DDoovvee ssiiaammoo - uniroma2.it · • Nell’SDH le informazioni di allarmistica, controllo della qualità e di supervisione sono molto complete e associate anche ai singoli tributari

1

Reti di Trasporto

Ing. Stefano Salsano

AA2005/06 – Blocco 2

2

• Tecniche di multiplazione, PCM e PDH» Tecniche di multiplazione (FDM, TDM, CDM) » Multiplazione numerica PCM» Multiplazioni numeriche, multiplazione plesiocrona, PDH

• SDH, multiplazione, apparati e reti» Multiplazione sincrona» Motivazioni per l’SDH» Stratificazione, Trama SDH, Strutture numeriche» Puntatori e sincronizzazione» Funzioni dell’overhead, aspetti di gestione» Apparati, interconnessione in rete e protezione

Dove siamo ?Dove siamo ?

3

• I cronosegnali delle sorgenti tributarie operano tutti alla stessa frequenza istantanea (almeno in media)

• Il cronosegnale del multiplex numerico è sincrono (in effetti, mesocrono) con i tributari e a frequenza multipla degli stessi

• Non è possibile mantenere sincronismo perfetto per:» fluttuazione del tempo di propagazione nei mezzi trasmissivi» insabilità dei clock» estrazione del clock per la rigenerazione…

• Le variazioni di fase vengono dette:» jitter (variazioni “veloci”)» wander (variazioni “lente”)

Multiplazione numerica mesocronaMultiplazione numerica mesocrona

4

• Una memoria (buffer) viene inserita tra la lettura del flusso tributario e il suo inserimento nel flusso aggregato (lo stesso si faceva con la multiplazione plesiocrona…)

• Il buffer serve per:» assorbire le variazioni di fase tra i tributari e l’aggregato» consente di inserire l’overhead nel flusso tributario

• La frequenza del multiplex è maggiore della somma di quelle dei tributari per dare spazio alle cifre addizionali:

» parola di allineamento» informazioni di servizio (allarmistica e gestione)

Multiplazione numerica mesocronaMultiplazione numerica mesocrona

5

Memoria elasticaa N celle

Indirizzodi scrittura

Indirizzodi lettura

Contatoredi lettura

Comparatoreindirizzi

Estrazioneclock

Contatoredi scrittura

Orologionon regolare

Tributario

Circuito dicontrollo

Aggregato

Orologioregolare = FT

Orologiomultiplatore F0

Generatoretempi ditrama

Altri tributari

Bit ausiliari

Inibizione perbit ausiliari ealtri tributari

Inibizione per slip: in teoria non è necessaria… in pratica si !

Schema del Multiplatore mesocronoSchema del Multiplatore mesocrono

6

Memoria elastica

Contatorescrittura

Contatorelettura

TributarioAggregato

Indirizzodi scrittura

Indirizzodi letturaEstrazione

clockAllineamento

trama

Controllotemporizzazione

Orologionon regolare

Orologioregolare = FT

Inibizione perbit ausiliari ealtri tributari

� Anche il demultiplatore ha una memoria tampone di pochi bit per riempire i vuoti presenti nel flusso dovuti all’estrazione dei bit di allineamento e di servizio

Schema del Demultiplatore mesocronoSchema del Demultiplatore mesocrono

7

• Fluttuazioni di fase abbastanze ampie possono portare al riempimento (perdita di bit) o svuotamento (ripetizione di bit) del buffer tampone (slip “statistici”)

• Anche nelle reti mesocrone sono necessari meccanismi di sincronizzazione.

Slip di sincronizzazioneSlip di sincronizzazione

8




9

• In passato le reti trasmissive realizzavano collegamenti punto-punto la cui capacità era limitata dalla banda disponibile dei portanti e dalla massima complessità degli apparati. L’overheadera limitato allo stretto indispensabile

• Oggi, grazie alle fibre ottiche in grado di trasmettere flussi di capacità virtualmente illimitata (terabit/s) ed all’evoluzione tecnologica, una rete trasmissiva, oltre al trasferimento, deve offrire altre caratteristiche:

� disponibilità del collegamento (protezione (protection): 1+1 o 1:N; ripristino (restoration): reistradamento dei flussi)

� flessibilità (sistemi di gestione centralizzati): add-drop; permutazione� qualità: misura delle prestazioni; monitoraggio allarmi� basso costo operativo (sistemi di supervisione centralizzati) � fast provisioning

Requisiti di una rete trasmissivaRequisiti di una rete trasmissiva

10

• Multiplatore Add-Drop (ADM): inserisce e preleva i tributarida un flusso aggregato. Le sue due interfacce di linea, East e West, permettono di inserirlo lungo un collegamentotrasmissivo

• In figura è mostrato un ADM in configurazione lineare diAdd-Drop con protezione 1+1

ADM ADM

1234

n

ADM

1 2 3 4 n

Tri

buta

ri

......

1234

n

Esercizio

Protezione

Esercizio

Protezione

Aggregato Aggregato

Tri

buta

ri

Tributari

Wes

r

Eas

t

Multiplatore Add-DropMultiplatore Add-Drop

11

• RED o Digital Cross Connect (DXC): permuta i flussi contenutinegli aggregati ad alta velocità e gli eventuali tributari attestatilocalmente. Monitorizza la qualità dei flussi.

Multi/demultiplexing

Matrice diPermutazione

MUXMUX

MUXMUX

MUXMUX

MUXMUX

MUXMUX

MUXMUX

Agg

rega

ti

Agg

rega

ti

1 2 3 4 nTributari

Multi/demultiplexing

RED (Ripartitori Elettronici Digitali)RED (Ripartitori Elettronici Digitali)

12

XTributario

• La rete magliata, la ridondanza della capacità installata e la permutazione automatica dei nodi consentono la creazione agevole dei percorsi trasmissivi (path) e, nel caso di malfunzionamenti, il ripristino della connessione attraverso un percorso alternativo

XTributario

RED A

RED B

RED C

RED D

Percorso normale

Percorsi alternativi

Permutazione automatica dei nodiPermutazione automatica dei nodi

13

• Scarsa capacità disponibile nella trama per scopi di esercizio emanutenzione (in pratica, gestione a livello di collegamento)

• Approccio manuale per la gestione del sistema (es. per il reinstradamento dei flussi) e la manutenzione della rete, con conseguente difficoltà di operare riconfigurazione e protezione del traffico

• Necessità di demultiplazione completa del segnale di linea fino al livello gerarchico del tributario che si vuole estrarre (multiplazione asincrona)

• Mancanza di uno standard mondiale comune, con difficoltà di interconnessione delle reti di diversi operatori

• Sistemi di linea proprietari, con conseguenti difficoltà di creare un effettivo ambiente “multi-vendor”

Svantaggi della PDHSvantaggi della PDH

14

• Flessibilità di gestione dei flussi trasmissivi

• Interfacce ottiche standard

• Protezione automatica del traffico

• Funzioni evolute di esercizio e manutenzione

Vantaggi della SDHVantaggi della SDH

15

• Nell’aggregato PDH sono visibili solo i tributari di ordine gerarchico immediatamente inferiore a causa del meccanismo di stuffing concatenato

• Si deve perciò multiplare/demultiplare l’aggregato fino alla velocità pari a quella del tributario da inserire o prelevare

• L’onerosità di tali operazioni porta a ridurne l’occorrenza riservandole ai livelli gerarchici più alti (34, 140 Mbit/s); la rete è poco flessibile e con modesto utilizzo della capacità nominale

• L’SDH fornisce, invece, l’accesso diretto a tutti i tributari di interesse attraverso un’entità informativa, detta puntatore

• Ciò consente una rete più flessibile ed efficiente in quanto tutti gli apparati in rete sono in grado di eseguire operazioni di add-drop distribuite a 2, 34 e 140 Mbit/s

Flessibilità di gestione: Efficienti funzioni di Add-Drop

16

DEMUX

MUX

DEMUX

MUX

DEMUX

MUX

Rx Tx

140/34

34/8

8/2 2/8

8/34

34/140

f.o. f.o.

2 Mbit/s 2 Mbit/s

Add-Drop di un 2 Mbit/s da un 140 Mbit/s in PDHAdd-Drop di un 2 Mbit/s da un 140 Mbit/s in PDH

17

• Per garantire la compatibilità trasversale (Multi-Vendor e Multi-Operator environment: mid-fiber meet) fra apparati di differenti costruttori sono state specificate le caratteristiche trasmissive(Racc. ITU-T G.957). Ad esempio:

� lunghezza d’onda� larghezza spettrale� dispersione� riflessione� sensibilità del ricevitore (minima potenza accettabile @ BER=10-10)� saturazione del ricevitore (massima potenza accettabile @ BER=10-10)

Interfacce ottiche standardInterfacce ottiche standard

18

• Nel PDH le informazioni di overhead sono molto ridotte. Sono disponibili soltanto alcuni bit di allarmistica e di controllo della qualità, non associati ai singoli tributari, ma al flusso aggregato

• Nel PDH sono state sviluppate sovrastrutture di supervisione degli allarmi e di misura della qualità (p.e. BER sulla parola di allineamento) non standard e di difficile gestione

• Nell’SDH le informazioni di allarmistica, controllo della qualità e di supervisione sono molto complete e associate anche ai singoli tributari. Si dispone anche di indicativi anagrafici del percorso e delle caratteristiche di equipaggiamento del flusso per verifiche di congruenza da parte degli apparati attraversati

• Tutto l’overhead è inserito nella trama SDH senza sovrastrutture

Funzioni evolute di esercizio e manutenzioneFunzioni evolute di esercizio e manutenzione

19

• Pro’s� Struttura stratificata della rete trasmissiva� Multiplazione di flussi di capacità diversa e con standard differenti,� Efficienti funzioni di Add-Drop e Cross-Connect (one step multiplexing)� Funzioni di supervisione evolute � Protezione automatica del traffico

� Compatibilità trasversale (un’unico standard mondiale)� Concepito per una rete trasmissiva (PDH è orientato al collegamento)� Crescita verso velocità superiori facilitata da modularità e parallelismo

permesso dal sincronismo

• Con’s� Trasporto di 63 flussi a 2 Mbit/s, o 3 flussi a 34 Mbit/s nella trama STM-1

rispetto a rispettivamente 64 flussi a 2 Mbit/s, o 4 flussi a 34 Mbit/s trasportati nella trama a 140 Mbit/s

� Necessità di distribuire i cronosegnali di sincronizzazione

SDH: Elementi caratteristiciSDH: Elementi caratteristici

20

• giugno 1986 (Ginevra)» inizio lavori in SG-XVIII CCITT su proposta degli USA

• gennaio 1988 (Seul)» prima bozza Racc. G.707, G.708 e G.709

• novembre 1988 (Ginevra)» approvate Racc. G.707, G.708 e G.709

» si lavora sulle altre Racc.

• febbraio 1990 (Parigi)» primo accordo in ETSI/TM3

• maggio 1992 (Dusseldorf)» approvate le prime Racc. CCIR su ponti radio SDH

• Raccomandazioni sulla rete di trasporto dal 1995 al 1997

Cronologia della SDHCronologia della SDH

21

• La multiplazione SDH definisce quattro livelli (Racc. ITU-T G.707), tutti basati su trame di durata 125 µµµµs

» Le trame e i segnali dei vari livelli gerarchici SDH sono detti STM-N (Synchronous Transport Module di livello N)

» i segnali dei vari livelli gerarchici SONET sono detti STS-N (Synchronous Transport Signal di livello N) o anche OC-N (Optical Carrier di livello N)

Livelli gerarchici SDH e SONETLivelli gerarchici SDH e SONET

22


• SDH, multiplazione, apparati e reti» Multiplazione sincrona» Motivazioni per l’SDH» Stratificazione, Trama SDH, Strutture numeriche» Puntatori e sincronizzazione» Funzioni dell’overhead, aspetti di gestione» Apparati, interconnessione in rete e protezione» Cenni agli aspetti di sincronizzazione


23

Strato di Circuito

Strato di CamminoStrato di Cammino di Ordine Inferiore

Strato di Cammino di Ordine Superiore

Strato dei Mezzi diTrasmissione

Strato del Mezzo FIsico

Strato di Sezionedi Multiplazione

Strato di SezioneStrato di Sezionedi Rigenerazione

Stratificazione della SDHStratificazione della SDH

24

Strato diCammino di

OrdineInferiore

Strato diCammino di

OrdineSuperiore

Strato deiMezzi

Trasmissivi

SONET ETSI SDH

VC-11 (1664 kbit/s)VC-12 (2240 kbit/s)VC-2 (6848 kbit/s)

VC-2-nc (n x 6848 kbit/s)

VC-11 (1664 kbit/s) (*)VC-12 (2240 kbit/s)VC-2 (6848 kbit/s)

VC-2-nc (n x 6848 kbit/s)VC-3 (48960 kbit/s)

VC-3 (48960 kbit/s)VC-4 (150336 kbit/s)

VC-4-nc (n x 150336 kbit/s)

VC-4 (150336 kbit/s)VC-4-nc (n x 150336

kbit/s)

OC-1 o STM-0 (51840 kbit/s)OC-3 o STM-1 (155520 kbit/s)

OC-12 o STM-4 (622080 kbit/s)OC-48 o STM-16 (2488320 kbit/s)

OC-192 o STM-64 (9953280 kbit/s)

STM-1 (155520 kbit/s)STM-4 (622080 kbit/s)

STM-16 (2488320 kbit/s)STM-64 (9953280 kbit/s)

(*) Portato nella capacità di un VC-12

Strati e capacità della SDHStrati e capacità della SDH

25

Strato di Circuito

Strato di Cammino

Strato dei Mezzi diTrasmissione

Stratificazione della SDHStratificazione della SDH

MUX SDH RIG. SDH MUX SDH MUX SDH

Tributari PDH STM-N STM-N STM-N

Tributari PDH

Sezione dirigenerazione

RSOH

Cammino (Path) POH


RSOH


RSOH

Sezione dimultiplazione

MSOH

Sezione dimultiplazione

MSOH

MultiplexerSDH

RigeneratoreSDH

26

1 2 3 4 5 6 7 8 2701

2

3

4

5

6

7

8

9

Byte

A = Parola di allineamento

1

2Sequenza

di trasmissione

270 x 9 byte

A A A A A A

Rappresentazione della tramaRappresentazione della trama

9

A A A A A A A A A A A AA A A A A A

27

Trama STM-N

Schema della trama SDHSchema della trama SDH

28

• La matrice è trasmessa per righe, da sinistra a destra

• 2430 byte (19440 bit) per trama STM-1 in 125 µµµµs; ogni byte della trama rappresenta un canale a 64 kbit/s

• Section Overhead» è diviso in

» Regenerator Section OverHead (RSOH)» Multiplexer Section OverHead (MSOH)

» svolge funzioni di allineamento di trama, monitoraggio delle prestazioni, trasporto di informazioni di gestione

• Puntatore AU» indica dove leggere il carico pagante

Schema della trama SDHSchema della trama SDH

29

• Gli schemi di multiplazione descrivono le modalità con cui ogni segnale della gerarchia PDH viene inserito (mapped) nella trama SDH come tributario

• La multiplazione sincrona in SDH è basata su regole complesse che combinano diversi "mattoncini" (strutture numeriche) via via come scatole cinesi secondo lo schema di multiplazione

» le strutture numeriche sono insiemi di byte costruiti in accordo a prefissati formati, aventi dimensione fissa

» le strutture numeriche possono essere inserite una dentro l'altra o interallacciate byte a byte

Multiplazione sincrona SDHMultiplazione sincrona SDH

30

• Tra le strutture numeriche, i Virtual Container (VC) sono ilmattone di base e l'elemento più innovativo rispetto al PDH

» Virtual: sono strutture logiche, esistono solo all’interno di STM-N

» Container: contengono informazione degli strati “clienti”

• Un VC è un insieme strutturato di byte nel quale è possibileinserire i bit di un tributario (es. un flusso PDH) o altre strutturenumeriche

• I VC sonoindividualmente e indipendentementeaccessibili attraversoun puntatore associatoad essi (multiplazionesincrona)

I Contenitori VirtualiI Contenitori Virtuali

31

• Le regole di multiplazione che combinano le strutture numeriche fino a formare una trama STM-N sono descritte dagli standard

• Sono definiti tre tipi di relazioni tra strutture numeriche:» mapping di un carico informativo (es. segnale PDH) in un Container

(eventualmente con giustificazione per inserire un segnale con frequenza variabile in un Container di dimensione fissa)

» multiplazione sincrona di uno o più strutture numeriche in un'altra (per es. interallacciamento byte a byte, aggiunta di byte) con relazione fissa di fase

» allineamento di fase di una struttura dentro un'altra con codifica della relazione di fase in un puntatore

Regole di multiplazioneRegole di multiplazione

32

Schema di multiplazione ETSISchema di multiplazione ETSI

STM-N AU-4

TUG-3

139.264 kbit/s

34.368 kbit/s44.736 kbit/s

2.048 kbit/s

1.544 kbit/s

6.312 kbit/s

TUG-2

AUG VC-4

C-2

C-12

C-11

VC-2TU-2

VC-12TU-12

VC-11

×××× 3

×××× 3

C-3VC-3TU-3

C-4

×××× 7

Elaborazione puntatore

Multiplazione sincronaAllineamento di faseMappaggio

×××× N ×××× 1

×××× 1

×××× 1

Tributariplesiocroni

33

Lo schema di multiplazione ETSI è un caso particolare di quello ITU-T

Schema di multiplazione ITU-TSchema di multiplazione ITU-T

34

EsempiEsempi

Container

Tributario PDH

Virtual ContainerAdministrative Unit (Group)

Synchronous Transport Module

Flusso PDH139.264 kbit/s

C4


VC4AU4STM-1

35

EsempiEsempi

AUOH

C

POH

C

VC

AU-4

Contenitore (C-4)

Contenitore Virtuale (VC-4) = C-4 + POH

Unità Amministrativa (AU-4) = VC-4 + AUOH

STM-1= AU-4 + RSOH + MSOHRSOH

MSOH

STM-1 AU-4

139.264 kbit/s

AUG VC-4 C-4

×××× 1 ×××× 1

36

Administrative Unit (Group)

EsempiEsempi

Container

Tributario PDH

Virtual Container - LOTributaty Unit (Group)

Synchronous Transport Module

Flusso PDH2.048 kbit/sC12


VC12TU12Flusso PDH2.048 kbit/sC12VC12TU12Flusso PDH2.048 kbit/sC12VC12TU12TUG2

TUG2

TUG2TUG2

TUG2TUG2

TUG3

TUG3

TUG3

VC4AU4STM-1

Virtual Container - HO

TUG2

37

C Container (Contenitore)

VC Virtual Container (Contenitore Virtuale)

TU Tributary Unit (Unità Tributaria)

TUG Tributary Unit Group (Gruppo di Unità Tributarie)

AU Administrative Unit (Unità Amministrativa)

AUG Administrative Unit Group (Gruppo di Unità Amministrative)

STM-N Synchronous Transport Module (Modulo di Trasporto Sincrono)

Strutture numericheStrutture numeriche

38

• C - ContainerSono i contenitori per i dati dell’utilizzatore (es. i flussi tributari plesiocroni)

• VC - Virtual ContainerUsato per le connessioni dello strato di cammino (tra punti di accesso alla rete SDH, per portare dati di utente). Si dividono in VC di ordine superiore (VC-4 e VC-3) e di ordine inferiore (VC-11, VC-12, VC-2)

Ruolo delle strutture numericheRuolo delle strutture numeriche

39

• AU/AUG Administrative Unit / Administrative Unit Group Usato per adattare i livelli di ordine elevato (Higher Order PathLayer) a quello di sezione di multiplazione

• TU/TUG - Tributary Unit / Tributary Unit GroupUsato per adattare i livelli di ordine inferiore (Lower Order PathLayer) a quelli di ordine superiore (Higher Order Path Layer)

Ruolo delle strutture numericheRuolo delle strutture numeriche

40

• Contengono le informazioni da trasportare fra i punti terminali di un percorso (es. un flusso plesiocrono)

• Il Container permette di sinconizzare i flussi tributari: mapping del flussi tributari nel Container (di dimensione fissa)

» flusso asincroni: giustificazione di bit» flussi sincroni: mapping sincrono a bit o a byte

• Un Container comprende cifre di tributario, cifre di riempimento fisso, cifre di opportunità di giustificazione (stuffing) e loro segnalazione, overhead di contenitore

Container C-iContainer C-i

41

• Tributari PDH mappabili nello schema ITU-T

Container C-iContainer C-i

42

• Sono le strutture numeriche usate per le connessioni a livello di percorso; sono pertanto assemblate/disassemblate solo all’ingresso/uscita della rete sincrona

• I VC sono costituiti da una capacità utile trasportata, formata da un contenitore o da TUG, e da una capacità di servizio (PathOverhead - POH) che serve a:

» verificare durante l’attraversamento della rete la congruità della destinazione» stimare il tasso di errore» indicare la composizione o lo stato di manutenzione del contenitore» fornire un canale di ritorno per indicare allarmi e/o errori » assegnare byte destinati al gestore» fornire canali per scopi manutentivi

Virtual Container VC-iVirtual Container VC-i

43

• Esistono cinque tipi di VC» i VC-11, VC-12 ed il VC-2 sono detti di ordine inferiore (LO)» i VC-3 ed il VC-4 sono detti di ordine superiore (HO)

• I VC di ordine inferiore VC-11, VC-12, VC-2 sono strutturati in accordo ad una multitrama composta da 4 trame; I VC di ordine superiore VC-4 e il VC-3 si distribuiscono su 1 trama

Virtual Container VC-iVirtual Container VC-i

44

• Sono le strutture numeriche impiegate per l’adattamento fra i diversi livelli di percorso

• Sono costituite da una capacità utile trasportata (VC) e da una capacità di servizio (puntatore e opportunità di giustificazione)

• I TU sono le prime strutture numeriche nel processo di formazione della trama predisposte per la multiplazione ad interallacciamento di ottetto per formare un TUG

Tributary Unit TU-iTributary Unit TU-i

45

• I TUG sono stati introdotti per limitare le numerosissime combinazioni possibili per assemblare VC inferiori in un VC superiore

• Un TUG è costituito da una o più TU omogenee ovvero da più TUG di ordine inferiore, interallacciati byte a byte. I TUG occupano posizioni fisse e predefinite all’interno della capacità utile di trasporto del VC di ordine superiore

• I TUG definiti sono i seguenti:» TUG-2 costituito da

» 1 TU-2» 3 TU-12» 4 TU-11 (solo schema ITU-T)

» TUG-3 costituito da» 7 TUG-2» 1 TU-3

Tributary Unit Group TUG-2 e TUG-3Tributary Unit Group TUG-2 e TUG-3

46

• Le AU sono le strutture numeriche impiegate per l’adattamento del livello di percorso superiore al livello di sezione di multiplazione

• Le AU sono costituite da:» una capacità utile trasportata, formata da un VC di ordine superiore» una capacità di servizio, costituita dal puntatore e dai byte di opportunità di

giustificazione, che permette di sincronizzare il VC trasportato rispetto alla trama della sezione di multiplazione (STM-1)

• Esistono due tipi di AU:» AU-4» AU-3 (solo schema ITU-T)

Administrative Unit AU-4 e AU-3Administrative Unit AU-4 e AU-3

47

• Svolge una funzione analoga a quella delle TUG

• Un AUG può contenere:» un gruppo omogeneo di 3 AU-3 interallacciati byte a byte (solo ITU-T)» una AU-4 (che coincide con l'AUG)

• Nello schema ETSI, AUG e AU-4 coincidono

Administrative Unit Group AUGAdministrative Unit Group AUG

48

• Sono le strutture numeriche che costituiscono il supporto per il livello di sezione della rete SDH; esse rappresentano le trame dei diversi ordini gerarchici della gerarchia sincrona

• Ogni STM è costituito da» una capacità utile di trasporto (AUG) » una capacità di servizio relativa alle sezioni, Section OverHead

(SOH), con funzioni di allineamento di trama, controllo del tasso di errore e di O&M

• Il formato del STM-N contiene» N AUG interallacciati byte a byte» un SOH di struttura analoga a quella che si otterrebbe

interallacciando byte a byte N SOH di trame STM-1

Synchronous Transport Module STM-NSynchronous Transport Module STM-N

49

Servizio a circuito@ 64 kbit/s

Servizio a pacchetto

Linee a circuitoaffittate

VC-11 VC-12 VC-2 VC-3

VC-3 VC-4

AUG + MSOH + RSOH (STM-N)

AUG + MSOH

AUG + MSOH + RSOH (STM-N)

Strato diCircuito

Strato diCammino

OrdineInferiore

OrdineSuperiore

Strato deiMezzi

Trasmissivi

Sezione diMultiplazione

Sezione diRigenerazione

MezziTrasmissivi

Stratificazione e strutture numericheStratificazione e strutture numeriche

50

• La multiplazione delle strutture TUG nel carico utile dei VC-4 è limitata dal seguente vincolo

7n3 + n2 + n12/3 + n11 /4 = 21

• La multiplazione delle strutture TUG nel carico utile dei VC-3 è limitata dal seguente vincolo

n2 + n12/3 + n11 /4 = 7

• nx indica il numero di VC di livello x

Multiplazione di TU nei VC-3/-4Multiplazione di TU nei VC-3/-4

51

1 261

1

H1 Y Y H2 1 1 H3 H3 H3

J1B3C2G1F2H4F3K3N1 9

VC-4

AU-4

Inserimento di un VC-4 nell’AU-4Inserimento di un VC-4 nell’AU-4

52

• 261 x 9 byte in 125 µµµµs = 150336 kbit/s di capacità ditrasporto

1 2611

9

0 - - 1 - - 2 - - --86--85

--88--87

--782--781

--89 --173--172

--696

H1 Y Y H2 1 1 H3 H3 H3

Administrative Unit AU-4: strutturaAdministrative Unit AU-4: struttura

53

Percorso di multiplazione di un flusso PDH a 140 Mbit/s

EsempioEsempio

54

• il C-4 ha dimensione fissa» 260 colonne x 9 righe = 2340 byte...

• ...ma ospita un numero variabile di bit di tributario 139.264 Mb/s grazie alla giustificazione positiva

» 1 bit di opportunità di giustificazione per riga» 5 cifre C di segnalazione giustificazione per bit di opportunità: sono

corretti fino a due errori

• i bit di opportunità di giustificazione permettono disistemare i bit in più o in meno che arrivano dal tributario139.264 Mb/s (±15 ppm di tolleranza di frequenza)

Composizione del C-4Composizione del C-4

55

Schema di una riga di C-4Schema di una riga di C-4

56

Dal C-4 al STM-NDal C-4 al STM-N

57




58

• Puntatore AU: è utilizzato per specificare l’offset del carico utile di un VC di ordine superiore rispetto alla struttura di trama dimultiplazione che lo contiene

» Ad esempio, il puntatore AU-4 indica la posizione del primo byte del VC-4, libero di muoversi all'interno della trama

I puntatori permettonol'allineamento dinamico dei VC

• Puntatore TU: è usatoper specificare l’offsetdel carico utile di un VC di ordine inferiorerispetto alla trama del VC di ordine superiorein cui è inserito

Funzione dei puntatoriFunzione dei puntatori

59

• I VC possono averefase variabilerispetto alla strutturanumerica che licontiene

• Il puntatore è riferitoal primo byte a destra della IV riga diOH

• I VC si trovano a cavallo di più trame

Allineamento di fase del VC-4 nel STM-1Allineamento di fase del VC-4 nel STM-1

60

• Per compensare in un NE le fluttuazioni di fase tra• i VC in ingresso (clock del NE che li origina)

• il segnale STM-1 in uscita (clock locale)

Perché allinearsi dinamicamente?Perché allinearsi dinamicamente?

61

• Orologio di apparato: Synchronous Equipment Clock (SEC)• Il buffer assorbe le variazioni di fase tra i VC in ingresso

all'apparato e le trame in uscita

• Il valore del puntatore è aggiornatoquando lo statodi riempimentodel buffer supera la soglia inferioreo quellasuperiore

Generazione del puntatoreGenerazione del puntatore

62

• Il puntatore è aggiornato quando il buffer del Pointer Processor si riempe o si svuota oltre le soglie a causa dellevariazioni di fase relative degli orologi

Aggiornamento del puntatoreAggiornamento del puntatore

63

H1 H1 H1 H2 H2 H2 H3 H3 H3

H1 H2 H3

V1 V2 V3

N N N N s s I D I D I D I D I D

1 4 75 6 1698

Valore del puntatore

Opportunità digiustificazione

negativa

Opportunità digiustificazione

positiva

AU-4

AU-3TU-3

TU-11TU-12TU-2

Formato dei byte di puntatoreFormato dei byte di puntatore

64

• I byte H1 e H2 non usati per il puntatore nel caso di AU-4 sono codificati con 1001ss11 e 11111111 rispettivamente

• I valori dei campi Valore del Puntatore e Signal Type (ss) del puntatore sono codificati come segue

Puntatore Signal Type Valore del puntatore

AU-4 10 0 - 782AU-3 10 0 - 782TU-3 10 0 - 764TU-2 00 0 - 427TU-12 10 0 - 139TU-11 11 0 - 103

Formato dei byte di puntatoreFormato dei byte di puntatore

65

Codifica del puntatore AU-4Codifica del puntatore AU-4

66

• bit 1-4: NDF» indica una reinizializzazione del valore del puntatore

• bit 5-6:» indica il tipo di AU contenuto (informazione utilizzata solo nel caso di

schema di multiplazione ITU-T)

• bit 7-16: puntatore» il valore numerico della posizione del VC-4 nella trama (da

moltiplicare per 3)» i valori legali sono 0-782» con 0 si indica il primo byte a destra del terzo H3

Codifica del puntatore AU-4Codifica del puntatore AU-4

67

Esempio di giustificazione positivaEsempio di giustificazione positiva

68

Esempio di giustificazione negativaEsempio di giustificazione negativa

69

• In condizioni normali NDF=0110, puntatore = inizio VC-4

• In caso di giustificazione positiva, si invertono i bit I, i byte di opportunità di giustificazione non contengono dati significativi, e dalla trama seguente il puntatore è incrementato di 1 (modulo 783)

• In caso di giustificazione negativa, si invertono i bit D, i byte H3 contengono 3 byte di dati, e dalla trama seguente il puntatore èdecrementato di 1 (modulo 783)

• Se l'allineamento del VC-4 cambia bruscamente di più di 3 byte, si inverte NDF e il puntatore è immediatamente aggiornato

• Dopo una giustificazione non sono permessi altri movimenti per le 3 trame seguenti

Regole di generazione del puntatore AU-4Regole di generazione del puntatore AU-4

70

• L’STM-N potrebbe presentare lunghe sequenze di 0 o di 1. Per impedire questo si usa un Frame Synchronous Scrambling, applicato a ciascuna trama con esclusione della prima riga di SOH (che contiene la parola di allineamento

• Il polinomio generatore dello scrambler è 1+x6+x7; l’inizializzazione è 1111111

1 1 1 1 1 1 1

y(k)

z(k)

z(k) = y(k) + y(k-6) + y(k-7)

ScramblingScrambling

71

SincronizzazioneSincronizzazione

Estrazione del clock daiflussi

Tx

Rx Tx

Rx

FMaster

ETRx

Tx

Tx

RxET

72

SincronizzazioneSincronizzazione

SEC SECSEC SEC SECSEC SEC SECSEC

» PRC = Primary Reference Clock (Orologio Principale, OP; nazionale)» SSU = Synchronization Supply Unit (Orologi Asserviti, OA; in centrale)» SEC = Synchronization Equipment Clock (Orologi Asserviti Secondari;

OAS, nell’apparato)

PRC

SSU SSU SSU

Rete di sincronizzazione ad albero

73




74

• L’overhead della SDH è riconducibile a quattro tipi» overhead specifici del payload: introdotti nell’adattamento di un

carico informativo di uno strato “cliente” entro una struttura numerica dello strato “servente” (funzione di adattamento); esempi sono il puntatore TU, la segnalazione di giustificazione

» overhead indipendenti dal payload: sono caratteristici dello strato servente e perciò definiti e trattati in modo indipendenti dallospecifico strato “cliente” (funzione di terminazione del trail); esempi sono il controllo di errore, l’etichetta di percorso

» overhead di strati ausiliari: si tratta di capacità messa a disposizione per reti di strati ausiliari; esempi sono i canali di comunicazione dati per la TMN e i canali fonici di manutenzione

» overhead non allocato: sono byte non ancora assegnati ad alcuno scopo, riservati per usi futuri

OverheadOverhead

75

• Il Path Overhead (POH) è l’informazione associata al livello di percorso (VC), creata all’ingresso della rete SDH ed esaminata all’uscita

• Il Section Overhead (SOH), trattato a livello di aggregato SDH (STM), e si divide in

� Regenerator SOH (RSOH), trattato in tutti gli apparati SDH � Multiplexer SOH (MSOH), trattato in tutti gli apparati SDH eccetto i

rigeneratori

OverheadOverhead

76

Stratificazione della rete SDHStratificazione della rete SDH

77

• Il livello di percorso (Path Layer) è l’insieme delle risorse trasmissive che vanno dal primo terminale SDH che riceve il tributario (VC, Virtual Container) all’ultimo terminale SDH che restituisce il flusso tributario. (i terminali SDH suddetti sono pertanto o un multiplatore, terminale o Add-Drop, o un RED sincrono)

• Il livello di sezione trasmissiva (Section Layer) è definito fra interfacce che trattano flussi aggregati ed è suddiviso in:

� Strato della sezione di Multiplazione (Multiplexer Section Layer), porzione compresa tra due terminali SDH

� Strato della sezione di Rigenerazione (Regenerator Section Layer), porzione di collegamento compresa tra un terminale SDH e un rigeneratore oppure tra due rigeneratori

Percorso e SezionePercorso e Sezione

78

• Percorso di ordine inferiore» tra due punti della rete in cui il POH del VC-i viene scritto e letto

(i=11, 12, 2, 3)

• Percorso di ordine superiore» tra due punti della rete in cui il POH del VC-4 (VC-3) viene scritto e

letto

• Sezione di multiplazione» tra due punti in cui il MSOH viene scritto e letto

• Sezione di rigenerazione» tra due punti in cui il RSOH viene scritto e letto

Livelli di trasporto e overheadLivelli di trasporto e overhead

79

Path/Trail/Connection Termination

Path/Trail/Connection Termination

Source

SourceSink

Sink

Vicino (Near) Remoto (Far)

problemaLOPLOFAISTIMSLMUNEQ

allarme

LOP = Loss Of Pointer TIM = Trace Identification MismatchLOF = Loss Of Frame SLM = Signal Label MismatchAIS = Alarm Indication Signal UNEQ = Unequipped

Collegamento bidirezionale e allarmiCollegamento bidirezionale e allarmi

80

Multiplexer Section Alarm Indication Signal

• Inviato a valle dal Rigeneratore per indicare che è stato rilevato un guasto nella sezione precedente

• In trasmissione viene inviato un segnale STM-N con RSOH valido ed i restanti bit tutti posti a 1

• In ricezione il Terminale rileva l'allarme dalla lettura della configurazione 111 nei bit 6,7,8 del byte K2 dello MSOH per almeno 3 trame consecutive

• L'allarme è rimosso dalla ricezione di almeno 3 trame consecutive con i bit 6,7,8 di K2 diversi da 111

Allarmi di sezione: MS-AISAllarmi di sezione: MS-AIS

81

Multiplexer Section Remote Defect Indication(ex Far End Receiver Failure)

• Segnale utilizzato per indicare al Terminale a monte che si è ricevuto un MS-AIS o che si è rilevato un guasto nella sezione

• Il segnale è rilevato dalla ricezione della configurazione 110 nei bit 6,7,8 del byte K2 in almeno 3 trame consecutive

• La segnalazione dell'allarme è rimossa dalla ricezione di almeno 3 trame consecutive con i bit 6,7,8 del byte K2 diversi da 110

• La trasmissione di MS-AIS sovrascrive la MS-RDI

Allarmi di sezione: MS-RDI (ex FERF)Allarmi di sezione: MS-RDI (ex FERF)

82

RSOH = Regenerator Section OverHeadMSOH = Multiplexer Section OverHead

X Byte riservati per uso nazionaleByte riservati per futura standardizzazioneByte dipendenti dal mezzoByte non rimescolati (scrambled)

∆*

1 2 3 4 5 6 7 8

1

2

3

4

5

6

7

8

9

9

MS

OH

RS

OH

A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0

B2

D4

D7

D10

S1 E2

E1 F1

D2 D3

B2 B2 K1 K2

D5 D6

D8 D9

D11 D12

AREA PUNTATORE

* * * * * * *• A1, A2 allineamento di trama• J0 identificatore della sezione di rigenerazione• B1 rivelazione di errore (BIP-8) • E1 canale fonico di servizio• F1 canale a disposizione del gestore• D1- D3 canali dati per gestione di rete

• B2 rivelazione di errore (BIP-24)• K1, K2 canale per la protezione automatica• D4 - D12 canali dati per gestione di rete• S1 stato di sincronizzazione• M1 Remote Error Indication (REI), ex FEBE,

trasmette all’indietro le violazioni di parità di blocco valutate attraverso il BIP-24

• E2 canale fonico di servizio

B1 ∆∆∆∆ ∆∆∆∆

∆∆∆∆ ∆∆∆∆D1

* *X X

X X

∆∆∆∆

∆∆∆∆

X XM1

Section OverHead dell’STM-1Section OverHead dell’STM-1

83

• A1, A2 (6 x N byte)» byte di allineamento (A1=11110110, A2=00101000)

• J0 (N byte)» Identificatore della sezione di Rigenerazione

• B1» controllo parità (BIP-8) sulla trama precedente, dopo lo scrambling

• E1» canale di servizio per comunicazioni vocali accessibile nei rigeneratori

(RSOH EOW)

• F1» canale di utente (per es., connessioni vocali temporanee per scopi di

manutenzione)

• D1-D3» canale a 192 kb/s per scambio di informazioni di gestione (DCC, di sezione

di rigenerazione)

Overhead della sezione di rigenerazione - RSOHOverhead della sezione di rigenerazione - RSOH

84

• B2 (3 x N byte)» parità (BIP-24 x N) sulla trama precedente tranne RSOH

• K1, K2» protocollo di segnalazione per la protezione automatica della sezione

(Automatic Protection Switching, APS) e allarmi• E2

» canale di servizio per comunicazioni vocali accessibile nei punti di terminazione di sezione di multiplazione (MSOH EOW)

• D4-D12» canale a 576 kb/s per scambio informazioni di gestione (DCC di sezione di

multiplazione)• S1 (bit 5-8)

» indica il tipo di orologio che genera il segnale di sincronizzazione (Synchronization Status Message, SSM)

• M1» porta indietro il numero di errori rilevati dai byte B2 (MS Remote Error

Indication, REI)• Z1, Z2: funzioni ancora da definire

Overhead della sezione di multiplazione - MSOHOverhead della sezione di multiplazione - MSOH

85

TL RL RL TL

E1 E1 E1

E2

I bytes E1 e E2 sono utilizzati per comunicazioni foniche di servizio (Engineering Order Wire, EOW); in particolare il byte E1 è accessibile sia a livello di apparati terminali (TL) sia di rigenerazione (RL), mentre il byte E2 è accessibile solo a livello di apparati terminali (TL)

Canale Telefonico di Servizio (E1, E2)Canale Telefonico di Servizio (E1, E2)

86

NE

QLAN

I/F Q

NE

QLAN

I/F Q

NE

QLAN

I/F Q

ELEMENTMANAGER

ELEMENTMANAGER

ELEMENTMANAGER

NETWORK MANAGER

messaggi gestionaliin D1-D12

Sono previsti due canali per il trasporto dei messaggi gestionali (Data Communication Channel, DCC) verso un centro di raccolta; D1-D3 (192 kbit/s) accessibile sia a livello di apparati terminali sia di rigenerazione e D4-D12 (576 kbit/s) accessibile solo a livello di apparati terminali

Canale di Comunicazione dei Dati (D1-D12)Canale di Comunicazione dei Dati (D1-D12)

87

VC

-4 P

OH

C-4

J1B3C2G1F2H4F3K3N1

Overhead di Percorso VC-4Overhead di Percorso VC-4

88

• J1 (path trace)» trasmette ripetutamente una sequenza di identificazione (HO Path APId)

• B3» controllo parità (BIP-8) sul VC-3/VC-4 precedente

• C2 (signal label)» indica la composizione del VC-3/VC-4

• H4» dipendente dal payload (es. indicatore multitrama dei VC di ordine inferiore

contenuto nel VC-3/VC-4, puntatore celle ATM)• G1 (path status)

» trasmette informazioni sullo stato del percorso all'apparato a monte (bit 1-4: REI, bit 5-7: RDI)

• F2, F3» canali d'utente

• K3 (bit 1-4)» APS per percorso di ordine superiore

• N1» riservato per Tandem Connection Monitoring

Significato dei byte di High Order-POHSignificato dei byte di High Order-POH

Documents

DDoovvee ssiiaammoo - uniroma2.it · • Nell’SDH le informazioni di allarmistica, controllo della qualità e di supervisione sono molto complete e associate anche ai singoli tributari