Breve presentación con nociones básicas de SDH

1. Introducción a las redes SDH
Introducción a las redes SDH
Febrero 2016
José R. Salvador

2. Introducción a las redes SDH 2
Indice
• Introducción a las redes SDH
• PCM y E1
• Velocidades PDH
• Jerarquías SDH
• Estructura de trama
• Mapeo, alineamiento y multiplexación
• Topologías lineales y en anillo

3. Introducción a las redes SDH 3
PCM
• Teorema de muestreo: una señal puede ser reconstruida si es muestreada a más del
doble de velocidad que la frecuencia más alta de dicha señal Fs ≥ 2Fm
• Utiliza la técnica TDM (Time Division Multiplexing)
• La señal vocal (telefónica) llega hasta 4 Khz
• Por tanto muestreamos a @ 8 Khz (Ts=125 µsec)
• 8 bits por muestra -> señal digital 8000 muestras/sec X 8 bits/muestra = 64 Kbps

4. Introducción a las redes SDH 4
E1 – PCM30
• Unidad básica de información en las redes SDH
• Cada trama (125 µs) está dividida en 32 canales (30 para voz, uno para sincronismo y otro
para señalización de los canales de voz)
• Cada canal tiene 8 bits, luego la trama tiene 32*8 =256 bits/frame
• Número de tramas por segundo 8000, luego 256 * 8000 =2048 Kbps

5. Introducción a las redes SDH 5
Velocidades PDH
2/8
8/34
8/2
34/8
34/140
140/565
140/34
565/140
2 Mbps
8 Mbps
34 Mbps
140 Mbps 140 Mbps
34 Mbps
8 Mbps
2 Mbp
E1
E2
E3
E4

6. Introducción a las redes SDH 6
Limitaciones PDH
• Necesidad de equipamiento especializado para interconectar dos jerarquías
(velocidades) diferentes
• No existe la posibilidad de identificar de forma individual un flujo inferior dentro de un
flujo superior
• No existe ningún estándar para la gestión en banda de los equipos
• No hay posibilidad de alcanzar velocidades superiores a los 140 Mbps
• Soporta únicamente configuración lineal: punto a punto
• Problemas de incompatibilidad entre diferentes fabricantes
• Problemas de sincronización entre diferentes redes con diferentes relojes
Solución : SDH-Synchronous Digital Hierarchy

7. Introducción a las redes SDH 7
¿ Por qué surge SDH ?
• Necesidad operadores:
• Ancho de banda
• Facilidad de multiplexación
• Calidad y control sobre la red (O&M)
• Interoperabilidad entre fabricantes
• Desarrollo de las comunicaciones por F.O.
• Evolución: PDH  SDH
• PDH
• velocidades <= 2 Mbps (E1) (nx64 Kbps)
• Interfaces de audio (E&M, FXS, FXO), datos (RS232/485/422, V35/X21), FE1 (E1 fraccional),
Ethernet, relés, 64 codireccional, …
• SDH
• tributarias >= 2 Mbps (E1), E3
• Agregados: STM-N

8. Introducción a las redes SDH 8
Jerarquías y Velocidades SDH
• La velocidad básica es STM-1 a 155.52 Mbit/s
• Velocidades superiores STM-N se obtienen multiplicando la básica por N = 4, 16 y 64
• La trama STM-1 está formado por una matriz de bytes de 9 filas y 270 columnas
• Bits por segundo : 9 x 270 x 8 x 8000 = 15552000 o 155.52 Mbps
SDH
Levels
Bit rates in Mbps
STM-1 155.520
STM-4 622.080
STM-16 2488.320
STM-64 9953.28
9 261
PAY
LOAD
S
O
H
270
9

9. Introducción a las redes SDH 9
Estructura de trama STM-1
• Los bits se transmiten de izquierda a derecha y de arriba a abajo
• Los 9 primeros bytes de cada fila se usan para información de los propios sistemas SDH
(no llevan información de usuario). Se dividen en 3 partes:
• Regenerator Section Overhead (RSOH)
• Multiplex Section Overhead (MSOH)
• Pointers
1
3
5
9
4
270
270 Columns (Bytes)
1 9
transmit
row by row
RSOH
MSOH
AU Pointer Payload
(transport capacity)

10. Introducción a las redes SDH 10
Multiplexación SDH
• Las tramas SDH permiten ‘insertar’ o ‘multiplexar’ el tráfico provinente de uno o varios
flujos PDH
C4
C3
C12
34M
140M
8M
34M
2M
8M
64K
2M
63
1
S
D
H
M
U
X
3
1

11. Introducción a las redes SDH 11
Multiplexación SDH
• Consiste en tres pasos
• Mapeo – proceso en el cual las tributarias se ajustan en contenedores virtuales (VCs) añadiendo
bits de relleno o justificación así como información de Path Overhead (POH)
• Alineamiento – preoceso que se lleva a cabo cuando insertamos un puntero dentro de una
Tributary Unit (TU) o una Administrative Unit (AU) para poder localizar el primer byte del
contenedor virtual.
• Multiplexación – proceso en el cual múltiples flujos de nivel inferior son adaptados a un flujo de
nivel superior o cuando varios flujos de nivel superior son adaptados dentro de la Multiplex
Section.

12. Introducción a las redes SDH 12
Estructura multiplexación

13. Introducción a las redes SDH 13
• Unidad administrativa (AU)
– subdivisión de la señal STM-N
• Contenedor virtual de alto orden (VC-4 ó VC-3/ANSI) (HO-VC)
– trama tributaria virtual SDH, transportada en las unidades
administrativas
• Unidad tributaria (TU)
– subdivisión de un VC de alto orden
• Contenedor virtual de bajo orden (VC-3/ETSI, VC-2, VC-12, VC-11) (LO-VC)
– trama tributaria virtual SDH, transportada en las unidades tributarias
• Puntero
– número binario que permite encontrar en qué posición dentro de una
AU o TU se encuentra el inicio del VC allí transportado
– como la tasa de repetición del VC es nominalmente la misma que de la
unidad en donde es transportada, ese número permanece constante a
menos que sea necesaria una justificación (cuando cambia en una
unidad para más o para menos)
Definiciones

14. Introducción a las redes SDH 14
Ejemplo: STM-1 a partir de VC-12
TUG-3
P
O
H
P
T
R
S
O
H
TUG-3 TUG-3
TUG-2 TUG-2 TUG-2 TUG-2 TUG-2 TUG-2 TUG-2
TU-12 TU-12 TU-12
CONTAINER-12
P
O
H
P
T
R

15. Introducción a las redes SDH 15
E1: 2.048Mb/s
STM-1 AU-4 VC-4
C-12VC-12
TUG-3
TUG-2
TU-12
x3
x7
x3
VC-n
AU-n
AUG
STM-n Synchronous Transport Module
Administrative Unit Group: One or
more AU(s)
Administrative Unit: VC + pointers
Virtual Container: payload + path
overhead
AUG
Mapeo de un flujo de 2 Mbps (E1)

16. Introducción a las redes SDH 16
STM-1 AU-4 VC-4
C-3
VC-3TUG-3
E3: 34.368Mb/s
DS3: 44.736Mb/s
TU-3
x3
VC-n
AU-n
AUG
STM-n Synchronous Transport Module
Administrative Unit Group: One or
more AU(s)
Administrative Unit: VC + pointers
Virtual Container: payload + path
overhead
AUG
Mapeo de un flujo de 34 Mbps (E3)

17. Introducción a las redes SDH 17
STM-1 AU-4 VC-4
VC-n
AU-n
AUG
STM-n Synchronous Transport Module
Administrative Unit Group: One
or more AU(s)
Administrative Unit: VC +
pointers
Virtual Container: payload +
path overhead
AUG C-4 E4: 139.264Mb/s
Mapeo de un flujo de 140 Mbps (E4)

18. Introducción a las redes SDH 18
Multiplexación síncrona
• Toda la red SDH debe funcionar con un único reloj
• Al recibir señales de otro sitio, el nodo identifica los VC allí transportados, los extrae y los
vuelve a mapear en la nueva trama que genera localmente, justificando los VC a las
nuevas áreas de carga si necesario

19. Introducción a las redes SDH 19
Diagrama de bloques

20. Introducción a las redes SDH 20
Componentes de la red

21. Introducción a las redes SDH 21
Regeneradores: regeneran relación de amplitud y clock de la señal que ha sufrido
atenuación y distorsión. Reemplaza el RSOH antes de reenviar la señal
Multiplexor Terminal: Concentra o agrega distintos tipos de señales (E1s, E3s,
SMT-Ns. Estas señales tributarias son mapeadas a sus payload SDH (dominio
eléctrico) correspondiente, luego de multiplexar se realiza una conversión EO y se
entrega STM-N a la fibra. En resumen, el TM permite el acceso a la SDH

22. Introducción a las redes SDH 22
ADM: (Add/drop multiplexer): Equipo que puede insertar o extraer varias
señales a o desde una señal STM-N. En un ADM, sólo aquellas señales que
necesitan ser accedidas son insertadas/extraídas, el resto del tráfico continúa sin
procesamiento.
Aporta flexibilidad a la red SDH
Permite la configuración en anillo

23. Introducción a las redes SDH 23
Digital cross-connect system (DXC)
Permite el mapeo de distintas tributarias en contenedores virtuales (interfaz entre
varios señales PDH – SDH)
Permite la conexión cruzada de señales SDH. Se utiliza para consolidación o
segregación de señales de distintos niveles
Acepta señales ópticas (OC) de distintas tasas
Puede interconectar un número mayor de señales STM-N que el ADM

24. Introducción a las redes SDH 24
Punto a Punto - MSP (1+1)
Inserción / Extracción lineal
TM
line
spare
tribs. TM tribs.
TM
line
spare
tribs. TM tribs.ADM
line
spare
ADM
line
spare
tribs. tribs.
Topologías de red

25. Introducción a las redes SDH 25
ANILLO - SNCP
ADM TRIBS
ADM
TRIBS
ADM
TRIBS
ADMTRIBS RING
Topologías de red (II)

26. Introducción a las redes SDH 26
Topologías de red (III)

27. Introducción a las redes SDH
Gracias por su atención
José Ramón Salvador
jrsalvador@davantel.com
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