SONET / · PDF fileIngeniería en Redes y Comunicaciones Sistemas de Comunicaciones Avanzadas Capítulo 1 Orígenes de SONET/SDH • ECSA (Exchange Carriers

Ingeniería en Redes y

Comunicaciones

Sistemas de Comunicaciones

Avanzadas Capítulo 1

SONET / SDH

Preparado por:

José Fernando Sánchez S

Sistemas de Comunicaciones Avanzadas

UNITEC

(Abril-Julio 2011)


Comunicaciones



SONET / SDH

• Orígenes de SONET/SDH

• Características

• Señal básica

• Arquitectura

• Niveles SONET

• Tramas SONET

• Multiplexación SONET

• Redes SONET


Comunicaciones



Orígenes de SONET/SDH

• ECSA (Exchange Carriers Standard Association) en los Estados

Unidos para posibilitar la conexión normalizada de los sistemas de

fibra óptica entre sí.

• En las últimas etapas entró también el CCITT (Comité Consultivo

Internacional Telefónico y Telegráfico), antecesor del actual ITU-T,

de la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) para que se

pudiera desarrollar una norma que posibilitara la interconexión

mediante fibra de las redes a nivel mundial.

• Desarrollo del estándar SDH (Synchronous Data Hierarchy)

(Jerarquía Digital Síncrona) por la ITU-T a finales de los años 90,

estimándose que los estándares SONET/SDH podrían proporcionar

las infraestructuras de transporte para la red mundial de

telecomunicaciones para las siguientes dos o tres décadas.

http://es.wikipedia.org/wiki/CCITT

http://es.wikipedia.org/wiki/UIT


Comunicaciones



Orígenes de SONET/SDH

• SDH abarca la mayoria de las tasas de SONET y es un estandarInternacional sin embargo es reconocido como un estandar Europeodebido a que sus sistemas transportan tasas de bits definidas por elETSI (2, 34 y 140 Mbps).

• El estandar SDH definio el transporte de tasas de bits ANSI y ETSI(1.5, 2, 6 34, 45 y 140 Mbps) dentro de una unidad básica detransmisión de 155.52 Mbps (tres veces 51.84 Mbps).

• Por medio de una selección de opciones apropiadas SDH iscompatible con SONET en cuanto a tráfico (Payload) no así encuanto a intercambio de alarmas e información de manejo dedesempeño de ambos sistemas.

• Aunque SONET/SDH fueron concebidos para transporte sobre F.O.,existen sistemas de radio SDH capaces de brindar transporte atasas compatibles con ambos sistemas SONET y SDH.


Comunicaciones



Características de SONET

• Estándar para redes de área amplia (WAN) definido por la ANSI.

• Tecnología de transporte que sirve para transportar muchas señales

de diferentes capacidades a través de una jerarquía óptica síncrona

y flexible.

• Es un sistema síncrono con un esquema de multiplexado por

interpolación de bytes con división en el tiempo (TDM)

• La interpolación de bytes ofrece la posibilidad de una administración

de extremo a extremo.

• Se transmite una trama cada 125 ms, haya o no datos útiles que

transmitir (8000 tramas por segundo)

• Hay distintos tipos de canales estandarizados para distintas

velocidades cada una con un tamaño de trama diferentes.


Comunicaciones



Señal Básica

• En SONET la señal básica la conocemos como señal de nivel 1 o

también STS-1 (Synchronous Transport Signal level 1).

• Formada por un conjunto de 810 bytes distribuidos en 9 filas de 90

bytes.

• El conjunto de 810 bytes es transmitido cada 125 microsegundos,

correspondientes a la velocidad del canal telefónico básico de 64

Kbps.

• La velocidad binaria final de la señal STS-1 es 51,84 Mbps.

• Las señales de niveles más altos están formadas por la

multiplexación de diversas señales de nivel 1 (STS-1), creando una

familia de señales STS-N, donde la N indica el número de señales

de nivel 1 que la componen.


Comunicaciones



Señal Básica

(Payload)(Overhead)

Estructura de Trama de la Señal STS-1

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:SONET.png


Comunicaciones



Señales SONET/SDH

• Sonet define una jerarquia de niveles de señalización eléctrica

denominadas señales de transporte síncrono (Synchronous

Transport Signals) STS.

• Las señales ópticas correspondientes se denominan portadoras

ópticas (Optical Carriers) OC.

• La Jerarquía Digital Síncrona (SDH) especifica un sistema similar

denominado Módulo de Transporte Síncrono (Synchronous

Transport Module) STM que fue pensado para ser compatible con

las jerarquías europeas existentes (Como las líneas E) y los niveles

STS.

• El nivel básico de STM se define a 155,520 Mbps que es

exactamente igual a STS-3.


Comunicaciones



Señales SONET/SDH

Señales en la Jerarquía Digital No-Síncrona


Comunicaciones



Señales SONET/SDH

Señales en la Jerarquía SONET y sus capacidades para

señales de la jerarquía No-Síncrona


Comunicaciones



Velocidades SONET/SDH

Señal eléctrica Portadora ópticaVelocidad binaria

(Mbps)Equivalencia SDH

STS-1 OC-1 51.84 -

STS-3 OC-3 155.52 STM-1

STS-9 OC-9 466.56 STM-3

STS-12 OC-12 622.08 STM-4

STS-18 OC-18 933.12 STM-6

STS-24 OC-24 1244.16 STM-8

STS-36 OC-36 1866.24 STM-12

STS-48 OC-48 2488.32 STM-16

STS-96 OC-96 4976.64 STM-32

STS-192 OC-192 9953.28 STM-64

STS-256 OC-256 13271.04 -

STS-384 OC-384 19906.56 -

STS-768 OC-768 39813.12 STM-256

STS-1536 OC-1536 79626.24 STM-512

STS-3072 OC-3072 159252.48 STM-1024


Comunicaciones



Aspectos en Velocidades SONET/SDH

• La Velocidad de datos del nivel mas bajo de la jerarquía es mayor ala definida para el servicio DS-3 (44,736 Mbps) De hecho el STS-1fue diseñado para acomodar velocidades equivalentes a las del DS-3 cuya diferencia proporcionaría la sobrecarga necesaria en elsistema óptico.

• Se aumenta la eficiencia, ya que la tasa binaria de una señal STS-n(STM-n) se obtiene por entrelazado de bytes de n señales STS-1(STM-1) en un único paso, esto es exactamente n veces la tasabinaria de una señal STS-1 (STM-1). Al mismo tiempo, las señalesSTS-1 (STM-1) pueden extraerse directamente sin necesidad detener que demultiplexar la señal STS-n (STM-n) completa.

• La tasa de datos típica comienza en OC-3 y crece en múltiplos de 4.Mientras OC-24 y OC-1536, junto con otros tipos, como OC-9, OC-18, OC-36, y OC-96 se pueden definir en algunos documentos denormas, que no están disponibles en una amplia gama de equipos.


Comunicaciones



Dispositivos SONET

• Multiplexador/Demultiplexador STS.

– Marcan los puntos de inicio y final de un enlace SONET,

proporcionando la interfaz entre una red tributaria eléctrica y la red

óptica

• Regenerador.

– Extiende la longitud del enlace (Repetidor óptico)

• Multiplexador de Inserción/Extracción (Add/Drop Multiplexer) ADM.

– Permiten la inserción o extracción de señales. Un ADM puede añadir

STS’s provenientes de fuentes distintas en una ruta dada o pueden

eliminar una señal deseada de una ruta y redirigirla sin demultiplexar

toda la señal.

• Terminal.

– Dispositivo que usa los servicios de una red SONET (Router).


Comunicaciones



Dispositivos SONET


Comunicaciones



Niveles SONET

• Nivel de Ruta.

– Responsable del movimiento de la señal desde su fuente óptica a su

destino óptico

• Nivel de Línea.

– Responsable del movimiento de la señal a través de la línea física

• Nivel de Sección.

– Es responsable de transportar la señal a través de una sección

físicaGestiona el tramado, la ordenación de control de error.

• Nivel Fotónico.

– Se corresponde al nivel físico del modelo OSI, incluye las

especificaciones físicas para el canal de F.O.


Comunicaciones



Tramas SONET

• Cada STS-n esta compuesta por 8000 Tramas.

• Cada Trama es una matriz bidireccional de de bytes con 9 filas con

90 x n columnas (STS-1 esta formada por 9 filas por 90 columnas

(810 bytes), STS-3 esta formada por 9 filas por 270 columnas (2430

bytes)).

• Desarrollo del estándar SDH (Jerarquía Digital Síncrona) por la ITU-

T a finales de los años 90, estimándose que los estándares

SONET/SDH podrían proporcionar las infraestructuras de transporte

para la red mundial de telecomunicaciones para las siguientes dos

o tres décadas.


Comunicaciones



Estructura del formato de Tramas

SONET

Formato de Trama STS-1


Comunicaciones




SONET

Elementos de la Trama STS-1


Comunicaciones




SONET

“Stuffing” de la Trama STS-1


Comunicaciones




SONET

Uso de Punteros en una Trama STS-1


Comunicaciones



Tributarios en Tramas SONET

Estructura y tamaño de VT’s en una trama STS-1


Comunicaciones



Tributarios en Tramas SONET

Tamaño y Tasa de bits para Tributarios Virtuales

(VT’s) en una trama STS-1


Comunicaciones



Estructura de formato de Tramas SDH

Formato de la Trama STM-1 en SDH


Comunicaciones



• Las sucesivas etapas para llegar al STM-1 se pueden imaginar como una serie de tramas (contenedores), una dentro de la siguiente, con información de encabezamiento adicional. Otra forma de imaginar el funcionamiento es mediante un cable multipar a grupos. El contenedor inicial es un par (con una identificación que lo particulariza denominado Path Trace); con varios pares se integra un grupo al cual se le agrega una identificación adicional; con varios grupos se integra un cable.

• La trama del STM-1, que se muestra en la figura anterior, contiene 270 Bytes de longitud y 9 filas de altura. Los 9 primeros Bytes se usan para la Tara de Sección SOH y para los Punteros PTR del VC-4 (fila 4). La duración de cada trama es de 125 μseg con lo cual tiene el mismo período que el muestreo del canal a 64 kb/s y la trama de 2048 kb/s.

• Visto desde este punto de vista cada Byte de la trama corresponde a un canal de 64 kb/s.

• La misma muestra la trama STS-1 (similar a STM-0 o sub-STM-1) de velocidad un tercio (51.840 kb/s). La SOH ocupa 3 Bytes de ancho. Entrelazando 3 sistemas STS-1 se obtiene un STS-3 equivalente a STM-1.

• La Tara de Sección SOH (Section Over-Head) está constituida de 9x9 Bytes de los cuales muchos no están aún definidos y quedan disponibles para aplicaciones futuras. Se detectan ciertas incompatibilidades entre generaciones de software que soportan las funciones de cada Byte. Los Bytes correspondientes a las filas 1 a 3 se utilizan para aplicaciones entre repetidores RSOH mientras que los Bytes de las filas 5 a 9 se aplican entre terminales de multiplexación MSOH.

Estructura de formato de Tramas SDH


Comunicaciones



Multiplexación SONET• Mapeado.

– Un proceso usado cuando los tributarios son adaptados a TributariosVirtuales VT’s, añadiendo bits de justificación y cabeceras de ruta.

• Alineación.

– Este proceso toma lugar cuando un puntero es incluido en una rutaSTS o en una cabecera de ruta de un Tributario Virtual, para permitirque el primer byte del Tributario Virtual sea localizado.

• Multiplexación.

– Este proceso se lleva a cabo cuando multiples capas de señales deorden inferior Son adaptadas en una de orden superior o cuando unade orden superior es adaptada en una cabecera de linea.

• Rellenado (Stuffing).

– Sonet tiene la habilidad de manejar varias tasas de entradas tributariasprovenientes de señales asincronas, sin embargo en algunos casos esnecesario rellenar parte de la trama con bits que no contieneninformación alguna pero necesarios para llenar la trama particular.


Comunicaciones



Multiplexación SONET


Comunicaciones



Redes SONET/SDH

• Los elementos básicos de una red óptica SONET/SDH son:sistemas ópticos de línea, multiplexores terminales, add-dropmultiplexers (ADMs) y digital cross-connects (DXCs) siendo estosúltimos los elementos que permiten la mayor flexibilidad en relacióncon la gestión de red dado que permiten conexiones sin bloqueoentre cualesquiera de sus puertos de entrada y de salida. Así, porejemplo, para una red de Malla, varios anillos pueden enlazarseentre sí por medio de un anillo mayor utilizando DXCs para enrutarel tráfico en los puntos de unión de dos de los anillos.

• Los Sistemas ópticos de acceso de última generación secaracterizan por utilizar multiplexores terminales ópticos, Opticaladd-drop multiplexers (OADMs) y por la progresiva sustitución deestos OADMs por Optical Add/Drop Switches (OADXs) que sonelementos ópticos diseñados para incrementar la escalabilidad yeficiencia de las redes ópticas metropolitanas o de banda anchaque mantienen compatibilidad de redes SONET/SDH y alcanzancompatibilidad con servicios basados en Gigabit Ethernet o enlongitud de onda óptica (Optical Wavelengths).


Comunicaciones



Redes SONET/SDH

• Redes Lineales

– Punto a Punto (No contienen ADM’s)

– Punto – Multipunto (Usan ADM’s para permitir comunicación entrevarios terminales).

• Redes en Anillo

– Anillo de conmutación de ruta unidireccional (UPSR): Es una redunidireccional con dos anillos uno se usa como anillo de trabajo y elotro para protección.

– Anillo de conmutación de línea bidireccional (BLSR): Similar al anterior,solo que al ser la comunicación bidireccional se requieren dos anillosde trabajo y dos de protección.

• Redes en Malla

– Proporciona la escalabilidad que no tiene una red en anillo ya quepuede interconectar dos o mas de ellos.


Comunicaciones



Redes SONET/SDH

Redes SONET Punto a Punto

Redes SONET Punto - Multipunto


Comunicaciones



Redes SONET7SDH

Redes SONET en Anillo


Comunicaciones



Redes SONET/SDH

Redes SONET en Malla

Documents

SONET / · PDF fileIngeniería en Redes y Comunicaciones Sistemas de Comunicaciones Avanzadas Capítulo 1 Orígenes de SONET/SDH • ECSA (Exchange Carriers