Deber de Redes de Transporte 5

7/31/2019 Deber de Redes de Transporte 5

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PROTECCIONES PARA SDH

Juan Alexis Vega1

DEBER DE REDES DE TRANSPORTE N 4

TEMAS.-PROTECCIONES PARA SDH PDHNOMBRE: Juan Alexis Vega PARALELO: A NRC: 2020


Los procedimientos de proteccin de red son empleados para auto-recuperarse de fallos de red del estilo de un fallo de

enlace o elemento de red. Lo que efectivamente ocurre es que un elemento de red detectar un fallo o una prdida de

trfico e iniciara acciones correctivas sin involucrar al sistema de gestin de red. La proteccin requiere la reserva previa

de recursos (tpicamente se requiere un 100% de redundancia de recursos) y est diseada para reaccionar ante fallos

rpidamente, el tiempo de respuesta en mecanismos de este tipo es, en el peor de los casos, inferior a 50us. Esto

requiere transmisin simultanea a lo largo de ambos caminos, primario y secundario (proteccin 1+1), siendo en este

caso el nodo receptor el que elige que camino utilizar.

Proteccin de Anillo SNCP (Subnetwork Connection Protection Ring)Conexin de Subred con Proteccin de Trayecto, tambin se lo conoce como anillo autorecuperable conmutado de

proteccin de trayecto de 2 fibras (PPS SHR de 2 fibras). En este tipo de proteccin las seales tributarias se envan en

direcciones a la derecha y a la izquierda alrededor del anillo. En el nodo de recepcin, las seales de ambas direcciones

se comparan y la seal con mejor calidad se selecciona.

Figura 1. Anillo con proteccin SNC-P


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Figura 2. Condicin Normal

Figura 3. Al ocurrir una falla entre los nodos A y B

Caractersticas.-

- SNCP/I: protege ante fallas de hardware en el camino, para cualquier falla que genere AU/TU-AIS AU/TU-LOP.- SNCP/N: protege adems ante fallas de programacin.( HP/LP UNEQ,HP/LPTIM, HP/LP ExBER).- Los recursos de proteccin se asignan en forma independiente para cada canal de trabajo.- La proteccin acta ante fallas en el trayecto.


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- Implementacin simple. Decisin de conmutacin solo en cada punto de insercin/extraccin del VC.- El trayecto puede no estar protegido en alguna de las secciones que atraviesa.- No necesariamente se tiene control de los dos puntos de insercin/extraccin en la misma Administracin.- Cada conexin unidireccional emplea ambos caminos en el anillo (es un 1+1).- No tiene la limitacin de 16 nodos.- Soporta el fallo de un nodo.

SNCP con Modo de Proteccin de Lnea

SNCP con modo de proteccin de lnea es aplicable solo al ser STM1 ptico el lado de agregado. El SNCP con modo

de proteccin de lnea tiene configuracin de proteccin de lnea para PPS SHR, las seales tributarias se envan en

direccin a la derecha y a la izquierda del anillo. En el nodo recepcin, las seales de ambas direcciones se comparan y la

seal con mejor calidad se selecciona.

-Figura 4. Anillo SNC-P

Figura 5. SNCP con modo de Proteccin de Lnea


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Figura 6. Falla en la lnea de servicio

Figura 7. Falla en la lnea de Servicio y Proteccin


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Figura 9. Falla entre los Nodos A y B

Caractersticas:

- Intervienen todos los equipos y comparten la carga de los canales de proteccin.- Los equipos adyacentes a la falla lo saben primero. Se establece el dilogo entre ellos por el otro camino. Se

ponen de acuerdo para conmutar.

- Los recursos de proteccin se comparten entre todos los canales de trabajo.- La proteccin acta ante fallas en la seccin de multiplexacin.- Implementacin compleja: tablas de trfico y topologa de red en cada nodo.- Se emplea solo la mitad de la capacidad en cada sentido (clock wise y counter clock wise).- Mximo 16 nodos.- Ante un fallo:

o Nodos adyacentes lo detectan.o Devuelven el trfico por el otro sentido.


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Figura 11.Anillo MS SP a 2 fibras

- Con 4 fibraso Un par dedicado a working capacity.o Segundo par como spare / protection capacity.

Figura 12.Anillo MS SP a 4 fibras


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RESTAURACIN

Se basa en encontrar un camino alternativo para la comunicacin en caso de fallo. As, esta estrategia ofrece gran

flexibilidad, presentndose un considerable nmero de opciones de reenrutamiento, por lo que los algoritmos son

relativamente complejos. El tiempo de procesamiento necesario para encontrar una ruta de trfico alternativo se

presenta como una dificultad para la rpida restauracin del trfico afectado, ya que en este caso, el tiempo

transcurrido entre el fallo y la restauracin, puede ser hasta de un orden de magnitud superior a los mecanismos de

proteccin vistos anteriormente. Tambin se ha de tener en cuenta que la restauracin es iniciada nicamente tras la

deteccin de prdida de seal por parte del sistema de gestin de red, no cuando el fallo ocurre.

Esto lleva a que los tiempos de restauracin sean relativamente lentos, del orden delos segundos o minutos hasta horas.

Este proceso se relata a continuacin:

- Se detectan alarmas de la red por medio del sistema de gestin.- Se analizan las alarmas para determinar su causa.- Conexin de la subred alternativa para restaurar el camino.-

Camino implementado por cambio de conexiones.- Camino valido

Los tiempos de respuesta son mucho peores en el caso de la restauracin, hay que notar que, por el contrario, requiere

reservar entre un 20 y un 50 % menos de ancho de banda que los mecanismos de proteccin, optimizndose ambos

parmetros (tiempo de respuesta y ancho de banda) si se automatiza la restauracin.

Topologas

La restauracin se basa en el establecimiento de un nuevo camino, lo que hace que las topologas de un solo camino

obtengan menos beneficios de la aplicacin de este mecanismo, como pueden ser redes en anillos y lineales. Por ello, la

que aprovecha ms este mecanismo es la red mallada.

Servicios

El hecho de que este mecanismo tenga una respuesta al fallo muy superior al de el resto de procesos analizados

anteriormente hace que no sea recomendable para ninguna aplicacin en la que sea necesario la recepcin de datos a

intervalos de tiempos regulares y pequeos, es decir, toda aplicacin multimedia u orientada a trfico en tiempo real no

debe ser protegida mediante este mecanismo. Debido a su menor coste y menor apropiacin de ancho de banda con

respecto a los mecanismos de proteccin, es muy apropiado para la transmisin de datos.

RUTA DEDICADA

Esencialmente, SDH es un protocolo de transporte (primera capa del modelo OSI), basado en la existencia de una

referencia comn (Reloj primario), que multiplexa diferentes seales dentro de una jerarqua comn flexible y gestiona

su transmisin de forma eficiente a travs de fibra ptica, con mecanismos internos de proteccin.

La proteccin mediante ruta dedicada implica duplicar trfico en una direccin y el camino operativo porta la seal a

travs de otra ruta diferente. El elemento de red que recibe las seales compara la calidad de los dos caminos y la seal

de mayor calidad es seleccionada. sta ser nombrada como la ruta activa. Ante un evento de fallo en la ruta activa e

extremo receptor conmutara al otro camino, a la ruta de proteccin.


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En la figura 12, se muestra un ejemplo de una red con mecanismo de proteccin de ruta dedicada diseada para poder

reaccionar ante un error en un tiempo menor a 50 us, proporcionando para cada enlace existente un enlace redundante

Figura 13. Proteccin de Ruta Dedicada

Topologas.

El mecanismo puede ser aplicado a anillos y tambin circuitos punto a punto a travs de redes malladas o mixtas

mediante muchos elementos de red y subredes intermedias.

Servicios.

El punto fuerte radica en la duplicacin de la informacin y decisin en recepcin dela seal con menos distorsin. Esto

hace que sea preferible en aplicaciones en las que la calidad de la seal sea necesariamente alta, como por ejemploservicios multimedia y orientados a tiempo real.

MS-SPRING (PROTECCIN DE ANILLO COMPARTIDA).

Para entender el funcionamiento de MS-Spring, se debe hacer una introduccin a los mecanismos generales de

proteccin en anillos.

Hay diferentes tipos de anillos de proteccin. Estos pueden ser divididos en los que protegen la capa de seccin y los que

protegen la capa de camino. A su vez, estos puedenser subdivididos en esquemas Uni-direccionales y Bi-direccionales.

Dos tipos de mecanismos de anillos auto-recuperables sern considerados, puesto que son los ms comnmentedesplegados en el mercado ETSI:

- Anillos bidireccionales de proteccin de camino (anillos de proteccin dedicada o anillos de proteccin decaminos).

- Anillos bidireccionales de proteccin compartida (SPRings).Los anillos de proteccin dedicas son un tipo de proteccin de camino dedicado, aplicado a un anillo. Al entrar el trfico

al anillo por un nodo A, es enviado simultneamente por ambas direcciones en torno al anillo. Una direccin puede ser


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considerada como camino de trabajo w y la otra proteccin de trabajo p. El nodo receptor seleccionara la seal de

mayor calidad. Por ejemplo asumimos que la mejor calidad es la de la seal w; ante un evento de rotura de cable

entre A y B en w, B seleccionara el trfico del camino p.

Los anillos de proteccin compartida de la seccin de multiplexacin, comnmente llamado MS-SPRing son unos

mecanismos de proteccin de anillo. A diferencia del anillo de proteccin dedicado, el trfico es enviado solo por una

ruta en torno al anillo.

No existe un camino de proteccin dedicado por cada ruta en produccin, en cambio esta reservada capacidad del anillo

para protecciones y esta puede ser compartida para la proteccin de diversos circuitos en produccin. La conmutacin

de proteccin es indicada a nivel de seccin de modo similar a la proteccin lineal para de la seccin de multiplexacin;

ante un evento de fallo, todo el trafico de la seccin es conmutado. Este mecanismo se puede llevar a cabo salvando una

importante cantidad de capacidad frente al mecanismo de anillo de proteccin dedicado, permitiendo al operador

incrementar el nmero de circuitos activos en el anillo.

Figura 14. Proteccin en anillo MS-SPRing.

Topologas

Como se ha comentado este mecanismo de proteccin se utiliza para redes con topologa en anillo. Debido a su mtodo

de funcionamiento, este mecanismo sera muy costoso de adaptar a cualquier otra topologa, ya que requerira de la

implementacin de anillos virtuales mantenidos mediante algoritmos software, lo que disminuira la eficiencia de este

mecanismo al aadir un gran coste de CPU.

Servicios

Tras el breve estudio realizado, este mecanismo de proteccin se utilizara principalmente para servicios que requieren

una red que debe cumplir las siguientes caractersticas:

- Topologa de anillo.- Tiempo de respuesta ante fallos breve.


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Por lo tanto, los servicios a los que esta enfocado MS-Spring son servicios de difusin broadcast de contenido

multimedia, como puede ser el video bajo demanda o videoconferencia.

1+1 MSP (PROTECCIN DE SECCIN MULTIPLEX).

La idea que utiliza este mecanismo de proteccin es la idea intuitiva de la redundancia.

El hecho de enviar la informacin por dos caminos distintos hace que si en cualquiera de los dos nodos ocurren fallos

tengamos siempre un camino de repuesto.

Este mecanismo cuenta, como todos, con ventajas e inconvenientes. Como ventajas se puede citar que teniendo dos

caminos activos, sea cual sea el que falle, se tendr una manera de recuperarse. Adems, al llegar a recepcin la misma

informacin repetida, se puede utilizar como mtodo de recuperacin de seal o la que mejor calidad tenga. La mayor

desventaja de este sistema es que en funcionamiento normal, que es la mayor parte del tiempo, se esta consumiendo e

doble de recursos necesarios.

En la figura 14 (a), se indica un nodo en condiciones normales de funcionamiento. Se emplea un puente para transmitir

simultneamente seales por las SNC de servicio y de proteccin.

El receptor utiliza un conmutador para seleccionar la seal de la SNC de servicio en condiciones de funcionamiento

normales en modo reversivo. La figura 14 (b), muestra el nodo cuando hay un fallo en la SNC de servicio. En este caso, e

receptor detectar la perdida de seal y conmutara automticamente a la SNC de proteccin.

El trfico puede ser restablecido cuando mltiples fallos afectan al trfico solamente en uno de los caminos (el de

servicio o el de proteccin). Si ambos caminos se ven afectados por determinados fallos, el trfico no puede se

restablecido.

El trfico que termina en un nodo con fallos queda interrumpido, pero el transferido a otros nodos puede subsistir

conmutando al camino de proteccin.

Topologas

El hecho de que este mecanismo se base nicamente en disponer otro canal de comunicaciones idntico al principal y

en funcionamiento, hace que se pueda adaptar a cualquier topologa. Sin embargo, en las que mejores resultados

obtiene son en redes malladas y lineales.

Servicios

El mecanismo de proteccin 1+1 MSP, ofrece una mayor versatilidad que el resto de mecanismos analizados en cuanto a

topologa y adaptacin a servicios, por lo que en principio seria recomendable para redes que ofrecen servicios de VoIPtransmisin multimedia y transmisin de datos, sin embargo, como se vera mas adelante, hay otros mecanismos mas

explcitos y menos costosos para cada uno de estos servicios.


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Figura 15. Proteccin 1+1 MSP.

1:1 MSP (PROTECCIN DE SECCIN MULTIPLEX)

La tcnica de proteccin 1:1 es un esquema de doble extremo. El trfico es inicialmente enviado por el enlace activo

nicamente, es decir, este esquema, se basa en la reserva de un anillo de fibra de proteccin que en estado norma

(ausencia de fallo), no transporta trfico y que entra en servicio al detectarse el fallo en un tramo del anillo.

Una importante ventaja a destacar de esta tcnica de proteccin, seria la posibilidad que ofrece de permitir la

reutilizacin del anillo de proteccin para otras aplicaciones de baja prioridad, que puedan ser suspendidas en caso de

fallo.

Este esquema se puede tratar de una forma mas general, protegiendo varios canales activos con un solo canal de back

up, en este caso se estara ante un esquema 1:N.

La diferencia entre ambos se puede observar en las siguientes figuras (15 y 16), teniendo en cuenta la siguiente

nomenclatura. Azul significa que es un canal activo y Rojo es una canal de proteccin.

Figura 16. Esquema de proteccin 1:1.


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Figura 17. Esquema de proteccin 1:N.

La implementacin de la tcnica de proteccin 1:1, implica la utilizacin de dos conmutadores pticos situados en las

entradas y salidas de los nodos pticos. Como se observa en la figura 18.

Figura 18. Nodo ptico OADM.

En caso de fallo, el segundo conmutador se activa en estado de cruce y reencamina la seal.

Topologas

Este esquema de proteccin, al igual que 1+1 protegen trfico entre dos elementos de red adyacentes, por lo que se

podran aplicar en redes lineales, anillos o malladas, pero nicamente protege el enlace entre esos dos nodos, no aporta

proteccin ante un fallo total de un elemento de red.


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Servicios

Debido a la fuerte similitud de este mecanismo con el 1+1 MSP, tiene su misma versatilidad y ofrece las mismas

prestaciones de cara a las aplicaciones.

BIBLIOGRAFA

- http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/356/1/T-ESPE-021749.pdfhttp://dspace.epn.edu.ec/bitstream/15000/10216/4/T11959_anexos.pdfhttp://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/246/1/404.pdfhttps://www.tlm.unavarra.es/~daniel/docencia/rba/rba06_07/slides/17-ProteccionAnillosSDH.pdfhttp://www.ieee.org.ar/downloads/sdh-intro.pdf
http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/356/1/T-ESPE-021749.pdfhttp://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/356/1/T-ESPE-021749.pdfhttp://dspace.epn.edu.ec/bitstream/15000/10216/4/T11959_anexos.pdfhttp://dspace.epn.edu.ec/bitstream/15000/10216/4/T11959_anexos.pdfhttp://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/246/1/404.pdfhttp://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/246/1/404.pdfhttps://www.tlm.unavarra.es/~daniel/docencia/rba/rba06_07/slides/17-ProteccionAnillosSDH.pdfhttps://www.tlm.unavarra.es/~daniel/docencia/rba/rba06_07/slides/17-ProteccionAnillosSDH.pdfhttp://www.ieee.org.ar/downloads/sdh-intro.pdfhttp://www.ieee.org.ar/downloads/sdh-intro.pdfhttp://www.ieee.org.ar/downloads/sdh-intro.pdfhttps://www.tlm.unavarra.es/~daniel/docencia/rba/rba06_07/slides/17-ProteccionAnillosSDH.pdfhttp://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/246/1/404.pdfhttp://dspace.epn.edu.ec/bitstream/15000/10216/4/T11959_anexos.pdfhttp://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/356/1/T-ESPE-021749.pdf

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