Tarea #1 “JERARQUÍA DIGITAL SDH”
IVÁN DARÍO GÓMEZ QUINTERO
C ARN É 32760
ING. HÉCTOR FABIO BERMÚDEZ
Electiva I Conmutación
Universidad del Quindío Facultad de Ingenierías Ingeniería Electrónica Armenia Quindío Abril de 2005
Resumen SDH y el equivalente norteamericano SONET son las tecnologías dominantes en la capa física de transporte de las actuales redes de fibra óptica de banda ancha. Su misión es transportar y gestionar gran cantidad de tipos de tráfico diferentes sobre la infraestructura física. Esencialmente, SDH es un protocolo de transporte (primera capa en el modelo OSI) basado en la existencia de una referencia temporal común (Reloj primario), que multiplexa diferentes señales dentro de una jerarquía común flexible, y gestiona su transmisión de forma eficiente a través de fibra óptica, con mecanismos internos de protección. Usando como referencia el modelo OSI, SDH es comúnmente visto como un protocolo de nivel uno, es decir, un protocolo de la capa física de transporte. En este papel, actúa como el portador físico de aplicaciones de nivel 2 a 4, esto es, el camino por el cual el tráfico de superiores niveles tales como IP o ATM es transportado. En palabras simples, podemos considerar a las transmisiones SDH como tuberías las cuales portan tráfico en forma de paquetes de información. Estos paquetes son de aplicaciones tales como PDH, ATM o IP. SDH permite el transporte de muchos tipos de tráfico tales como voz, video, multimedia, y paquetes de datos como los que genera IP. Para ello, su papel es, esencialmente, el mismo: gestionar la utilización de la infraestructura de fibra. Esto significa gestionar el ancho de banda eficientemente mientras porta varios tipos de tráfico, detectar fallos y recuperar de ellos la transmisión de forma transparente para las capas superiores.
Red Síncrona Es una red en la cual los relojes están controlados de forma que andan, idealmente, a velocidades idénticas o a la misma velocidad media, con un desplazamiento de fase relativamente limitado. El enfoque síncrono es esencialmente diferente del plesíncrono. La meta es evitar deslizamientos usando un método de control de frecuencia a través de la red digital. Estos métodos de control implican una mayor complejidad del sistema, pero eso se compensa con una mejora sustancial de la economía en comparación con la operación plesíncrona.
Jerarquía Digital Síncrona (SDH) La jerarquía digital síncrona (SDH) se puede considerar como la evolución de los sistemas de transmisión, como consecuencia de la utilización de fibra óptica como medio de transmisión y como necesidad de sistemas más flexibles y que soporten anchos de banda grandes. La jerarquía SDH se desarrolló en EE.UU bajo el nombre de SONET (Synchronous Optical NETwork) y posteriormente el CCITT (actualmente la ITU-T) en 1989 publicó una serie de recomendaciones donde quedaba definida esta jerarquía con el nombre de SDH. En la tabla 1 aparece la correspondencia entre SONET y SDH. Uno de los objetivos de esta jerarquía estaba en el proceso de adaptación del sistema PDH, ya que el nuevo sistema de jerarquía se implantaría paulatinamente y debía convivir con la jerarquía plesiócrona instalada. Esta es la razón por la que la ITU-T normalizó el proceso de transportar las antiguas tramas en la nueva. La trama básica en SDH es STM-1 (Synchronous Transport Module), con una velocidad de 155.52 Mbps (ver tabla 1).
Cada trama va encapsulada en un tipo especial de estructura denominada contenedor. Una vez se ha encapsulado se añade cabeceras de control que identifican el contenido de la estructura y el conjunto se integra dentro de la estructura STM-1. Los niveles superiores se forman a partir de multiplexar a nivel de byte varias estructuras STM-1, dando lugar a los niveles STM-4, STM-14 y STM-64.
La siguiente tabla presenta un resumen, a modo de comparación entre la jerarquía PDH y la SDH.
PDH
SDH
Entramado
Octeto a octeto en el nivel básico. Bit a bit en los posteriores
Octeto a octeto en todos los niveles.
Duración de la trama
Distinta en cada nivel.
125µs en todos los niveles.
Recuperación de carga
Alineándose a la trama de cada nivel y deshaciendo la multiplexación hasta llegar a la carga.
Canales de servicio
Baja capacidad de los canales de servicio. Se forman multitramas para utilizar los bits de reserva.
Interfaces normalizadas
Sólo los eléctricos.
Se definen interfaces ópticas para altas velocidades.
Capacidad de transporte de carga.
Limitada.
Muy variada, manejo flexible de capacidades diversas: PDH, ATM, TV.
Usado preferentemente en enlaces
Internacionales
Nacionales
Identificando la posición de la carga, gracias a los punteros. Inserción y extracción rápida de tributarios. Canales de servicio de gran capacidad. Útiles para labores de mantenimiento y gestión de red.
Interfas de línea de SDH Se definen para SDH interfases físicas tanto ópticas como eléctricas. Interfas óptica: Hay tres grados de aplicación distintos: Local (indicados con I-n, donde n=nivel jerárquico STM). Abarca aplicaciones que requieren una transmisión a una distancia máxima de 2 km, con estimaciones de pérdidas entre 0 y 7 dB con fibra monomodo. Los transmisores ópticos I-n pueden ser LEDs o transmisores láser de modo multilongitudinal (MLM) de baja potencia con longitud de onda de 1310 nm.
Corto alcance (indicados con S-n.1 ó S-n.2, donde n=nivel jerárquico STM, 1=longitud de onda de 1310nm sobre fibra G.652; 2=longitud de onda de 1550nm sobre fibra G.652). Abarca aplicaciones a una distancia de hasta 15km, con pérdidas entre 0 y 12 dB, con fibra monomodo. Se utilizan transmisores láser de modo monolongitudinal (SLM) o de modo multilongitudinal (MLM) de baja potencia (50W ó -13dBm) con longitudes de onda de 1310 ó 1550nm. Largo alcance (indicados con L-n.1 ó L-n.2 ó L-n.3, donde n=nivel jerárquico STM, 1=longitud de onda de 1310nm sobre fibra G-652; 2=longitud de onda de 1550nm sobre fibra G-652 ó G-654; 3=longitud de onda de 1550nm sobre fibra G-653). Abarca aplicaciones a distancias de hasta 40km, con pérdidas entre 10 y 28dB, con fibra monomodo. Se utilizan transmisores láser SLM ó MLM de alta potencia (500W ó -3dBm) con longitudes de onda de 1310 ó 1550nm. Interfases eléctricas Para aplicaciones inter-oficinas se define una interfase eléctrica en el nivel STM-1 (y solo para este nivel). El código de línea es CMI según recomendación G.703.
Aplicaciones La SDH genera una nueva serie de productos, desde los multiplexadores necesarios para las nuevas transiciones de nivel, equipos de línea para fibra óptica para 155.52 Mbps y 622.08 Mbps, sistemas de radio, "cross-connect" (con conexión cruzada) programables, "drop insert" (derivación y agregado) también programables en cualquier nivel, y todas las combinaciones posibles integradas, como por ejemplo multiplexores con drop insert ADM (Add Drop Multiplexer), etc. Pueden desarrollarse equipos de línea con tributarios ópticos, gracias a que las señales son sincrónicas. 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 Mbps en 620 Mbps, ya que en la SDH no es necesaria la demultiplexación como en la asincrónica. Los equipos de "cross-connect" se definen por su nivel de acceso y por su nivel de conmutación. La aplicación de estos equipos redunda en una mayor flexibilidad de las redes. 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 Mbps 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.
Conclusiones El proceso de multiplexación es mucho más directo. La utilización de punteros permite una localización sencilla y rápida de las señales tributarias de la información. El procesamiento de la señal se lleva a cabo a nivel de STM-1. Las señales de velocidades superiores son síncronas entre sí y están en fase por ser generadas localmente en cada nodo de red. Las tramas tributarias de las señales de línea, denominadas contenedores virtuales (VC) pueden ser subdividas para acomodar cargas plesiócronas, tráfico ATM o unidades de menor orden. Esto supone mezclar tráfico de distinto tipo dando lugar redes flexibles. Compatibilidad eléctrica y óptica entre los equipos de los distintos suministradores gracias a los estándares internacionales.
Bibliografía []
Álvaro Rendón Gallón. “Conmutación digital: Sincronización de redes digitales”. Universidad del Cauca. 1999
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Nicolás González Bilkowsij. “Jerarquía digital sincrónica”. www.monografías.com
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“Redes y servicios. Panorámica de las telecomunicaciones. Tema 4: Multiplexión”