Jeranquia Digital Sincrona

7/21/2019 Jeranquia Digital Sincrona

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Jerarqua Digital Sncrona (SDH)Autor: Jose Maria Domnguez Picazo

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Presentacin del curso

SDH es el estandar internacional de comunicaciones aceptado por la UIT para redesde transmisin de alta capacidad. Tecnologas como ATM, IP/MPLS o ADSL seapoyan en SDH para alcanzar la ansiada banda ancha.

Con este curso podremos ver como funciona y como poder entender este estandarde comunicacin, el cual se est utilizando para las conexiones actuales.

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1. Introduccin a SDH[http://www.mailxmail.com/curso-jerarquia-digital-sincrona-sdh/introduccion-sdh ]

Introduccin:

SDHy el equivalente norteamericano SONET son las tecnologas dominantes en la

capa fsica de transporte de las actuales redes de fibra ptica de banda ancha. Sumisin es transportar y gestionar gran cantidad de tipos de trafico diferentes sobrela infraestructura fsica.

Esencialmente, SDHes un protocolo de transporte (primera capa en el modelo OSI)basado en la existencia de una referencia temporal comn (Reloj primario), quemultiplexa diferentes seales dentro de una jerarqua comn flexible, y gestiona sutransmisin de forma eficiente a travs de fibra ptica, con mecanismos internos deproteccin.

Usando como referencia el modelo OSI, SDHes comnmente visto como un

protocolo de nivel uno, es decir, un protocolo de la capa fsica de transporte. Eneste papel, acta como el portador fsico de aplicaciones de nivel 2 a 4, esto es, esel camino en el cual trfico de superiores niveles tales como IPo ATMestransportado. En palabras simples, podemos considerar a las transmisiones SDHcomo tuberas las cuales portan trfico en forma de paquetes de informacin. Estospaquetes son de aplicaciones tales como PDH, ATMo IP.

SDHpermite el transporte de muchos tipos de trfico tales como voz, video,multimedia, y paquetes de datos como los que genera IP. Para ello, su papel es,esencialmente, el mismo: gestionar la utilizacin de la infraestructura de fibra. Estosignifica gestionar el ancho de banda eficientemente mientras porta varios tipos detrfico, detectar fallos y recuperar de ellos la transmisin de forma transparente

para las capas superiores.Las principales caractersticas que encontramos en cualquier sistema de red detransporte SDHimplementado a da de hoy son las siguientes:

- Multiplexin digital: ste trmino fue introducido hace 20 aos y permiti que lasseales de comunicaciones analgicas sean portadas en formato digital sobre la red.El trfico digital puede ser portado mucho mas eficientemente y permitemonitorizacin de errores, para propsitos de calidad.

- Fibra ptica: ste es el medio fsico comnmente desplegado en las redes detransporte actuales. Tiene una mucho mayor capacidad de portar trfico que loscoaxiales o los pares de cobre lo que conduce a una disminucin de los costes

asociados al transporte de trfico.- Esquemas de proteccin: stos han sido estandarizados para asegurar ladisponibilidad del trfico. Si ocurriera una falla o una rotura de fibra, el trficopodra ser conmutado a una ruta alternativa, de modo que el usuario final nosufriera disrupcin alguna en el servicio.

- Topologas en anillo: stas estn siendo desplegadas cada vez en mayor nmero.Esto es porque, si un enlace se perdiera, hay un camino de trfico alternativo por elotro lado del anillo. Los operadores pueden minimizar el nmero de enlaces y fibra


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ptica desplegada en la red. Esto es muy importante ya que el coste de colocarnuevos cables de fibra ptica sobre el terreno es muy caro.

- Gestin de red: La gestin de estas redes desde un nico lugar remoto es unaprestacin importante para los operadores. Se ha desarrollado software que permitegestionar todos los nodos y caminos de trfico desde un nico computador. Unoperador puede ahora gestionar una variedad grande de funciones tales como elprovisionamiento de capacidad en respuesta a la demanda de clientes y lamonitorizacin de la calidad de una red.

- Sincronizacin: Operadores de red deben proporcionar temporizacinsincronizada a todos los elementos de la red para asegurarse que la informacinque pasa de un nodo a otro no se pierda. La sincronizacin es de creciente conciertoentre los operadores, con avances tecnolgicos cada vez ms sensibles al tiempo.La sincronizacin se est convirtiendo en un punto crtico, proveyendo a SDHuncamino ideal de filosofa de red.


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2. Origen del SDH[http://www.mailxmail.com/curso-jerarquia-digital-sincrona-sdh/origen-sdh ]

Los sistemas de transmisin sncronos han sido desarrollados de modo que losoperadores puedan desplegar redes flexibles y resistentes. La insercin y extraccinde canales puede ser realizada en un simple multiplexor. La provisin de la

capacidad de gestin de la red es definida en el estndar. De hecho, un granesfuerzo de concordia ha tenido lugar en el desarrollo de SDH. La oportunidad dedefinir este conjunto de estndares ha sido usado para dirigir una buena cantidadde otros problemas. Por ejemplo, la necesidad de definir interfaces estndar entreequipamientos de diferentes fabricantes y la necesidad de facilitar interconexin deredes entre jerarquas de transmisin de Norte Amrica y de Europa.

Este estndar culmin en 1989 en las recomendaciones de la ITU-T G.707, G.708, yG.709 que definen la Jerarqua Digital Sncrona. En Norte Amrica, ANSI public suestndar SONET, el cual es conocido a lo largo del resto del mundo como estndar SDSDH.

Las recomendaciones de la UIT-Tdefinen un nmero de tasas bsicas detransmisin que se pueden emplear en SDH. La primera de estas tasas es 155.52Mbps, normalmente referidas como un STM-1(donde STM significa Mdulo deTransporte Sncrono). Mayores tasas de transmisin como el STM-4, el STM-16, yel STM-64(622.08 Mbps, 2488.32 Mbps y 9953.28 Mbps respectivamente) estntambin definidas.

Las recomendaciones tambin definen una estructura de multiplexacin donde unaseal STM-1puede portar un nmero de seales de menor tasa de transmisinformando parte de su carga til. Las seales existentes PDHpueden ser portadassobre la red SDHcomo carga til.

El nuevo estndar sncrono presentaba una serie de ventajas que lo hacan ptimocon respecto al anterior estndar pleusncrono:

- Operaciones de multiplexin y demultiplexin ms sencillas y flexibles,permitiendo extraer e insertar circuitos sin tener que desmontar la seal.

- Fcil de migrar hacia rdenes superiores de multiplexacin, ya que emplean lamisma filosofa de trabajo.

- Las cabeceras permiten mejorar los procedimientos de operacin, administracin ymantenimiento de la red (OAM).

- Pueden transportar seales PDH G.702, ATM, etc.

- Cuenta con mecanismos integrados de proteccin.- Define un interfaz ptico abierto para permitir la interconexin con otros equipos.


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3. Conceptos bsicos[http://www.mailxmail.com/curso-jerarquia-digital-sincrona-sdh/conceptos-basicos]

Una red de transporte puede ser vista como los enlaces y equipos asociados quehabilitan trfico para ser portado entre dos clientes o nodos en una red. A estosnodos se les puede asociar trfico de una funcin de una capa superior, tales como

un switchingo un routing.Los elementos de red son equipos localizados en cada nodo de la red de transporte SSDH, los cuales realizan funciones sobre el trfico tales como multiplexin orouting.

Un tributario es un flujo de trfico el cual es combinado con otros flujos tributariosmediante la funcin de multiplexacin para dar lugar a un menor nmero de flujosde trfico salientes. Una seal de agregado es el trmino asociado con ese flujo desalida generado.

Los tributarios de un elemento de red SDHson los interfaces de trfico en la red SDHSDH. Estos elementos de red soportan diferentes tipos de tributario no SDHpermitiendo el transporte eficiente de trficos de diverso origen. Por ejemplo encapas inferiores o de acceso a la red, un elemento de red puede aceptar alguno delos siguientes trficos tributarios para portarlos directamente en su estructura detrama:

- Interfaces de trfico PDH, tales como 2 Mbps, 34 Mbps, y 140 Mbps.- Interfaces de voz analgicos.- Interfaces Ethernet que toman datos IP o datos provenientes de LAN.- Interfaces RDSI/ADSL


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4. El mdulo de transporte sncrono[http://www.mailxmail.com/...curso-jerarquia-digital-sincrona-sdh/modulo-transporte-sincrono ]

La duda que ahora nos surge es, cmo estas seales tributarias convergen entrfico SDH? En este punto mostraremos cmo la informacin es empaquetada enun mdulo de transporte sncrono de modo que este pueda ser transportado y

gestionado a travs de la red.Un Contenedor es el elemento bsico de una seal SDH. ste est formado por losbits de informacin de una seal PDHla cual ser empaquetada dentro delcontenedor. Existen diferentes tipos de contenedores, cada uno de los cualescorresponde con una seal PDHde diferente tasa de transmisin.

La Cabecera de Ruta (Path Overhead): Cada contenedor tiene algn tipo de controlsobre la informacin asociada a l. Esta informacin es generada en el nodooriginario de la ruta y es terminada en el nodo final del camino. Esta informacinpermite al operador etiquetar el trfico as como trazar la seal a travs de la red(envo de trazas) e identificarla para propsitos de protecciones y monitorizacin de

cuentas de errores.El Contenedor Virtual se refiere al conjunto de un contenedor y a su cabecera deruta asociada. Volviendo a la analoga con una tubera, el contenedor virtual puedeser visto como el paquete de trfico PDH el cual es portado a travs de la tuberaSDH.

Hay diferentes tipos de contenedores virtuales(VC). Un VC-12es construido deun contenedor C - 1 2, el cual contiene una seal PDH de 2 Mbps. Un V C - 3porta uncontenedor C - 3que contiene una seal PDH de 34 Mbps y un VC-4porta una sealPDH de 140 Mbps en un contenedor C - 4. Un contenedor virtual puede contenerotros contenedores virtuales, proceso que denotamos como anidamiento. Porejemplo un V C - 4puede ser conformado con 63 VC-12s. Esto simplifica eltransporte y gestin de estas seales a travs de la red.

El mdulo de transporte sncrono: Una seal es introducida en un contenedorvirtual, pero cmo es transportada en un enlace ptico? El contenedor virtual esportado sobre la red junto a algunos otros contenedores ubicados en un mdulo detransporte sncrono o STM(Synchronous Transport Module).

El contenedor virtual est ubicado en el rea de carga til del STM(Payload Area).Volviendo atrs en la analoga inicial, los STMs pueden ser vistos como tuberascon las cuales se confecciona la red y el contenedor virtual como los paquetes queson portados a travs de las tuberas.

La unidad bsica de SDHes la estructura STM-1. Cuatro marcos STM-1sonconcatenados o multiplexados para dar un STM-4 el cual tiene una mayor tasa detransmisin. STM -16y STM-64ofrecen mayores tasas de transmisin y soportanun mayor numero de seales en su rea de carga til. As, los STM-4, STM-16ySTM-64pueden ser vistos como tuberas ms gruesas.

La Cabecera de Seccin (Section Overhead): Los bytes de informacin son aadidosa la estructura STMprovisionando un canal de comunicacin entre nodosadyacentes habilitando el control de la transmisin sobre el enlace. Esto permite alos dos nodos "hablar" con el otro cuando aparece un evento de fallo en la seccin,


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como por ejemplo, cuando ocurre una conmutacin de proteccin.

Un camino o ruta es el trmino usado para referirnos a un circuito punto a puntopara el trfico, es decir, sta es la trayectoria seguida por un contenedor virtual atravs de la red. Una seccin es definida como el enlace de transporte entre dosnodos adyacentes. Un camino est compuesto por un nmero concreto de secciones.

Volviendo a la analoga inicial de una tubera, la seccin puede ser vista como lalongitud de una tubera entre dos nodos de red y el camino como la ruta que toma

los contenedores virtuales sobre esas secciones de tuberas.El trfico de los usuarios finales ser transportado en contenedores virtuales por undeterminado camino, sobre varias secciones. (Esto es una definicin simplista eintroductoria. De hecho, caminos y secciones son diferentes capas de la red detransporte como ms adelante describiremos).

Un STMest dedicado a una nica seccin, de ah que la cabecera de seccin seaprocesada en cada nodo y un nuevo STMcon nuevas cabeceras es construido parala siguiente seccin. El contenedor virtual, por el contrario, sigue un camino sobrediversas secciones, de modo que la cabecera de camino permanece con elcontenedor de extremo a extremo del camino.

Resumiendo lo expuesto hasta ahora, la informacin entrar en la red SDHcomo unflujo digital de informacin. La informacin de estas seales es mapeada en uncontenedor, y cada contenedor, por lo tanto, tiene algo de informacin de controlaadida, conocida como cabecera de camino. La combinacin de estas seales y lacabecera es conocida como contenedor virtual. Los contenedores virtuales forman elrea de carga til del mdulo de transporte sncrono (STM) el cual tambin tieneinformacin de control llamada cabecera de seccin.

La informacin entra en la red como flujos digitales de 2 Mbps que sernacomodados en contenedores virtuales VC-12. Un elemento de red SDHmultiplexar esta seal junto con otras seales de tributario en una seal agregadade mayor tasa de transmisin. En el ejemplo, esto es una seal STM -1de 155

Mbps. Esto es en la red local SDH. Esta seal puede entonces ser de nuevomultiplexada para dar una seal STM-4a 622 Mbps en el siguiente nivel, llegando aalcanzar el STM-64cuando son portadas a 10 Gbps. En este flujo de mayor tasa detransmisin son transportadas muchas seales en una nica fibra, en lo que esconocido como red troncal o backbone de la red y transportar la informacin a undeterminado punto geogrfico.

La seal de 2 Mbps puede ser extrada y entregada en su destino o si su destino esun equipo terminal, la seal agregada es demultiplexada descendiendo hasta laseal de 2 Mbps. La estructura de multiplexin SDH define el camino estndar paramapear las seales contenidas en un STM, cuya unidad bsica es una estructuraSTM-1 (155 Mbps). El valor de otras tasas de transmisin bsicas es definido

mediante el uso de un factor de multiplicacin de cuatro. Estos son los 622 Mbpsconocido como STM-4, 2.5 Gbps conocidos como STM-16 y los 10 Gbps o STM -64.

Pero Porqu incrementamos la tasa de transmisin de STM-1 a STM-16 o STM- 4?Transportar informacin de un punto a otro requiere una fibra ptica ubicada de unlugar al otro. Esta instalacin es costosa, as que se limita el nmero de fibrasinstaladas, intentando portar en una fibra tanta informacin como fuera posible, yesto es posible, mediante el transporte de una tasa de transmisin mayor como esSTM-64.




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5. La estructura de multiplesacin SDH:[http://www.mailxmail.com/...urso-jerarquia-digital-sincrona-sdh/estructura-multiplesacion-sdh ]

La estructura de multiplexin SDHdefine cmo la informacin es estructurada paraconstruir un marco STM-1. Este modo de mapeo de contenedores en una sealSTM-Nes definido por las recomendaciones de la ITU-T, hechas publicas desde

1989.

Anteriormente hemos dicho que los contenedores son empaquetados en STMs porelementos de red. Para que los elementos de red en el extremo contrario extraiganun contenedor virtual, ste debe conocer la localizacin exacta del contenedorvirtual dentro del rea de carga til delSTM. Un puntero denota esta ubicacin. Enuna red sincrona todo el equipamiento est sincronizado mediante un reloj nicopara toda la red. La temporizacin de una seal pleusncrona colocada dentro de uncontenedor virtual puede variar en frecuencia o fase con respecto al reloj de red.Como resultado de esto, la localizacin de un contenedor virtual en una estructuraSTSTMpuede no ser fija, por lo que el puntero asociado con cada contenedor virtualindica su posicin dentro del rea de carga til del STM.

La estructura SDH: La seal STM-1, el elemento bsico del SDH, comprende 2430bytes de informacin. Esto est distribuido en 270 columnas por 9 filas. Dentro deellos estn contenidos la carga til del STM-1, los punteros y las cabeceras deseccin.

La construccin del rea de carga STMes definida por la estructura mapeada SDH.

Las tasas de transmisin de los clientes son mapeadas en contenedores ( C ) y unacabecera de camino (POH) aadida para dar lugar a un contenedor virtual (VC). Estosformarn Unidades Tributarias (Tributary Units o TU) las cuales consisten encontenedores virtuales ms el puntero. El puntero indica la posicin de contenedorvirtual dentro de la unidad tributaria.

La unidad tributaria es empaquetada en Grupos de Unidades Tributarias (TributaryUnits Groups o TUGs) y finalmente en Grupos de Unidades Administrativas

(Administrative Unit Groups o AUGs) de acuerdo a las reglas de estructura demultiplexin SDHque podemos observar en la figura 3.13. Resaltar que esteempaquetado secuencial puede realizarse anidando pequeos contenedoresvirtuales junto con otros mayores.

Las reglas SDHde multiplexin aseguran que la posicin exacta de un contenedor


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virtual contenido en el rea de carga til puede ser identificado por cada nodo. Estotiene la ventaja de que cada nodo puede directamente acceder a un contenedorvirtual de la carga til sin necesitar desmontar y volver a construir la estructura decarga. Las montaas de multiplexores que aparecan en las redesPDHno sonrequeridas.

Siguiendo estas reglas de multiplexin, una seal STM-1puede ser constituida dediferentes modos. Los V C - 4que formarn la carga til de la estructura STMpuedencontener una seal PDHde 140 Mbps, tres seales PDHde 34 Mbps , sesenta y tresseales PDH de 2 Mbps o combinaciones de ellas, de modo que la capacidad total nosea excedida. Cuando son necesarias tasas de transmisin mayores que STM-1,stas son obtenidas usando un simple esquema de concatenacin de bytes,alcanzando tasas de 622 Mbps (STM-4), 2.5 Gbps (STM-16) y 10 Gbps (STM-64).




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6. La trama STM-1[http://www.mailxmail.com/curso-jerarquia-digital-sincrona-sdh/trama-stm-1]

Los sistemas de transmisin pleusncronos permiten a los tributarios desviarse deuna tasa de bits predefinida. Los mtodos de justificacin entonces llevan a todoslos tributarios a la misma tasa de bits antes de la multiplexacin. El mtodo de

just if icacin usando bits extra de relleno en el flujo de datos hace imposible laidentificacin de un canal tributario especfico interno a un canal multiplexado.

En sistemas sncronos todos los elementos del sistema estn sincronizados almismo reloj maestro por lo que la justificacin no es necesaria para tener una tasade bits comn previa a la multiplexin.

La tasa de transmisin bsica de SDHestndar es 155,520 Mbps (STM-1). La tramaSTM-1 consiste en 2430 bytes, los cuales corresponden con una duracin de 125

us. tambin estn definidas tres tasas de bits de mayor velocidad como son 622,08Mbps (STM-4), 2488,32 Mbps (STM-16) y 9953,28 Mbps (STM-64).

La trama STM-1 est estructurada como 270 columnas (bytes) por 9 filas en las quelas nueve primeras columnas de la estructura corresponden con la cabecera deseccin, y las restantes 261 columnas son el rea de payload.

La jerarqua digital sincrona elimina la necesidad de un nmero de niveles menoresde multiplexin definido en PDH. Los tributarios de 2 Mbps son multiplexados a

nivel de STM-1 en un solo paso. De todos modos, para mantener la compatibilidadcon equipos no sncronos, las recomendaciones SDH definen mtodos desubdivisin del rea de payload de la trama STM-1 de varias formas, de modo quepuedan portar diversas combinaciones de seales tributarias, tanto sncronas comoasncronas. Usando este mtodo, los sistemas de transmisin sncrona puedenacomodar seales generadas por equipamiento de varios niveles de jerarqua digitalpleusncrona.

Una trama STM-1 consta de 2430 bytes, los cuales pueden dividirse en tres reasprincipales:

- Area de payload (2349 bytes).- rea de puntero de Unidad Administrativa (9 bytes).- rea de cabecera de seccin (72 bytes).

El rea de Payload: Seales de todos los niveles de PDHpueden ser acomodadasen SDH empaquetndolas juntas en el rea de payload de la trama STM-1. Elproceso de empaquetado de seales PSH es un proceso multipaso que involucra unnmero de diferentes estructuras.


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Los tributarios pleusncronos estn mapeados en un contenedor de tamaoapropiado, y un nmero de bytes conocido como cabecera de camino (PathOverhead o POH) es aadido al mismo para formar el contenedor virtual (VC) en elque se basa esta trama. La cabecera de camino proporciona informacin para su usoen la gestin extremo a extremo de un camino sncrono. La informacin de lacabecera de camino asociado con un VC-1/VC-2 difiere a la recogida en la cabeceraasociada a los VC-3/VC-4. Veamos la informacin que encontraremos en cada unade ellas:

La cabecera de camino para los VC-1/VC-2 recogen los bytes V5, J2, Z6 y Z7. Elbyte V5 es el octeto posicionado al inicio del contenedor virtual. La funcin devarios de los bits de este byte se describe a continuacin:

- BIP-2: Los bits 1 y 2 son usados para monitorizar errores usando bits de paridadconcatenada (BIP) comprobando todos los bytes en el VC-1/ VC-2 previo.- REI: El bit 3 es el indicador remoto de error o REI del camino. Ser puesto a 1

binario y enviado en direccin opuesta al recibido hacia el extremo original delVC-1/VC-2 si uno o ms errores son detectados al chequear el BIP-2.- RFI: El bit 4 es el indicador remoto de fallo o RFI y es puesto a 1 binario y enviadoen direccin opuesta a la recibida por el ensamblador del VC-1/VC-2 si se detectaun fallo.- Etiqueta de seal: Indica el tipo de carga del contenedor virtual. Estascodificaciones pueden ser "camino inequipado", "mapeado asncrono", "mapeado debyte sncrono", o camino equipado por ser definido.- RDI: El bit 8 es el indicador de defecto remoto o RDI en el camino. Este bit escolocado a 1 binario y enviado hacia atrs por el ensamblador de VC-1/VC-2.

La cabecera de camino para contenedores VC-4est ubicada en la primera columnade las nueve filas por las 261 columnas de la estructura V C - 4. Para los VC-3, lacabecera de camino est colocada en la primera columna de las nueve filas para laestructura de 85 columnas. . La funcin de cada byte la vemos a continuacin:

J1: Traza de ruta: Este byte verifica la conexin del camino VC-3/VC-4.B3: BIP-8 de ruta: Este byte proporciona monitorizacin de bits con error sobre laruta, usando un cdigo de paridad par BIP-8.C2: Etiqueta de seal: Este byte indica la composicin de la carga VC3/VC-4.

G1: Estatus del camino: Este byte permite que el estatus de la seal recibida seaenviada de vuelta al extremo transmisor del camino desde el extremo receptor.F2, Z3: Canales de usuario: Este byte proporciona un canal de comunicacin para elusuario.H 4: Indicador de posicin: Este byte proporciona un indicador de posicingeneralizado de payload y puede ser usado como un indicador de posicin demultitrama para VC-2/VC-1.K3 (bits 1 - 4): APS: Estos bits son empleados para la conmutacin automtica deproteccin (APS) para la proteccin a nivel de camino de alto nivel.




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K3 (bits 5 - 8): Spare: Estos bits estn reservados para uso futuro.Z5: Operador nacional: Este byte esta empleado para propsitos de gestinespecfica as como mantenimiento de conexin tandem.

El Puntero de Unidad Administrativa: Tras aadir la cabecera de camino alcontenedor virtual, se le posiciona en una unidad tributaria (TU) o una unidadadministrativa (AU) con un puntero indicando al comienzo del contenedor virtual

relativo al TU o al AU, segn sea el caso. Los VC-1s y VC-2s son posicionados en TUmientras que los VC-4 son posicionados en un AU tal y como veamos en la figura3.13. En Europa, los VC-3 son posicionados en TU-3 mientras que en SONET sonposicionados en AU-3. Los AUs y los TUs son empaquetados en sus respectivosgrupos; grupos de unidades tributarias (TUGs) para unidades tributarias y gruposde unidades administrativas para AUs. Los TUGs son multiplexados encontenedores virtuales de alto nivel. Los cuales, en su turno, son posicionados enAUs con un puntero indicando al inicio del contenedor virtual relativo al AU. Es elpuntero AU el cual indica la posicin del AU con relacin a la trama STM-1 y formaparte del rea de cabecera de seccin de la trama.

El rea de payload de la trama STM-1 contiene un VC-4 o tres VC-3 con la posicindel primer byte siendo indicada por el respectivo puntero AU. El uso de punteros enla trama STM-1 significa que las seales pleusncronas pueden ser acomodadas enel seno de la red sincrona sin necesidad de emplear buffers.

Esto es porque la seal puede ser empaquetada en un contenedor virtual e insertadaen la trama en cierta posicin de modo que el puntero indique esta posicin. Usar e lmtodo de punteros es posible al definir los contenedores virtuales sncronosligeramente mayores que la carga til que portan. Esto permite a la carga deslizarse

un tiempo relativo a la trama STM-1 en la cual est contenido. El ajuste de punterotambin es posible ante la ocurrencia de cambios de frecuencia o fase comoconsecuencia de variaciones de retardo de propagacin.

El resultado de esto es que, para cualquier flujo de datos, es posible identificar suscanales tributarios individuales, e insertar o extraer informacin, y de este modosuperar uno de los principales inconvenientes del PDH.

La Cabecera de Seccin: Los bytes de la cabecera de seccin (SOH) son usados parala comunicacin entre elementos adyacentes de equipos sncronos. De este modo,

adems de ser utilizados para la sincronizacin de trama, tambin realizan una granvariedad de facilidades de gestin y administracin.

Esta estructura de cabecera de seccin STM-1 se detalla a continuacin:




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A1, A2: Enganche de trama.J0: Traza de la seccin de regeneracin.D1 a D12: Los bytes D1 a D3 forman un canal de comunicacin de datos de 192Kbps para la seccin de regeneracin. Los bytes D4 a D12 forman un canal decomunicacin de datos para la seccin de multiplexacin. El uso de ambos canalesde comunicacin es para gestin de red.E1, E2: Canales de instaladores. Empleado para comunicaciones directas entre

nodos de equipos.F1: Canales para usuario.B1, B2: Estos bytes son comprobaciones de paridad simple para deteccin deerrores.K1, K2 (bit1 a bit5): Canal dedicado a la conmutacin de proteccin automtica.K2 (bit6 s bit8): Indicador de RDI para la seccin de multiplexacin.S1 (bit5 a bit8): Indicador de estatus de sincronizacin.M 1: Indicador de REI para la seccin de multiplexacin.Z1, Z2: An por definir, sin uso.




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7. Elementos de un sistema de transmisin sncrona[http://www.mailxmail.com/...rquia-digital-sincrona-sdh/elementos-sistema-transmision-sincrona ]

Existen tres funciones bsicas en los equipos de transmisin SDH: Terminacin de lnea,multiplexin y cross-conexin. En el pasado, estas funciones eran proporcionadas porpiezas diferentes e independientes del equipo, pero con la introduccin de SDHes posiblecombinar estas funciones en un simple elemento de red.

Funcionalidad de un Elemento de Red:

Multiplexin: Es la combinacin de diversas seales de baja velocidad en una nica sealde alta velocidad, con lo cual se consigue una mxima utilizacin de la infraestructura fsica.Los sistemas de transmisin sncronos emplean la Multiplexin por Divisin en el Tiempo(TDM).

Terminacin de lnea/Transmisin: En una direccin la seal digital tributaria esterminada, multiplexada y transmitida en una seal de mayor velocidad. En la direccinopuesta, la seal de mayor tasa de transmisin es terminada, demultiplexada y reconstruidala seal digital de tributario. Esta es la tarea de terminales de lnea. Las redes detransmisin sncrona usan tpicamente fibra ptica como enlaces de transporte fsico as queesto requiere la terminacin y transmisin de seales pticas.

En sistemas PDH las tareas de terminacin, multiplexin y transmisin requieren diferentesmdulos independientes de equipamiento, pero en SDH estas funciones pueden sercombinadas en un nico elemento de red.

Cross-Conexiones: Las cross-conexiones en una red sncrona suponen el establecerinterconexiones semi-permanentes entre diferentes canales en un elemento de red. Estopermite que el trfico sea enviado a nivel de contenedor virtual. Si el operador necesitacambiar los circuitos de trfico en la red, el encaminamiento puede conseguirse cambiandoconexiones.

Esta descripcin podra sugerir que una cross-conexin es similar a una conmutacin decircuito, pero hay diferencias fundamentales entre ellas. La principal diferencia es que unaconmutacin trabaja como una conexin temporal la cual se realiza bajo el control de unusuario final, mientras que una cross-conexin es una tcnica de transmisin usada paraestablecer conexiones semi-permanentes bajo el control del operador, a travs de susistema de gestin de red. El operador cambiar esta conexin semi-permanente segncambie el patrn del trfico.


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La funcin de cross-conexin no significa la necesidad de bloques de equipamientoindependientes. La funcionalidad de cross-conexin SDH puede residir en casi cualquierelemento de red, siendo el ms obvio el multiplexor add-drop.

Otros trminos empleados en las funcionalidades de los elementos de red SDH son laconsolidacin y la agregacin.

La consolidacin se produce cuando trfico en rutas parcialmente ocupadas puede serreorganizado en un simple camino con mayor carga de densidad de trfico.

El grooming se produce cuando el trfico incidente, el cual es dirigido hacia diversos

destinos es reorganizado. El trfico para destinos especficos es reordenado en caminosjunto con otro trf ico para ese destino. Por ejemplo, el trf ico de un tipo especfico como elATM o trfico de datos con diferentes destinos puede ser separado del trfico PSTN (PublicSwitching Telephone Network o red telefnica conmutada) y ser transportado por una rutadiferente.

Tipos de Conexiones:

En un sistema SDH podemos establecer diferentes tipos de conexiones entre elementos,como son las siguientes:

- Unidireccionales una conexin de una va a travs de los elementos de red SDH , porejemplo enviar trfico nicamente.

- Bidireccionales una conexin de dos vas a travs de los elementos de red, teniendofunciones de envo y de recepcin de informacin.

- Extrae y contina(Drop & Continue)es una conexin donde la seal es bajada a un




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tributario del elemento de red pero sta tambin contina por la seal de agregado haciaotro elemento de red. Este tipo de conexiones puede ser usado para difusiones ymecanismos de proteccin.

- Difusin(Broadcast)es una conexin donde un contenedor virtual entrante es llevado ams de un contenedor virtual de salida. En esencia, una seal entrante al elemento de red

puede ser transmitida a varios lugares desde el contenedor virtual. Este tipo de conexinpuede ser empleado para difusiones de vdeo por ejemplo.

Tipos de Elementos de Red: La recomendacin de la ITU-T G.782 identifica ejemplos deequipos SDHa travs de combinaciones de funciones SDH. Estn clasificados enmultiplexores (de los cuales hay siete variantes) y cross-conectores (donde hay tres

variantes). Para simplificar, solamente se considerarn tres tipos de elementos de red SDH:Sistemas de lnea, multiplexores add-drop (ADM) y cross-conectores digitales.

Terminales de Lnea: Es el tipo de elemento de red SDH ms simple. ste implementarnicamente la terminacin de lnea y la funcin de multiplexin, de modo que su utilizacines tpica en configuraciones punto a punto. Algunos flujos tributarios sern combinados enel terminal de lnea para generar un flujo agregado de mayor velocidad y esto sertransmitido a un enlace ptico. Elementos de red son requeridos en los dos puntos finales

de este enlace y una conexin fija de circuitos de cliente es establecida entre estos dospuntos terminales.

Multiplexores Add-Drop (ADM): Estos equipos ofrecen la funcin de cross-conexionesjunto con la de terminal de lnea y mult ip lexin. EnSDHes posible extraer (Drop) uncontenedor virtual e insertar en sentido contrario (Add) otro contenedor virtual a la seal STM

STMdirectamente sin necesidad de despeinarla segn vimos anteriormente. Esta ventajafundamental de los sistemas sncronos significa que es posible conectar flexiblementeseales entre interfaces de elementos de red (agregados o tributarios). Esta capacidad deenrutamiento permite que la funcin de cross-conexin sea distribuida por la red,resultando mejor que concentrarla en un enorme cross-conector dedicado.




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En el caso del terminal de lnea, los enlaces establecidos eran circuitos fijos punto a punto.La funcionalidad aadida a un ADMpermite que sea establecida una red ms flexible en lacual los circuitos de cliente que transiten la red puedan ser mas fcilmente variados.

Esta flexibilidad puede ser demostrada por una red de ADMsencadenados. Considerando elenlace de transporte como una lnea de bus, en cada parada (ADM) el pasaje (circuitos detrfico) podr elegir entre descender o mantenerse en el transporte.

En un ADMcircuitos de trfico individuales pueden ser llevados fuera del flujo agregadomientras que el resto del trfico contina pasando a lo largo de la cadena de elementos.Esto crea una estructura en bus, en la cual una seal puede bajar o mantenerse en el bus encada punto ADM.

Varios ADMspueden ser conectados por el bus y la conectividad de cada ADMser dondelos circuitos de trfico son bajados o pasarn, propiedad que puede ser cambiada por eloperador en funcin de las necesidades de trfico. As, una conexin flexible entre algunospuntos es creada, como si fuera una lnea fija entre cada uno de esos puntos. Si un clientequiere portar su circuito de trfico hacia un nodo diferente, esta peticin puede ser enviadaremotamente al equipo, reconfigurando a distancia las conexiones en el ADM.

Diferentes tipos de multiplexores ofrecen diferentes niveles de cross-conectividad. Un ADMcomo los descritos realizar la funcin add-drop simple en la que algunos contenedoresvirtuales pueden ser extrados, otros pueden ser insertados y el remanente es pasado atravs sin cambio alguno. ADMstambin pueden ofrecer intercambio de intervalo detiempo, mediante una cross-conexin de un contenedor virtual de un lugar en el lado Este aun lugar diferente en el lado Oeste.

Tambin se puede realizar conexiones entre puertos tributarios, de modo que proveenfuncionalidad de cross-conexin entre tributarios, tambin conocida como "horquillado".

Los ADMson particularmente tiles para crear redes en anillo. Las seales son introducidasen el anillo va interfaces tributarios de los ADM, los cuales son acoplados en la sealagregada de mayor velocidad de transmisin dentro del anillo para transportarlas a losotros nodos.




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Los anillos son la configuracin comn de red porque pueden incrementar la supervivenciade la red. Las redes pueden ser objeto de fallo de nodos o roturas de enlaces por lo que esrequerida una resistencia que prevenga la prdida de trfico.

Pero, Cmo se lleva esto a cabo? En una red punto a punto cada enlace debe ser duplicadopara proporcionar un camino alternativo para el trfico que podra estar afectado por elfallo. En un anillo, el trfico puede ser simplemente divergido por el otro camino en torno alanillo. En SDHesta reconfiguracin puede llevarse a cabo por accin de un elemento de redsin la intervencin de un elemento de gestin de red externo.

Un ADM pude ser configurado como un concentrador para usar en aplicaciones de redmulti-site. El propsito de estos concentradores es consolidar diferentes terminales en elagregado ptico de mayor capacidad. Este arreglo elimina el coste y la complejidad de lasconfiguraciones multi-terminal y cross-conexiones redundantes

Tipos de Multiplexores: Los multiplexores pueden ser clasificados de diferentes maneras,por ejemplo, por el tipo y flexibilidad de conexiones que pueden ser hechas. LosMultiplexores son comnmente clasificados por la tasa de bits de la seal agregadasoportada. Por ejemplo, un "Multiplexor STM-4" aceptar tributarios de una variedad detasas PDHy SDH (2 Mbps, 34 Mbps, 140 Mbps, y STM-1) y multiplexa estos en una sealagregada STM-4.

Los multiplexores pueden ser tambin clasificados como parciales y completos sistemas deacceso. Un ADMde acceso completo puede acceder a cualquier trfico contenido en sucarga dentro del agregado STM-N. Esto es, todo el trfico agregado puede ser conectadointernamente y pasado a puertos tributarios. En contraste, un multiplexor de acceso parcialnicamente puede acceder y conectar a sus puertos tributarios una porcin de su traficoagregado, siendo el resto de trfico conectado directamente a travs del multiplexor a laseal agregada.

Los multiplexores pueden ser actualizados. Esto tpicamente se refiere al remplazamientode puertos agregados con puertos agregados que puedan transmitir a una velocidad mayor.Por ejemplo, un multiplexor STM-1puede remplazar su tarjeta agregado por una tarjetaSTM-4. La velocidad de la seal agregada del multiplexor se incrementar a STM-4, peroslo una porcin del trafico agregado podr ser conectado a los puertos tributarios dedicho multiplexor. En este caso, el multiplexor se convertira en un equipo de acceso parcial.




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La capacidad de actualizar los multiplexores a agregados de mayor capacidad permite a losoperadores de red actualizar sus enlaces a mayores velocidades a medida que la capacidadde trfico demandado se incrementa. La flexibilidad es, de todos modos, parcial, ya quenicamente una porcin de trfico agregado puede ser accedido por el multiplexor. Lasconexiones de trfico entre agregados y tributarios est limitada y hace ms difcil acomodarlos cambios de patrones de trfico. Algunos cross-conectores estn diseados para que lacapacidad de cross-conexin efectiva incremente, es decir que las conexiones sonincrementadas al ser actualizada la velocidad de transmisin del agregado.

Cross-Conectores Dedicados: Tal y como describimos anteriormente, lacross-conectividad de los ADMspermite que la funcin de cross-conexin sea distribuida alo largo de red, pero tambin es posible tener un nico equipo cross-conector. Loscross-conectores digitales (DXC) son los ms complejos y costosos equipamientos SDH.

No es la inclusin de bloques con funciones de cross-conexin lo que distingue a los DXCsde los ADMs, pero la presencia de supervisin de las conexiones en mayor o menor ordensi que lo hace. Esto es, la caracterstica distintiva de un DXCes su capacidad deproporcionar supervisin de las conexiones.

Todos los DXCproporcionan funcionalidad de cross-conexin y sera inusual implementarun DXCsin cross-conexin completa entre todas las entradas y salidas. Los DXCstambinincorporan esas funciones de multiplexin y terminacin de lnea, las cuales son esencialescomo interfaz entre la matriz de cross-conexin y el resto de la red.

Hay dos tipos de cross-conectores SDHdedicados, generalmente conocidos como 4/1DXCs y 4/4 DXCs.

4/1 DXCs puede normalmente aceptar combinaciones de entradas de 2, 155 y 622 Mbps ycross-conectar VC-12s, incluso algunos podrn tambin cross-conectar VC-2s, VC-3s, yVC-4s. Estos mdulos de equipamiento ms complejos son conocidos como 4/3/1 DXCs.4/1 DXCs son, de todos modos, instalados en los puntos de red donde:

Sea necesaria una reorganizacin de la ruta principal y de circuitos, como por ejemplo entreel ncleo de la red y redes regionales.

Sea necesaria supervisin de las conexiones, como por ejemplo, en la pasarela con otra red.




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Los cross-conectores 4/1 extrae contenedores virtuales de una variedad de enlaces SDH(principalmente STM-1, STM-4 y STM-16) y los reenruta.

4/4 DXCs son normalmente diseados para aceptar entradas de 140, 155, o 622 Mbps y

estn optimizados para conmutar nicamente VC-4s. Los cross-conectores 4/4 soncomponentes de ncleo de red y proporcionan capacidades tales como gestin de ruta dealto nivel y restauracin de red.

Tres factores limitan la capacidad de trfico de un DXC: el nmero y tamao de los puertostributarios y el tamao del ncleo interno de conmutacin. En la prctica, la capacidad delpuerto tiende a ser exhaustivo ante la capacidad de conmutacin del ncleo, y es laprincipal razn para la actualizacin del cross-conector.

La flexibilidad de los DXCssignifica que pueden implementarse en cualquier configuracin.La provisin de supervisin, de todos modos, convierte al DXCen un complejo y caroelemento de red y la inclusin de protocolos de auto-curado de anillo incrementan lacomplejidad. Esto es, que para construir anillos auto-recuperables es ms usual emplearADMsdonde aadir protocolos de anillo es menos complejo al no estar presente funcionesde supervisin de conexiones.

Regeneradores y Repetidores: Los elementos de red tambin pueden ser configuradospara extender la longitud de los tramos entre nodos , y por tanto realicen funciones deintercambio de trfico.

Las seales que viajan a lo largo de un enlace de transmisin acumulan degradacin y ruido.Los multiplexores configurados como regeneradores convierten la seal ptica en elctrica,

la cual es regenerada ("limpiada"). La seal regenerada es convertida de nuevo a seal pticaagregada y transmitida.

Por ejemplo, un enlace troncal STM-16 entre dos ciudades donde los ADMs estnsituados en ambos puntos, pero el tramo intermedio es demasiado largo y la seal puedeestar degradada hasta el punto que el ADMreceptor no pueda llegar a reconstruir la sealtransmitida. Un ADMconfigurado como regenerador se int roducir en una localizacin




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intermedia entre las dos ciudades para reconstruir la seal y eliminar as la posibleintroduccin de errores.

Los amplificadores pticos son otra opcin para extender el alcance de las seales pticas.Estos trabajan como repetidores, reimpulsando la seal. La seal no sufre ningunatransformacin a elctrica.

De este modo, el tramo se ampla por potencia inyectada en la seal que no est limpia dedegradaciones ni ruido, as que dependiendo de la longitud del enlace, y tipo de fibra,puede que sea requerido un regenerador tambin.




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8. Esquemas de proteccin[http://www.mailxmail.com/curso-jerarquia-digital-sincrona-sdh/esquemas-proteccion-1 ]

La gran capacidad de los enlaces SDH hace que un simple fallo de enlace puedatener un impacto nocivo en los servicios proporcionados por la red si no se disponede una proteccin adecuada. Una red resistente que asegure el trfico que porta y

que puede restaurarlo automticamente ante cualquier evento de fallo es de vitalimportancia. Los sistemas de transmisin SDH permiten desplegar esquemas deproteccin estndar.

Terminologa Bsica:

Subred: Una nica red puede ser vista como la interconexin de mltiples subredes.Un anillo es un simple ejemplo de subred. Estas subredes pueden estar organizadasen diferentes reas geogrficas o a travs de diferentes operadores.

Supervivencia: Una red puede ser descrita como superviviente si no hay un puntosingular de fallo entre dos nodos. La provisin de una ruta principal y otraalternativa entre dos nodos finales de la red significa que la red es superviviente enpresencia de un punto de fallo nico.

Disponibilidad: Es la medida de la proporcin de tiempo que la red est disponiblepara proporcionar servicios al cliente final. Indica con que frecuencia o consistenciala red puede proporcionar funciones de transporte en los cuales el servicio requeridoes perfectamente empleable por el cliente final. Como esto es importante para elcliente, este factor contribuir a la definicin de nivel de servicio garantizado (SLA).El SLA es tpicamente medido como un porcentaje de tiempo de una conexin enfuncionamiento. Esto da cuenta de la supervivencia de una red, de la tasa de fallosde sus componentes y de los tiempos de reparacin. Este trmino refleja la calidadde servicio promedio que un cliente final puede esperar de un operador.

Para conseguir esta disponibilidad podemos tomar alguno de los siguientes caminos:


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- Proteccin de equipamiento: La disponibilidad del equipamiento puede serimplementada mediante aplicacin de protecciones locales en el propio elemento dered. Por ejemplo, las alimentaciones, sistemas de reloj, o unidades tributariaspueden ser duplicadas. Una tarjeta en fallo ser reemplazada por su proteccinautomticamente donde este esquema de proteccin est presente.

- Resistencia de red: Para incrementar la supervivencia de la red y por tanto ladisponibilidad, los enlaces de red pueden ser protegidos. Procedimientos sonaplicados para asegurar que el fallo de un enlace de transporte sea reemplazado porotro enlace en produccin y que hay un camino alternativo ante la existencia de unfallo total de un nodo. Hay dos tipos de mecanismos utilizados para asegurar queel servicio pueda ser recuperado de esta manera:

- Restauracin: Esto es un proceso lento automtico o manual la cual emplea

capacidad extra libre entre nodos finales para recuperar trfico despus de laprdida de servicio. Al detectarse el fallo, el trfico es reenrutado por un caminoalternativo. El camino alternativo se encuentra de acuerdo con algoritmospredefinidos y generalmente emplea cross-conexiones digitales. Este procesopuede tomar algunos minutos.

- Proteccin: En contraste, la proteccin abarca mecanismos automticos conelementos de red, los cuales aseguran que los fallos sean detectados ycompensados antes de que ocurra una prdida de servicios. La proteccin hace usode capacidad pre-asignada entre nodos y es preferible a la restauracin porque lacapacidad de reserva siempre estar disponible pudiendo ser accesible mucho msrpido.

Causas de Fallo: Las fuentes fsicas de fallo en redes de transmisiones SDH puedenser clasificadas en las siguientes categoras:

- Fibras y cables: La principal causa de fallo de fibras y cables es el dao causadopor agentes externos como los trabajos de ingeniera civil y los efectos del entornocomo rayos o terremotos.




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- Equipamiento puede fallar debido a efectos del envejecimiento, forzado decomponentes o la aparicin de humedad. Rigurosos test son, de todos modos,realizados normalmente para eliminar fallos en la juventud de los equipamientos.

- Fallos de alimentacin apagan el nodo cuando aparecen y que estn fuera delcontrol del operador. Los sistemas principales son provistos de reservas mediantesistemas de alimentacin secundarios, pero los efectos transitorios en la sealpueden ocurrir mientras se conmuta al sistema de back-up.

- Mantenimientos: Mantenimientos no programados y errores realizados durante elmantenimiento pueden afectar a la disponibilidad del servicio.

- Desastres causados por la accin del entorno o humana, generalmente de granalcance y con severos efectos, tales como la destruccin de componentesprincipales de la red.

Proteccin de Equipamiento:

Los objetivos de calidad son establecidos para los elementos en una red SDH y estoafecta a la medida de disponibilidad de la red. Para alcanzar los requerimientos dedisponibilidad es necesario en ocasiones duplicar mdulos en los elementos de red.

Cada componente de los elementos de red tiene asociado una tasa de fallo con l.Esto es usado junto con la informacin contemplada de interaccin de componentespara calcular la tasa de fallos para tarjetas de circuitos. De manera similar las tasasde fallos de las tarjetas y la informacin de interaccin son usadas para calcular la

tasa de fallo de los elementos de red. Tomando en cuenta los tiempos de reparaciny los fallos de software, se calcula una medida general de disponibilidad para loselementos de red.

La disponibilidad puede ser mejorada provisionando un componente en stand-byque emplear en caso de fallo. Esta proteccin local es comnmente aplicada en




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algunas unidades como son las de alimentacin, generacin de reloj, matriz decross-conexin y tarjetas tributarias.

As, una tarjeta tributaria puede ser provisionada en stand-by en un elemento dered. Ante un evento de fallo de la tarjeta tributaria que se encuentra trabajando, e l

trfico es automticamente conmutado a la tarjeta de reserva de modo que no hayauna interrupcin de servicio para el usuario final.

Fallos de tarjetas no son la nica razn para proteccin de tributarios. Las tarjetasde reserva tambin pueden ser usadas durante rutinas de mantenimiento. El trficopuede ser manualmente conmutado a la tarjeta de backup mientras la tarjetaprimaria sigue funcionando. Esto tambin posibilita que la tarjeta en servicio seaactualizada mientras el elemento de red est en servicio sin interrupcin de servicioal usuario final.

Hay diferentes esquemas estndar para protecciones de equipamiento. Por ejemplo,si una tarjeta en stand-by se incluye por cada tarjeta en funcionamiento, estastarjetas tienen protecciones 1+1.

Es tambin comn provisionar una tarjeta de proteccin para diversas tarjetasoperativas. Ante un evento de fallo en alguna de las tarjetas en produccin, eltrfico es normalmente conmutado hacia la tarjeta de proteccin. A este sistema se

le denomina proteccin 1:n.

Por ejemplo, en un multiplexor STM16, la proteccin 1:16 podra ser implementadaen tarjetas tributarias STM1. Diecisis tarjetas STM1 elctricas podran ser instaladasen el armario para soportar a los diecisis tributarios STM1. Una decimosptimatarjeta podra ser instalada como tarjeta en stand-by. Ante un evento de fallo enuna de las tarjetas STM1e, el trfico puede ser conmutado a la tarjeta en stand-byde proteccin.

La proteccin de equipamiento incrementa la disponibilidad de los elementos de redindividuales pero no protege el sistema contra prdidas de elementos de redenteros. Para asegurarse que el trfico puede ser reenrutado si un elemento de redes perdido, los esquemas de proteccin han de implementarse para incrementar lasupervivencia de la red. La resistencia de la red frente a la proteccin local deequipamiento es requerida para proteger contra fallos de un nodo o prdida de un




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enlace.

Restauracin:

La restauracin concierne a la disponibilidad de rutas de servicio extremo a extremo.Trabaja a travs de la red entera y reenruta trfico para mantener el servicio. Unporcentaje de la capacidad de la red es asignado para la restauracin. Despus de ladeteccin de una prdida de seal, el trfico es reenrutado a travs de la capacidadde repuesto. Los algoritmos de reenrutamiento son programados en el software delos elementos de red. El camino alternativo puede ser buscado descartando trficode menor prioridad o usando capacidad extra entre nodos.

En contraste con los procedimientos de proteccin de equipos, la capacidad usadapara restaurar necesita ser preasignada. En algunos esquemas de proteccin, unenlace es dedicado como enlace de proteccin para los enlaces en produccin. steno es el caso de la restauracin, donde la capacidad libre puede ser compartida.

As, esta estrategia ofrece gran flexibilidad, presentndose un considerable nmerode opciones de reenrutamiento, por lo que los algoritmos son relativamentecomplejos. El tiempo de procesamiento necesario para encontrar una ruta de trfico

alternativo se presenta como una dificultad para la rpida restauracin del trficoafectado. Tambin se ha de tener en cuenta que la restauracin es iniciadanicamente tras la deteccin de prdida de seal por parte del sistema de gestinde red, no cuando el fallo ocurre. Esto lleva a que los tiempos de restauracin seanrelativamente lentos, del orden de segundos o minutos hasta horas. Este proceso serelata a continuacin:

Se detectan alarmas de la red por medio del sistema de gestinSe analizan las alarmas para determinar su causa.Conexin de la subred alternativa para restaurar el caminoCamino implementado por cambio de conexiones.Camino validado.

En una red protegida, los elementos detectan un fallo tan pronto como ocurre ytoma acciones correctivas de acuerdo con los procedimientos predefinidos, sin




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instrucciones del sistema de gestin de red. Restauracin es un proceso lento yhace que la disrupcin de servicio experimentada por el cliente final sea grande. Porel contrario, en un esquema de proteccin automtica como es la Proteccin de laSeccin de multiplexacin (MSP) o MS-SPRing, el trfico es reenrutado en menos de50 ms, as que el cliente final no detecta disrupcin de servicios.

La restauracin no ha sido estandarizada an. Los diferentes productos que han sido

desarrollados presentan las especificaciones internas de varios operadores.

Proteccin de Red:

Los procedimientos de proteccin de red son empleados para auto-recuperarse defallos de red del estilo de un fallo de enlace o elemento de red. Lo queefectivamente ocurre es que un elemento de red detectar un fallo o una prdida detrfico e iniciar acciones correctivas sin involucrar al sistema de gestin de red.

Hay muchos mecanismos de proteccin definidos por los organismos deestandarizacin. Estos esquemas pueden ser subdivididos en aquellos que protegenla capa de seccin y en aquellos que protegen la capa de camino o subred:

- La proteccin de la capa de seccin involucra la conmutacin de todo el trfico deuna seccin a otra seccin de fibra alternativa.

- La proteccin de la capa de camino involucra la proteccin de un contenedorvirtual de un extremo a otro del camino en la subred. Ante un evento de fallo,nicamente el contenedor virtual en cuestin es conmutado a un camino alternativo.




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El tipo de esquema de proteccin empleado viene usualmente dictado por laarquitectura de red.

Proteccin Camino / Ruta VC Dedicada:

Este tipo de proteccin implica duplicar el trfico en forma de contenedoresvirtuales los cuales son introducidos en la red y transmitiendo esta sealsimultneamente en dos direcciones a travs de la red.

Un camino de proteccin dedicado porta el trfico en una direccin y el caminooperativo porta la seal a travs de otra ruta diferente. El elemento de red que recibelas seales compara la calidad de los dos caminos y la seal de mayor calidad esseleccionada. sta ser nombrada como la ruta activa. Ante un evento de fallo en laruta activa el extremo receptor conmutar al otro camino, a la ruta de proteccin.

Esto proteger a los mismos enlaces por s mismos, pero tambin proteger contrafallos de un nodo intermedio. Un ejemplo especial de este tipo de mecanismo es elanillo de camino de proteccin. Segn el trfico entra al anillo es transmitidosimultneamente en ambas direcciones en torno al anillo. La seleccin es hecha porel nodo de salida de la mejor de las dos conexiones.

El mecanismo puede ser aplicado a anillos y tambin circuitos punto a punto a

travs de redes malladas o mixtas mediante muchos elementos de red y subredesintermedias.




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9. Esquemas de proteccin II[http://www.mailxmail.com/curso-jerarquia-digital-sincrona-sdh/esquemas-proteccion-2 ]

Proteccin de Conexin de Subred (SNCP):

SNCPes similar a camino de proteccin, pero en el cual, el camino de proteccindedicado involucra conmutacin en ambos extremos del camino, mientras que laconmutacin SNCPpuede ser iniciada en un extremo de la ruta y llegar hasta unnodo intermedio. La red puede ser descompuesta con un nmero de subredesinterconectadas. Con cada proteccin de subred se proporciona un nivel de ruta y laconmutacin automtica de proteccin entre dos caminos es proporcionada en lasfronteras de subred.

La seleccin de la seal de mayor calidad se realiza, no nicamente por el elementode red en el extremo del camino, sino que tambin en nodos intermedios a la salidade cada subred que es atravesada por la ruta.

El contenedor virtual no termina en el nodo intermedio, en cambio compara lacalidad de la seal en los dos puertos entrantes y selecciona la seal de mejorcalidad.

Ante un evento de dos fallos simultneos, la conmutacin de proteccin debeocurrir en el nodo intermedio A para que el trfico alcance el extremo contrario. SNCPSNCPgenera una alta disponibilidad para la conexin que el camino dedicadoporque SNCPpermite a la red sobreponerse a dos fallos simultneos cosa que el

camino de proteccin no permite.

En principio, el camino de proteccin extremo a extremo parece tener muchoatractivo; una amplia proteccin en redes extremo a extremo es posible y las rutasindividuales pueden ser selectivamente protegidas. Aun as, es requerido uncomplejo control que asegure realmente diversas rutas.


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Una gran cantidad de capacidad es usada y es muy difcil de coordinar actividadesde mantenimientos programados a lo largo de la red. El camino de proteccin llegaa ser, de todos modos, cuando queda limitado al nivel de subred, es decir,SNCP.SNCPtrabaja especialmente bien sobre anillos, porque se aseguran diversas rutas defibra.

La resistencia puede ser ofrecida a un nmero de capas incluyendo el caminoextremo a extremo (trazado), el nivel de subred y el nivel de seccin demultiplexin. Los mecanismos descritos anteriormente ofrecan proteccin a la rutaextremo a extremo y al nivel de subred. Esto involucra la proteccin decontenedores virtuales individuales a travs de una ruta punto a punto. Si existe unevento de fallo, nicamente el contenedor virtual en cuestin es conmutado a unaruta alternativa, as que la proteccin individual para un nico VCes posible. Porejemplo, un cliente puede requerir proteccin para una lnea alquilada, de modo queel camino de este circuito pueda ser protegido a travs de toda la red sin necesidad

de proteger el resto de trfico que por ella transita.

Cabe destacar que ambos esquemas, proteccin de camino punto a punto y caminode subred pueden ser aplicados tanto para caminos de alto orden como de bajoorden (tanto para V C - 4como para VC-12).

Los anteriores ejemplos describan una configuracin extremo simple 1+1. Estopodra mencionarse que es posible una configuracin extremo doble 1:1,permitiendo a trfico de baja prioridad emplear las rutas de proteccin. Estamencin se ha recogido en la recomendacin ITU-T G.841 pero sin definicin formal.

Proteccin de Lnea de la Seccin de Multiplexacin:

Este procedimiento opera con una seccin de trafico ubicada entre dos nodosadyacentes. Entre estos dos nodos hay dos enlaces separados o dos diferentesfibras: la operativa y la de proteccin. Ante un evento de fallo del enlace, la sealentrante debe ser conmutada de la fibra activa a la de proteccin.




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Hay dos tipos diferentes de proteccin de Seccin de multiplexacin (MSP):

- Proteccin 1:1 es un esquema de doble extremo. El trfico es inicialmente enviadopor el enlace activo nicamente. Se detecta un fallo en el extremo contrario cuandono recibimos trfico por un periodo prolongado de tiempo. Una seal es enviada al

extremo transmisor que dispara las conmutaciones de proteccin, enviando eltrfico hacia la lnea de back-up en ambos extremos. Esto significa que trfico debaja prioridad puede ser portado por el canal de proteccin mientras el trfico viajepor el canal operativo. Este trfico se perder cuando se inicia un proceso deconmutacin de proteccin.

- Proteccin 1:n es similar al tratado 1:1 con la excepcin de que varios canalesoperativos pueden ser protegidos por un nico canal de back-up.

- Proteccin 1+1 MSP donde el trfico es inicialmente enviado tanto por la rutaactiva como por la ruta de proteccin. Si se detecta una prdida de trfico, en elextremo receptor se comienza un proceso de conmutacin hacia el camino deproteccin. No hay necesidad de enviar sealizacin hacia atrs, aunque de todosmodos, la seccin de standby no puede ser utilizada para otro trfico presentandounos altos requerimientos de capacidad de fibra.

MSPprotegen trfico entre dos elementos de red adyacentes, pero nicamente elenlace entre esos dos nodos, no aportando proteccin ante un fallo total de unelemento de red. Otra limitacin es que requiere de diversos caminos fsicos parafibra activa y de proteccin. Si ambas fibras se encuentran en la misma conduccin ysta es daada, los dos caminos, el operativo y el de proteccin, se perderan.

Dos rutas alternativas deben ser dispuestas entre dos nodos adyacentes. Estas

consideraciones se han de tener en cuenta cuando desplegamos este tipo deesquema de proteccin.

La proteccin lineal de la seccin de multiplexacin es tpicamente usada para redeslineales malladas. Los diversos caminos fsicos son, sin embargo, requeridos




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haciendo que la malla sea incrementalmente ms compleja a medida que crece. Antela escasez de fibra convertida en una situacin crtica muchos operadores hanoptado por el despliegue de anillos. Los anillos aseguran que entre cada par denodos hay un camino fsico diferente que puede ser usado como ruta de proteccin.

Anillos Auto-Recuperables:

Los procedimientos de proteccin de anillos auto-recuperables se estnconvirtiendo rpidamente en comunes, porque proporcionan diversos rutas deproteccin y por tanto, un uso eficiente de la fibra. Hay diferentes tipos deesquemas de anillos de proteccin. Estos pueden ser divididos en los que protegenla capa de seccin y los que protegen la capa de camino. A su vez, estos pueden sersubdivididos en esquemas Uni-direccionales y Bi-direccionales. Dos tipos demecanismos de anillos auto-recuperables sern considerados, puesto que son los

ms comnmente desplegados en el mercado ETSI:

- Anillos bidireccionales de proteccin de camino (anillos de proteccin dedicada oanillos de proteccin de caminos).

- Anillos bidireccionales de proteccin compartida (SPRings).

Los anillos de proteccin dedicada son un tipo de proteccin de camino dedicado,aplicado a un anillo. Al entrar el trfico al anillo por un nodo A es enviadosimultneamente por ambas direcciones en torno al anillo. Una direccin puede serconsiderada como camino de trabajo "w" y la otra direccin el camino de proteccin"p".

El nodo receptor seleccionara la seal de mayor calidad. Por ejemplo asumimos quela mejor calidad es la de la seal "w"; ante un evento de rotura de fibra ptica entreA y B en "w", B seleccionar el trfico del camino "p".




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Anillos de Proteccin Compartida de la Seccin de Multiplexacin:

Los anillos de proteccin compartida de la seccin de multiplexacin, comnmentellamados "MS-SPRing" son unos mecanismos de proteccin de anillo. A diferencia

del anillo de proteccin dedicado, el trfico es enviado solo por una ruta en torno alanillo. No existe un camino de proteccin dedicado por cada ruta en produccin, encambio esta reservada capacidad del anillo para protecciones y esta puede sercompartida para la proteccin de diversos circuitos en produccin. La conmutacinde proteccin es iniciada a nivel de seccin de modo similar a la proteccin linealpara de la seccin de multiplexacin; ante un evento de fallo, todo el trfico de laseccin es conmutado. Este mecanismo se puede llevar a cabo salvando unaimportante cantidad de capacidad frente al mecanismo de anillo de proteccindedicado, permitiendo al operador incrementar el nmero de circuitos activos en elanillo.

La ventaja en capacidad que se puede conseguir con MS-SPRingcon respecto a unanillo con proteccin de ruta dedicada no es obvia hasta que no se analiza unejemplo simple con diferentes caminos de trfico sobre el anillo, como vamos apasar a presentar. Tomaremos como ejemplo un anillo con seis nodos con unacapacidad STM-16, equivalente a 16 STM-1. Considerando un patrn de trficouniforme en el cual el trfico entrante sale del anillo en el nodo adyacente.

Si todo el trfico existente y entrante a los nodos es posible que disponga de rutasactivas entre todos los nodos adyacentes, esto es, ocho STM-1s son usados paratrfico activo girando en torno a todo el anillo y en cada seccin otros ocho STM1

estarn aun disponibles para la proteccin compartida para estas rutas de trabajo.

As, es posible tener rutas activas en cada una de las secciones (w1-w6) y queexistan ocho canales STM-1 para cada seccin, consiguiendo un total de 48 rutas(ocho canales por seis secciones) a establecer, comparados con los diecisis queobtenamos con el anillo de proteccin dedicada.

Este patrn de trfico no es tpico, pero si los clculos son realizados para unpatrn de trfico uniforme, el cual es tpico para circuitos entre grandes ciudades oredes de datos metropolitanas, entonces SPRings puede doblar la capacidad conrespecto a un anillo de proteccin dedicada.




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SPRingspuede tambin incrementar la capacidad en fibras mediante la reutilizacinde canales reservados para proteccin. En muchas redes hay demanda de serviciosde trfico de gran ancho de banda de bajo coste donde el coste es prioritario sobrela disponibilidad como es por ejemplo el trfico IP. En un SPRingel ancho de bandaprotegido es establecido dinmicamente ante una rotura de fibra. Esto significa queno se usa permanentemente gran cantidad de ancho de banda innecesariamentepara proteccin y se encuentra disponible para algo de trfico aadido a la cargacompletamente protegida. Esto proporciona una sencilla manera de integrar SPRingscon esquemas de proteccin punto a punto donde la proteccin para el trfico delcamino protegido es portada en los canales de trfico extra compartiendo ancho debanda de proteccin entre la SPRing y la red de camino protegido.

De este modo protegiendo contra el fallo de un enlace, SPRings protege contra elfallo de algn nodo de la red, caso no posible con la proteccin MSP lineal.




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10. Esquemas de proteccin III[http://www.mailxmail.com/curso-jerarquia-digital-sincrona-sdh/esquemas-proteccion-3 ]

Comparacin entre Esquemas de Proteccin:

Como se puede apreciar en la tabla , los esquemas de proteccin varan significativamente en suscaractersticas. No hay un ptimo esquema de proteccin. La eleccin puede ser determinada por eldiseo de la red, por ejemplo, SPRings tiende a ser usado en una topologa de anillo mientras que larestauracin se emplea en redes malladas de alto nivel con gran cantidad de cross-conexiones.

EsquemadeProteccin

QuProtege?

Dndeaparece laProteccin?

Es unesquemaselectivoa nivelde VC?

Estandarizado? TopologaTiempoTpico deConmutacin

MS-SPRing

Todo eltraficode laseccin

Cualquiernodo en elanillo

NO SI Anillo


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La eleccin del esquema de proteccin puede ser tambin determinada por el nivel de red al cual eltrfico es portado. En las capas de backbone la tasa de transmisin es muy alta, del orden de STM16oSTM64, as que la acumulacin de trfico portado en cada fibra es mucho mayor en enlaces de menornivel. Una rotura de esta fibra tendra un impacto mucho mayor que una prdida de seal en una fibrade bajo nivel. El backbone, por tanto, tiene justificado un esquema de proteccin completa como el

MS-SPRingo el 1+1 MSP.

Los patrones de trfico varan dependiendo del nivel de red en el que nos encontremos. En la capa debackbone el trfico es tpicamente uniforme, portndose entre ciudades grandes, redes metropolitanaso redes de datos. En esta situacin, una SPRing puede proveer una ventaja de capacidad sobre la rutade proteccin. La reutilizacin de capacidad reservada para proteccin es tambin una consideracinimportante, como si fuera un trfico de anillo extra. En capas de backbone, la fibra puede ser escasa yes crtico hacer un ptimo uso del ancho de banda disponible.

En capas inferiores de la red, el trfico es tpicamente portado a un punto central que lo recolecta y lotransporta al siguiente nivel. Esto es conocido como trfico concentrado. En esta situacin las ventajasde SPRingsno son grandes y la necesidad de proteger cada fibra no es crtica. Esquemas deproteccin de ruta selectiva como VC-Trail y proteccinSNCPson ms comunes en esta situacin. Porejemplo, un cliente puede solicitar la proteccin de sus lneas de 2 Mbps, por lo que estos caminosVC-12 han de ser selectivamente protegidos con rutas de proteccin.

sta ruta est protegida a nivel VC-12 a travs de toda la red. Si esta ruta estuviera solamenteprotegida a nivel de circuito de alto nivel, es decir, a nivel de VC-4, por MSP o MS-SPRing y hubierauna ruptura en una fibra de bajo nivel, este VC-12 se perdera. Un circuito VC-4 completo, de estemodo, no se perdera, solo que el mecanismo de proteccin a nivel de VC-4 no detectara el fallo. Un

operador, por tanto, no debe considerar nicamente como trabaja su esquema de proteccin, sinocomo se interconexiona con los adyacentes.

Un despliegue efectivo de subredes es interconectando subredes protegidas SNCPy subredesprotegidas MS-SPRings. Por ejemplo, una subred MS-SPRings es ideal para el ncleo de la red,pudiendo ser conectada con redes locales o regionales donde la proteccin de camino de subredestuviera usndose para aplicar proteccin selectiva al trfico.

Interconexin de Esquemas de Proteccin:

A medida que el tamao y la demanda de trfico de una red se incrementa, tambin lo hace sucomplejidad. Un anillo simple o una conexin en cadena raramente sern implementados. Las redes seconstituyen a base de un nmero de subredes y cada una puede tener su propio esquema deproteccin. Con la gran cantidad de operadores existentes, la interconexin de redes entre diferentes




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operadores se convierte en una difcil cuestin. Estos factores junto con el objetivo de una mayorresistencia de la red, significan que el hecho de la interconexin de varias subredes individualmenteprotegidas es de gran importancia.

La interconexin de protecciones es donde un esquema de proteccin trabaja cobre una nica

conexin a lo largo de la red. Un simple esquema de proteccin puede no proporcionar la actuacinadecuada, y por tanto, puede ser mejor implementar una proteccin basada en subredes, peroentonces, la interconexin de estos esquemas ha de ser considerada.

Directivas para Interconexin de Esquemas de Proteccin:

- Maximizar la disponibilidad de trfico: Disponibilidad fue definida previamente como laprobabilidad de que una conexin extremo a extremo est funcionando. En una red de variassubredes interconectadas se podra asegurar que la red podra sobrevivir a no solamente fallos en unanica red, sino tambin a fallos concurrentes, es decir, en diferentes subredes interconectadas. Otraconsideracin es el enlace o enlaces donde estas subredes estn interconectadas. ste debe ser tanrobusto como cualquier otro punto de dichas subredes.

- Mantener independencia de protecciones: Las fronteras entre subredes pueden representarfronteras administrativas o de mantenimiento. Es deseable que un fallo en una subred no influya en laconmutacin de proteccin en una subred interconectada. Por ejemplo, un trabajo de mantenimientoen una subred no debera efectuar conmutacin en una subred interconectada, particularmente si estgestionada por otro operador.

- Subredes interconectadas protegidas a diferentes niveles: Un operador puede adoptar unaaproximacin multicapa mediante la cual haya separado las capas de backbone, trfico regional ytrfico local, cada uno de los cuales consistir en una subred diferente. La administracin en cadacapa puede diferir, por ejemplo el trfico en un circuito administrado a nivel de VC-4, y en el nivel

regional administrado en forma de VC-12. La interconexin de trfico y los esquemas de proteccin deinterredes ha de ser considerado.

- Redes interconectadas usando diferentes esquemas de proteccin: Un camino extremo aextremo probablemente transitar por varias subredes y en cada una puede tener un esquema deproteccin diferente. Para asegurar que este circuito extremo a extremo est protegido estosesquemas deben trabajar conjuntamente. Esto es particularmente importante en pases donde hayvarios operadores y los circuitos cruzan fronteras entre operadores.




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Tipos de Protecciones Interconectivas:

Cuando una simple conexin extremo a extremo pasa a travs de diferentes redes interconectadas,hay dos tipos de esquemas de proteccin conjunta que pueden operar: concatenacin (encadenado) oanidamiento.

Concatenacin: La conexin extremo a extremo es protegida mediante el encadenado de variassubredes protegidas independientemente, esto es conectando las subredes en series. En cada subred,un mecanismo de proteccin diferente puede operar en la conexin. Esto es ms fcil de comprendery gestionar que el anidamiento donde la proteccin es modular. Los mecanismos de conmutacin nointeractan y su gestin es simple.

Anidamiento : En este tipo de dominio de protecciones, se producen las superposiciones deesquemas, de modo que dos mecanismos actuarn simultneamente en una nica porcin de la

conexin.

Tipos de Interconexin:

Hay diferentes modos de interconectar subredes. Consideremos un esquema concatenado. Lainterconexin de nodo dual indica que dos nodos en cada subred estn conectados. Dos caminosestn establecidos entre cada dos subredes y por tanto una conexin punto a punto es protegidacontra fallos en una de las subredes. Un nodo interconectado es protegido contra un simple fallo enun nodo o la prdida de uno de los enlaces interconectados. El esquema de interconexin de unsimple nodo introduce un punto singular de fallo en la red. Si el enlace interconectado falla o uno delos nodos interconectados falla el trfico se perder. Incluso si se emplea 1+1 MSP en el enlace deinterconexin, los dos nodos podran ser puntos singulares de fallo.

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