Projecto de licenciatura SDH.docx

7/28/2019 Projecto de licenciatura SDH.docx

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SUMARIO

SUMARIO-----------------------------------------------------------------------------------------11. INTRODUO-----------------------------------------------------------------------------------21.1 PROBLEMA DE PESQUISA-----------------------------------------------------------------22. OBJECTIVO---------------------------------------------------------------------------------------22.1 OBJECTIVOS GERAIS------------------------------------------------------------------------22.2 OBJECTIVOSESPECFICOS---------------------------------------------------------------------33. JUSTIFICATIVA---------------------------------------------------------------------------------34. METODOLOGIA---------------------------------------------------------------------------------45. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES DE PESQUISA-----------------------------------46. REVISO DE LITERATURA------------------------------------------------------------------57. BIBLIOGRFIA----------------------------------------------------------------------------------6


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1. INTRODUO

O presente trabalho umtutorial sobre sistemas SDH e disserta-ra sobre a tecnolgiaSDH (Hierarquia Digital Sncrona), que um sitema de telecomunicaes fundamental para o desenvolvimento das comunicaes no que se refere a transmisso a altas velocidadescom sincronismo e padronizao de equipamentos de diferentes fabricantes cujo objectivo mesmo. Porem falar da tecnolgia SDH no possivel sem antes dissertar sobre a tecnolgiaPDH(Hierarquia Digital Plesicrona)uma vez que devido as desvantagens inerentes aesta tecnolgia que se desenvolveu a tecnolgia SDH para se fazer face aos obstaculos presentes no PDH que sero de uma certa forma resumidas neste trabalho. Entretanto tendoem vista as diferenas entre os sistemas PDH Europeu, Americano e japons cuja a

interligao desses sistemas dificel num sistema de comunicao mundial unificado, paraalm das dificuldades de se consiguir altas taxas de transmisso com relgios quaseiguaisassim como a desmultiplexao de sinais de nvel superior para a retirada de canais de

nvel inferior, estes feitos so so possiveis de ultrapassar graas tecnolgia SDH. Sendo esteum problema para a transmisso de dados em sistemas de comunicao o trabalho propostovisa mostrar uma soluo possivel para os problemas destacados acima que so ser possivelatravs de consultas a especialistas na rea em causa e bibliogrfias que sero referenciadas

abaixo. O sucesso do projecto dever-se-a ao tipo de avaliao sistematica continua,acompahamento tcnico, gesto participativa e mtodos de analises como: anlise no participativa, anlise participativa e os tipos de monitoria que sero: monitorizao processual e monitorizao por impacto. Pretende-se tambm com o trabalho propostomostrar como se pode fazer face as limitaes da tecnolgia PDH.

2. Overview da Tecnolgia PDH

Durante vrios anos, as redes digitais de transmisso de dados , exploradas pelos operadoresde telecomunicaes, multiplexaram os dados com o intuito de obter elevadas velocidades detransporte da informao, de acordo com Standards estabelecidos pelaUIT , sendo estesistema designado por Hierarquia Digital Plesicrona ( em portugusPDH ).Deste modo, os sinais digitais foram divididos por " nveis " hierrquicos bem conhecidos,


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consoante a velocidade de transporte dos dados. Nos Estados Unidos e na Europa, os dbitosdesses sinais so os que a seguir se indicam :

EUROPA ESTADOS UNI DOS Nvel Velocidade

(Mbps) Nmero decanais de 64Kbps

Nvel Velocidade(Mbps)

Nmerode canaisde 64Kbps

E1 2,048 30 DS 64 kbps 1

E2 8,448 120 T1, DS1 1,544 24

E3 34,368 480 T2,DS2 6,312 96

E4 139,264 1.920 T3,DS3 44,736 672

E5 564,992 7.680 T4, DS4 274,176 4.032

A este nmero elevado de sinais, com caractersticas diferenciadas, ainda se vieram juntar outros sinais, com outras velocidades de transmisso, alm das acima indicadas, utilizados pelo sistema de multiplexagem japons. No seu conjunto, a Hierarquia Digital Plesicrona deixou de satisfazer as necessidades dum

sistema moderno e eficiente de transmisso de dados numa sociedade cada vez mais global, padecendo nomeadamente dos seguintes males :

Difcil ( e cara ) compatibilizao entre diferentes Hierarquias de Transmisso ;

Torna-se necessrio dispr de equipamentos para converter entre si sinais de sistemas detransmisso diferentes ( na Europa por exemplo, no esto normalizados sinais de 1,5megabits/s nem de 6 megabit/s ); mesmo dentro do mesmo pas, equipamentos construdos

por diferentes fabricantes, no comunicam frequentemente entre si, devido ao modo proprietrio que utilizam para a multiplexagem ;

Necessidade de desmultiplexar um sinal de nvel superior, a fim de poder retirarum canal de nvel inferior ;

Neste sistema, para retirar um canal de voz de 64 kbps de um sinal de 140 megabits/s , por exemplo, primeiro necessrio desmultiplexar de 140 para 34 megabits/s, depois de 34 para

8 megabits/s, de 8 para 2 megabits/s, e finalmente de 2 megabits para os 64 kbps pretendidos


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Esta tarefa, alm de implicar atrasos, tambm dispendiosa, dado o uso que tem de fazer dosmultiplexers citados. ( Time is money ! )A necessidade de proceder deste modo, deve-se por um lado, ao facto de serem introduzidos bits de justificao aquando da multiplexagem dos canais, e por outro, multiplexagem feita bit a bit, nos nveis hierrquicos superiores a um ( 8 megabits para cima no sistema europeu por exemplo ), o que torna prticamente impossvel identificar a existencia dum canal de 64kbits depois de multiplexado. A figura mostra as operaes necessrias em PDH para retirar um tributrio de 2 Mbps dum sinal de 140 Mbps a fim de poder isolar, a partir deste, umcanal de voz de 64 kbps, e a colocao novamente na linha do canal de 2 Mbps agoramodificado.

Espao insuficiente para transportar informao de gesto, manuteno e

monitorizao do estado da rede;

As tramas PDH no prevem em nenhum dos seus nveis, nmero suficiente de bitsde reserva , pelo que necessrio criar para o efeito uma rede parte ( fora da banda passante ) e com equipamento prprio, logo de dispendiosa manuteno, paratransmitir estas informaes.

No h normas definidas para transmisso ptica dos sinais ;


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Os standards existentes so apenas para interfaces elctricos : Deste modo um equipamentode fibra ptica dum fabricante pode vir a no comunicar com outro de fabricante diferente,devido inexistencia de normas comuns para a sua construo ;

Hierarquia Digital Sncrona

Com o aparecimento de novos servios de telecomunicaes, e dada a incapacidade daestrutura existente para fazer face s exigncias do novo mercado, aITU-T ( InternationalTelecommunication Union - Telecommunication Sector ) publicou em 1988, com base nasespecificaes da rede digital sncrona norte americana "SynchronousO ptical DigitalNetwork "( SONET ), um novo Standard internacional, designado por "Hierarquia Digital

Sncrona" - SDH.

Trata-se de uma nova forma de multiplexar e transportar os sinais ao longo da linha detransmisso,ou seja uma rede SDH um conjunto de equipamentos e meios fsicos detransmisso que compem um sistema digital sncrono de transporte de informaes. Estesistema tem o objetivo de fornecer uma infra-estrutura bsica para redes de dados e voz, Astecnologias SDH (Synchronous Digital Hierarchy) so utilizadas para multiplexao TDMcom altas taxas de bits, tendo a fibra ptica como meio fsico preferencial de transmisso.Entretanto, possui ainda interfaces eltricas que permitem o uso de outros meios fsicos detransmisso, tais como enlaces de rdios digitais e sistemas pticos de vista directa, queutilizam feixes de luz infravermelha e alm de permitir tambm o, Sua elevada flexibilidade para transportar diferentes tipos de hierarquias digitais permite oferecer interfacescompatveis de transporte de sinais oriundos do padro PDH europeu (nas taxasde 2 Mbit/s, 8 Mbit/s, 34 Mbit/s e 140 Mbit/s) e americano (nas taxas de 1,5 Mbit/s, 6Mbit/s e 45 Mbit/s), alm do prprio SDH (nas taxas de 155 Mbit/s, 622 Mbit/s, 2,5

Gbit/s e 10 Gbit/s). Vem ainda resolver os diversos problemas evidenciados pelo sistema de transmisso digitalde dados PDH. A tecnologia SDH permite ainda implementar mecanismos variados de proteo nos equipamentos e na prpria rede, oferecendo servios com alta disponibilidade eefectiva segurana no transporte de informaes.Em particular, agora possvel extrair sinais tambm designados por tributrios, de baixonvel, ( ou ordem hierrquica )directamente a partir de sinais de alto dbito e ordem


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superior, sem necessidade de efectuar todo o ciclo de desmultiplexagem descrito para ahierarquia PDH.

Tributrios so sinais de 2Mbps multiplexados com um novo sinal de freqncia maior

A SDH um novo sistema de transmisso digital de alta velocidade, cujo objectivo bsico construir um padro internacional unificado, diferentemente do contextoPDH, que possui trs padres (Americano, Europeu e Japons). para alem de garantir a integrao de diversos servios. Prov aos diversos servios de telecomunicaes otransporte de sinais digitais.

[Apostila de Eletrnica da FACENS (Faculdade de Engenharia de Sorocaba)].(1)

HistricoOs primeiros sistemas de transmisso baseados em fibra ptica utilizados nasredes de telefonia pblica utilizavam tecnologias proprietrias na sua arquitetura, nosformatos de multiplexao, no software e no hardware, e havia procedimentos demanuteno diferenciados. Os usurios desses equipamentos solicitaram ao mercadofornecedor que desenvolvesse uma padronizao de tecnologias e equipamentos deforma a possibilitar a utilizao de equipamentos de diferentes fornecedores numamesma rede.A tarefa de criar tais padres comeou em 1984, junto com outras frentes detrabalho para outras tecnologias, e ficou inicialmente a cargo da ECSA - EUA(Exchange Carriers Standards Association). A ECSA desenvolveu o padro SONET(Synchronous Optical Network), que foi adotado, entre outros pases, nos EUA.Aps algum tempo o ITU-T - Europa (antigo CCITT) envolveu-se no trabalho

para que um nico padro internacional pudesse ser desenvolvido para criar umsistema que possibilitasse que as redes de telefonia de pases distintos pudessem ser interligadas. O resultado desse trabalho foi o conjunto de padres e recomendaesconhecido como SDH (Synchronous Digital Hierachy), ou Hierarquia Digital Sncrona.O desenvolvimento do SDH levou a um ajuste no padro SONET "SynchronousO pticalDigitalNetwork "para que os quadros dos dois sistemas pudessem ser compatveis tanto emtamanho como em taxa de bits, de forma que se pudessem interligar as redes dos dois padres

sem problemas de interface.


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A tabela a seguir mostra a relao entre os sinais SONET e SDH.

Tabela 1 Relao entre os sinais SDH e SONET

Actualmente encontram-se normalizadas as seguintes velocidades de transmisso:

STM-1 155,520 Mbps STM-4 622,080 Mbps STM-16 2 488,320 Mbps

Foi ainda prevista a introduo futura de outras velocidades de transmisso superiores(tramas STM-N ) , sendo j utilizada por alguns operadores de telecomunicaes aSTM-64 ,

4 vezes mais rpida que aSTM-16, ou seja, cerca de 10 Gbps !!! De notar que emSDH, cadasinal se obtm por multiplexagem sncrona de 4 sinais ( ou tributrios ) de ordem inferior ...Assim aSTM-16, por exemplo deve-se multiplexagem de 4 tributriosSTM-4, e aSTM-4 obtida atravs da multiplexagem de 4 canaisSTM-1...Uma das diferenas fundamentais entre oPDH e o SDH, que neste novo sistema, todas astramas tm igual durao, de 125 microsegundos, qualquer que seja a velocidadeseleccionada para a sua transmisso . Esta durao de trama corresponde ao seu envio para a

linha de transmisso, ao ritmo de 8000 tramas por segundo.


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A trama bsica doSDH, designada por STM-1 ("Synchronous Transport Module "nvel 1), encontra-se organizada em9 conjuntos de 270colunas de bytes os quais so transmitidos

serialmente linha a linha da esquerda para a direita, e de cima para baixo, que se seguem unsaos outros, sendo conforme foi dito, o tempo total para a sua transmisso de 125microsegundos.

Cada um destes blocos de 270 bytes por sua vez constitudo por 9 bytes de cabealho(section overhead ) e de 261 outros destinados a transportar informao, ou carga til(payload) .Por uma questo de comodidade, costume fazer uma representao bidimensional da trama,tal como se mostra na figura, sendo os blocos referidos colocados empilhados uns em cima

dos outros, dando assim origem a 9 linhas, cada uma das quais com 270 bytes.

A trama STM - 1 em SDH

Esta trama a que corresponde menor velocidade de transmisso possvel emSDH, ou sejacerca de 155 Mbps. Para este bit rate ainda possvel transmiti-la utilizando sinais elctricos. contudo frequente a sua transmisso utilizando fibras pticas, tal como se torna obrigatrio proceder para as tramas de ordem superior de 620 Mbps e 2,4 Gbps.


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Ela formada por 2430 bytes que para efeitos de fcil representao grfica, se dispem nafigura em 9 linhas de 270 bytes cada.Devemos reparar que na sua constituio existe uma seco de cabealho (" SectionOverhead " ) composta por ( 9 x 9 ) = 81 bytes e uma seco destinada a transportar ainformao til, espao de carga( ou " Payload" ) .

No cabealho podemos identificar 3 regies distintas, tendo em conta as 3 diferentes missesdesempenhadas pelos bytes que as integram.

De igual modo, no espao de carga, existe uma regio com o tamanho de 9 bytes ( na gravuraevidenciada a amarelo ), que para efeitos prticos funciona como se fosse um"rtulo" , cominformaes sobre a carga transportada e o caminho por ela seguido.

Os 6 primeiros bytes da trama, designados por A1 ( 11110110 ) e A2 ( 00101000 ), e queso tambm os primeiros a ser transmitidos, so de 2 tipos diferentes, repetindo-se 3 vezescada um . Permitem, tal como emPDH , efectuar o que se designa por "alinhamento de

trama " . Esta operao consiste na deteco por parte do equipamento receptor , da


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sequncia de 48 bits referida, permitindo-lhe assim saber quando comea cada tramaSTM-1, e identificando-a deste modo no meio da "corrente de bits " que se encontra a receber....

As tramas repetem-se tal como j foi referido, ao ritmo de 8000 por segundo (8000Hz).Assim e fazendo umas contas simples, teremos :

9 x 270 = 2430 bytes por trama2430 x 8 = 19 440 bits enviados em 125 usou seja um bit rate de 19440 : ( 125 x10-6)= 155 520 000 bps , cerca de 155 Mbps emnmeros redondos !Podemos tambm notar que cada byte (o evidenciado a preto na figura, por exemplo)

corresponde a um dbito de 64 Kbps, podendo portanto corresponder a um canal de voz !! Na verdade, teremos, fazendo agora as contas de modo diferente, mas equivalente :

1byte (a preto na figura )= 8bits enviado em cada trama ... uma vez que so enviadas 8000tramas por segundo... isto significa 8000 bytes "pretos" por segundo, ou seja 64 000 bps !

A importncia deste facto est em que, conforme acabamos de ver, podemos retirar directamente um canal de voz de 64 Kbps desta tramasem ter de proceder a demoradas ( e

caras ) operaes de desmultiplexagem, bastando-nos para tal saber a sua localizao dentroda tramaSTM-1 !!!


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Elementos bsicos duma Rede SDH

Uma rede SDH composta por:

Rede Fsica: o meio de transmisso que interliga os equipamentos SDH. Pode ser composta por: cabos de fibra ptica, enlaces de rdio e sistemas pticos de vistadirecta baseados em feixes de luz infravermelha.

Equipamentos: so os multiplexadores SDH de diversas capacidades que executamo transporte de informaes no entanto O padro SDH possui mecanismos de proteo jdefinidos para as interfaces de tributrios, principalmente aquelas com taxas de bits a partir de 155 Mbit/s (STM-1). Nesses casos so instaladas 2 placas de tributrios nosequipamentos (principal e reserva) e so usados bytes do prprio frame SDH para decidir como redirecionar o sinal do tributrio (principal/reserva) em caso de falha.

Para o caso das interfaces eltricas com taxas de 2 Mbit/s at 155 Mbit/s, os equipamentos possuem mecanismos de proteo onde podem ser adicionadas placas na proporo 1reserva para n ativas, onde em caso de falha de uma das n placas ativas, a placa reserva ativada automaticamente, sem interrupo dos servios fornecidos.

Adicionalmente, muitos equipamentos j fornecem proteo do tipo 1+1 para as placas deMatriz de Conexo Cruzada para os equipamentos de rede.

Sistema de Gerncia: o sistema responsvel pelo gerenciamento da rede SDH,contendo as funcionalidades de superviso e controle da rede, e de configurao de

equipamentos e provisionamento de facilidades.


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Sistema de Sincronismo: o sistema responsvel pelo fornecimento das referncias

de relgio para os equipamentos da rede SDH, e que garante a propagao dessesinal por toda a rede.

Em geral formada pelos equipamentos ( em geral designados por "Elementos de Rede" )que a seguir se descriminam :

Multiplexers Terminais de Linha ( SDH TMUX )- A funo destes Elementos de Rede (" Network ElementsNE s " ) a de combinarem sinais, tanto plesicronos como sncronos (tributriosSDH, por exemplo ) , dando origem formao de sinaisSTM de ordem superior . So em geral equipamentos"de acesso " redeSDH.Como exemplo, podemos indicar a multiplexagem de sinais provenientes doPDH de 2, 34 e140 Mbps com outros do tipoSTM - 1, numa portadora ptica de transporte do tipoSTM - 4. Os interfaces pticos mais comuns so os de1310 e de 1550 nm.

Regeneradores SDH ( REG )- Estes Elementos de Rede actuam como repetidores,extraindo o seu sinal de relgio , bem como a energia necessria ao seu funcionamento , do

fluxo de dados que recebem. Regeneram tambm o sinal, tanto no que se refere amplitude,como ao "desvio de fase " ,ou alterao do perodo do clock devido disperso de sinal nasfibras pticas, e correspondente distorso. O espaamento entre si dos regeneradores,tpicamente na ordem dos 50 Km, depende sobretudo, do comprimento de onda utilizado ( asfibras pticas para 1550 nm, sendo mais caras, so contudo mais transparentes ! ) , da potncia do sinal na emisso, e da sensibilidade do receptor. Para longas distncias, torna-secompensador utilizar as fibras que utilizam o comprimento de onda de 1550 nm, dado serem

necessrios menos regeneradores, e isto apesar do custo mais elevado dos lasers utilizados.

"Add and Drop" Multiplexers ( SDH ADD MUX )- So multiplexers que possuem duasinterfaces de agregados que permitem , estando por exemplo inseridos num anelSDH, retirar ( Drop ) ou inserir (Add ) tributrios de ordem inferior , sem serem necessrios a "cascata"de desmultiplexers e multiplexers que oPDH exigia para o mesmo efeito final !Estes equipamentos tambm podem ser usados como regeneradores de sinal, quandonenhuma interface de tributrio instalada.


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"Cross Connectors Digitais Sncronos ( SDH SDXC)- Conhecidos em lngua inglesa por "Synchronous Digital Cross Connectors " so sem sombra de dvida a unidade maiscomplexa e evoluda de entre todos os elementos dumaRede SDH.Tm funes algo semelhantes aos dos comutadores digitais, podendo nomeadamente passar tributrios sncronos ou plesicronos, dos mais diversos nveis hierrquicos ( at mesmocanais de 64 kbps !! ), dum anel para outro, sob a aco de comando remoto centralizado.Mais importante ainda, podem ser rpidamente configurveis por software, para oestabelecimento de linhas dedicadas digitais de largura de banda varivel, eliminando aquantidade, por vezes infernal, de ligaes ponto a ponto estabelecidas para o efeito emrepartidores adequados ( DDFs ), e existentes na redes PDH.Deste modo so eliminados muitos dos problemas que resultavam de trocas de ligaesfsicas entre linhas nos ditos "repartidores" !

Embora esses tipos de equipamentos tenham sido especificados nasrecomendaes do ITU-T, com detalhes de blocos funcionais, os fabricantes deequipamentos fornecem, em sua maioria, apenas os ADM's, que podem executar afuno de ADM e de TM com diversas capacidades de taxas de bits, e os SDXC,tambm com diversas possibilidades de configurao.

Para selecionar e utilizar esses equipamentos em redes SDH devem ser considerados os seguintes aspectos:

Tributrios: tipos (eltricos, pticos), taxas de bits, nmero de interfaces por placas enmero mximo de placas no equipamento;

Agregados: tipos (eltricos, pticos), taxas de bits e nmero mximo de placas noequipamento;

Matriz de Conexo Cruzada (Cross-connect Matrix): capacidade total da matriz e

taxas de bits dos canais a serem multiplexados.

A figura apresenta aplicaes tpicas dos"Elementos de Rede " ( NE )citados ...


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Arquitecturas de Rede SDH

A figura apresenta uma configurao tpica dumaRede SDH.

Em primeiro lugar poderemos ver na" Rede de Acesso ", que designamos aqui por "RedeLocal", tributrios ( sinais, ou "portadoras" de mais baixo dbito ) no sncronos, provenientes por exemplo, dumaRede PDH . Os"ADD & Drop Multiplexers" que fazem aligao entre a rede regional e a rede local desempenham funes de"Gateway" entre as 2redes, ou seja garantem a conectividade entre elas.A mistura de tributrios de diversos tipos (sncronos e plesicronos ) usual em redesSDH. Um sinal de 2 Mbps, que viajasse de A atB, por exemplo, teria de percorrer toda a estrutura de multiplexers darede de acesso (normalmente plesicrona ), sendo depois incorporado numanel SDHsncrono, do tipoSTM-1, por exemplo, por meio dum" ADD & DROP Multiplexer ". Passaria depois darede local para uma rede regional de dbito superior (eventualmente STM-4), e desta,atravs deSDXC, ou "comutadores sncronos cruzados "( Syncronous Digital CrossConectors ) para a rede" Backbone " que seria o"esqueleto dorsal" de toda a rede !!

de notar que osADD MUXincorporam e permitem a sada de sinais das 2 hierarquias (PDH e SDH ) e com dbitos diferentes, a partir dos anis em que esto incorporados.

vulgar existirem 2 anis, para garantirem a continuidade de servio, mesmo no caso de avariade funcionamento dum deles (anel de reserva ou de backup ). A estrutura de rede em anel muito frequente emSDH, sendo os mesmos em geral de fibra ptica e podendoeventualmente comportarem"Regeneradores " de sinal ( no assinalados na figura ).Ao mais alto nvel, contudo, a rede apresenta uma topologia tipo"malha " ( mesh ) em quecada" n " da rede tem ligaes com diversos outros ( ver rede "esqueleto dorsal" ou"backbone" ). Assim se garante uma fiabilidade elevada no seu funcionamento, visto existir

sempre mais do que um caminho possvel para o sinal atingir o seu destino. Podendo ainda asredes SDH sendo apresentadas em outras topologias como:


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Ponto-a-ponto: 2 equipamentos terminais interligados por um nico meiofsico;

Barramento : 3 ou mais equipamentos interligados por um nico meio fsico, sendo 2equipamentos terminais e os demais equipamentos ADM;

Anel: 3 ou mais equipamentos ADM interligados atravs de um nico meio fsico;conforme os exemplos apresentados asseguir:


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As topologias de rede podem ainda ser classificadas como: Fsica: viso da rede a partir da sua topologia fsica, ou seja, considerando o meio

fsico utilizado e os seus equipamentos; Lgica: viso da rede a partir da interligao dos equipamentos sem considerar a

topologia da rede fsica.

Na maioria dos casos, as vises de rede fsica e lgica so as mesmas.Entretanto, em algumas situaes as restries impostas para a construo da redefsica podem levar os projectistas a elaborar um projecto onde, embora a rede tenha umaconfigurao ponto-a-ponto ou barramento, a rede lgica possa ter a configurao emanel. Os exemplos de topologias apresentados a seguir ilustram estes caso.

A figura a seguir apresenta exemplos de segmentos de rede, destacando as diferenas entretopologia fsica e lgica.


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As redes que so implantadas com configurao fsica ponto-a-ponto ou barramento econfigurao lgica em anel so comummente chamadas de anel "amassado" ou, em ingls,"flat ring".

Redes SDH e Proteo

Vrios mecanismos ou procedimentos de proteo podem ser aplicados a rede SDH paragarantir alta disponibilidade e segurana para os servios a serem fornecidos. Os procedimentos e mecanismos mais importantes so apresentados a seguir.

Rede Fsica

Dentre as topologias de rede apresentadas, a configurao em anel a mais usada parafornecer a proteo da rede fsica. Os projetos dessas redes devem considerar sempre aimplantao de redes pticas ou de enlaces de rdios que utilizem caminhos fsicos distintos para evitar que uma nica falha simples possa interromper o servio oferecido pela redeSDH.

Esse procedimento deve aplicar-se tanto rede a ser implantada externamente aos sites,

sejam eles da rede de servios ou dos seus Clientes, como nos acessos a esses sites. A figuraa seguir ilustra estes procedimentos.


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Proteo Lgica

A proteo lgica da Rede SDH atende a recomendao ITU-T G.841 - Types andCharacteristics Of SDH Network Protection Architectures. Esta recomendao trata principalmente de 2 tipos de arquiteturas de proteo (redundncia):

SNCP (Subnetwork Connection Protection), que usa segmentos de rede entre osequipamentos com 2 fibras pticas;

MS SP Ring (Multiplex Section - Shared Protection Ring), que usa segmentos derede entre os equipamentos que podem ter 2 ou 4 fibras pticas.

A proteoSNCP utiliza o conceito de subrede (subnetwork connection) para efetuar ochaveamento do trfego a ser protegido, conforme ilustra a figura.

Configura-se entre 2 equipamentos distintos, NE 1 e NE 4, um caminho principal (main

subnetwork connection) e um caminho de proteo (protection subnetwork connection),sendo que esses caminhos podem ser compostos por mltiplos ns de rede (NEs 2 e 3 nocaminho principal e NEs 5 e 6 no caminho de proteo).

No NE 1 todo o trfego enviado tanto pelo caminho principal como pelo caminho reserva. No NE 4 o trfego do caminho principal preferencialmente recebido. Em caso de falha oudegradao do trfego no caminho principal, decorrente da rede ptica ou de algum

equipamento, a preferncia no recebimento do trfego passa a ser do caminho reserva. Essa


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comutao ocorre de forma automtica em tempo menor que 50 ms por iniciativa do NE 4,envolvido no recebimento do trfego, sem qualquer interveno do sistema de Gerncia deRede.

Este sistema de proteo tem ainda as seguintes caractersticas: Todo trfego protegido entre 2 equipamentos distintos utiliza banda nas 2 subredes

(caminhos principal e reserva); As subredes (caminhos principal e reserva) podem ser compostas por segmentos de

fibra ptica ou rdio; Este tipo de proteo pode ser configurado em anis compostos por segmentos

formados por equipamentos de fabricantes diversos, situao que pode ocorrer quando o anel configurado com segmentos de rede de prestadores de serviosdistintos;

Este tipo de proteo pode ser configurado em anis compostos por segmentos dediferentes capacidades (STM-1, STM-4, STM-16), situao que pode ocorrer quando

um anel de capacidade menor formado contendo um segmento ancorado noutrosegmento de um anel de capacidade maior.

A proteoMS SP ring utiliza o conceito de proteo de linha ou segmento, entre 2equipamentos consecutivos, para efetuar o chaveamento do trfego a ser protegido,conforme ilustra a figura.

A capacidade de trfego no anel configurada de forma que 50% da banda disponvel seja

reservada para operao normal (linha de principal) e 50% seja reservada para proteo


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(linha de proteo).

Configura-se entre 2 equipamentos distintos, NE 1 e NE 4, o caminho atravs da linha

principal (passando pelos NEs 2 e 3) usando a banda para operao normal. Todo ochaveamento do trfego feito atravs de informaes existentes no overhead do frameSDH. Quando um equipamento (NE 2, por exemplo) detecta uma falha em qualquer uma desuas interfaces de linha voltada para outro NE (agregado voltado para o NE 3, por exemplo)decorrente de falha de rede ptica ou de equipamento, esta informao enviada aos outrosequipamentos. O trfego entre os NEs 2 e 3, que foi interrompido, ento chaveado para alinha de proteo no NE 2, que detectou a falha, e conduzido para o NE 3 usando a banda de proteo. No NE 3 o trfego que chega pela linha de proteo ento chaveado para a linha principal novamente, restabelecendo o trfego para o NE de destino (NE 4).

Este sistema de proteo tem ainda as seguintes caractersticas:

Todo trfego entre 2 NEs distintos a ser protegido utiliza banda da linha principalapenas, em operao normal, e banda da linha de proteo apenas em caso de falha;

O anel, como um todo, s pode ser composto por segmentos de fibra ptica; Este tipo de proteo no pode ser configurado em anis compostos por segmentos

formados por equipamentos de fabricantes diversos, situao que pode ocorrer quando o anel configurado com segmentos de rede de prestadores de serviosdistintos;

Este tipo de proteo no pode ser configurado em anis compostos por segmentos dediferentes capacidades (STM-1, STM-4, STM-16), situao que pode ocorrer quando


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um anel de capacidade menor formado contendo um segmento ancorado noutrosegmento de um anel de capacidade maior.

Os 2 tipos de proteo aplicam-se principalmente a topologia de rede em anel. Como j foimencionado anteriormente, eventualmente podem ser aplicados a segmentos de rede onde,embora a topologia da rede fsica apresente restries para ser implantada em anel, de formatemporria ou permanente, tenha sido usada a estratgia de implementar esses tipos de proteo para prevenir eventuais falhas de equipamentos.

Topologias Tpicas

De forma geral as redes dos prestadores de servios so implantadas usando todos os tiposde mecanismos de proteo apresentados acima. A implantao dessas redes sempre parte daescolha de uma filosofia geral de proteo que aplica-se a rede fsica, a rede lgica e aosservios fornecidos.

Em geral, at os procedimentos de proteo para os tributrios adotam prticas distintasdependentes do porte dos Clientes.

A figura a seguir apresenta uma rede tpica de um prestador de servios detelecomunicaes.

Esta configurao com um anel principal, chamando de ncleo ou backbone, e diversosanis secundrios, ou regionais, aplica-se tanto as grandes metrpoles, onde tanto o trfego


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interno como o trfego para outras localidades muito intenso, como tambm para redes delonga distncia, onde o backbone liga duas localidades de maior porte, e os anissecundrios atendem regies ou localidades de menor porte.

A tecnologia SDH tem sido beneficiada pelos grandes avanos dos processadores, dasinterfaces pticas e das metodologias de desenvolvimento de software empregados nosequipamentos de rede e nos sistemas de gerncia.Os diversos fornecedores desses equipamentos tm oferecido novas facilidadesque permitem optimizar as redes SDH. Dentre essa facilidade, as mais relevantes so:

Maior integrao nas interfaces de tributrios, permitindo um maior nmero deinterfaces pticas e eltricas por placa, diminuindo o espao fsico ocupado pelosequipamentos;

Integrao de interfaces tpicas de redes de dados, tais como LAN (Ethernet), ATM,FR e IP, diretamente nos equipamentos SDH, com facilidades de configuraoimplementadas em um mesmo sistema de gerncia;

Equipamentos de usurio de tamanho reduzido (de mesa), com multiplicidade de

interfaces e capacidade para fazer parte de segmentos de rede STM-1 ou STM-4,sem troca do equipamento;

Equipamentos de grande porte (STM-16 ou STM-64) com matriz que permiteconexes de canais de baixa e alta ordem configurveis pelo sistema de gerncia;

Equipamentos que podem fazer parte de mais de um segmento de rede permitindorealizar conexes entre esses segmentos diretamente na matriz atravs deconfigurao pelo sistema de gerncia.

Entretanto, o projeto de rede de transporte ainda deve levar em consideraorequisitos que garantam o fornecimento de servios confiveis, que atendam o SLA darede e, principalmente, dos clientes. Entre os requisitos necessrios paraimplementao e operao de uma rede SDH, os mais relevantes so:

Implantao de rede fsica com plena diversidade de rotas para permitir o uso de


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topologia de rede em anel; Uso dos mecanismos automticos de proteo de rota, de interfaces e da matriz de

conexo cruzada em toda a rede;

Implementao de um projeto de rede de sincronismo que permita evitar a perda, adegradao ou eventuais loops do sinal de relgio mesmo em caso de falha dessarede;

Implementao de uma rede de dados confivel para o sistema de gerncia (DCN -Data Control Network) que seja inclusive a prova de falhas simples;

Implementao de um sistema de gerncia compatvel com o porte da rede, seja pelacapacidade de processamento e segurana de seus servidores e estaes de trabalho,como tambm pela capacidade de armazenamento de informaes de configuraodos equipamentos e servios ativos;

Disponibilidade de pessoal treinado e capacitado para implantao, operao emanuteno de rede SDH.

Os " Contentores " na Rede SDH

Ao incluir a informao no" espao de carga " ( payload ) duma tramaSTM-N, os dadostm de ser "arrumados" na zona disponvel para tal. Assim foram definidos para o efeito,diversos tipos de" contentores " com lugar para acomodar as vrias cargas sncronas ou plesicronas normalizadas. O tamanho do contentor medido em bytes, representa acapacidade que ele tem para transportar informao til no intervalo de tempo da trama que de 125 microsegundos !As capacidades estabelecidas e normalizadas , correspondem aos sinais tributrios plesicronos mais usuais, recebendo assim os contentores distintas designaes, que sereferem :

Designao Sinal PDH a transportar Capacidade do " Contentor " C-11 1544 kbps 1600 Kbps

C-12 2048 Kbps 2176 Kbps

C-2 6312 Kbps 6784 Kbps

C-3 44736 Kbps ou 34368 Kbps 48384 Kbps

C-4 139264 kbps 149760 Kbps


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Conforme podemos verificar , no se encontra definido nenhum contentor para o sinal plesicrono de 8 Mbps existente nas redes europeias, pelo que este ter de ser multiplexadona rede plesicrona, em conjunto com outros, numa portadora de maior dbito ( 34 Mbps por exemplo ) antes de poder ser "arrumado" no espao de carga de um contentor adequado ( C3 ou C4 ).

Para determinarmos a capacidade possvel de carga de um contentor C 4, por exemplo, basta-

nos verificar que ele cabe exactamente no espao de carga( payload ) duma tramaSTM-1,sendo por isso constitudo por 260 x 9 bytes ou seja 18720 bits . Dado que estes bits tm deser transmitidos em 125 microsegundos( durao da trama STM-1 ), teremos umacapacidade de carga de18720 : ( 125 x 10- 6 ) = 149 760 000 bps

ou seja 149 760 Kbps para este contentor !!!

Para acomodar a informao dos sinais plesicronos referidos, dentro do contentor, este terassim, de ser completado com bytes de enchimento de natureza fixa ( " stuffing bits " ) , que


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permitam o seu"alinhamento " ou seja adaptao do ritmo de transporte plesicrono aodbito mais elevado correspondente a cada tipo de contentor . Para "acerto final" e como"regulao fina " , haver ainda lugar abits de justificao, que podem ser de 2 tipos :

Bits de Oportunidade de Justificao

Designam-se deste modo os bits de justificao prpriamente ditos , que podem ( ou no )transportar consigo informao ( data ) . Neste ltimo caso , no so lidos pelo receptor , ecomportam-se como vulgares bits de enchimento.

Bits de Control de Justificao

Estes bits indicam se os bits de " Oportunidade de Justificao " transportam ou no consigoinformao vlida no espao de carga do contentor .

operao descrita de " arrumao " de uma carga plesicrona em lugares bemdefinidos dentro dum contentor SDH d-se o nome de " M apeamento " ( ou " Mapping

" em lngua inglesa )

Estrutura em CamadasO padro SDH foi desenvolvido usando a abordagem cliente/servidor e suaarquitetura de administrao e superviso procurou apoiar-se no modelo de camadasOSI (ISO), permitindo que a superviso do transporte de informaes seja feita atravsde camadas hierarquizadas.

Do ponto de vista de rede, essas camadas so representadas conforme a um determinadoservio caracterizado por sua origem e destino e por uma taxa de bits conhecida, soidentificados os tipos de funcionalidades e as camadas nelas envolvidas para execut-lo.Entende-se por Viao caminho percorrido pelo sinal entre a origem e o destino. Nesse caminho o sinal acondicionado no quadro SDH que faz o seu transporteatravs de todos os equipamentos da rede nessa rota. Em cada equipamento, de acordocom a sua funo, o quadro processado pelas camadas adequadas para ser restaurado

ou para extrair ou inserir novos servios. Em cada etapa desse processo as informaesde administrao e superviso do SDH so geradas e inseridas no quadro.


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(POH). Na via de baixa ordem cada VC contm um nico continer e seu cabealho(VC-1x, VC-2 ou VC-3). Na via de alta ordem um VC pode conter um nico continer e seu cabealho (VC-3 ou VC-4), ou um conjunto de contineres de menor ordem e orespectivo cabealho.A camada de circuito realiza o condicionamento da informao til retirada docontiner para a interface eltrica ou ptica definida para cada servio a ser fornecido pelo equipamento.

Contentor Virtual " VC "

A hierarquia SDH foi concebida para uma arquitetura de multiplexao sncrona.Cada canal opera com um relgio sincronizado com os relgios dos outros canais, e sincronizado com o equipamento multiplex atravs de um processo de justificao de bit e encapsulamento da informao (continer). A esse continer adicionado umcabealho (POH), que o caracteriza e indica sua localizao no quadro, e forma-seento um continer virtual (VC - Virtual Container) para cada canal.O SDH pode transportar tambm os diferentes tipos de sinais PDH, atravs do

quadro padronizado denominado STM-N (Syncronous Transport Module), utilizadotanto para sinais eltricos como para sinais pticos. Actualmente o padro SDH utilizaquadros STM-N com as seguintes taxas de bits:

155520 Mbit/s (STM-1 eltrico ou ptico); 622080 Mbit/s (STM-4 ptico); 2488320 Mbit/s ou 2,5 Gbit/s (STM-16 ptico);

9953280 Mbit/s ou 10 Gbit/s (STM-64 ptico).

Os diversos canais multiplexados (VC's) normalmente so chamados detributrios, e os sinais de transporte gerados (STM-N) so chamados de agregados ousinais de linha.

A cada"Contentor" acrescentado um cabealho ( regio indicada a amarelo na figura ),que se designa em lngua inglesa por " POH " , ou" Path Overh ead" , e que contm


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informao sobre o percurso do contentor (PATH ) e outros dados relativos ao seu contedo.

importante notar que este cabealho acompanha sempre o contentor at ao seu destinofinal, momento em que ele desmenbrado e a sua carga abandona a rede SDH !

O conjunto" Contentor + POH " recebe agora a designao de" Contentor Virtual " .

A ttulo de exemplo, apresenta-se na figura oContentor Virtual VC4 . Todos os outros

contentores normalizados pelaITU -T , tm uma estrutura semelhante, ou seja uma regio para transporte de informao, com os respectivos dados ocupando posies fixas bemdefinidas no espao de carga ("Contentor" prpriamente dito ), e outra de cabealho (POH) .Se quizermos proceder a uma analogia, podemos pensar noContentor SDH como umcontentor real ( ou uma encomenda ) . O contedo da encomenda ser no nosso caso ainformao que pretendemos transportar at ao destino, e o POH uma etiqueta ou " guia de

encomenda " com indicaes diversas sobre o caminho percorrido e o seu contedo !


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Se considerarmos a Hierarquia de Multiplexagem SDH europeia ( da ETSI ) , podemosclassificar os contentores virtuais em 2 famlias distintas :

Contentores Virtuais de ordem baixa ( low order ) - Encontram-se neste caso oscontentoresVC-12 , VC-2e VC 3 ;Contentores Virtuais de ordem elevada ( high order ) - Caso do contentor VC-4.

Estrutura de Multiplexagem da Rede SDH

A recomendao da Unio Internacional de Telecomunicaes ( ITU-T )G-707prope um

mapeamento ( distribuio e arrumao ) dos sinais para efeitos de transporte atravs da rede,

conforme definido na figura anexa.
http://www.itu.int/ITU-T/http://www.itu.int/ITU-T/http://www.itu.int/ITU-T/


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Podemos notar que atribudo um contentor de formato bem definido a cada tipo de carga plessicrona, a partir do qual um Contentor Virtual construdo, por meio da juno dumcabealho ( POH ).

Este contentor transmitido, conforme j foi referido, sem quaisquer alteraes atravs de

toda a rede SDH , num caminho definido ( PATH ), at ao seu destino final !

Para localizar correctamente o contentor virtual de baixa ordem dentro do espao de carga docontentor virtual de ordem mais elevada que o transporta, necessrio criar um" ponteiro " .

Este ponteiro ( na verdade uma indicao de posio de memria ) , e inserido numa unidadetributria ou administrativa ( a verde na figura ) , vai ocupar uma posio fixa dentro do


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espao de carga do contentor virtual de ordem mais elevada em que se aloja ,e indicar em princpio , a distncia que o separa do incio do contentor virtual de ordem mais baixa !

Ao conjunto "Contentor Virtual de baixa ordem + Ponteiro " d-se o nome de "UnidadeTributria " ( TU ).

operao descrita de atribuio de uma " fase " ou deslocao relativa de posiodum contentor em relao ao outro por meio dum ponteiro d-se o nome de" alinhamento " !

" Grupos de Unidades Tributrias ", " Unidades Administrativas " eoutros nomes " feios "...

As Unidades Tributrias (TUs ) viajam sempre em conjunto, pelo que tero de ser agrupadas para o efeito . A uma ou mais "TUs" , ocupando posies fixas e bem definidas no espao decarga dumVC de ordem superior , d-se o nome deGrupo de Unidades Tributrias ( TUG

). NumaTUG s so permitidas unidades tributrias do mesmo tipo ! Assim, por exemplo,3TU-12multiplexadas, do origem a uma "TUG-2 ".


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Do mesmo modo, se estivermos a lidar com contentores de "ordem superior ", teremos de oslocalizar devidamente no espao de carga que ocupam, pelo que sero tambm precisos ponteiros !

Tratando-se de contentores de " ordem superior ", ao conjunto" VC + Ponteir o " d-se a designao deUn idade Admin istrativa

( AU ) .

A ETSI, European Telecommunication Standardization Institute , estabeleceu para aEuropa uma estrutura mais leve do que a definida pela ITU-T, mas inteiramente compatvelcom esta, que se representa na figura anexa. Conforme se pode ver,alm do transporte decargas sncronasSDH, apenas se encontra prevista a incorporao e transporte de tributriosem uso na redePDH europeia, embora sejam tambm suportadas cargas" ATM " .
http://www.etsi.org/http://www.etsi.org/http://www.etsi.org/http://www.itu.int/ITU-T/http://www.itu.int/ITU-T/http://www.itu.int/ITU-T/http://www.itu.int/ITU-T/http://www.etsi.org/


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De notar que o contentor VC-3, quando transporta uma carga de 34 Mbps da hierarquia PDHeuropeia, no considerado de "ordem superior", pelo que origina, em conjunto com o seu ponteiro, umaUnidade Tributria , em vez dumaUnidade Administrativa !

Na figura apresenta-se um exemplo conceptual do transporte de sinais PDH de 2 Mbps numatrama STM-1 da rede SDH Europeia. Poderemos notar, entre outros detalhes :

1. O agrupamento de 3 TU-12 ( VC-12 + Ponteiros ) numa TUG-22. O agrupamento de 7 TUG-2 numa TUG-33. O agrupamento de 3 TUG-3 num Contentor VC-44. Os ponteiros das TU-12 apontando para os VC-12 ( quadradinhos vermelhos no topo )

5.

O ponteiro da Unidade Administrativa AU-4 apontando para o incio do contentor VC-4.

As unidades tributrias TU-12 no se representam nesta figura a fim de no asobrecarregarmos excessivamente. Elas so constitudas, como sabemos, pelos contentoresVC-12 e pelos seus ponteiros. Assim elas esto presentes em cada um dos TUG-2 , sendoestes formados como resultado da multiplexagembyte a byte de cada um dos 3 VC-12, queos constituem, depois de adicionados os respectivos ponteiros !

No caso dos VC-12, e como veremos posteriormente , os ponteiros so constitudos por umnico byte , assim se justificando a presena no desenho dos 3 ponteiros ( 3 bytes ) em cadauma das TUG-2.

Ainda sobre as Estruturas de Multiplexagem em SDH ...

Quando uma ou mais Unidades Administrativas ocupam posies fixas e bem definidasno interior duma tramaSTM-N dizemos que estamos em presena de um " Gru po de Un idades Admi ni strativas ( AUG ) ".

No caso de uma tramaSTM -1, de acordo com a estrutura de multiplexagem europeia daETSI, a AUGcorresponde lgicamente a uma nica Unidade Administrativa . No caso daestrutura de multiplexagem tal como definida pelaUIT, e utilizada na rede americana, por


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exemplo, aAUGpode resultar das multiplexagem de 3AU-3 . Em SDH, e em resumo , podemos considerar a existncia das seguintes operaes :

Mapeamento Alinhamento Multiplexagem Concatenao Processamento de Ponteiros

As trs primeiras j so nossas conhecidas, pelo que passaremos a descrever em que consistecada uma das restantes operaes :

ConcatenaoConsiste na associao de vrios contentores virtuais de ordem superior ( VC4s por exemplo), de modo a que se portem na rede SDH como um nico contentor virtual, s podendo ser separados aps a sua chegada ao destino final ! frequentementemente utilizadasempre que existem grandes quantidades de dados a transmitir como que formando um nico bloco, caso do trfego de sinais de televiso,ou de vrios TDMs conforme o exemplo.

Concatenao de vrios TDMs


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Processamento de Ponteiros

Esta operao permite o "realinhamento" do trfego SDH , isto actualiza o valor dos ponteiros dos diversos tributrios, de modo a " alinhar " no seu comeo as "sequencias dealinhamento de trama" ( bytes A1 e A2 anteriormente estudados ).

So assim sincronizados entre si os diversos sinais, antes de se proceder sua multiplexagem.Convm notar, que mesmo em SDH, pode haver desfasagem entre diversos tributrios devidos suas diferentes origens, atrasos de propagao esses muitas vezes motivados por variaesde temperatura ambiente durante o percurso anteriormente seguido pelo sinal .

Os sinais STM-1 de cerca de 155 Mbps so por vezes do tipo elctrico, e consequentementesujeitos s alteraes referidas. Tambm nos sinais pticos aparecem perturbaessemelhantes devido a fenmenos de disperso no interior das fibras.

A figura pretende dar uma ideia da operao a efectuar. Devemos ter presente que os primeiros dados a sair so os bytes de alinhamento de trama ( designados por "A" ), pelo queno devemos ser induzidos em erro pelo desenho.Podemos notar que os ponteiros ( a amarelo no desenho ) tm agora outro valor ( diferente

"offset" da informao em relao ao incio da trama ). contudo claro que a posio relativada informao de cada tributrio STM - 1 se mantm constante !!!Dada a " sincronizao " efectuada, a multiplexagem que se segue destes 4 tributrios STM-1num sinal STM-4, vai permitir ter juntos, em posies bem definidas, os cabealhos dasreferidas tramas. importante notar que as redes SDH formam um sistema sncrono ondetodos os relgios de seus equipamentos tm, em mdia, a mesma freqncia. O relgio decada equipamento, chamado de relgio secundrio ou escravo, pode ser rastreado at o

relgio principal da rede, chamado tambm de mestre, garantindo a distribuio e qualidadedo sinal de sincronismo.A manuteno de uma boa referncia de relgio permite que os sinais STM-1mantenham sua taxa de 155 Mbit/s estvel, e que vrios sinais STM-1 sncronos possam ser multiplexados sem a necessidade de insero de bits, sendo facilmenteacessados em sinais STM-N de maior taxa de bits.Tambm os sinais sncronos de menores taxas de bits, encapsulados nos VC's,

podem ser multiplexados sem a necessidade de insero de bits para compor os sinaisSTM-1, e podem ser facilmente acessados e recuperados.


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O uso de ponteiros em conjunto com buffers permite acomodar as eventuaisdiferenas de fase e freqncia dos canais durante o processo de multiplexao. Os ponteiros possuem campos especficos para armazenar os bits ou bytes em excesso ou para indicar a falta destes durante o processo de sincronizao (justificao). Os buffers permitem que esse processo ocorra sem a perda de informao, armazenando emantendo o sinal original.Desta forma, extremamente importante a qualidade e a manuteno do sinalde sincronismo para o sucesso da rede e dos servios prestados a partir dela.

Estrutura duma trama STM-4

Aps alinhamento ( ou sincronizao ) dos 4 sinais STM-1, as tramas do entrada nummultiplexer sncrono, sendo a mutiplexagem efectuada byte a byte ! A velocidade detransmisso agora rigorosamente 4 vezes superior de cada trama STM-1, ou seja

4 x 155 520 = 622 080 Kbps, cerca de 622 Mbps !


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Na verdade o espao de carga duma trama STM-4 resulta da multiplexagem byte a byte de 4contentores VC4, devendo portanto comportar 4 x 261 = 1044 colunas por 9 linhas de altura ,em representao bidimensional, ou seja 9396 bytes.O cabealho " de seco ", ( como se designam em STM ) ter 4 x 9 = 36 colunas e 9 linhasde extenso, o que perfaz 324 bytes. No total a trama pois composta por 9720 bytes ou seja77 760 bits. Se considerarmos que estes bits so enviados em 125 microsegundos podemosfcimente achar a velocidade de transmisso dum sinal STM-4 , achando o mesmo valor acima indicado !De reparar que o cabealho reconstrudo pelo multiplexer, sendo por issonovo na suaformao. Como havemos de ver posteriormente, muitos dos seus bytes tm funesespecficas, podendo mudar de valor durante o percurso( PATH ) a efectuar pela trama ! No de mais recordar que no que respeita aos contentores virtuais, estes permancem unos eindivisveis , s sendo desmantelados chegada, ou seja ao deixarem a rede SDH ! Domesmo modo, ainda possvel, apesar da velocidade elevada de transporte, retirar um canalde 64 kbps, ou seja aceder a um dos seus bytes, sem haver necessidade de ter de submeter atrama STM-4 cascata de (des)multiplexers que seria necessrio utilizar numa rede PDH .Isto possvel fundamentalmente por 2 razes :

1. Multiplexagem sncrona byte a byte das tramas STM-1 (sem haver lugar aoacrescento de bits de justificao )

2. Acomodao perfeita das cargas na trama STM-1, tendo presente :

O uso de contentores virtuais para o transporte das cargas em posies bem definidasno seu interior ;

A utilizao de Unidades Tributrias ( TUs e TUGs ) , que funcionando comoverdadeiras mini-tramas dentro da trama STM-1 ocupam uma posio fixa dentro docontentor de ordem mais elevada ;

O uso de ponteiros de valor ajustvel de modo a compensar qualquer " deslize " docontentores de baixa ordem em relao TU ou TUG

O uso de um ponteiro ajustvel de Unidade Administrativa para referenciar a posiodo contentor de ordem superior na estrutura da trama STM-1.

A formao de tramas de ordem"STM-N" , como as tramas STM-16 e STM-64, faz-se de

modo semelhante ao indicado para a STM-4 , por multiplexagem sncrona de 4 tramas STM-


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Ao longo deste meio de transmisso, vrios equipamentos desempenham um papel preponderante, tendo presente o objectivo comum de fazer chegar o sinal ao destino em boascondies . Assim, cada equipamento, ou elemento de rede ( Network Element -NE ), responsvel pela criao do seu prprio "cabealho de seco " ( Section Overhead ) ,dialogando com o prximo elemento de rede do mesmo nvel , existente no percurso a percorrer pelo sinal .

De entre os vrios equipamentos de rede que estudmos, encontramos os Regeneradores, que geram o seu prprio cabealho, transportado pela trama STM-1 em local prprio . Estecabealho designa-se por " RSOH " ( Regenerator Section OverHead ) , e formado por 27 bytes. ( Ver formato geral da Trama STM-1 )

O percurso percorrido pelo sinal entre 2 regeneradores consecutivos ( ou entre umregenerador e outro elemento de rede que tambm regenere o sinal ) designado por " Seco de Regenerao ".Assim na figura podemos notar que se encontram tambm definidas como " Seces deRegenerao " os percursos compreendidos entre regeneradores e multiplexers, ou aindaentre regeneradores e SDXCs, visto estes equipamentos procederem tambm localmente regenerao dos sinais.

A parte compreeendida entre 2 Multiplexers , ou equipamentos que desempenhem tambmessa funo ( SDXC , por exemplo ), designa-se por " Seco de Multiplexers ". Estesequipamentos tambm trocam directamente informaes entre si , usando para o efeito o "Cabealho de Seco de Multiplexers -MSOH " , ou "Multiplexer Section OverHead" (Ver localizao deste cabealho na trama Trama STM-1 ) .Finalmente, o percurso compreendido entre os multiplexers da ponta, ou seja, entre oelemento de rede onde se forma a trama SDH e o elemento em que esta abandona esta rede,

designa-se por " Caminho " ou "PATH ". Dados relativos ao "Path" so apenas lidos oumodificados nos equipamentos atrs indicados e constam da zona reservada para o efeito emcada contentor designada por "Path OverHead - POH " ( Ver localizao deste cabealhona trama Trama STM-1 ) .

Dentro de cada nvel, ou camada referida, ( Regeneradores, Multiplexer e Path ) osequipamentos de rede (NEs ) trocam informaes entre si, relativas a erros detectados ou aalarmes de funcionamento, permitindo assim monitorizar remotamente o estado geral da rede

SDH, e tomar as medidas necessrias para a manter em bom funcionamento !
http://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_4.html#Reg/Muxhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_4.html#Reg/Muxhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_4.html#Reg/Muxhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_6.html#RSOHhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_6.html#RSOHhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_6.html#RSOHhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_4.html#Reg/Muxhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_4.html#Reg/Muxhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_4.html#Reg/Muxhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_6.html#RSOHhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_6.html#RSOHhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_6.html#RSOHhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_6.html#RSOHhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_6.html#RSOHhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_6.html#RSOHhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_6.html#RSOHhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_6.html#RSOHhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_4.html#Reg/Muxhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_6.html#RSOHhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_4.html#Reg/Mux


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Deteco de Erros, Alarmes e Gesto da rede SDH

A figura representa a trama STM-1 . Nela podemos observar alm do espao de cargaocupado por um contentor C 4 , e o seu POH, mais 3 zonas distintas :

O Cabealho da Seco de Regeneradores (RSOH ), composto por 27 bytes,dispostos em 3 linhas e 9 colunas.

O Cabealho da Seco de Multiplexers (MSOH ) , composto por 45 bytes, dispostosem 5 linhas e 9 colunas.

O Ponteiro da AU , constitudo por 9 bytes, dispostos em linha, entre os 2 cabealhosde seco.

Em certa medida o Ponteiro da AU faz parte da seco de Multiplexers , como por vezestambm considerado, visto que so equipamentos deste tipo que so responsveis pela sua

criao e pelas alteraes que lhe so introduzidas.


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necessitam, em virtude de resultarem de multiplexagem inteiramente sncrona de tributriosde ordem inferior.

O byte J0 ( Section Access Point Identifier ) , transporta durante 16 tramas consecutivas,uma "string" ASCII que identifica unvocamente a presente ligao entre emissor e receptor .Esta identificao revela-se conveniente, visto que o receptor pode estar a receber tramas dediversas provenincias ( s quais correspondero sequncias identicadoras de 16 bytesdiferentes umas das outras ... )

( Em verses anteriores do SDH este byte, designado por C1, era um identificador que referia o tipo detrama STM em causa, ou seja se estvamos em presena duma STM-1, STM-4 ou STM-16 ).

O byte B1permite aferir da qualidade da transmisso, pois se trata de um clculo do tipo " bit de paridade par ", que permite, em certa medida, detectar a existncia de erros detransmisso motivada por troca de bits. Tambm pode ser determinado por meio duma "somasem transporte " ou checksum , calculada sobre todos os bits da trama anterior , depois destesterem sido baralhados dum modo pseudo-aleatrio num"scrambler " .

Nota : A aco do scrambler ( existente em todas as transmisses de tramas STM-4 e de ordem superior ),

tem como sabemos, por finalidade baralhar os bits de modo a evitar longas sequncias de "0s" ou de"1s", que tornariam difcil a extraco do sinal de relgio do sinal que chega por parte do regenerador.

Os bits so assim todos embaralhados antes de serem enviados, com excepo dos relativos aos da linha

do cabealho em que se encontram os bytes A1 e A2, a fim de permitir o alinhamento de trama chegada

!

A soma sem transporte feita longitudinalmente, ou seja os bits 1 so somados com os bits 1,os bits 2 com os bits 2... e os bits 8 com os bits 8 de todos os bytes da trama , dandofinalmente origem ao byte B1 que colocado no local assinalado na seco de regeneradores

da trama em questo. Este procedimento designado por "Bit InterleavedParity check (BIP-8 )". NoNE ( elemento de rede ) seguinte, aps ser efectuado o alinhamento de trama ( detecodos bytes A1 e A2 ) , novamente calculado o BIP-8, o qual comparado com o indicado noRSOH, para verificao de erros de transmisso, sendo ento a trama desembaralhada...

No devemos esquecer que estando este byte na seco dos regeneradores, isto significa queeste controle de erros efectuado em todos os regeneradores por onde o sinal passa...


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O byte E1 constitui um canal telefnico de servio entre regeneradores, ou seja um canal devoz destinado a permitir a troca de impresses entre os seus funcionrios relacionadas com oservio de gesto ou de administrao da rede .

O byte F1 constitui um canal telefnico para comunicao entre utilizadores, ou seja umcanal de voz reservado a utilizadores especficos como o administrador da rede por exemplo. para todos os efeitos um canal telefnico de manuteno.

Os bytes D1, D2 e D3constituem um canal de transmisso de dados de 3 x 64 = 192 Kbps .Podem ser utilizados, por exemplo, para controlar e monitorizar o funcionamento de diversosequipamentos de rede sncronos existentes .

A " Seco de Multiplexers " nas tramas STM - N

O byte E2 representa o canal de servio MSOH e desempenha um papel semelhante aodesempenhado pelo byte E1 na seco de regeneradores. Este canal de voz s est contudodisponvel para transmisses entre seces de Multiplexers !

Os bytes D4 a D12, em nmero de 9 , so um canal de transmisso de dados a 576 Kbps ( 9x 64 kbps ) entre seces de multiplexers, permitindo o comando remoto, controle emonitorizao de equipamentos de rede nestes locais.


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Os bytes B2, em nmero de 3 , permitem um controle de erros de transmisso , efectuado demodo semelhante ao utilizado na seco de regeneradores. A soma de control ( ou checksum) agora calculada sobre 3 bytes de cada vez, longitudinalmente , ( bit 1 com bit 1 , bit 2 com bit 2, .... bit 24 com bit 24 ) dando origem a 3 bytes ( BIP-24 ) que ocupam a quinta linha daseco de multiplexers do cabealho ( MSOH ). O clculo sempre feito sobre os bits datrama STM-1 anterior , sendo contudo excludos da soma de controle os bits da sua seco deregeneradores !

Os bytes K1 e K2so usados para "comutao automtica de proteco " tambmdesignada por APS ( Automatic Protection Switching ) . Em geral em SDH, h sempre umlink de recurso disponvel para o caso de falha de funcionamento do link principal. Este factoconstitui de resto um dos trunfos do SDH, que o faz bastante procurado como sistema deeleio para transporte de dados, visto que actualmente os clientes exigem , no s rpidasligaes, como ligaes fiveis, trabalhando sem quebras ou interrupes 24 horas por dia ! No caso de falha do link em uso, o receptor envia uma mensagem ao n anterior da mesmaseco de multiplexers , usando para o efeito os bytes k1 e k2 referidos, convidando-o destemodo a restabelecer o link por outro caminho alternativo !


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Para poder visualizar o contedo desta animao necessita do macromedia flash player

O byte S1, nomeadamente por meio dos bits 5 a 8 , serve para trocas de mensagens sobre oestado de sincronizao dos elementos de rede , melhor dizendo, especificando o nvel dequalidade atingido para o sincronismo.

O byte M1 utilizado como " Indicao Remota de Erro " (R emoteError Indication- REI ).

Para poder visualizar o contedo desta animao necessita do macromedia flash player

No caso de tramas do tipo STM-1 ou STM-4, este byte utilizado pelo n receptor paraindicar ao n emissor anterior o nmero ( de 0 a 24 ) de bits da soma de control que recebeucom erros detectado pelo BIP - 24 ... Para tramas STM-16, esta operao no tem lugar ,sendo este valor ento colocado em " FF " ( 255 ) !

No demais relembrar que os bytes acima indicados se encontram na seco de multiplexersdo cabealho de seco , pelo que as mensagens referidas so sempre trocadas com elementosde rede da " seco de multiplexers ".
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H ainda a considerar 6 bytes designados por " X " que so para utilizao ao nvel nacional,no tendo sido definida a sua funo e finalmente os restantes bytes das seces RSOH eMSOH cuja misso aguarda tambm definio futura !

O cabealho " POH " nos Contentores de Ordem Elevada

A figura representa uma trama STM-1 evidenciando nesta o contentor virtual VC4 com o seucabealho " POH ". Conforme j dissemos este cabealho formado no NE ( normalmenteum multiplexer ) de acesso rede SDH , e s desfeito quando o contentor deixa a rede SDH

. Os bytes que o formam so assim trocados " ponta a ponta " entre estes 2 ns extremos e soos que a seguir se referem :

Byte J1 - Tem no contentor virtual um papel semelhante ao desempenhado pelo byteJ0 naseco de Regeneradores do Cabealho de Seco. Permite ao receptor validar o caminhoseguido pelas tramas que est a receber . Durante um nmero mximo de 16 tramasconsecutivas, enviada uma "string" ou conjunto de caracteres ASCII ( terminado pelo

caractere correspondente tecla " enter " ) , que comparada pelo receptor com as sequnciasanteriormente recebidas, permitindo-lhe assim confirmar que continua a receber tramas com amesma provenincia, identificando-as como vlidas.

Byte B3- Trata-se de um BIP-8 , semelhana do existente na seco de regeneradores ( byte B1 ) , e calculado sobre todos os bits doVC4 anterior . Este byte B3 pois um modode detectar erros de transmisso por " checksum " ( soma de control ), e colocado no seulugar no POH antes dos bits serem baralhados.

Byte C2 - Indica a composio ( tipo de carga ) do contentor VC transportado. A ttulo deexemplo, poder indicar o transporte de dadosATM ( C2 =13H ),TUG - Grupo de UnidadesTributrias ( C2 = 02H ), dados procedentes dumaMAN ( C2=14H ),FDDI ( C2 =15H ) ,carga assncrona a 140 Mbps, etc...

Byte G1 - Tambm designado por " path status ", ele informa, em sentido contrrio ao da progresso da trama, mais prpriamente ao n de origem, onde o contentor foi construdo ,sobre a qualidade ou performance do caminho seguido pelo contentor. Os bits 1 a 4
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constituem o chamadoREI ( Remote Error Indication ), e referem por meio dum nmeroentre 0 e 8, a quantidade de bits trocados detectada no "BIP-8" B3 . Outro tipo de problemasdetectado na ligao, como por exemplo uma falha do sinal, transmitida ao " n de origem "activando o bit 5 deste mesmo byte ! Esta indicao designada por RDI ( Remote DefectIndication ) . Os bits 6 e 7 so reservados para uso opcional e o bit 8 no tem ainda utilizaodefinida .

Bytes F2 e F3- A sua utilizao idntica descrita para o byteF1 do RSOH.

Byte H4- Indicador de Multitrama. Conforme se explica noutro local, as tramas SDH quandotransportam tributrios de 2 Mbps ( tambm 1,5 Mbps, na verso UIT-T ) fazem-no sempre

por meio de conjuntos de 4 contentores VC-12 ( ou VC-11 no caso de cargas de 1,5 Mbps ).Estes contentores viajam pois em grupo, alojados em " verdadeiras mini-tramas " ( TUs ) , asquais por sua vez so agrupadas ( TUGs) e arrumadas por meio de multiplexagem nocontentor virtual de ordem elevada ( VC4 neste caso ).O byte H4 d conta desta situao, atribuindo um nmero ( de 0 a 3 ), a cada uma das 4tramas que formam a multitrama .

Byte K3 - Destina-se a sinalizao do tipo APS ( Comutao Automtica de Proteco ), paracaminho de ordem elevada.

Byte N1- Byte de Operador de Rede ( Network Operator ). utilizado com funes degesto e monitorizao da rede.


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Assim, os bytesH1 e H2actuam como ponteiros, indicando o "offset " do byteJ1, primeiro byte do contentor virtual VC4 !

Este offset no mais do que a distncia,medida em conjuntos de 3 bytes, do byteJ1 (incio do contentor VC4 ), ao fim da rea de ponteiros (ltimo byte H3 da rea de ponteiros ).

No caso do desenho da figura 1, por exemplo, os bytes H1 e H2, teriam de referir, em valor binrio, " o numero 522 ", visto que a contagem se faz de 3 em 3 bytes e o offset de 1566 bytes ( 6 linhas de contentor virtual de 261 bytes cada ) ! O valor mximo possvel para o "offset ", indicado pelo ponteiro, deveria ser assim de 783 ...

Este valor corresponde a 3 x 783 = 2349 bytes, ou seja ao tamanho do contentor virtual VC4 (9 linhas de 261 bytes cada ) . Devemos contudo lembrarmo-nos que a contagem se inicia emzero ( para o contentor que comece logo em frente do ponteiro da AU ) , pelo que teremos desubtrair 1 unidade a este nmero, ou seja poderemos ter offsets entre 0 e 782 !

Tal como se pode constatar pelo exposto na figura 2 , os contentores podem comear em qualquer posio, estendendo-se inclusivamente por 2 tramas, e iniciando-se emqualquer byte do espao de carga !

O uso de ponteiros elimina prticamente o uso de buffers nos ns da rede, visto que qualquer deslize da carga ( no tempo ) , pode ser rectificado por meio dum reajuste do valor do ponteiro que a localiza dentro do espao de carga da trama ( payload ). Devemos notar que para que isto fosse possvel , os contentores foram criados com espao interior superior aorealmente exigido pelas cargas PDH para cujo transporte eles foram criados.

Embora o SDH seja uma rede sncrona, temos sempre de considerar desfasamentos ou "

escorregamentos no tempo " no funcionamento dos relgios, devidos fundamentalmente aduas ordens de razes :

1. Um mesmo clock distribudo na rede SDH, mas tendo de percorrer distnciaslongas e diferentes ...

frequente a existncia de um clock mestre distribudo para um determin


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ado nmero de ns, formando aquilo a que normalmente se designa uma" Ilha SDH" .

O facto de na sua distribuio, o sinal ter de percorrer distncias diferentes, origina ainda

assim, diversos valores relativos de fase e de frequncia, originados por atrasos de propagao diferentes nos referidos percursos .

2. Diferentes frequncias de relgio de sinais procedentes do PDH

Conforme sabemos, os sinais em PDH apresentam frequentemente diferentes valoresde frequncia de relgio, embora nominalmente o seu valor seja o mesmo.Para estas diferenas contribuem as diversas provenincias do sinal, diferentescondies de propagao, e ainda as tolerncias de fabrico dos respectivosdispositivos de relgio.

Estas alteraes traduzem-se na prtica por " escorregamentos da carga " dentro do contentor que a aloja , sendo pois necessrio reajustar o valor do ponteiro que a localiza, tal como seevidencia na figura 3 ao lado .


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Se quizermos fazer uma analogia, podemos pensar em 2 carruagens dum comboio que sedesloquem mesma velocidade e que transportem cada uma no espao de carga que possuemo seu contentor ...

Ao iniciar-se o movimento do conjunto , podem dar-se duas possibilidades :

1. Os contentores movem-se mesma velocidade que as carruagens.... ( parte superior da figura anexa )

2. Os contentores movem-se com velocidade diferente das carruagens ... neste caso e noexemplo representado na parte inferior da figura, eles movem-se mais depressa do queestas , deslizando dentro das carruagens , o que no caso presente, faz com que oltimo contentor passe a ocupar mesmo mais do que uma carruagem...

Se pensarmos em termos de tramas SDH ( carruagens ) e em contentores virtuais VC4 por exemplo ( contentores ) , teremos uma ideia do que pode suceder quando a frequncia doclock responsvel pelos contentores virtuais , superior frequncia do clock responsvel pela transmisso das tramas SDH !

Compensao de Escorregamentos e Ajuste de Ponteiros em SDH


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Quando existem diferenas de relgios entre os sinais tributrios , 2 situaes distintas se podem dar :

a) - A soma das velocidades ou " bit rates " dos sinais de entrada superior velocidade de funcionamento do relgio que controla a sada do Multiplexer :

Neste caso, a quantidade de bits que entra no multiplexer, sendo superior que o abandona,tem tendncia a acumular-se ...

A soluo ser o multiplexer, de quando em quando, enviar para o exterior mais bits do queos que seria possvel enviar utilizando apenas o espao interior do contentor , evitando-sedesta forma, a perda de dados !

Assim , encontra-se disponvel ( por estar reservada para este efeito ) a regio ocupada pelos3 bytes H3, ou " bytes de aco "como so designados em SDH .

Logo que a diferena entre a quantidade de bits que chega e a que abandona o Multiplexer atinja os 24 bits ( 3 bytes ) , estes so colocados no lugar dos bytes H3, impedindo aacumulao de bits na entrada .

Esta operao designada por justificao negativa , acompanhada dum ajustamento do ponteiro, sendo pois o seu novo valor ( offset ) que se encontra escrito nos bytes H1 e H2 ,reduzido em 1 unidade ( 3 bytes ). Na figura d-se conta da operao realizada, sendo bemvisvel que a posio do byte " J1 " ( e consequentemente todo o contentor ) , desliza parauma posio final 3 bytes atrs da anteriormente ocupada ...

Como evidente, sempre que se realiza uma justificao de ponteiros como a descrita, o

receptor avisado do facto, a fim de " no se esquecer " de ler tambm os 3 bytes H3 deinformao extra . Durante as tramas anteriores e as que seguem a esta operao, os bytes H3transportam bits de enchimento, ignorados pelo sistema.


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Justificao Positiva e Ajuste de Ponteiros em SDH

De modo semelhante ao anteriormente descrito , pode dar-se o caso de o ritmo a que chegam

os dados ao multiplexer dum determinado n de rede ser inferior velocidade do clock responsvel pela sua sada .

Para corrigir esta situao, este elemento de rede ter, peridicamente, de enviar bitssuplementares ( de enchimento ou justificao ) colocando-os no espao de carga docontentor, em local reservado para este efeito , imediatamente frente dos bytes de aco H3do " Ponteiro da AU " , conforme se evidencia na figura !


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O ponteiro que indica o incio do VC4 agora aumentado de 1 unidade ( 3 bytes ) e oelemento de rede receptor informado da operao realizada atravs duma operao ( que seencontra normalizada ) de inverso de determinados bits que constituem os bytes H1 e H2.

chegada ao n seguinte, os bytes de justificao ( a negro na figura ) sero ignorados, por no transportarem informao.

Para informar o receptor de que deve ler os bytes H3 ( justificao negativa ) ou ignorar os 3 bytes de enchimento ( justificao positiva ) utilizado o seguinte processo :

No caso de uma justificao negativa , so invertidos os bits 8, 10, 12, 14 e 16 ( bits "D " )do conjunto de 16 bits que constituem os bytes H1 e H2 , na trama em que esta justificaotem lugar, sendo levado a efeito na trama seguinte umDecrscimo de 1 unidade no valor do ponteiro.

No caso de uma justificao positiva, so invertidos os bits 7, 9,11,13 e 15 dos bytes H1 eH2. A inverso destes bits, designados por bits "I " seguida na trama seguinte por umaoperao deIncremento do ponteiro em 1 unidade .

Durante pelo menos as 3 tramas seguintes no permitida qualquer actualizao de ponteiros.

altura de referir que, tanto a operao de justificao positiva agora descrita, como a de justificao negativa, anteriormente referida, tm de ser realizadas por um equipamento comfunes do tipo multiplexer, j que as operaes com ponteiros exigem a leitura e escrita narea do MSOH .


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Transporte de uma carga " assncrona " de 140 Mbpsnuma trama STM-1

A adaptao de cargas de 140 Mbps ( ditas assncronas ) provenientes do PDH, ao ritmo detransporte das tramas SDH e sua estrutura, comea por uma operao designada por " mapeamento ". Esta operao, que " arruma " o sinal E4 referido, no interior do contentor C4, corresponde na prtica a um aumento da frequncia do sinal oriundo do PDH, o qual conseguido do seguinte modo :

Atravs da incluso de bits de enchimento de justificao fixa, eleva-se o bit rate atum valor mais prximo do ritmo de transporte correspondente trama STM-1, que de 155,52 Mbps ( alinhamento aproximado dos relgios ) ;

Adicionando ao espao de carga bits de " controle de justificao " e de "oportunidade de justificao " .( alinhamento rigoroso com o sinal de relgio do SDH )

Os bits de " controle de justificao " indicam se os " bits de oportunidade de justificao "transportam com eles ( ou no ) informao til . Este ajuste da carga ao espao disponvel docontentor por justificao positiva, permite por assim dizer, uma " regulao fina " doalinhamento do relgio.


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Junta-se seguidamente ao contentor C4 descrito, um cabealho ( POH ), que caracteriza demodo inequvoco o caminho ( path ) que o contentor vai percorrer, bem como o seu contedo,dando origem ao contentor virtual VC4 ( ver figura acima ).

A operao seguinte consiste na juno dum ponteiro que indique o incio do contentor ( byteJ1, ou primeiro byte do POH ), no espao de carga da trama , dando assim origem Unidade

Administrativa AU4 , operao esta designada por "alinhamento ". Para este efeito soutilizados, conforme j sabemos, os bytes H1 e H2 do ponteiro. ( vide " A funo dosponteiros em SDH " )

Finalmente so-lhe acrescentados os cabealhos de seco RSOH e MSOH que compem osinal STM-1.
http://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_16.htmlhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_16.htmlhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_16.htmlhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_16.htmlhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_16.htmlhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_16.html


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Transporte de uma carga " assncrona " de 34 Mbpsnuma trama STM-1

A transmisso de cargas "assncronas " de 34 Mbps em SDH , faz-se recorrendo ao contentor C3 , cuja capacidade de 9 X 84 = 756 bytes, ou seja de 6048 bits. Dado que o seu envio sefaz em 125 microsegundos , isto corresponde a um dbito de 48,384 Mbps , o que permitetransportar neste contentor , no s a carga de 34 Mbps do PDH europeu , como ( emalternativa ) a carga de 45 Mbps do mesmo nvel hierrquico , usada por exemplo nos

Estados Unidos.

Se quizermos fazer as contas de outro modo , podemos verificar que aos 34,368 Mbps dosinal PDH de nvel 3 ( E3) , enviados em 8000 tramas, correspondem 34 368 000 / 8000 =4296 bits por trama , quantidade esta bastante inferior ao tamanho do contentor , que como j vimos de 6048 bits.

Assim, a operao de acomodao deste sinal dentro do contentor ( mapeamento ) faz-se , por

um processo anlogo ao referido para o sinal de 140 Mbps e o contentor C4 , recorrendo a bits de enchimento ( justificao fixa ) , e bits de justificao .

A norma prev para este efeito a diviso do contentor em 3 partes ( referenciadas por T1 nafigura anexa ) . Existem assim , repartidos por cada uma das 3 partes , 1431 bits deinformao, 2 bits de oportunidade de justificao, 2 conjuntos de 5 bits de control de justificao, e ainda bits de overhead e de enchimento num total de 2016 bits. Cada conjuntode 5 bits de controle de justificao (C ) responsvel por um dos bits ( num total de 2 ) deoportunidade de justificao ( bitsS ). Assim , se os 5 bits "C " tiverem o valor " 00000 " o bit "S " correspondente contm informao ; se tiverem o valor " 11111 " o bit "S " apenasde enchimento ... No caso de alguns bits destas sequencias apresentarem valores diferentes doesperado, a deciso sobre o significado do bitS tomada por maioria !

Para a criao do contentor virtual VC3 , acrescentado ao contentor C3 assim formado , umcabealho POH , que acompanhar o contentor durante todo o seu percurso at abandonar a

rede SDH, e que tem uma constituio igual referida para o contentor virtual VC4.


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A designao de " Grupo " deve-se ao facto da TUG-3 poder em alternativaalbergar , ao invs do caso presente , em que temos uma nica unidade tributria ( logo um scontentor e um s sinal ) , diversas unidades tributrias de dimenso inferior ( e diversossinais... ) , como havemos de ver posteriormente.

No caso presente , e conforme referenciado na figura teremosTU-3 = TUG-3!

assim permitido ao contentor VC3 " deslizar " dentro do espao de carga da TU-3 , como poder por exemplo suceder no caso de variao de fase ou de perodo do relgio do sinalPDH de 34 Mbps que transporta . De igual modo poder espraiar-se por mais do que umatrama STM -1 .

Conforme podemos observar na figura anexa , o contentor virtual VC-3 comporta 9 linhas de

85 bytes cada, pelo que os 3 contentores somam 255 colunas de 9 bytes. Dado que o espaode carga do contentor virtual VC4 de 260 bytes, e que os ponteiros da TU-3s ocupam 3


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colunas , foi necessrio prever mais 2 colunas de justificao fixa , localizadas , como se pode ver no desenho, logo a seguir ao POH do VC4 !

Os ponteiros H1 e H2 pertencentes s unidades tributrias TU-3 definidas,ocupam umaposio fixadentro do contentor VC4 , e indicam ,dentro de cada TUG-3 a posio exactado incio dos respectivos contentores VC3 ( bytes J1 dos mesmos )

Deste modo eles podero indicar um offset entre 0 e 764 , ou seja 765 valores possveis paraa posio dos bytes J1. Na verdade a rea ( a cinzento na figura ) reservada para os VC3s de255 x 9 = 2295 bytes, sendo um tero dessa rea ( 765 bytes ) , reservada a ser preenchida por cada um dos 3 contentores virtuais referidos.

No espao de carga do contentor VC4 ( a cinzento na figura ) , podero ser transportadas :

3 TUG-3 multiplexadas byte a byte , logo 3 unidades tributrias TU-3econsequentemente 3 sinais de 34 Mbps ;

Um ou 2 sinais de 34 Mbps , encaixados numa ou em duas TU-3 /TUG-3 (respectivamente ) , e outros sinais de ordem inferior devidamente acomodados ,dentro da (s) restante(s) TUG-3 ;

Sinais tributrios de ordem inferior , com bit rates iguais ou diferentes, desdeque devidamente mapeados em mini-contentores e alinhados em mini-tramas (unidades tributrias TU-2, TU-12 ou TU-11 ).

Do exposto, podemos conclur que as unidades tributrias se comportam como verdadeiras "mini-tramas " , dentro do contentor de ordem elevada que as transporta ( neste caso um VC4 ), podendo no seu interior, deslizarem os contentores de baixa ordem devido a flutuaes defase e de perodo dos sinais que transportam...


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Transporte de cargas " assncronas " de 2 Mbps numatrama STM-1

Como sabemos, os sinais PDH de 2 Mbps so transportados em tramas com a durao de 125microsegundos e com32 bytes de extenso, dos quais 30 bytes correspondem a tributrios

de 64 Kbps ( 30 canais de voz por exemplo ), um byte aum canal de alinhamento e

sincronismo, e o restante ao canal de sinalizao.

Para efectuar o seu transporte em SDH , foi criado um contentor designado por C-12 , com otamanho de 34 bytes , ou seja 272 bits , consequentemente com capacidade para transportar os 256 bits ( 32 bytes ) que correspondem trama E1 de 2 Mbps citada.

Informao suplementar identificadora do caminho a percorrer pelo contentor e a sua carga, fornecida por meio dum cabealho (POH ) constitudo por 1 byte , dando assim origem formao do contentor virtualVC-12.


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A acomodao do sinal de 2 Mbps dentro deste contentor (mapeamento ) introduz , aexemplo de situaes anteriormente descritas, bits suplementares de justificao, fixa evarivel ( positiva, negativa ou nula ).

Estes bits permitem , como sabemos , elevar o bit rate relativo ao transporte do sinal ecompensar pequenas imprecises do relgio.

Para efectuar o transporte de acordo com a estrutura SDH , foi estabelecido um " espao "dentro do qual o contentor pode deslizar, compensando-se assim atrasos de propagao desinais na rede , com os consequentes desalinhamentos.

Para identificar de modo preciso a posio do contentor virtual VC12 neste espao, e semelhana do anteriormente descrito para outras cargas , criado um ponteiro ( com otamanho de 1 byte ) , que em conjunto com o VC12 , d origem a uma espcie de mini-tramadesignada por Unidade Tributria TU-12 .

A figura anexa mostra-nos , em representao bidimensional , a trama E1 de 2 Mbps, oscontentores C12 e VC12 , e a Unidade Tributria TU-12.

Conforme se pode ver pela Estrutura de Multiplexagem definida pela ETSI , possveltransportar 63 sinais PDH de 2 Mbps num contentor C4 , situao que se evidencia num "desenho apenas de princpio " apresentado ao lado .

De notar que a trama STM-1 s tem capacidade para transportar 63 tributrios de 2 Mbps,quando a sua homloga E4 de 140 Mbps do PDH transportava 64 sinais deste tipo !

Tal facto deve-se necessidade de transportar, conjuntamente com cada sinal , outras

informaes preciosas, como por exemplo sobre o caminho seguido at ao destino e a "qualidade " dessa ligao , ponteiros para a sua localizao exacta dentro do espao de carga,e at sinais de erro e de alarme de funcionamento .
http://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_9.html#estabeleceuhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_9.html#estabeleceuhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_9.html#estabeleceuhttp://www.eppet.pt/data/linkserv/telecom/tm12_9.html#estabeleceu


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Grupos de Unidades Tributrias TUG-2 e TUG-3

Conforme se pode ver analisando a Estrutura de Multiplexagem SDH , normalizada pelaRecomendao G. 709 da UIT -T, e tambm referida no modelo doInstituto deNormalizao Europeia de Telecomunicaes - ETSIque ao lado se transcreve, otransporte de cargas de 2 Mbps , ditas assncronas ( como frequentemente so designadas )

em SDH , passa nomeadamente pelas seguintes operaes :


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1. Constituio de Contentores VirtuaisVC - 12adequados , e acomodao do sinal no

interior destes (operao de Mapeamento ) ;2. Formao de Unidades TributriasTU-12 , verdadeiras mini-tramas de transporte

para os contentores de baixa ordem (operao de alinhamento do relgio do sinalPDH com o relgio da seco de multiplexers do SDH) ;

3. Reunio de3 TU-12( e portanto 3 sinais diferentes de 2 Mbps) e suaMultiplexagem " byte a byte " , originando uma estrutura de transporte em posiofixa dentro do espao de carga do contentor VC-4 , designada por Grupo de

Unidades Tributrias - TUG-2 . Na figura de cima podemos ver ,de modosimblico, os 3 ponteiros das TU-12 j localizados nas TUG-2 e apontando para oPOH dos VC-12 ( bytes V5 ). Na figura de baixo encontra-se exemplificada aoperao de multiplexagem referida .


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Se nos lembrarmos da Constituio duma TUG-3 , tal como a conhecemos doestudo que fizemos para o transporte de cargas E3 do PDH de 34 Mbps , podemosnotar que ela formada por 9 linhas e 86 colunas . Assim, e dado que amultiplexagem das 7 TUG-2 numa TUG-3 conduziu apenas a 7 x 12 = 84 colunas , agora necessrio acrescentar , no seu topo , mais 2 colunas de 9 bytes , quecomportam bytes de enchimento ( justificao fixa ) .

A fim de manter uma estrutura semelhante para estes 2 tipos de TUG-3 , os 3 primeiros bytes da primeira coluna , que no caso do transporte dum contentor VC-3 ,

desempenhavam a funo de ponteiro, so agora designados por " NPI " ( NullPointer Indicator ) , no desempenhando todavia no caso presente , qualq

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