SONET / SDH
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Orígenes de SONET/SDH
Características
Señal básica
Arquitectura
Niveles SONET
Tramas SONET
Multiplexación SONET
Redes SONET
Ingeniería en Redes y
Comunicaciones
Sistemas de Comunicaciones
Avanzadas Capítulo 1
Orígenes de SONET/SDH
• ECSA (Exchange Carriers Standard Association) en los Estados
Unidos para posibilitar la conexión normalizada de los sistemas de
fibra óptica entre sí.
• En las últimas etapas entró también el CCITT (Comité Consultivo
Internacional Telefónico y Telegráfico), antecesor del actual ITU-T,
de la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) para que se
pudiera desarrollar una norma que posibilitara la interconexión
mediante fibra de las redes a nivel mundial.
• Desarrollo del estándar SDH (Synchronous Data Hierarchy)
(Jerarquía Digital Síncrona) por la ITU-T a finales de los años 90,
estimándose que los estándares SONET/SDH podrían proporcionar
las infraestructuras de transporte para la red mundial de
telecomunicaciones para las siguientes dos o tres décadas.
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Orígenes de SONET/SDH
• SDH abarca la mayoria de las tasas de SONET y es un estandar
Internacional sin embargo es reconocido como un estandar Europeo
debido a que sus sistemas transportan tasas de bits definidas por el
ETSI (2, 34 y 140 Mbps).
• El estandar SDH definio el transporte de tasas de bits ANSI y ETSI
(1.5, 2, 6 34, 45 y 140 Mbps) dentro de una unidad básica de
transmisión de 155.52 Mbps (tres veces 51.84 Mbps).
• Por medio de una selección de opciones apropiadas SDH is
compatible con SONET en cuanto a tráfico (Payload) no así en
cuanto a intercambio de alarmas e información de manejo de
desempeño de ambos sistemas.
• Aunque SONET/SDH fueron concebidos para transporte sobre F.O.,
existen sistemas de radio SDH capaces de brindar transporte a
tasas compatibles con ambos sistemas SONET y SDH.
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Características de SONET
• Estándar para redes de área amplia (WAN) definido por la ANSI.
• Tecnología de transporte que sirve para transportar muchas señales
de diferentes capacidades a través de una jerarquía óptica síncrona
y flexible.
• Es un sistema síncrono con un esquema de multiplexado por
interpolación de bytes con división en el tiempo (TDM)
• La interpolación de bytes ofrece la posibilidad de una administración
de extremo a extremo.
• Se transmite una trama cada 125 ms, haya o no datos útiles que
transmitir (8000 tramas por segundo)
• Hay distintos tipos de canales estandarizados para distintas
velocidades cada una con un tamaño de trama diferentes.
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Señal Básica
• En SONET la señal básica la conocemos como señal de nivel 1 o
también STS-1 (Synchronous Transport Signal level 1).
• Formada por un conjunto de 810 bytes distribuidos en 9 filas de 90
bytes.
• El conjunto de 810 bytes es transmitido cada 125 microsegundos,
correspondientes a la velocidad del canal telefónico básico de 64
Kbps.
• La velocidad binaria final de la señal STS-1 es 51,84 Mbps.
• Las señales de niveles más altos están formadas por la
multiplexación de diversas señales de nivel 1 (STS-1), creando una
familia de señales STS-N, donde la N indica el número de señales
de nivel 1 que la componen.
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Señal Básica
(Payload)
(Overhead)
Estructura de Trama de la Señal STS-1
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Señales SONET/SDH
• Sonet define una jerarquia de niveles de señalización eléctrica
denominadas señales de transporte síncrono (Synchronous
Transport Signals) STS.
• Las señales ópticas correspondientes se denominan portadoras
ópticas (Optical Carriers) OC.
• La Jerarquía Digital Síncrona (SDH) especifica un sistema similar
denominado Módulo de Transporte Síncrono (Synchronous
Transport Module) STM que fue pensado para ser compatible con
las jerarquías europeas existentes (Como las líneas E) y los niveles
STS.
• El nivel básico de STM se define a 155,520 Mbps que es
exactamente igual a STS-3.
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Señales SONET/SDH
Señales en la Jerarquía Digital No-Síncrona
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Señales SONET/SDH
Señales en la Jerarquía SONET y sus capacidades para
señales de la jerarquía No-Síncrona
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Velocidades SONET/SDH
Señal eléctrica
Velocidad binaria
(Mbps)
Portadora óptica
Equivalencia SDH
STS-1
OC-1
51.84
-
STS-3
OC-3
155.52
STM-1
STS-9
OC-9
466.56
STM-3
STS-12
OC-12
622.08
STM-4
STS-18
OC-18
933.12
STM-6
STS-24
OC-24
1244.16
STM-8
STS-36
OC-36
1866.24
STM-12
STS-48
OC-48
2488.32
STM-16
STS-96
OC-96
4976.64
STM-32
STS-192
OC-192
9953.28
STM-64
STS-256
OC-256
13271.04
-
STS-384
OC-384
19906.56
-
STS-768
OC-768
39813.12
STM-256
STS-1536
OC-1536
79626.24
STM-512
STS-3072
OC-3072
159252.48
STM-1024
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Aspectos en Velocidades SONET/SDH
• La Velocidad de datos del nivel mas bajo de la jerarquía es mayor a
la definida para el servicio DS-3 (44,736 Mbps) De hecho el STS-1
fue diseñado para acomodar velocidades equivalentes a las del DS3 cuya diferencia proporcionaría la sobrecarga necesaria en el
sistema óptico.
• Se aumenta la eficiencia, ya que la tasa binaria de una señal STS-n
(STM-n) se obtiene por entrelazado de bytes de n señales STS-1
(STM-1) en un único paso, esto es exactamente n veces la tasa
binaria de una señal STS-1 (STM-1). Al mismo tiempo, las señales
STS-1 (STM-1) pueden extraerse directamente sin necesidad de
tener que demultiplexar la señal STS-n (STM-n) completa.
• La tasa de datos típica comienza en OC-3 y crece en múltiplos de 4.
Mientras OC-24 y OC-1536, junto con otros tipos, como OC-9, OC18, OC-36, y OC-96 se pueden definir en algunos documentos de
normas, que no están disponibles en una amplia gama de equipos.
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Dispositivos SONET
• Multiplexador/Demultiplexador STS.
– Marcan los puntos de inicio y final de un enlace SONET,
proporcionando la interfaz entre una red tributaria eléctrica y la red
óptica
• Regenerador.
– Extiende la longitud del enlace (Repetidor óptico)
• Multiplexador de Inserción/Extracción (Add/Drop Multiplexer) ADM.
– Permiten la inserción o extracción de señales. Un ADM puede añadir
STS’s provenientes de fuentes distintas en una ruta dada o pueden
eliminar una señal deseada de una ruta y redirigirla sin demultiplexar
toda la señal.
• Terminal.
– Dispositivo que usa los servicios de una red SONET (Router).
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Dispositivos SONET
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Niveles SONET
• Nivel de Ruta.
– Responsable del movimiento de la señal desde su fuente óptica a su
destino óptico
• Nivel de Línea.
– Responsable del movimiento de la señal a través de la línea física
• Nivel de Sección.
– Es responsable de transportar la señal a través de una sección
físicaGestiona el tramado, la ordenación de control de error.
• Nivel Fotónico.
– Se corresponde al nivel físico del modelo OSI,
especificaciones físicas para el canal de F.O.
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incluye
las
Tramas SONET
• Cada STS-n esta compuesta por 8000 Tramas.
• Cada Trama es una matriz bidireccional de de bytes con 9 filas con
90 x n columnas (STS-1 esta formada por 9 filas por 90 columnas
(810 bytes), STS-3 esta formada por 9 filas por 270 columnas (2430
bytes)).
• Desarrollo del estándar SDH (Jerarquía Digital Síncrona) por la ITUT a finales de los años 90, estimándose que los estándares
SONET/SDH podrían proporcionar las infraestructuras de transporte
para la red mundial de telecomunicaciones para las siguientes dos
o tres décadas.
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Estructura del formato de Tramas
SONET
Formato de Trama STS-1
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Estructura del formato de Tramas
SONET
Elementos de la Trama STS-1
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Estructura del formato de Tramas
SONET
“Stuffing” de la Trama STS-1
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Estructura del formato de Tramas
SONET
Uso de Punteros en una Trama STS-1
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Tributarios en Tramas SONET
Estructura y tamaño de VT’s en una trama STS-1
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Tributarios en Tramas SONET
Tamaño y Tasa de bits para Tributarios Virtuales
(VT’s) en una trama STS-1
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Estructura de formato de Tramas SDH
Formato de la Trama STM-1 en SDH
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Estructura de formato de Tramas SDH
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Las sucesivas etapas para llegar al STM-1 se pueden imaginar como una serie de
tramas (contenedores), una dentro de la siguiente, con información de
encabezamiento adicional. Otra forma de imaginar el funcionamiento es mediante un
cable multipar a grupos. El contenedor inicial es un par (con una identificación que lo
particulariza denominado Path Trace); con varios pares se integra un grupo al cual se
le agrega una identificación adicional; con varios grupos se integra un cable.
La trama del STM-1, que se muestra en la figura anterior, contiene 270 Bytes de
longitud y 9 filas de altura. Los 9 primeros Bytes se usan para la Tara de Sección
SOH y para los Punteros PTR del VC-4 (fila 4). La duración de cada trama es de
125 μseg con lo cual tiene el mismo período que el muestreo del canal a 64 kb/s y la
trama de 2048 kb/s.
Visto desde este punto de vista cada Byte de la trama corresponde a un canal de 64
kb/s.
La misma muestra la trama STS-1 (similar a STM-0 o sub-STM-1) de velocidad un
tercio (51.840 kb/s). La SOH ocupa 3 Bytes de ancho. Entrelazando 3 sistemas STS1 se obtiene un STS-3 equivalente a STM-1.
La Tara de Sección SOH (Section Over-Head) está constituida de 9x9 Bytes de los
cuales muchos no están aún definidos y quedan disponibles para aplicaciones
futuras. Se detectan ciertas incompatibilidades entre generaciones de software que
soportan las funciones de cada Byte. Los Bytes correspondientes a las filas 1 a 3 se
utilizan para aplicaciones entre repetidores RSOH mientras que los Bytes de las filas
5 a 9 se aplican entre terminales de multiplexación MSOH.
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Multiplexación SONET
• Mapeado.
– Un proceso usado cuando los tributarios son adaptados a Tributarios
Virtuales VT’s, añadiendo bits de justificación y cabeceras de ruta.
• Alineación.
– Este proceso toma lugar cuando un puntero es incluido en una ruta
STS o en una cabecera de ruta de un Tributario Virtual, para permitir
que el primer byte del Tributario Virtual sea localizado.
• Multiplexación.
– Este proceso se lleva a cabo cuando multiples capas de señales de
orden inferior Son adaptadas en una de orden superior o cuando una
de orden superior es adaptada en una cabecera de linea.
• Rellenado (Stuffing).
– Sonet tiene la habilidad de manejar varias tasas de entradas tributarias
provenientes de señales asincronas, sin embargo en algunos casos es
necesario rellenar parte de la trama con bits que no contienen
información alguna pero necesarios para llenar la trama particular.
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Multiplexación SONET
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Redes SONET/SDH
• Los elementos básicos de una red óptica SONET/SDH son:
sistemas ópticos de línea, multiplexores terminales, add-drop
multiplexers (ADMs) y digital cross-connects (DXCs) siendo estos
últimos los elementos que permiten la mayor flexibilidad en relación
con la gestión de red dado que permiten conexiones sin bloqueo
entre cualesquiera de sus puertos de entrada y de salida. Así, por
ejemplo, para una red de Malla, varios anillos pueden enlazarse
entre sí por medio de un anillo mayor utilizando DXCs para enrutar
el tráfico en los puntos de unión de dos de los anillos.
• Los Sistemas ópticos de acceso de última generación se
caracterizan por utilizar multiplexores terminales ópticos, Optical
add-drop multiplexers (OADMs) y por la progresiva sustitución de
estos OADMs por Optical Add/Drop Switches (OADXs) que son
elementos ópticos diseñados para incrementar la escalabilidad y
eficiencia de las redes ópticas metropolitanas o de banda ancha
que mantienen compatibilidad de redes SONET/SDH y alcanzan
compatibilidad con servicios basados en Gigabit Ethernet o en
longitud de onda óptica (Optical Wavelengths).
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Redes SONET/SDH
• Redes Lineales
– Punto a Punto (No contienen ADM’s)
– Punto – Multipunto (Usan ADM’s para permitir comunicación entre
varios terminales).
• Redes en Anillo
– Anillo de conmutación de ruta unidireccional (UPSR): Es una red
unidireccional con dos anillos uno se usa como anillo de trabajo y el
otro para protección.
– Anillo de conmutación de línea bidireccional (BLSR): Similar al anterior,
solo que al ser la comunicación bidireccional se requieren dos anillos
de trabajo y dos de protección.
• Redes en Malla
– Proporciona la escalabilidad que no tiene una red en anillo ya que
puede interconectar dos o mas de ellos.
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Redes SONET/SDH
Redes SONET Punto a Punto
Redes SONET Punto - Multipunto
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Redes SONET7SDH
Redes SONET en Anillo
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Redes SONET/SDH
Redes SONET en Malla
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