Introducción al SDH:
SDH (Jerarquía digital sincrónica) es un una norma para el transporte de datos en telecomunicaciones formulado por la Unión de Telecomunicación Internacional (ITU).
La primera generación de sistemas de fibra-óptica en las redes de telefonía publica utilizaba una arquitectura propietaria, código de línea de equipamiento, formatos de multiplexión y procedimientos de mantenimiento. Los usuarios de este equipamiento requerían de compatibilidad para poder mezclar y conectar equipos de diferentes vendedores.
SDH se introdujo primariamente en las redes de telecomunicaciones en el año 1992 y ha tenido un gran desarrollo desde entonces. Se desarrollo en todos los niveles de la infraestructura de las redes, incluyendo las redes de acceso y las de larga distancia. Esta basado en la superposición de una señal multiplexada sincrónica sobre un haz de luz transmitido sobre un cable de fibra-óptica. SDH también esta definido para funcionar con enlaces de radio, satélite e interfaces eléctricas entre los equipos.
SDH posibilita un importante incremento en la flexibilidad y el ancho de banda disponible que provee grandes ventajas respecto de los viejos sistemas de telecomunicaciones.
Estas ventajas incluyen:
- Una reducción en la cantidad de equipamiento y un incremento en la eficiencia
de la red. - La provisión de bytes de overhead y payload – los bytes de overhead permiten la administración de los bytes de payload sobre una base individual y facilitan la seccionalizacion de fallos centralizada.
- La definición de un formato de multiplexion sincrónico para trabajar con señales digitales de bajo nivel (como 2, 34 y 140Mbps) que simplifica en gran medida la interface a los switches digitales, cross-connects digitales y multiplexores add-drops.
- La disponibilidad de un conjunto de estándares, que permiten inter-operatividad multi-vendedor.
- La definición de una arquitectura flexible capaz de adaptarse a futuras aplicaciones, con una variedad de tasas de transmisión.
Una de las ventajas fundamentales de SDH es el hecho de que es sincrónico. Actualmente, la mayoría de los sistemas de fibra y multiplexion son plesiocronas. Esto significa que el tiempo puede variar de equipo en equipo debido a que están sincronizados con diferentes relojes.
Como SDH es sincrónico, permite multiplexion y demultiplexion en un nivel-simple.
Esta multiplexion en nivel-sencillo elimina el hardware complejo, y por lo tanto decrementa el costo del equipamiento mientras se mejora la calidad de la señal.
En las redes plesiocronas, una señal entera debe ser demultiplexada para poder acceder a un canal particular; luego los canales no accedidos tienen que ser re-multiplexados para poder ser enviados a lo largo de las redes a su propio destino. En el formato SDH, solo aquellos canales que son requeridos en un punto particular son demultiplexados, por lo tanto se elimina la necesidad de re-multiplexar. En otras palabras, SDH crea canales individuales "visibles" y pueden ser fácilmente agregados o eliminados.
Señal SDH básica:
El formato básico de una señal SDH permite cargar muchos servicios diferentes en su Contenedor Virtual (VC) debido a su ancho de banda flexible. Esta capacidad permite la transmisión de servicios de conmutación de paquetes de alta velocidad, ATM, video contribución, y video distribución.
Jerarquías de transmisión:
Siguiendo el desarrollo de ANSI del estándar SONET, la ITU-T definió un estándar que direccionaria entre las jerarquías de transmisión de 2048 y 1554 Kbps.
Este esfuerzo culmino en 1989 con la publicación de la ITU-T del estándar Jerarquía Digital Sincrónica (SDH).
Jerarquía SDH
Bit Rate | Abreviación | SDH | Capacidad SDH |
51.84 Mbps | 51 Mbps | STM-0 | 21 E1 |
155.52 Mbps | 155 Mbps | STM-1 | 63 E1 o 1 E4 |
622.08 Mbps | 622 Mbps | STM-4 | 252 E1 o 4 E4 |
2488.32 Mbps | 2.4 Gbps | STM-16 | 1008 E1 o 16 E4 |
9953.28 Mbps | 10 Gbps | STM-64 | 4032 E1 o 64 E4 |
39813.12 Mbps | 40 Gbps | STM-256 | 16128 E1 o 256 E4 |
STM= Modulo de Transporte Sincrónico
Estructura de la trama SDH:
La trama STM-1 es el formato de transmisión básico para SDH. La trama tiene un ancho de pulso de 125 microsegundos, por lo tanto, existen 8000 tramas por segundo. La trama STM-1 consiste de overhead mas una capacidad de contenedor virtual.
Anomalías, defectos, fallas y alarmas del SDH:
La estructura de la trama SDH ha sido desarrollada para contener una gran cantidad de información de overhead. La información de overhead provee de una variedad de funciones tales como:
- Señales de Indicación de Alarmas (AIS)
- Monitoreo de Rendimiento de Errores utilizando BIP-N
- Información de Ajustes de Punteros
- Estado de la Ruta
- Trazado de la Ruta
- Sección de Trazado
Gran cantidad de esta información de overhead esta relacionada con alarma y monitoreo de las secciones SDH particulares en servicio.
Beneficios de SDH-Conclusiones:
Una red de transporte utilizando SDH provee capacidades de red mucho mas poderosas que en los sistemas asincrónicos existentes. Los principales beneficios provistos por SDH son:
Punteros, MUX/ DEMUX:
Como resultado de la transmisión SDH, los relojes de la red están sujetos a una gran estabilidad con punto de referencia; por lo tanto la necesidad de alinear las cadenas de datos utilizando un tratamiento de bits no deterministico es innecesario..
Por lo tanto, un canal con una tasa mas baja como un E1 es directamente accesible, y una demultiplexion intermedia no es necesaria para acceder a la cadena de bits.
Interconexión Óptica:
Un beneficio fundamental del SDH es que permite una compatibilidad multi-vendedor.
Los estándares de hoy de SDH contienen definiciones para interfaces de fibra-fibra en el nivel físico. Determinan la tasa lineal óptica, la longitud de onda, los niveles de potencia, las figuras de pulso y codificación. Los estándares actuales también definen la estructura de la trama, overhead, y el mapeo de payload.
Se están desarrollando mejoras para definir mensajes en los canales de overhead para proveer una mayor funcionalidad OAM.
Configuraciones Multi-Punto:
La mayoría de los sistemas de transmisión asincrónica existentes son solo económicas para aplicaciones punto-a-punto, SDH puede soportar eficientemente una configuración multi-punto o cross-connected.
La cross-connected permite a muchos nodos o sitios comunicarse como una red sencilla en lugar de conectarse como sistemas por separado. Cross-connecting reduce los requerimientos para la multiplexion y demultiplexion. Los proveedores de redes no necesitaran mantener el equipamiento ubicado en un cliente. Una implementación multi-punto permite interconexiones STM-N permitiendo a los proveedores de redes y a sus clientes optimizar su uso compartido de la infraestructura SDH.
Convergencia, ATM, Video y SDH:
La convergencia es el camino para la entrega de voz, datos, imágenes y video a través de diversos sistemas de transmisión y conmutación que permite transporte a alta velocidad sobre cualquier medio y a cualquier ubicación. Muchos de los nuevos servicios de banda ancha pueden utilizar el Modo de Transferencia Asincrónica (ATM) – una técnica de conmutación de paquetes rápida utilizando paquetes pequeños, de tamaño fijo llamados celdas. ATM multiplexa un servicio en celdas que pueden ser combinadas y ruteadas como sea necesario. Debido a la capacidad y a la flexibilidad que ofrece, SDH es un mecanismo de transporte lógico para ATM.
En principio, ATM es bastante similar a otras técnicas de conmutación de paquetes; sin embargo el detalle de las operaciones ATM es algo diferente. Cada celda ATM esta formada por 53 bytes. De estos, 48 bytes forman el campo de datos usuario y 5 bytes son del encabezado. El encabezado identifica la "ruta virtual" para ser utilizada en el ruteo de la celda a través de la red. La ruta virtual define las conexiones a través de las cuales la celda será ruteada para alcanzar su destino. Una red basada en ATM tiene un ancho de banda flexible, que permite la manipulación dinámica de una mezcla variable de servicios de diferentes anchos de banda. ATM también adapta fácilmente el trafico de diversas velocidades. Un ejemplo de un servicio que muestra los beneficios de una interface de tasa-variable es un servicio de video, donde el video puede ser codificado digitalmente y empaquetado dentro de celdas ATM. La tasa en la que las celdas pueden ser transmitidas a través de la red depende de la capa física de la red utilizada para el transporte de las celdas. La tasa de la interface presentada a los usuarios puede variar entre una tasa máxima y mínima, que asegura una utilización mucho mas eficiente del ancho de banda disponible para el usuario final.
Referencia SONET:
Los estándares de transmisión en los U.S., Canada, Korea, Taiwan y Hong Kong (ANSI) y el resto del mundo (ITU-T) evolucionaron de diferentes señales de tasa-básica en una jerarquía no-sincrónica.
Jerarquías Sonet y SDH:
SONET y SDH convergen en un nivel básico a 155 Mbps definido como STM-1 o "Modulo-1 de Transporte Sincrónico". El nivel base para SONET es STS-1 (o OC-1) y es equivalente a 51.84 Mbps. Por lo tanto, el STM-1 de SDH es equivalente al STS-3 de SONET (3 x 51.84 Mbps = 155.52 Mbps). Las tasas mas altas de SDH de STM-4 (622 Mbps), STM-16 (2.4 Gbps), y STM-64 (10 Gbps) también han sido definidas..
Jerarquías Digitales SONET/ SDH
SONET | Bit Rate | SDH | Capacidad SONET | Capacidad SDH |
STS-1, OC-1 | 51.84 Mbps | STM-0 | 28 DS1 o 1 DS3 | 21 E1 |
STS-3, OC-3 | 155.52 Mbps | STM-1 | 84 DS1 o 3 DS3 | 63 E1 o 1 E4 |
STS-12, OC-12 | 622.08 Mbps | STM-4 | 336 DS1 o 12 DS3 | 252 E1 o 4 E4 |
STS-48, OC-48 | 2488.32 Mbps | STM-16 | 1344 DS1 o 48 DS3 | 1008 E1 o 16 E4 |
STS-192, OC-192 | 9953.28 Mbps | STM-64 | 5376 DS1 o 192 DS3 | 4032 E1 o 64 E4 |
STS-768, OC-768 | 39813.12 Mbps | STM-256 | 21504 DS1 o 768 DS3 | 16128 E1 o 256 E4 |
Nota: Aunque un STM-1 de SDH tiene la misma tasa que el STS-3 de SONET, las dos señales contienen diferentes estructuras de tramas.
STM= Modulo de Transporte Sincrónico (ITU-T)
STS= Señal de Transporte Sincrónica (ANSI)
OC=Tono Óptico (ANSI)
Autores:
Gerszberg Jonathan
Pineda Gabriel
