATM en serie a la matriz SDH
 Acceso Indirecto a través de los
puertos SDH/PDH
 Hasta 8192 conexiones VP/VC por
tarjeta ISA-ATM
 Protección EPS 1+1
 La tarjeta ISA-ATM se equipa sólo
donde se necesite insertar/extraer
tráfico ATM
SDH MATRIX
ATM MATRIX
(8 x 8)
in out
1.2Gbps
1.2Gbps
2 x VC3
3 x 2
Mbp
s
(PDH)
2 x VC3
ATMswitchboard

Router IP 1Gbps
101
 Router 4 STM-1 equivalentes + 4xEthernet
10/100 (1 Gbps de throughput) (un slot)
 Disponible en 1640FOX, 1650SMC y 1660SM
 Router IP en serie con la matriz SDH
 Dos tipos de tarjeta, según acceso:
Cuatro accesos directos Ethernet 10/100 Base
T
Un acceso STM-1e/o por módulo enchufable
 Acceso Indirecto a través de los puertos
SDH/PDH
 Hasta 64 puertos IP soportados
 Protección EPS 1+1 en ISA-IP
 Protección MSP 1+1 en STM-1
 La tarjeta ISA-IP se equipa sólo donde se
necesite insertar/extraer tráfico IP
MATRIZ SDH
DATA
MATRIX
in out
2 x VC3
3 x 2
Mbp
s
(PDH)
2 x VC3
LOCAL PORTS
Ethernet 10/100 Base T
ISA-IProuterboard
Puerto Local
STM-1
1Gbps
1Gbps

Router IP 2.4Gbps
102
 Router 16 STM-1 equivalentes (2.4
Gbps de throughput) (dos slots)
 Disponible en 1660SM y 1670SM
 Router IP en serie con la matriz SDH
 Acceso Indirecto a través de los
puertos SDH/PDH
 Hasta 64 puertos IP soportados
 Protección EPS 1+1
 La tarjeta ISA-IP se equipa sólo donde
se necesite insertar/extraer tráfico IP
MATRIZ SDH
DATA
MATRIX
in out
2 x VC3
3 x 2
Mbp
s
(PDH)
2 x VC3
ISA-IProuterboard
Conexión
por Back
panel

1646 - 1663 OMSN multiplexers
103
•Supports Fast Ethernet and
Gigabit Ethernet with optional
TransLAN® Card technology
•Helps achieve operational
savings through low power
consumption, small footprint and
easy-to-provision interface
•Provides efficient and reliable
transport of next-generation data
services
•Offers seamless management
with the Optical Management
products
•FEATURES
•PDH leased line access (E1 up to DS3)
•SDH leased line access (STM-1o/e up to STM-16)
•Ethernet (Ethernet Private Line, Private LAN services, Virtual
Private LAN services)
•Reduces your operational expenses
•Cross-product feature availability
•Commonality with circuit packs and software enhanced network
architecture, including 300 mm deep shelves, unique cabling
design with full front access

Transporte Ethernet
104
En un primer escenario se mapeaba una señal Ethernet sobre un VC de
capacidad superior para ofrecer un servicio E-line. Es muy poco eficiente.
Transporte transparente
Permiten conexiones punto a punto entre LANs
 Transparencia al protocolo: las tramas se transportan tal como se reciben
 Transparencia a las direcciones: no se filtran las direcciones MAC
 Transporte con compresión.
 Se aplican funciones policía (de descarte).
 Son posibles distintas relaciones de compresión:
 Relación 1:1. Mapea 1GE en 8 VC4 concatenados virtualmente (VC-4 8v)*
 Relación 1:8. Mapea 1GE en 1 VC4.
Actualmente se utiliza una funcionalidad de SDH, la
concatenación virtual, para formar un “hipercanal” de la
capacidad necesaria. VCAT se describe en capítulos
posteriores

Unidad Ethernet 10/100 : Compresión
105
 Puede realizar funciones de compresión:
La señal Fast Ethernet (100Mbps) puede enviarse de forma comprimida
sobre un VC3, o de forma no comprimida sobre un VC4.
Con compresión Sin compresión
La señal Ethernet (10Mbps) puede enviarse de forma comprimida sobre
un VC12, o de forma no comprimida sobre un VC3 o VC4.
 Con compresión Sin compresión
SDH VC-12
Ethernet
SDH VC-3
SDH VC-4Ethernet
SDH VC-3
Fast
Ethernet
SDH VC-4
Fast
Ethernet

Ethernet 10/100: Aplicación
106
OMSN with LAN-to-LAN board
Customer Box:
either LAN Switch or
Router
SDH
Ring/Network
Trama Ethernet
mapeada en VC12,
VC3, VC4 de SDH
Trama Ethernet
desmapeada de
VC12, VC3, VC4
de SDH
Protección
SDH
N-1 Interfaces
Ethernet entre
Cliente y
OMSN
La unidad LAN-to-LAN
se equipa sólo en los
nodos que insertan-
extraen tramas Ethernet
El tráfico Extremo-a-
extremo se mapea en
un VC SDH dedicado

Evolución equipamiento Ethernet
• El importante crecimiento de las redes e-man (MEN) y la necesidad
de transportar eficientemente tráfico Ethernet es el origen de la
introducción en SDH de nuevos protocolos y funcionalidades que
veremos en el capítulo correspondiente a la evolución de SDH.
• La red SDH cuenta además con equipos de muy diferente
antigüedad, en la mayor parte de los casos no actualizables.
– Estrategia: Hacer “transparente” el core SDH y que los extremos que comienzan
y finalizan trayectos sean los encargados de implementar nuevas
funcionalidades.
• Como resumen podemos avanzar:
– Full Layer 2 switching functionality: point-to-point and point-to-multipoint
– Virtual concatenation (VCAT) and generic framing procedure (GFP)
– Link capacity adjustment scheme (LCAS)
– (IEEE) 802.1Q and 802.1ad virtual local area network (VLAN) tagging
– VLAN trunking, saving physical interfaces at hub locations
107

Familia SDH Multiservicio Alcatel
108
Alcatel-Lucent 1642 Edge Multiplexer The Alcatel-Lucent 1642 Edge Multiplexer, part of the Alcatel-Lucent
Optical Multi-Service Node (OMSN) family, is an economical as well as an ideal space-saving multi-service
system for customer premises and metropolitan access networks applications.
Alcatel-Lucent 1643 Access Multiplexer A compact STM-4 Multi-Service Provisioning Platform that can help
you offer new services such as IP Transport, Ethernet Switching and TDM to small- and medium-sized
business customers.
Alcatel-Lucent 1645 Access Multiplexer Compact (AMC) The Alcatel-Lucent 1645 Access Multiplexer
Compact (AMC) is an economical Synchronous Transport ModeSTM-1/4 platform that enables service
providers to deliver TDM and Ethernet services to small- and mediumsizedenterprises, offering enhanced
revenue-generating potential. Its energy efficiency and compact size improve space use while lowering
operating expenses.
Alcatel-Lucent 1646 Synchronous Multiplexer and Alcatel-Lucent 1646 Synchronous Multiplexer
Compact The Alcatel-Lucent 1646 Synchronous Multiplexer (SM) and the Alcatel-Lucent 1646 Synchronous
Multiplexer Compact (SMC) — part of the Alcatel-Lucent Optical Multi-Service Node (OMSN) family — are
economical as well as ideal space-saving multiservice systems for customer premises and metropolitan
access network applications.
Alcatel-Lucent 1650 SMC STM1/4 Multiservice Metro Node The Alcatel-Lucent 1650 SMC is a very
compact add-drop multiplexer and mini cross connect that meets the requirements of metro access networks.
It is an ideal multi-function building block for delivering SDH, integrated ATM and Packet Ring MPLS-based
switching capabilities, as well as LAN interfaces (Ethernet, Fast Ethernet and Gigabit Ethernet).

Familia SDH Multiservicio Alcatel
109
Alcatel-Lucent 1655 Access Multiplexer Universal A compact, high-density STM-1 or STM-4 access
multiplexer that can cost -effectively deliver reliable, feature rich, high-speed communications services.
Alcatel-Lucent 1660 SM STM-16/64 Optical Multi-Service Node for Metro Applications The Alcatel-
Lucent 1660 SM Optical Multi-Service Node (OMSN) comprises next-generation STM-16/64 SDH
equipment that integrates packet-switching functionality into a capable SDH system. It can be
configured as a pure add-drop multiplexer or as a small cross connect. It provides STM-1/4/16/64 ports
and a 384x384/256x256 STM-1 equivalent HO/LO matrix. Existing 1660 SM equipment with STM-16
interfaces can be seamlessly upgraded to STM-64.
Alcatel-Lucent 1662 SMC STM-4/16 Compact Multiservice Node for Metro Networks Targeting
local and metropolitan network applications, the Alcatel-Lucent 1662 SMC is a compact, cost-effective
multiservice system offering operators the ability to deliver several different types of services in STM-
1/4/16 applications. It features all standard PDH and SDH interfaces from 2 Mb/s to 2.5 Gb/s and a fully
non-blocking matrix to address any network topology.
Alcatel-Lucent 1663 Add Drop Multiplexer-universal The Alcatel-Lucent 1663 Add Drop Multiplexer-
universal is a next-generation multiplexer that helps support an array of metro needs with a single, high-
density multiservice system.

Red de agregación multiservicio
110

Calidad y Seguridad en
Redes de Transporte de
Gran Capacidad
Angel Gómez
112

Objetivos
• Mostrar el impacto sobre los servicios, de los fallos en la red de
transporte.
• Identificar los parámetros para medir calidad: disponibilidad,
tasa de error, etc.
• Describir las diferentes alternativas existentes con sus
ventajas/inconvenientes.
• Mostrar los mecanismos con que cuenta la red SDH para
mejorar su calidad.
113
En un principio el parámetro más importante que se empleaba en la definición de
las prestaciones de error fue la tasa de error de bit a largo plazo (LTBER), En la
práctica este parámetro tiene dos inconvenientes. Primero, no lleva información
sobre la distribución de los bits erróneos (se asumía que el ruido térmico era la
única fuente de error, por lo que los errores seguían una distribución de acorde a
este tipo de ruido). Segundo, un operador de red no podía medir este parámetro
mientras el trayecto estaba siendo utilizado, ya que se necesita conocer todos los
bits.

Impacto de los fallos en la Red de
Transporte
• Importancia social de las telecomunicaciones
– Elemento imprescindible en la actividad empresarial
• El impacto depende del tipo de red
– Red Telefónica Conmutada
– Redes de Conmutación de Paquetes
– Redes de Circuitos Alquilados
114
Si se interrumpe una llamada telefónica el 50% de los
usuarios colgarán el teléfono antes de 5s ; en el caso
de transmisión de datos la mayoría de los
controladores habrían liberado la conexión antes de 3s.
Además, en algunas aplicaciones resulta interesante
conocer la forma de estos periodos de indisponibilidad.
Por ejemplo, un periodo largo de indisponibilidad puede
llegar a ser más tolerable que muchos periodos cortos
de indisponibilidad.

Calidad en una red SDH
• Término difícil de cuantificar.
• Existen diferentes fuentes de error en redes de gran capacidad.
– Ruido blanco gausiano medio
– Interferencia electrostática y electromagnética
– Envejecimiento (laser y electrónica)
– Fading, desvanecimientos y radiación solar.
– Desajustes temporales
– Diseño de los márgenes de funcionamiento
• ¿Cómo mejorar la calidad de una red?
– Actuando sobre los equipos.
– En la estructura física.
– Utilizando las facilidades que proporciona.
• El objetivo es conseguir máxima calidad a un coste razonable
115

Objetivos de Calidad en redes SDH
Tipo Servicio Características
vc-11 y vc-12
VC-2 VC-2-XC
64 Kb/s (ibermic)
Frame Relay (Iberpac)
2M clientes
ATM-VP
VIDEO
Conexión: 1 minuto
MTBF: 1 año
MTTR: 1-2 seg.
Desconexión: 1 minuto
VC4 VC4-XC
VC-11, VC-12
VC-2, VC-3
ATM-VP
TV, HDTV
Conexión: 1 minuto
MTBF: 1 año
MTTR: < 1 seg.
Desconexión: 1 minuto
116

Objetivos de Calidad en redes SDH
Tipo Servicio Características
SECCION
MULTIPLEXORA VC-4
Conexión: 1 día
MTBF: 2 años
MTTR: 50 m seg.
Desconexión: 1 día
Sección
Regeneradora
Seccción
multiplexora
Conexión: 1 día
MTBF: 2 años
MTTR: 24 horas.
Desconexión: 1 día
117

Mecanismos de SDH para detectar errores
• A nivel de Sección
– Entre regeneradores (Sección de regeneración)
– Entre multiplexores (Sección de multiplexación)
• A nivel de Trayecto
– Trayecto de orden superior (VC-4)
– Trayecto de orden inferior (VC-3, VC-12)
• Monitorización no intrusiva sobre Trayectos
– Monitorización de trayecto (HOP y LOP)
– Byte de Operador de Red (N1 y N2)
118

Errores en la Sección de Multiplexación
• Pérdida de señal (SPI)
• Pérdida de alineamiento de trama (RST)
• Pérdida de puntero AU-LOP (MSA)
• Error RS-BIP, B1 (RST)
• AIS (MST)
• Error MS-BIP, B2 (MST)
• MS-FERF (MST)
• AU-AIS (MSA)
119

Errores en Trayecto (HOP y LOP)
• Desadaptación de identificador de trayecto (J1)
• Desadaptación de etiqueta de señal (C2)
• Errores en BIP, (B3)
• Errores de Bloque de extremo distante (FEBE)
• Fallo de recepción de extremo distante (FERF)
• AIS de TU
• Pérdida de multitrama (H4)
• Desadaptación de identificador de trayecto (J2)
• Desadaptación de etiqueta de señal
• Errores en BIP
• Errores de Bloque de extremo distante (FEBE)
• Fallo de recepción de extremo distante (FERF)
• AIS de TU
120

G.826: Objetivos de Calidad en Redes de Gran
Capacidad
• G.826 aplica a todo tipo de redes de Gran Capacidad.
– Medir la tasa de error no es suficiente. (G.821)
– G826 tiene en cuenta información de capa física y «distribución de errores».
– Se evalúa entre puntos de acceso a la red (interfaz de usuario AP) aunque
también aplica entre subredes de tamaño arbitrario.
• Relación entre BIP-n y Bloques (para SDH)
– Cada BIP-n pertenece a un bloque.
– Para estimar el número de EB se puede usar la información de BIP
– Para evaluar ES, la cuenta de EB es irrelevante, con un EB en un segundo ya se
indica la aparición de un ES
121

Parámetros de error en Redes de Gran Capacidad
• Bloque con error (EB)
– conjunto de datos con uno o más errores
• Segundo con error (ES)
– Segundo que tiene uno o más EB
• Segundo severamente errado (SES)
– Segundo que tiene un 30% o más de EB. Es un subconjunto de ES.
• Solo son válidos si el trayecto está disponible
• Tasa de Segundos con Error (ESR)
– relación entre ES y segundos totales
• Tasa de Segundos Severamente errados (SESR)
– relación entre SES y segundos totales
• Tasa de Bloques con Error (BBER)
– relación entre EB y bloques totales
122
Aplicables a
redes de gran
capacidad

Periodo muy Perturbado SDP
• La señal que se recibe no puede ser procesada
– No se recibe una estructura de trama reconocible
– La estructura de información recibida no es válida
– No se puede recuperar la información
DEFECTO DE CAPA DE
TRAYECTO
DEFECTO DE CAPA DE
TRAYECTO
AIS de trayecto orden superior Desadaptación de identificador de
traza de tryecto de orden superior
AIS de trayecto orden inferior Desadaptación de identificador de
traza de tryecto de orden inferior
Pérdida de puntero de tributario Desadaptación de etiqueta de
señal
Pérdida de Puntero de unidad
adinistrativa
Pérdida de alineamiento de mul-
titrama de u. tributaria
123

Asociación G.826 con SDH
• Los objetivos que pretende la norma G.826 es que el control de
errores sea independiente del medio y que sirva para realizar
medidas en servicio (ISM) basadas en bloques con error. Es por
eso que se usa el mecanismo del BIP-n para saber si un bloque
(de 125 s o de 500 s) lleva error o no.
• Podemos asociar un Bloque al ámbito de comprobación de los
códigos BIP.
– B1, B2, B3, BIP-2
• Uno o más errores de código BIP en un segundo representa un
ES.
• Más de un 30% de códigos BIP erróneos sobre posibles en un
segundo, representa un SES.
• La tasa de BIP erróneos respecto del total representa BBER
124

Asociación G.826 con SDH
• FEBE de trayecto de orden superior e inferior se utilizan para
determinar la aparición de ES, BBE y SES en el extremo distante.
• FERF de trayecto de orden superior e inferior son defectos que estiman
la aparición de SDP y por tanto SES en el extremo distante
125
Elemento Tamaño del Bloque BIP Umbral SES
RSOH (STM-N) 125 Sg. 19.440N bits BIP-8 2400
MSOH(STM-N) 125 Sg. 19.224N bits BIP-24N 2400
VC-4 125 Sg. 18.792 bits BIP-8 2400
VC-3 125 Sg. 6.120 bits BIP-8 2400
VC-2 500 Sg. 3.424 bits BIP-2 600
VC-12 500 Sg. 1.120 bits BIP-2 600
VC-2 5C 500 Sg. 30.640 bits BIP-2 600
VC-4 4C 125 Sg. 75.168 bits BIP-8 2400

Objetivos de característica de error para
HPR(cto. ficticio de ref.)
• Circuito de 27.500 Km.
– Dos tramos nacionales y cuatro países intermedios.
• Tramo nacional: 17.5% del objetivo de calidad.
– Nivel de Acceso : 8.5% (máx. 225Km)
– Nivel de Corto recorrido: 7.5% (máx. 300 Km)
– Nivel de Largo Recorrido: 1.5% (máx.600Km)
– Incluye un 1% por cada 500 Km. (países grandes, ej. USA)
126

Objetivos de Calidad para HPR
• Objetivos de característica de error para
HPR(cto. ficticio de ref.)
127
Mb/s 1.5-5 5-15 15-55 55-160 160-3500
ESR 0.04 0.05 0.075 0.16
SESR 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002
BBER 3*10-4
2*10-4
2*10-4
2*10-4
10-4

Ejemplo: Cálculo Disponibilidad Circuito Nacional
Alzira – Valencia – Madrid - Madrid
• Sabemos que para el tramo nacional el objetivo de calidad es el 17.5% del objetivo
HPR.
• Calculamos la contribución por Km. de los segmentos de acceso, corto y largo recorrido dividiendo el
objetivo entre la máxima distancia.
• Calculamos la contribución total multiplicando distancias por contribución/segmento.
• Aplicamos el total de la contribución sobre los datos de la tabla del HPR.
• Obtenemos ESR, SESR, BBER.
128
Nodo
Alzira
Nodo
Valencia
Nodo
Madrid
Nodo
Madrid
Acceso Corto Largo Corto Acceso Total
Km 10 50 350 10 2 422
%/Km. 0,03778% 0,02500% 0,00250% 0,02500% 0,03778%
Contribución 0,37778% 1,25000% 0,87500% 0,25000% 0,07556% 2,82833%
Tramo Nacional (17,5%) Max Km. % Km.
Nivel Acceso 8,50% 225 0,03778%
Nivel Corto 7,50% 300 0,02500%
Nivel Largo 1,50% 600 0,00250%
HPR % sobre HPR Circuito
ESR 0,16 2,82833% 4,525E-03
SESR 0,002 2,82833% 5,657E-05
BBER 2,00E-04 2,82833% 5,657E-06

Disponibilidad en SDH
• Disponibilidad = Tiempo disponible/Tiempo total
• Tasa de fallo (l): probabilidad de que un recurso
falle en una unidad de tiempo.
• ¿Cómo se mide la disponibilidad?
– Período “largo” de tiempo (un mes).
– Fijarnos en ES y SES
129
l(t)
t
l( )t dt
t
t
2
1
E(fallos:t1<t< t2)=
Si l(t)=1 cte. a lo largo del periodo,
lo que no es un caso frecuente se
tendrá que:
E(fallos:t1<t< t2)= l (t2 - t1)

130
Seg sin error Seg con error (ES) Seg sev err (SES)
disponible No disponible
10 segundos
10 segundos
• Un período de indisponibilidad comienza después de 10 SES
consecutivos (G.826).

• Disponibilidad
A = MTBF/(MTBF+MTTR)
• Indisponibilidad
U = 1-A = MTTR/(MTBF+MTTR)
si la unidad de tiempo es un año, se define EA
EA = 1/MTBF
U ≈MTTR/MTBF = MMTR*EA
131

• Topología lineal
132
Tramo 1 Tramo 2 Tramo N
A B
U  i Ui
Topología redundante
Tramo 2
A B
Tramo 2
U  i Ui + Us
Us (conmutador de protección)

Cálculo de disponibilidad
• Un Operador Local de Telecomunicaciones ha recibido el encargo de un cliente para
que le ofrezca un circuito de 34 Mb/s UNIDIRECCIONAL de vídeo con una
disponibilidad mejor que el 99.95 %.
133
STM-1
34 Mb/s
Central Telefónica
STM-1
STM-134 Mb/s STM-1
Distancia entre ADM´s: 100 Km. en el primer anillo y 10 Km. en el segundo.
Se pide:
•Objetivo de MTTR para que sin protección pueda cumplirse ese requerimiento.
•Para un MTTR de 2 horas y una protección de subred en el primer anillo,
averiguar si se cumple el requisito de disponibilidad de 99'95 % previamente propuesto.
los propios ADM´s llevan incluido el conmutador de protección, cuya disponibilidad ha de
ser calculada adicionalmente)

Solución
• U ≈ MTTR/MTBF = MTTR*EA = 1-A Calculamos EA:
1/11+100*1/150+1/10+100*1/150+1/9+1/9+1/9+10/150+1/10+10/150+1/11
= 2.181818 Eventos Año.
1- 0.9995 = MTTR*2.1818  MTTR = 0.000229167 años = 2.0075 horas
134
15Conm. Pro
1501 Km. FO
10VC-334 Mb/sSTM-1CR-CONN
9VC-3STM-1STM-1CR-CONN
11VC-334 Mb/sSTM-1ADM 155
10VC-3STM-1STM-1ADM 155
9VC-3STM-1STM-1ADM 155
MTBF (A)PROCES.TRIBUT.AGREG.AGREG.EQUIPO
STM-1
34 Mb/s
Central Telefónica
STM-1
STM-134 Mb/s STM-1
11
150 10
9
9
150 10
11
150150
9

Ejemplo con Protección de subred en el primer anillo
Calculamos U: { U Primer anillo (protección de subred) + U conmutador
de protección + U cross connect + U segundo anillo}:
U  [i Ui + Us] + Ucross-c + Uanillo2 ≈ MTTR/MTBF = MTTR*EA = 1-A
[MTTR*[(1/11+100*1/150+1/10+100*1/150+1/9)]^2 +MTTR*[1/15] +
MTTR*[1/9+1/9+1/9+10/150+1/10+10/150+1/11] = MTTR^2*1.635353
+ MTTR*0.724242
1- 0.9995 = MTTR^2*1.635353 + MTTR*0.724242
MTTR=6.0400 horas
135
STM-1
34 Mb/s
Central Telefónica
STM-1
STM-134 Mb/s STM-1
11
150 10
9
9
150 10
11
150150
9
10150
150

Disponibilidad cable submarino Concerto
136
20
1000
20
20
20
1000
1000
Sizewell
Thorpeness
Zandvoort
Zeebrugge
El sistema submarino Concerto une las localidades de Sizewell
en Reino Unido (nodo más al Norte), Thorpeness en Reino
Unido, Zandvoort en Holanda y Zeebrugge en Bélgica
mediante una topología en anillo
Queremos conocer la disponibilidad de un VC4 protegido
entre las localidades de Sizewell y Zandvoort,
Por simplificar, asumiremos que la distancia entre nodos es de
300 Km. excepto el segmento dentro del Reino Unido que es
de 10Km. Los equipos, en cualquier procesado, incluyendo el
conmutador de protección, disponen de un MTBF de 20 años,
y para la fibra el MTBF es de 1000 años/Km. El MTTR
contratado con el operador del buque cablero es de 336
horas.
𝑈 i Ui + Us
𝑈 ≈ 𝑈 𝑆𝑖𝑧𝑒𝑤𝑒𝑙𝑙 − 𝑍𝑎𝑛𝑑𝑣𝑜𝑜𝑟𝑡 𝑥𝑈[Sizewell − Thorpneness − Zeebrugge − Zandvoort] + 𝑈𝑠𝑤𝑖𝑡𝑐ℎ
𝑈 𝑆𝑖𝑧𝑒𝑤𝑒𝑙𝑙 − 𝑍𝑎𝑛𝑑𝑣𝑜𝑜𝑟𝑡 ≈ 𝑀𝑇𝑇𝑅𝑥
1
20
+
300
1000
+
1
20
𝑈 Sizewell − Thorpneness − Zeebrugge − Zandvoort ≈ 𝑀𝑇𝑇𝑅𝑥
1
20
+
10
1000
+
1
20
+
300
1000
+
1
20
+
300
1000
+
1
20
𝑈 ≈ 𝑀𝑇𝑇𝑅2
𝑥
2
5
𝑥
81
100
+ 𝑀𝑇𝑇𝑅𝑥
1
20
= 0,002394
A = 1-U = 0,9976 (99,76%)

Diversificación
• Dividir en dos el número de circuitos y
enviarlos por rutas físicamente diferentes
• Muy efectiva para circuitos conmutados.
137
A
A
BB

Restauración
• En caso de fallo, buscar un camino alterna-
tivo entre la capacidad vacante de la red.
138
SAGF

Protección
• Existe un camino alternativo ya definido y
reservado. Mecanismos automáticos.
– Protección de Sección de Multiplexación
• Protección de la Sección de Multiplexación Lineal
• Anillos con Protección Dedicada
• Anillos con Protección Compartida
– Protección de Trayecto
– Protección de Subred
139

Protección Sección Multiplexación lineal
140
Sistemas punto a punto.
Puede ser 1+1 ó 1:N
diferencias entre “+ y :”
activa

Anillo de protección dedicada de
Sección de Multiplexación
141
FUNCIONAMIENTO NORMAL

Anillo de protección dedicada de Sección de Multiplexación
142
FUNCIONAMIENTO EN FALLO

Anillo de protección dedicada de Sección de Multiplexación
• El tráfico de trabajo se cursa por una sola fibra.
La otra se utiliza sólo en caso de fallo
• También se llama anillo “unidireccional”
• La máxima capacidad del anillo, es la máxima
de un tramo.
• Estos anillos utilizan los octetos K1 y K2 de la
tara de Sección.
143

A CB
D
Anillo de protección compartida de Sección de
Multiplexación (STM-4)
144
FUNCIONAMIENTO NORMAL

145
VC4-3tx
VC4-1tx
VC4-2tx
VC4-4tx
protección
protección
protección
protección
VC4-3rx
VC4-1rx
VC4-2rx
VC4-4rx

146
A CB
D
FUNCIONAMIENTO EN FALLO

147Equipo C
VC4-3 tx
VC4-1tx
VC4-2 tx
VC4-4 tx
VC4-3 rx
VC4-1 rx
VC4-2 rx
VC4-4 rx
VC4-3rx y VC4-4rx se utilizan para
transportar VC4-1tx y VC4-2tx
ProtecciónVC4-1yVC4-2desde
equipoDaequipoA

148Equipo B
VC4-3 tx
VC4-1tx
VC4-2 tx
VC4-4 tx
VC4-3 rx
VC4-1 rx
VC4-2 rx
VC4-4 rx
VC4-3rx y VC4-4rx se utilizan para
transportar VC4-1tx y VC4-2tx
ProtecciónVC4-1yVC4-2desde
equipoDaequipoA

Multiplexación
• Cada fibra soporta tráfico de trabajo y de protección.
• La capacidad de reserva es compatida por todo el
anillo.
• Requiere de mecanismos de conmutación más
complejos. (STM-16)
• Podemos soportar más tráfico en función de
origen/destino (capacidad/2*nº nodos)
• Requieren la utilización de los octetos K1 y K2
• Los canales de protección pueden llevar tráfico de
baja prioridad.
• Existen versiones de 2 y 4 fibras. (anillos de 4 fibras)
149

Protección de trayecto
150
RED SDH
NODO SDH
NODO SDH
SITUACION NORMAL
RED SDH

Protección de trayecto
151
RED SDHNODO SDH
NODO SDH
ESTADO DE FALLO
Conmutación
de trayecto
de protección
RED SDH

• Conmuta el sentido afectado.
• Cada sentido de transmisión va
por diferentes equipos (gestión más
compleja)
• El retardo de transmisión es
diferente al de recepción
Single Ended
• Esquema de implementación muy
sencillo y no se necesita protocolo
(más rápido)
• Es más eficaz que Dual Ended
152

Dual Ended
• El mismo equipo se usa para
ambos sentidos después de un
fallo.
• Es más fácil de gestionar
• El retardo para ambos sentidos de
transmisión es el mismo.
• Requiere la utilización de protocolos
para la conmutación (octetos K)
153

154
RED SDH
Tx y Rx
van por el mismo
camino y equipo
Es el utilizado
Uniform Routing

155
RED SDHRED SDH
Tx y Rx
van por diferente
camino y equipo
Diverse Routing
Utilizado para transporte uni-direccional
Ej. Distribución de Vídeo, IP-multicast

Protección de Subred
156
NODO SDH
SITUACION NORMAL
NODO SDH
MONITORIZACION
NO INTRUSIVA DE
LA TARA DE TRAYECTO
SE DUPLICA EL
CONTENEDOR
VIRTUAL
SUBRED
SDH

Protección de Subred
157
NODO SDH
En fallo se toma el contenedor alternativo
NODO SDH
MONITORIZACION
NO INTRUSIVA DE
LA TARA DE TRAYECTO
SE DUPLICA EL
CONTENEDOR
VIRTUAL
SUBRED
SDH

Aplicación de la Seguridad
• Intervienen estudios técnico-económicos
– Tipo de tráfico
– Lucro cesante
• Aproximaciones
– Nivel nacional
• Protección de Sección compartida.
• Protección de Subred
– Nivel regional/secundario metropolitano
• Protección de Sección compartida
– Nivel provincial y metropolitano.
• Protección de trayecto y de subred.
• Diversificación
158

Red de Gestión de las
Telecomunicaciones
(TMN)
160

ASPECTOS IMPULSORES DE LA GESTIÓN DE RED
• Evolución de los servicios
– Posibilitar el rápido desarrollo de nuevos servicios
• Evolución tecnológica
– Gestión y distribución eficiente de los recursos
– Inteligencia en los Elementos de Red a coste competitivo.
• Demanda de los usuarios
– Flexibilidad y control de los recursos que han contratado.
– Rendimiento y medida objetiva de la calidad.
• Competitividad
– Reducción de los costes de operación
• Entorno liberalizado
– Cesión de recursos a terceros.
161

Funciones de la Gestión de Red
162
planificación
Gestión de
fallos
planificación
Gestión de
prestaciones
planificaciónPlanificación planificación
Gestión de
Configuración
planificación
Gestión de
tarificación
Cliente
planificación
Gestión de
materiales
Suministradores
planificación
Gestión de
personal
Interfaces
Previsión
equipos
pedidos
Estado del
pedido Datos de
config. NE
Datos de
servicio
Alarmas
pruebas
tráfico tarificación
Provisión de
servicio
mantenimiento
y apoyo
Suministro
instalación
equipos
Petición de
servicio/status
factura
pago
estado del servicioInformes de fallos

Funciones de la Gestión de Red
• Funciones de Mantenimiento
– Funciones de Gestión de la Configuración
– Funciones de Gestión de las Prestaciones
– Funciones de Gestión de la Tarificación
• Gestión de Fallos
– Mecanismos de recogida, tratamiento, filtrado y almacenamiento de las
alarmas.
• Pruebas
– Monitorización no intrusiva.
– Inyección y análisis de secuencias de pruebas.
– Monitorización de los códigos “BIP”.
– Pruebas de bucle.
• Funciones de Gestión de la Seguridad
– Permiten el control de acceso a los recursos.
• Telecarga del soporte lógico
– Recarga y actualización SW de los equipos SDH, tablas de Configuración.
• Gestión de las actividades de mantenimiento
– Registro histórico de fallos y actuaciones.
– Sistema experto de ayuda al mantenimiento
163

FUNCIONES DE GESTION DE LA CONFIGURACION
• Ofrecen facilidades para la instalación de elementos de red SDH, control de
estado, información sobre recursos disponibles, etc.
• Reserva de Trayecto
– Procedimientos automáticos
– Estadísticas y tablas de asignación de capacidad
• Provisión de trayectos
– Puesta en servicio (conexiones en la red)
• Provisión de secciones
– Planificación de secciones
– Puesta en servicio
– Pruebas de puesta en servicio
– Activación/desactivación de mecanismos de protección
• Gestión de secciones
– Disponibilidad
– Indicación de servicio
– Aprovisionamiento
– Reparación
164

FUNCIONES DE GESTION DE LA CONFIGURACION
• Restauración de la red
– Restauración del tráfico por medios alternativos
– Definir, visualizar y modificar planes de restauración predefinidos
– Asignación y modificación de los criterios de prioridad
– Activación/desactivación del plan de activación
• Identificación de datos del Elemento de Red
• Instalación de elementos de Red
– Control del equipamiento (número de serie, versiones)
• Realización de conexiones cruzadas
– Conexiones unidireccionales, bidireccionales, en bucle, etc.
• Control y estado de elementos de red
– Disponibilidad (disponible, no disponible, en fallo, degradado)
– Indicación de Servicio (en servicio, fuera de servi-cio, en prueba)
– Aprovisionamiento (planificado, instalado, acep-tado, en servicio)
– Reparación (en reparación, verificación)
– Instalación (no instalado, instalado)
– Uso (activo, ocupado, desconocido)
165

FUNCIONES DE GESTION DE LAS PRESTACIONES
• Evalúan el comportamiento de los equipos y de la red SDH (calidad
de las conexiones, retrasos y precisión de las conmutaciones,
sincronización, tiempos de protección y restauración, etc.)
• Obtención de datos primarios
– Segundos libres de error, degradados, etc.
– Actuaciones de los punteros
• Tratamiento de umbrales
– Gestión de umbrales de supervisión.
166

FUNCIONES DE GESTION DE LA
TARIFICACION Y SEGURIDAD
• Tarificación de eventos
– Criterios de Ocupación
– Contratación de circuitos con protección
– Facilidades de restauración
– Facilidades de gestión y suministro de información
• Autorización
– Gestión y Administración de la seguridad
– Control de Sesiones
– Integridad de los datos
– Confidencialidad de los datos (encriptación)
167

ARQUITECTURA FUNCIONAL DE
UNA RED TMN
• La red de gestión de las telecomunicaciones (TMN), se define como
“una red que soporta las actividades de gestión asociadas a redes
de telecomunicaciones, como son, planificar, instalar, mantener,
operar y administrar redes de telecomunicaciones y servicios.”
• TMN proporciona una arquitectura organizada a fin de conseguir la
interconexión entre diversos tipos de sistemas de operaciones (OS)
y/o equipos de telecomunicaciones para el intercambio de
información de gestión utilizando una arquitectura convenida y con
interfaces normalizadas, incluidos protocolos y mensajes (Rec
G783 y M3010).
• M.3000 Visión general de las recomendaciones TMN
• Q.811 describe protocolos de capa 1-3
• Q.812 describe protocolos de capa 4-7 y el interfaz Q3
• G.784 describe la pila de protocolos para SDH-DCC
168

BLOQUES FUNCIONALES DE UNA RED TMN
• Funciones del Sistema de Operación (OSF)
– Procesan información relativa a las funciones de aplicación, operación,
mantenimiento, etc..
• Funciones de Mediación (MF)
– Permiten un diseño flexible de la arquitectura física y funcional para
interconectar diferentes funciones de Elementos de Red (NEF) con OSF
• Funciones de Adaptación de Modelo (AMF)
– Permiten la adaptación de modelos normalizados a modelos específicos de
suministrador
• Funciones de estación de trabajo (WSF)
– Permiten comunicación de usuarios externos a los OSF a través de funciones de
presentación
• Funciones Comunicaciones de Mensajes (MCF)
– Soportan el intercambio de información entre los bloques funcionales anteriores
169

Modelo Funcional: Bloques Funcionales
170
NEF
AMF
MF OSF
OSF’
WSF
Q(m,x,3)
Qx
Q3
X
F G
OSF: Funciones de Sistemas de Operación
MF: Funciones de Mediación
AMF: Funciones de Adaptación de Modelo
NEF: Funciones de Elemento de Red
WSF: Funciones de Estación de Trabajo

INTERFACES
• Interfaz Q3
– Orientado a objetos utilizando servicios CMISE
– Modelo Gestor - Agente
• Interfaz X
– Conexión con sistemas externos de Gestión
– Modelo Gestor - Gestor
• Conexión con otros operadores
• Conexión con sistemas existentes (facturación, etc)
• Interfaz F
– Interfaz entre sistema de explotación y estaciones de trabajo.
171
Ej. Gestión entre
BSC y BTS (GSM)

JERARQUIA DE EXPLOTACION
• Consiste en la división de actividades de explotación de acuerdo a
un esquema jerárquico.
• Nivel Global
– Actividades responsables de la totalidad de los servicios prestados por
la empresa operadora. No está estandarizado
• Nivel de Servicio
– Responsable de las actividades relacionadas con los clientes
(provisión de servicios, reclamaciones, facturación, calidad de servicio,
etc.)
• Nivel de Gestión de Red
– Tratamiento, vigilancia y control de los recursos de red, Interconexión
con otras estructuras de explotación Obtención de medidas de calidad
de servicio Captura de datos de calidad y tarificación Mantenimiento
• Nivel de Elemento de red
– Configuración, control y mantenimiento de cada elemento de red
individual
172

JERARQUIA DE EXPLOTACION
173
Gestor de
Servicios
Gestor de
Red
Gestor de
Elementos
de Red
q3
q3
q3
Nivel de
Servicio
Nivel de
Red
Nivel de
Elemento
de Red
RED DE TRANSMISION
DE DATOS
q3
q3q3
NE NE MD
NE
NE: Elemento de Red
MD: Dispositivo de mediación

DOMINIOS DE LA EXPLOTACIÓN
• La Gestión de Red, si ésta es suficientemente compleja por razones
de tipo logístico, operativo, organizativo, etc., suele dividirse en
“dominios”
– Criterios Tecnológicos
– Criterios de Planta
– Criterios Topológicos
• Suelen utilizarse criterios topológicos. Por ejemplo, algunos
operadores han establecido dominios coincidentes con la región.
174
MODELO DE INFORMACION GESTOR-AGENTE

MODELO DE INFORMACIÓN
• Modelo “orientado a objetos”
• Relaciones entre sistema de
explotación y NE según
esquema gestor-agente
• Protocolos de alto y bajo
nivel según recomen-
daciones ITU-T
• Nivel de Aplicación (Capa 7
ISO)
– CMISE: (elemento de servicio
para información de gestión
común)
– ACSE: (elemento de servicio
de control de asociación)
– ROSE: (elemento de servicio
para operación remota)
175

RED DE DATOS PARA GESTION
• Es fundamental garantizar la conectividad entre los Sistemas de
Operación y los Elementos de Red.
• La Interconexión de los NE con el sistema de Gestión puede
realizarse a través de:
– Redes WAN ( Frame Relay, IP y punto a punto)
– Redes LAN (a nivel local)
– Canal Intercalado de Control (ECC)
• DCC (regenerador) D1 a D3 (192 Kb/s) en RSOH STM-N
• DCC (multiplexor) D4 a D12 (576 Kb/s) en MSOH STM-N
176

Evolución de M.3010 en NGN (M.3050)
177

178

179

Red de Transporte SDH
181
BACKBONE
Gestor
de Red
Cross-connectMultiplexor acceso y clientes
Red regional
Red troncal
Red metro
METRO
Red metro

Estructura de integración SDH
182
VC-4j
STM-256 (40Gb/s)
VC-4 64
N x 155
Mb/s
140/155
Mb/s
VC-41
gestión
GESTION
VC-3VC-3
VC-12
VC-12
2 Mb/s
34/45
Mb/s
VC-4 64VC-4 64VC-4 64
adaptación
adaptación
Concatenación

Limitaciones de SDH
• SDH se diseñó para transporte en modo circuito de tramas de voz, y el
transporte de tráfico asíncrono, hoy ya dominante, plantea problemas de
complejidad y eficiencia.
• SDH posee una importante limitación en cuanto a evolución futura, no
sobrepasa los 40 Gb/s.
• La evolución hacia NGN, tráfico asíncrono multiservicio, requiere menor
granularidad por lo que probablemente asistiremos a una disminución de
“capas” en la red en aras a una mayor simplicidad (p.ej. IP over DWDM).
• Aspectos de calidad y disponibilidad pueden ser conseguidos en otra
capa, por ejemplo, en la capa de medios IP.
• En resumen, SDH maneja contenedores virtuales de diferentes tamaños.
– Los VC´s pueden ir “medio llenos” de tráfico IP/ATM
– La combinación de VC´s elimina granularidad
– La provisión de rutas es más compleja.
– Es una red de conmutación de circuitos “multivelocidad”
– Las redes 100G. Utilizan G.709 (OTN)
183

Evolución de SDH
• SDH es la tecnología dominante en el acceso, la agregación y el
núcleo de red de los operadores
• Las fortalezas de SDH, especialmente en aspectos como la
gestión y la disponibilidad, refuerzan una estrategia de evolución,
añadiendo nuevas funcionalidades para soportar especialmente
tráfico asíncrono.
• Por otro lado, las fuertes inversiones acometidas durante los
últimos años aún no están amortizadas.
• SDH no va a crecer en velocidad, STM-256 ha quedado
desbancado por los nuevos sistemas de 100G basados en OTN
(red de transporte óptica).
– Completar el despliegue, eliminando el PDH existente.
– Soporte de nuevos tipos de encapsulado (FGP) y optimización de capacidad
(LCAST).
– Evolución hacia “nodos multiservicio” integrando en el mismo equipamiento
nuevas funcionalidades como switches, routers, DWDM.. etc.
184

Evolución de la Red de Transporte
185
Core Network Client-Side Interface Share, 2015
Source: Heavy Reading, 2012

Introducción
• SDH se diseñó para optimizar el tráfico TDM con alto nivel de seguridad
y disponibilidad, pero no es capaz de gestionar eficientemente tráfico de
datos, especialmente tráfico Ethernet, ampliamente utilizado en redes
LAN.
• Por otra parte, SDH es hoy la solución más económica y
tecnológicamente más eficaz para transmitir voz y datos en redes de
transporte.
• Los operadores se enfrentan a nuevas demandas que obligan a una
nueva redefinición de las redes SDH, incluyendo nuevas funcionalidades
como la Concatenación Virtual (VC), El procedimiento Genérico de
Trama (GFC) y el ajuste de la capacidad de enlaces (LCAST)
188
•The global optical network equipment market—WDM and SONET/SDH—grew 15% in 2Q12 from the previous quarter, but is
down 10% from the year-ago 2nd quarter
•Huawei expanded its lead in the global optical network hardware market in 2Q12; Alcatel-Lucent held onto the #2 spot (optical
revenue up 5%); and Ciena posted its strongest quarter on record, easily maintaining 3rd overall and edging into 2nd in the WDM
segment
•North American SONET/SDH spending is down 45% year-over-year, negatively impacting vendors with legacy revenue
streams; AT&T, in particular, has cut aggressively
•WDM now accounts for 80% of all optical spending in North America
•Optical equipment revenue in Europe, the Middle East, and Africa (EMEA) was up sharply in 2Q12, but still down year-over-year;
spending growth on WDM equipment outpaced SDH, a positive indicator for the region

Evolución del mercado SDH
189

Nuevos tipos de tráfico e interfaces específicas
190
Ethernet
Fast Ethernet
Gigabit Ethernet
10Gigabit Ethernet
Escon
Ficon
Fiber-Channel
… Transporte asíncrono
Ancho de banda dinámicoNo orientado a conexión

Ethernet domina el tráfico en la Red
191

Nuevas funcionalidades para soporte de tráfico asíncrono
192Nuevas funcionalidades
Tráfico asíncrono  Tráfico Ethernet y Fibre Channel

Optimizar el ancho de banda
193
STM-N

Procedimiento de Entramado
Genérico (GFP) G.7041
• Sirve para adaptar la información asíncrona generada por
señales tipo IP,Ethernet/MAC, Fibre Channel, ESCON, FICON....,
a la estructura síncrona de SDH.
• GFP adapta un flujo de datos basados en tramas en un flujo de
datos basados en bytes que después se mapean en los VC de
SDH.
• Esta solución es adecuada para detectar y corregir errores y para
proveer mejor eficiencia en el ancho de banda que los
procedimientos tradicionales de encapsulado.
• La trama GFC consta de 4 partes:
– Encabezado principal
– encabezado de carga útil
– información de cliente
– campos opcionales para detección de errores.
194

Procedimiento de Entramado Genérico
(GFP) G.7041
• El encabezado principal define la longitud
de la trama GFP y detecta errores del
CRC.
• El encabezado de carga útil define el tipo
de información transportada, ya sean
tramas de OA&M o de cliente, así como
el contenido del área de carga.
• La información de la carga del Cliente
define la carga de transporte real.
• Las tramas opcionales del FCS detectan
errores.
• Existen actualmente dos tipos de
estructura definidas en GFP, GFP-F
(entramado) y GFP-T (transparente).
195

Estructura de la trama GFP
196

Procedimiento de Entramado Genérico
GFP-F y GFP-T
• GFP-F: la estructura de trama de cliente se mapea entera en una
trama GFP, es decir, se mantiene la estructura de trama.
• GFP-T trabaja a nivel de byte y se utiliza cuando se desea
obtener baja latencia (redes SAN). GFP-T crea una estructura de
“superbloque” de longitud fija y periódica que se rellena con
información de cliente sin respetar la estructura de trama.
197

Ejemplo de encapsulado GFP-F
para trama Ethernet
198

Ejemplo de encapsulado GFP-T
para trama Fiber Channel
199

Concatenación virtual
• En el método tradicional de concatenación, o
concatenación contigua, se construye un contenedor
en base a contenedores adyacentes y se transporta
por la red como uno solo. Este mecanismo limita a un
número reducido de opciones las posibilidades de
concatenación (1,4,16) ya que todos los equipos de la
red deben de identificar y transferir sin retrasos y por
un mismo enlace el contenedor virtual concatenado.
200T1540810-00
N1
K3
F3
H4
F2
G1
C2
B3
J1
VC-4-Xc
1 X-1
C-4-Xc
X × 261
X × 260
1
9 125
u s
Fixed
stuff

• La Concatenación Virtual mapea contenedores individuales en un
enlace “virtualmente” concatenado.
• Se pueden agrupar cualquier número de contendores,
aumentando la granularidad..
• Los nodos intermedios de la red tratan cada contenedor del
enlace como uno estándar, solo los equipos de inicio y fin de
trayecto necesitan procesar la estructura de la señal virtual
concatenada.
201
B3
C2
G1
F2
H4
F3
K3
N1
J1
T1540830-00
B3
J1
125 s
125s
125s
VC-4-Xv
X × 260
VC-4 #1
VC-4 #X
C-4-Xc
1 X
1
9
1
9
1 261
1

• Cada contenedor virtual puede tener un camino diferente por la
red, lo que genera diferencias de fase entre los contenedores que
llegan al equipo final. Es necesario que éste pueda almacenar en
un buffer los diferentes contenedores para poder
desensamblarlos adecuadamente. (VCG = Grupo Virtual
Concatenado).
• La información requerida para la concatenación virtual se
transporta en el encabezado del POH de los contenedores
individuales. (H4/K4).
• Se definen el Contador de trama (MFI: 0-4095) para detectar
retrasos diferenciales entre miembros del VCG y compensarlos
hasta 512 msg., y el número de secuencia (SQ: 0-63/255) para
garantizar la integridad de cada uno de los miembros del grupo.
202

Concatenación virtual, alineamiento de contenedores
203

Identificación de miembros de un grupo VCAT para HO
VCG
204

Algoritmo de Ajuste de la capacidad del enlace (LCAS)
• La concatenación virtual permite crear estructuras de carga de
tamaño arbitrario, pero sería deseable que estas estructuras
pudieran adaptarse a las necesidades reales del tráfico cursado.
• LCAS está especificado en la rec. ITU-T G.7042 y consiste en un
protocolo para incrementar y decrementar la capacidad de un
enlace virtualmente concatenado en función de la ocupación del
buffer de entrada a la red.
• LCAS usa un paquete de control incluido en el byte H4 en HO y
K4 en LO paths.
205

Funcionamiento del protocolo LCAS
207

Protocolo LCAST (Add-new)
208
N

Resilent Packet Ring (RPR)
• RPR está especificado en IEEE 802.17 y es una
tecnología de capa 2 independiente de la capa física.
• Entre sus mayores beneficios incluye una mayor
eficiencia en estructuras SDH en anillo porque utiliza la
ruta de protección para llevar tráfico.
• Su facilidad de gestión y sus mecanismos inherentes de
protección y resilencia le hacen ideal para servicios de
conmutación de paquetes sobre SDH.
209

Estructura de mapeo para Ethernet en RPR
210

Conclusiones sobre SDH
• SDH es un estándar mundial para redes de transmisión
que proporciona flexibilidad, facilita la gestión y
simplifica la estructura de la red
• SDH es compatible con PDH y puede soportar cualquier
nuevo servicio.
• SDH posee una capacidad normalizada para
monitorización y gestión
• SDH proporciona una infraestructura de red unificada
• SDH es la solución de red utilizada por los operadores
para sus redes de transporte de gran capacidad.
232

La Capa Óptica
OTN (Optical Transport Network)
234
•The traditional SONET/SDH transport network has reached its limit. The OC-768 standard limits the
maximum data rate of this technology to 40 gigabits per second. For higher speeds and densities,
service providers must look at newer, evolving technologies. These include dense wavelength division
multiplexing (DWDM), optical transport networks (OTNs), and Ethernet.
Cisco 2010
•“OTN is on the fast track to outpacing the overall optical market within the next 5 years,” notes Andrew Schmitt, principal
analyst for optical at Infonetics Research. “Nearly half of all 2011 optical equipment spending worldwide was on OTN
transport and switching hardware, and by 2016 we expect this to rise to almost 80%, with the burgeoning OTN switching
segment growing the fastest. Carriers large and small looking to build efficient transport networks are increasingly turning to
OTN switching. China’s telecom carriers are leading the way and are issuing substantial RFPs for OTN switching in the
core this year.”
•
OTN AND P-OTS MARKET HIGHLIGHTS
•The OTN transport and switching market is forecast by Infonetics to grow at a 17% CAGR from 2011 to 2016, outpacing
the 5.5% CAGR of the overall optical equipment market (WDM, SONET/SDH)
•Around 80% of all WDM equipment now supports OTN
•Infonetics expects 100G port shipments to overtake 40G shipments by 2014
•Huawei is the #1 OTN transport equipment vendor, followed by Alcatel-Lucent and Ciena
•A cumulative $6.6 billion is expected to be spent on 2nd-generation P-OTS platforms that combine Ethernet and OTN/SDH
switching during the 5 years from 2012 to 2016

Principios de DWDM
• DWDM (multiplexación por longitud de onda) es una tecnología que se utiliza para
explotar el gran ancho de banda de la fibra. Cada λ es independiente y puede
transportar señales desde 50 Mb/s hasta 40Gb/s (100 – 400 Gb. 2014).
• En una fibra podemos insertar hasta 128-256 λ (10 Tbits) que se pueden gestionar y
conmutar en el plano óptico
• Evolución hacia arquitecturas “like SDH”
– Multiplexores de extracción/inserción,
– Crossconectores ópticos
– Protección en capa óptica
235
M
U
X
l1
l2
l3
lN
Transpondedor
WA
WDMOTROS
M
U
X
l1
l2
l3
lN
Transpondedor
WA
WDM
SDH
..
Gigabit
SDI
..
SDH
..
Gigabit
SDI
..

La Capa Óptica
OTN (Optical Transport Network)
236
• DWDM se ha estado utilizando para explotar el
gran ancho de banda de la fibra.
– Sistemas “punto a punto”
– Gestión casi local
• La gestión de los servicios se ha realizado desde
la capa SDH
– No es la solución más adecuada para la conexión de
gigarouters.
– El canal óptico debería poder ser gestionado.
– G-MPLS
• G.709 solución red ¡“All optical network”!

La capa óptica
237
Fibra óptica
ODU
OTU
OCH
OPTICAL CHANNEL
TRANSPORT UNIT
OPTICAL
SUPERVISORY
CHANNEL
POH
MSOH
RSOH
VC-4
MS
RS
SEÑALES
NO SDH
IP, ATM
GIGABIT
CAPASÓPTICAS
CABECEERAOPTICA
CapaclienteCapaóptica
λi

Breve resumen de ITU -T G.709
• Interfaz para la red de transporte óptica (OTN)
• Hereda el modelo de SONET/SDH
– Estructura de capas
– Monitorización de prestaciones “en servicio”.
– Protección
– Funciones de gestión.
238

• Nuevas funcionalidades
– Gestión de canales ópticos en el dominio óptico.
– Corrección de errores FEC para mejorar las prestaciones y
permitir enlaces ópticos de mayor longitud.
• Se definen cuatro velocidades de línea:
– 2 666 057,143 kbit/s (optical transport unit 1)
• La longitud de la trama es constante.
– 20,.420 kHz (48,971 μs) para OTU1
– 82,027 kHz (12,191 μs) para OTU2
– 329,489 kHz (3,035 μs) para OTU3
– 856,164 KHz (1,168 μs) para OTU4
240

• La trama tiene tres partes.
– OCh overhead: funciones de operación, administración y mantenimiento.
– OCh Payload: Datos de usuario.
– FEC data: Control de errores FEC.

• Tamaño de 4.080 * 4 filas = 16.320 bytes
• La información se transmite igual que en SDH,
primera fila de izquierda a derecha, segunda….
242

• Optical Transport Unit (OTU)
243

• OTU overhead
– Section Monitoring(SM) –
3 bytes
– General communication
channel (GCCO) – 2
bytes
– Reserved (RS) – 2 bytes
244

• Optical channel Data Unit (ODU)
overhead
– Reside 1-14 columns of rows 2,3 and
4
– Provide tandem connection
monitoring(TCM), end to end path
supervision
– Client signal adaptation via the optical
channel payload unit(OPU)
245

• Optical channel Payload Unit
(OTU)
–Contains information to support
the adaptation of client signal.
–Located in rows 1-4 of columns 15
and 16.
–Definitions very depending on the
client signal being mapped into the
OPU payload.
246

• Forward error control(FEC)
– Existen 16 bloques FEC de 16 bytes para cada fila.
64 bytes/trama en total.
– Se utiliza el código Reed-Solomon RS(255,239)
– Puede corregir hasta 8 errores de símbolo y
detectar hasta 16 errores de símbolo en el código.
– FEC permite mejorar las prestaciones del enlace y
por tanto, aumentar los vanos o la velocidad en
fibras “antiguas”.
– Se puede utilizar para obtener información adicional
de calidad.
247

248

249

Red DWDM
250
METRO
Regional
nacional
Gestor
de Red
OXCOADM OGW

Transmisión multiservicio
251
SDH- TDM
€-€€€
UBR €
SBR €€
CBR €€€
ATM
λ1
λ2
λN
λ3
IP
€
CANALES
DWDM
GbE €€€

Visión global
• La infraestructura SDH/DWDM es la que permite
ofrecer flexibilidad suficiente en las redes actuales.
252

Visión a largo plazo
• La evolución a NGN implicará la desaparición
paulatina de SDH
253

Perspectivas de evolución
• Dotar a la Red SDH de nuevas funcionalidades
– Integrar DWDM (hasta 80 Lambdas*40Gb/s hoy)
– Integrar Switches ATM “con/sin puertos”
– Integrar Routers IP “con/sin puertos”
• Nuevos interfaces transparentes para “E-LAN“
– Adaptados al tráfico LAN
• Ethernet, Fast Ethernet y Gigabit Ethernet
• Con y sin compresión.
– Conexión Gigarouters
• Gestión de VC4-4C (622Mb/s), 8C (1Gb), 16C (2.5 Gb), 64C
(10 Gb)
254

Bibliografía
• Mike Sexton, Andy Reid. Broadband Networking. 1997. Artech House. INC. ISBN 0-89006-578-0
• [I.326] Recomendación ITU-T, “Arquitectora de Redes de Transporte basadas en el Modo de Transferencia
Asíncrono”.
• [M.3010] Recomendación ITU-T, “Principles for a Telecommunications Management Network”
• [BAR99] Stefano Baroni. Transport Network Architecture, Network Modeling in the 21st Century. Lucent Technologies.
• [HEN98] Tom Henderson: Trends in high-speed networking over optical Fiber. Berkeley University (1998)
• [BUT99] Gerry Butters: Optical Technology. Lucent Technologies. (1999)
• [CIS00] Cisco Optical Internetworking. A Roadmap for Data-Optimized Fiber Infraestructure (2000)
• [LUT00] Mark Lutkowitz: The Market Realities of Metropolitan Optical Networks, Network Magazine, July 2000.
• [SEX97] Mike Sexton, Andy Reid: Broadband Networking, Artech House, 1997
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• [G.775] (10/98) Loss of Signal (LOS), Alarm Indication Signal (AIS) and Remote Defect Indication (RDI) defect
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• [G.776.1] (10/98) Managed objects for signal processing network elements
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• [G.801] (10/84) Digital transmission models Blue Book – Fascicle III.5
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• [G.822] (11/88) Controlled slip rate objectives on an international digital connection
• [G.826] (02/99) Error performance parameters and objectives for international, constant bit rate digital paths at or
above the primary rate
• [G.831] (08/96) Management capabilities of transport networks based on the Synchronous Digital Hierarchy (SDH)
• [G.832] (10/98) Transport of SDH elements on PDH networks – Frame and multiplexing structures
• [G.841] (10/98) Types and characteristics of SDH network protection architectures
• [G.842] (04/97) Interworking of SDH network protection architectures
• [G.851.1] (11/96) Management of the transport network – Application of the RM-ODP framework
• [G.852.1] (11/96) Management of the transport network – Enterprise viewpoint for simple subnetwork connection management
• [G.852.2] (03/99) Enterprise viewpoint description of transport network resource model
• [G.852.3] (03/99) Enterprise viewpoint for topology management
• [G.872] (02/99) Architecture of optical transport networks
• [G.957] (06/99) Optical interfaces for equipments and systems relating to the synchronous digital hierarchy

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