Redes y
Telecomunicaciones
Trabajo Nro. 01
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Integrantes: |
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Attoum, Charlie |
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Vásquez, Mardelinis |
Indice
Introducción
Estructura de
Trama SONET/SDH
Sincronismo
Aplicaciones SDH
Ventajas de la Red SDH
Bibliografía
Infografía
Jerarquía Digital
Sincrónica SDH
(Synchronous Digital Hierarchy)
Introducción
El uso de sistema de transmisión de fibra óptica a crecido en los últimos años. En lo que se refiere a aplicaciones de corta y larga distancias lo cual depende de la implementación de la red . La red crece en tamaño y en la capacidad que transporta. El crecimiento exponencial de Internet en recientes años a acumulado la demanda dramática para el ancho de banda mas alto en área ancha conectada a una red de computadoras (Wans). La infraestructura subyacente proporcionada por portadores es red óptica sincrónica (SONET) o la jerarquía digital sincrónica (SDH) que desplegó encima de la fibra del área ancha, se une el interés ya crecido ejecutando el IP directamente encima de SONET.
La Jerarquía Digital Sincrónica (SDH), es una red de transporte Digital de todo tipo de información el empleo de una transmisión digital sincrónica, además de ofrecer un gigantesco ancho de banda, simplifica los mecanismos de acceso del sistema de transporte a la vez que facilita las labores de mantenimiento y gestión de red. Surgió para resolver los inconvenientes de su antecesora, la Jerarquía Digital Plesiócrona ó PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) usada ampliamente en todas las redes de los operadores públicos durante muchos años. Uno de los problemas de la transmisión digital es la combinación de la información procedente de varios usuarios en una señal única. En este proceso solo hay que incluir los datos de cada usuario, si no que, además habrá que añadir la información que permita, por una parte identificar los instantes discretos en los que la información es válida y, por otra parte determinar a quien pertenece dicha información. En la Figura Nro 01 se muestra la estructura de una red Óptica de 10 GbE en Red de Transporte.
Figura
Nro. 01. Ejemplo de Red de Transporte
La decisión de la creación de SONET fue tomada en
1984 por la ECSA (Exchange Carriers Standard Association) en los Estados Unidos
para posibilitar la conexión normalizada de los sistemas de fibra óptica entre
si, aunque estos fueran de distinto fabricante. En las últimas etapas de
desarrollo de SONET entró también el entonces CCITT (Comité
Consultivo Internacional Telefónico y Telegráfico) de la UIT (Unión Internacional
de Telecomunicaciones) para que se pudiera desarrollar una norma que
posibilitara la interconexión mediante fibra de las redes telefónicas a nivel
mundial. La infraestructura subyacente proporcionada por la
red óptica sincrona (SONET) o la jerarquía digital sincrona (SDH) desplegó
encima de fibra de banda ancha ya que el interés a crecido ejecutando el IP
directamente encima de SONET, en lugar de usando una red de ATM, aumentando la
eficacia del sándwich. Sin embargo esta dos opciones han creado un debate sobre
cual tecnología proporcionara la mejor solución. Apreciación Global de
SONET: SONET es una tecnología de la
capa física diseñada para proporcionar una transmisión universal y los
multiplexores forman planos, con proporciones en la transmisión del Gigabyt por
segundo funcionamiento sofisticados y sistemas de dirección. Esta tecnología es
regularizada por las normas nacionales americanas instituya (ANSI ) T1 comité.
Una tecnología parecida es el SDH, es regularizada por la unión de las
telecomunicaciones internacionales (ITU) y es muy similar a SONET solo que su
jerarquía del multiplexado es una jerarquía de SONET.
SONET define una tecnología para transportar muchas
señales de diferentes capacidades a través de una jerarquía óptica síncrona y
flexible. Esto se logra por medio de un esquema de multiplexado por
interpolación de bytes. La interpolación de bytes simplifica la multiplexación
y ofrece una administración de la red extremo a extremo. El primer paso en el
proceso de la multiplexación de SONET implica la generación de señales de bajo
nivel. En SONET la señal básica la conocemos como señal de nivel 1 o también
STS-1 (Synchronous Transport Signal level 1). Está formada por un conjunto de
810 bytes distribuidos en 9 filas de 90 bytes. Este conjuntos es transmitido
cada 125 microsegundos, correspondientes a la velocidad del canal telefónico básico
de 64 kbps, por lo que la velocidad binaria de la señal STS-1 es 51,84 Mbps.
Las señales de niveles más altos están formadas por
la múltiplexación de diversas señales de nivel 1 (STS-1), creando una familia
de señales STS-N, donde la N indica él numero de señales de nivel 1 que la
componen. En la Tabla 1 siguiente se indican las denominaciones de las señales
eléctricas y portadoras ópticas, así como sus velocidades y los puntos de
coincidencia con los de la Jerarquía Digital Síncrona.
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Señal eléctrica |
Portadora óptica |
Velocidad binaria |
Equivalencia SDH |
STS-1
|
OC-1 |
51,84 |
- |
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STS-3 |
OC-3 |
155,52 |
STM-1 |
|
STS-9 |
OC-9 |
466,56 |
- |
|
STS-12 |
OC-12 |
622,08 |
STM-4 |
|
STS-18 |
OC-18 |
933,12 |
- |
|
STS-24 |
OC-24 |
1244,16 |
- |
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STS-36 |
OC-36 |
1866,24 |
- |
|
STS-48 |
OC-48 |
2488,32 |
STM-16 |
1.- Multiplexor terminal
Es el elemento que actúa como un concentrador de las señales
DS-1 (1,544 Mbps) tributarias así como de otras señales derivadas de ésta y
realiza la transformación de la señal eléctrica en óptica y viceversa. Dos
multiplexores terminales unidos por una fibra con o sin un regenerador
intermedio conforman el más simple de los enlaces de SONET.
2.- Regenerador
Necesitamos un regenerador cuando la distancia que
separa a dos multiplexores terminales es muy grande y la señal óptica que se
recibe es muy baja. El reloj del regenerador se apaga cuando se recibe la señal
y este reemplaza parte de la cabecera de la trama de la señal antes de volver a
retransmitirla. La información de tráfico que se encuentra en la trama no se ve
alterada.
3.- Multiplexor
Add/Drop (ADM).
El multiplexor de extracción-inserción (ADM) permite
el extraer en un punto intermedio de una ruta parte del tráfico cursado y a su
vez inyectar nuevo tráfico desde ese punto. En los puntos donde tengamos un ADM
solo aquellas señales que necesitemos serán descargadas o insertadas al flujo
principal de datos. El resto de señales a las que no tenemos que acceder
seguirá a través de la red. Aunque los elementos de red son compatibles con el
nivel OC-N, puede haber diferencias en el futuro entre distintos vendedores de
distintos elementos. SONET no restringe la fabricación de los elementos de red.
Por ejemplo, un vendedor puede ofrecer un ADM con acceso únicamente a señales
DS-1, mientras que otro puede ofrecer acceso simultaneo a señales DS-1 (1,544
Mbps) y DS-3 (44,736 Mbps).
Figura Nro.02. Elementos de
una Red SONET/SDH
La configuración más común
es el anillo SDH. Está constituido por
multiplexores ADM interconectados a través de enlaces ópticos, estos enlacen están
constituidos por dos ó cuatro fibras ópticas.
Además la baja atenuación de la señal en su propagación por las fibra
permite distancias sin amplificadores de hasta 60Km.
1.- Punto
a punto
La configuración
de red punto a punto está formada por dos multiplexores terminales, unidos por
medio de una fibra óptica, en los extremos de la conexión y con la posibilidad
de un regenerador en medio del enlace si éste hiciese falta. En un futuro las
conexiones punto a punto atravesarán la red en su totalidad y siempre se
originarán y terminarán en un multiplexor.
2.- Punto
a multipunto
Una arquitectura
punto a multipunto incluye elementos de red ADM a lo largo de su recorrido. El
ADM es el único elemento de red especialmente diseñado para esta tarea. Con
esto se evitan las incomodas arquitecturas de red de demultiplexado, conectores
en cruz (cross-connect), y luego volver a multiplexar. Se coloca el ADM a lo
largo del enlace para facilitar el acceso a los canales en los puntos
intermedios de la red.
3.- Red
Hub
La arquitectura
de red hub está preparada para los crecimientos inesperados y los cambios
producidos en la red de una forma más sencilla que las redes punto a punto. Un
hub concentra el tráfico en un punto central y distribuye las señales a varios
circuitos.
4.-
Arquitectura en anillo
El elemento
principal en una arquitectura de anillo (Figura Nro. 03) es el ADM. Se pueden
colocar varios ADM en una configuración en anillo para tráfico bidireccional o
unidireccional. La principal ventaja de la topología de anillo es su seguridad;
si un cable de fibra se rompe o se corta, los multiplexores tienen la
inteligencia necesaria para desviar el tráfico a través de otros nodos del
anillo sin ninguna interrupción. La demanda de servicios de seguridad,
diversidad de rutas en las instalaciones de fibra, flexibilidad para cambiar
servicios para alternar los nodos, así como la restauración automática en pocos
segundos, han hecho de la arquitectura de anillo una topología muy popular en
SONET.
Figura
Nro.03. Arquitectura en anillo de una Red Óptica
Los Multiplexores de Add/Drop (ADM) la inserción y quita payload
del usuario originado de las fuentes de información, como un interruptor de
ATM, en los marcos de SONET/SDH que circulan en el anillo. Los anillos duales
habilitan tolerancia de la falta ejecutando el cambiando del anillo del
funcionamiento al anillo alternado de protección cuando un fracaso ocurre.
Estructura de
Trama SONET/SDH
La
trama básica SDH (STM-1) tiene una duración
de 125ms y está formada por una estructura matricial bidimensional de 9
filas y 270 columnas, en la que cada posición
tiene un byte de longitud. Cada
byte equivale a 64KBPS, lo que quiere decir que cada fila representa un caudal
de 576KBPS. Los byte de la trama de
STM-1 se agrupan en dos áreas: información de control (Cabecera de sección y
cabecera de línea) y carga útil. La Figura Nro. 04 muestra esta estructura
básica de la trama.
Figura Nro 04. Estructura de trama
de la señal STM-1
La clave de SONET/SDH es que permite
interfaces con fuentes asíncronas por lo que los equipos existentes pueden ser
sustituidos o soportados por la red SONET/SDH. De esta forma las transiciones
se pueden realizar gradualmente.
Aquí podemos ver las ventajas que
presenta la SONET/SDH frente a otros sistemas:
Ø La creciente flexibilidad de configuración
y la disponibilidad de ancho de banda de SONET/SDH proporciona significativas
ventajas frente a otros sistemas de telecomunicación más antiguos.
Ø Reducción de los equipos necesarios para
la multiplexación y la extracción-inserción de tráfico en puntos intermedios de
las grandes rutas.
Ø Aumento de la fiabilidad de la red, como
consecuencia del menor número de equipos implicados en las conexiones.
Ø Proporciona bytes de cabecera que
facilitan la administración de los bytes de información y el mantenimiento de
los propios equipos.
Ø Definición de un formato síncrono de
multiplexación para el transporte de señales digitales de la Jerarquía Digital
Plesiócrona o PDH, en sus diversos niveles (como DS-1, DS-3) y una estructura
síncrona que simplifica enormemente el interfaz de los conmutadores digitales,
así como los conectores y los multiplexores.
Ø La existencia de una gran gama de
estándares genéricos que permitan la interconexión de productos de diferentes
fabricantes.
Ø La definición de una arquitectura
flexible capaz de incorporar futuras aplicaciones, con una gran variedad de
velocidades de transmisión.
Otras ventajas son:
Ø Interfaz centralizado, integrado y remoto
para los equipos de transporte y multiplexación.
Ø Rápido aislamiento de fallos.
Ø Monitorizado de rendimiento extremo a
extremo.
Ø Soporte de nuevos servicios de alta
velocidad.
Ø Permite REDES VIRTUALES privadas.
Ø La posibilidad de crear estructuras de
red distribuidas de forma muy económica gracias a los multiplexores ADD/DROP
(ADM)
Ø Estructura en doble anillo para mayor
inmunidad a los fallos.
El
principal objetivo en la definición de SDH era la adopción de una verdadera
norma mundial que posibilitara una compatibilidad máxima entre diferentes
suministradores y operadores. Este estándar especifica velocidades de
transmisión, formato de las señales, estructura de multiplexación, codificación
de línea, parámetros ópticos, etc., así como normas de funcionamiento de los
equipos y de gestión de red. Por otro lado, dotará a las redes de una mayor
flexibilidad, mejor aprovechamiento del ancho de banda potencial de la fibra
óptica, y más capacidad de monitorización de la calidad y gestión centralizada.
Seleccionando las opciones adecuadas, un subconjunto de SDH es compatible con
el subconjunto de SONET. por consiguiente es posible la interoperatividad de
tráfico y nodos SDH y SONET. No obstante, no es posible la interoperatividad de
alarmas y la supervisión de calidad entre ambos sistemas. SDH define interfaces
de tráfico que son independientes de los distintos vendedores de equipos,
denominados módulos de transporte síncronoo STM-N (Syncronous Transport Module).
En SONET reciben el nombre de señal de transporte síncrono o STS en la interfaz
de cobre y contenedor óptico u OC en la interfaz óptica. En SDH se parte de una
señal de 155 Mbps denominada módulo de transporte síncrono de primer nivel o
STM-1, definida tanto para interfaz óptica como de cobre. En SONET, sin
embargo, se parte de una señal de 51,84 Mbps denominada señal de transporte
síncrono de primer nivel o STS-1 en la interfaz de cobre, o bien contenedor
óptico de primer nivel OC-1 en la interfaz óptica. Los restantes STM-N,
definidos exclusivamente para la interfaz óptica, se obtienen mediante el
entrelazamiento de bytes de varias señales STM-1. La más reciente tecnología de
transmisión en aparecer ha sido DWDM caracterizada por sus altísimas capacidades
de transmisión, su transparencia sobre los datos de jerarquías inferiores y por
una transmisión totalmente óptica. En el caso de Venezuela, podemos decir que las redes de Cantv, basadas
en tecnologías SDH (Synchronous Digital Hierarchy), actualmente están siendo
utilizadas a su máxima capacidad de transmisión y la mejor opción, en cuanto a
costos y efectividad, para aumentar el ancho de banda, es instalando CWDM,
tecnología que permite multiplicar hasta ocho veces el potencial existente. La optimización del sistema de fibra óptica de Cantv
facilitará el despliegue de los servicios de banda ancha, “Lo que se busca es
masificar y jerarquizar el servicio para ofrecerlo a precios acordes con el
mercado; CWDM no sólo libera fibra y aumenta al ancho de banda, sino que
permite la convergencia de servicios TDM (Time Division Multiplexing) y datos,
permitiendo una red flexible, versátil y eficiente en el competitivo mercado de
las telecomunicaciones”.
Bibliografía
|
Autor |
Titulo |
Editorial |
ISBN |
|
Huidobro,J. - Roldán D. |
Redes y Servicios de Banda Ancha |
McGRAW
HILL/INTERAMERICANA DE ESPAÑA. 2004 |
84-481-4026-5 |
|
Forouzan, B. |
Transmisión de Datos y Redes de Comunicación |
McGRAW HILL. 2da. Edición 2002 |
84-481-3390-0 |
Infografía
http://www.monografias.com/trabajos10/sonet/sonet.shtml
http://es.wikipedia.org/wiki/SONET
http://www.aui.es/biblio/libros/mi2000/Jose%20Barbera.htm
http://www.idg.es/comunicaciones/termino.asp?clave=3459
http://www.redaccionvirtual.com/redaccion/comunicados/ver_comunicados.asp?Id=122
http://www.cujae.edu.cu/revistas/telematica/Articulos/112.htm
http://www.gare.co.uk/technology_watch/sdh.htm
http://www.vnunet.es/Actualidad/Entrevistas/Canal_distribución/OEM/20040128008
http://www.capatel.com/pdf/publicidad%20redes%20comunicaciones%20de%20datos%20-%20ericsson.pdf
http://www.ahciet.net/noticias/nnoticia.asp?idc=10025&idcc=26&idnotic=9594
http://www.el-nacional.com/enbytes/