Jerarqua digital sncrona

La jerarqua digital sncrona[1] abreviado comoSDH, del ingls Synchronous Digital Hierarchy[1] es unconjunto de protocolos de transmisin de datos. Se puedeconsiderar como la revolucin de los sistemas de trans-misin, como consecuencia de la utilizacin de la braptica como medio de transmisin, as como de la nece-sidad de sistemas ms exibles y que soporten anchos debanda elevados. La jerarqua SDH se desarroll en EE.UU. bajo el nombre de SONET o ANSI T1X1 y poste-riormente el CCITT (Hoy UIT-T) en 1989 public unaserie de recomendaciones donde quedaba denida con elnombre de SDH.Uno de los objetivos de esta jerarqua estaba en el pro-ceso de adaptacin del sistema PDH (Plesiochronous Di-gital Hierarchy), ya que el nuevo sistema jerrquico seimplantara paulatinamente y deba convivir con la jerar-qua plesicrona instalada. sta es la razn por la que laITU-T normaliz el proceso de transportar las antiguastramas en la nueva. La trama bsica de SDH es el STM-1(Synchronous Transport Module level 1), con una veloci-dad de 155 Mbit/s.Cada trama va encapsulada en un tipo especial de es-tructura denominado contenedor. Una vez encapsuladosse aaden cabeceras de control que identican el conte-nido de la estructura (el contenedor) y el conjunto, des-pus de un proceso de multiplexacin, se integra dentrode la estructura STM-1. Los niveles superiores se formana partir de multiplexar a nivel de byte varias estructurasSTM-1, dando lugar a los niveles STM-4,STM-16, STM-64 y STM-256.

1 Estructura de la trama STM-1

Estructura de trama STM-1.

Las tramas contienen informacin de cada uno de loscomponentes de la red: trayecto, lnea y seccin, ademsde la informacin de usuario. Los datos son encapsuladosen contenedores especcos para cada tipo de seal tri-

butaria.A estos contenedores se les aade una informacin adi-cional denominada tara de trayecto (Path overhead),que consiste en una serie de bytes utilizados con nes demantenimiento de red, y que dan lugar a la formacin delos denominados contenedores virtuales (VC). El resulta-do de la multiplexacin es una trama formada por 9 lasde 270 octetos cada una (270 columnas de 9 octetos). Latransmisin se realiza bit a bit en el sentido de izquierda aderecha y de arriba abajo. La trama se transmite a raznde 8000 veces por segundo (cada trama se transmite en125 s). Por lo tanto, el rgimen binario (Rb) para cadauno de los niveles es:STM-1 = 8000 * (270 columnas * 9 las * 8 bits)= 155Mbit/sSTM-4 = 4 * 8000 * (270 columnas * 9 las * 8 bits)=622 Mbit/sSTM-16 = 16 * 8000 * (270 columnas * 9 las * 8 bits)=2.5 Gbit/sSTM-64 = 64 * 8000 * (270 columnas * 9 las * 8 bits)=10 Gbit/sSTM-256 = 256 * 8000 * (270 columnas * 9 las * 8bits)= 40 Gbit/sDe las 270 columnas que forman la trama STM-1, las 9primeras forman la denominada tara o cabecera (over-head), independiente de la tara de trayecto de los con-tenedores virtuales antes mencionados, mientras que las261 restantes constituyen la carga til (Payload).

1.1 SOH (Section Overhead)

El SOH (Section Overhead) se divide en dos partes: ElR-SOH y el M-SOH. El primero de ellos(R-SOH) esutilizado para aplicaciones entre repetidores, los cualesestn comprendidos por los bytes de las las 1 a 3, entanto que para el uso entre terminales de multiplexacin(M-SOH) corresponden a los bytes de las las 5 a 9. Acontinuacin se detalla las funciones de cada uno de losbytes que componen el SOH.

a) Seal de alineamiento de trama A1, A2:A1 y A2 son patrones jos de sincronizacin de trama.A1 est dispuesto en 11110110 y A2 en 00101000.b) Traza de seccin de regenerador J0:El uso de J0 est an bajo estudio.c) Monitoreo de errores B1, B2:'Los errores de transmisin son monitoreados en las sec-ciones de regenerador y multiplexor. B1 es para la seccin

1

2 2 MULTIPLEXACIN SDH

Fig. 1 Bytes del SOH

de regenerador y B2 para la de multiplexor.d) Canal de servicio para Ingeniera E1, E2:El E1 es accesible en regeneradores y multiplexores, elE2 slo en multiplexores. Cada circuito posee una capa-cidad de 64Kb/s.e) Canal de usuario F1:Este es un canal de datos de 64 Kb/s que puede utilizarcualquier operador de red para sus propsitos.f) Canal de comunicacin de datos D1-3, D4-12:Estos bytes son asignados como canales de comunicacinde datos para transmitir informacin hacia multiplexoresy regeneradores y viceversa.g) Sealizacin de conmutacin de proteccin autom-tica K1, K2:El intercambio de informacin entre dos extremos en unaseccin de multiplexor se lleva a cabo a travs de los by-tes K1 y K2. Parte de K2 tambin se utiliza para enviarMS-RDI (indicacin de defectos remotos en la seccinde multiplexor) y MS-AIS (seal de indicacin de alar-mas en la seccin de multiplexor).h) Estado de sincronizacin S1:El byte S1 comunica a la siguiente estacin la calidad dela fuente de referencia de sincronizacin utilizada por elequipo.Los bits 1 al 4 del byte S1 estn reservados para la calidadusada por operadores individuales. Los bits 5 al 8 puedentomar los siguientes valores:0000 Calidad desconocida (red de sincronizacin exis-tente)0001 Reservados0010 Seal generada por un equipo que est sincronizadoa un reloj segn la Rec. ITU-T G.8110011 Reservados0100 Seal generada por un equipo que est sincronizadoa un reloj del tipo SSU-A0101 Reservados0110 Reservados0111 Reservados1000 Seal generada por un equipo que est sincronizadoa un reloj del tipo SSU-B

1001 Reservados1010 Reservados1011 Seal generada por un equipo que est sincronizadoa un reloj segn la Rec. ITU-T G.813 Option I (SEC)1100 Reservados1101 Reservados1110 Reservados1111 No utilizar la sincronizacin de esta seali) Z1 y Z2 son bytes de reserva.j) M1 Byte de indicacin de Error en la Seccin de mul-tiplexacin Remota.

1.2 POH (Path Overhead)El POH (Path OverHead) tiene como misin monitori-zar la calidad e indicar el tipo de contenedor virtual quese tiene. Est compuesto por el VC (Contenedor Virtual)que es la entidad de carga til que viaja sin cambios a lolargo de la red, adems de algunos bytes que se agregan yse desempaquetan en los distintos puntos terminacin delservicio de transporte. Los bytes que se agregan depen-dern del tipo de contenedor virtual y se dividen en dostiposHigher-order Path Layer y Lower-order Path Layer.En la siguiente tabla se muestra los bytes correspondien-tes al Higher-order Path Layer.

El segundo tipo de bytes que se agregan son los del tipoLower-order Path Layer que corresponden a los VC-12.En la siguiente tabla semuestra el funcionamiento de cadauno de ellos.

2 Multiplexacin SDHPara considerarse un estndar internacional, las diversasinterfaces de tasas de bit PDH existentes deben ser aco-modadas en la estructura SDH. Esto se hace permitiendodiferentes interfaces para ser mapeadas en la trama SDH.

Fig. 2 Multiplexacin SDH

2.1 Multiplexacin SDH - 2Mbps (E1)Esta multiplexacin parte de la unidad bsica de PDHque es el E1 (2 Mbit/s) para formar un STM-1. Se pue-

2.3 Multiplexacin SDH - 140Mbps (E4) 3

den transportar 63 seales PDH de 2 Mbit/s. A continua-cin se detallan los pasos para el mapeo de un STM-1mediante un E1.

Se considera el mapeo de una seal de 2Mbit/s en latrama SDH, la seal original PDH ser 2048 kbit/s,con una variacin de 50 ppm. Esto es insertado enun contenedor (C-12), donde la justicacin se llevaa cabo utilizando tcnicas tradicionales de stung(relleno de bits). Esto se hace para compensar lasvariaciones de frecuencia permitidas en tasas de bitspara PDH y SDH.

El contenedor se coloca en un contenedor virtual(VC-12) donde el path overhead se aade. Este over-head es llevado con la seal a lo largo de la red, in-cluso cuando se conectan en forma cruzada en dife-rentes tramas SDH. Esto permite el mantenimientoy la supervisin de la seal a travs de la red. Inclu-ye la deteccin de errores, indicaciones de alarma,y una etiqueta de seal.

Un puntero se agrega al contenedor virtual para for-mar una unidad tributaria (TU-12). Esto permiteque el sistema SDH compense las diferencias de fasea travs de la red o entre las redes.

Tres TU-12 son multiplexados en un grupo de uni-dad tributaria (TUG-2).

Siete TUG-2 estnmultiplexados en un TUG-3. Estaes la unidad del mismo tamao que sera usada parael mapeo, por ejemplo, una seal E3 en una tramaSDH.

Tres TUG-3 son multiplexados a travs de una uni-dad administrativa (AU-4) y en un grupo de unidadadministrativa (AUG) para formar una trama STM-1.

2.2 Multiplexacin SDH - 34Mbps (E3)

Para realizar esta multiplexacin se ejecutan los pasos an-teriores de forma similar. Se pueden transmitir hasta 3seales de 34Mbit/s.

Se adapta la frecuencia mediante byte interleaving(C-3).

Se aaden 9 bytes overhead (VC-3).

Se agrega el puntero (TUG-3).

Tres (TUG-3) son multiplexados a travs de (AU-4)y (AUG) para formar una trama STM-1.

2.3 Multiplexacin SDH - 140Mbps (E4)Para multiplexar seales PDH es necesario primero adap-tarlas a la velocidad SDH. Los pasos para realizar dichamultiplexacin se dan en forma similar a los desarrolla-dos en los puntos anteriores.

Se debe incrementar la frecuencia de 140 Mbit/s a149.76 Mbit/s mediante justicacin de bits (C- 4).

Aadir una columna de 9 overhead bytes (VC-4). Agregar el puntero (AU-4).

3 Punteros SDHUn sistema sncrono se basa en el hecho de que cada relojest en fase y frecuencia de sincronismo con el siguiente.En la prctica esto es imposible de lograr, por lo tanto,las desviaciones de fase y frecuencia ocurrirn. Dentrode una red la frecuencia del reloj se extrae de la seal delnea, sin embargo, las variaciones de fase pueden ocurrira partir de la acumulacin del jitter sobre la red. Las va-riaciones de interfaz de frecuencia en la red pueden ocu-rrir. La forma en que SDH supera este problema es usan-do punteros para apuntar a la direccin del principio delcontenedor virtual dentro de la trama. El valor del punte-ro inicial corresponde a la diferencia de fase entre llegadade la unidad tributaria y la unidad tributaria vaca dentrode la trama en el momento que el tributario es mapeadoen el contenedor virtual. Si la fase vara entre los relo-jes de lectura y escritura de tal manera que los buersde entrada de ujo de terminacin digital muestran unatendencia de desbordamiento o de ejecutar vaco, un pun-tero de ajuste se producir. En la siguiente tabla se haceuna breve descripcin de los punteros utilizados para elmapeo de tramas STM-N.

3.1 Justicacin positiva del punteroUna justicacin positiva del puntero se da cuando la fre-cuencia de entrada es menor que la de salida, por lo tantose insertan bytes de relleno que no afectan a los datos.Los bytes de justicacin siempre se insertan en la mis-ma ubicacin dentro de la trama.

3.2 Justicacin negativa del punteroUna justicacin negativa del puntero se da cuando la fre-cuencia de entrada es mayor que la de salida, los bytes H#pueden llevar informacin real del VC4 sin afectar a losdatos de la carga til. Demasiado ajuste de punteros pue-de llegar a ocasionar jitter.

4 5 SINCRONIZACIN EN SDH

4 Mapeo de tributarios SDH

4.1 Mapeo de celdas ATMLas celdas ATM se asignan a los contenedores en diferen-tes velocidades de bits. Estas celdas ATM son mapeadasmediante la alineacin de cada celda con la estructura delos contenedores virtuales o concatenados. Dado que lacapacidad no pueda ser un mltiple integrador del largode las celdas ATM (53 bytes), una celda se le permitecruzar el lmite del contenedor de la trama. El campo deinformacin de la celda ATM (48 bytes) est codica-da antes de ser mapeada, para garantizar la delineacin.Un ujo de celdas ATM con una velocidad de datos quepuede ser mapeado es igual a la capacidad del payloaddel VC. Desafortunadamente ATM no fue aceptado porel mercado como la solucin para llevar a datos sobre losprotocolos de SDH / SONET. Su inherente inecienciade ancho de banda, altos costos y la complejidad empu-j a ATM a nichos de mercado especcos, tales como eltransporte Frame Relay, acceso xDSL y a algunas aplica-ciones militares y cientcas.

4.2 Mapeo de seales en tramas HDLCSeales en tramas HDLC son mapeadas mediante la ali-neacin de la estructura de los bytes de cada trama conla estructura byte del VC. El rango va desde 1,5 Mbit/shasta varios Gbit/s utilizando las tcnicas de concatena-cin. Las banderas (ags) 7EX HDLC se utilizan entretramas para llenar el buer, debido a la llegada disconti-nua de las seales de tramas HDLC. Las tramas HDLCson de longitud variable, una trama puede cruzar el lmitedel contenedor.

5 Sincronizacin en SDHPara la sincronizacin en SDH se toman en cuenta las nor-mas G.803 (Arquitectura de redes de transporte basadasen la jerarqua digital sncrona) y G.811 (Caractersticasde temporizacin de los relojes de referencia primarios)entre otras como la G.822, G.812, etc. Sincronizar se re-ere a que dos o ms elementos, eventos u operacionessean programados para que ocurran en un momento pre-denido de tiempo o lugar. En ingeniera electrnica, enlgica digital y en transferencia de datos, la sincroniza-cin implica que el dispositivo utiliza una seal de reloj.

5.1 Redes de SincronizacinLa red de sincronizacin es la red que es responsable dedistribuir la informacin de sincronizacin a elementosde red que tiene que funcionar sncronamente para satis-facer los requisitos de caracterstica de deslizamiento deoctetos de la Recomendacin UIT-T G.822.

El funcionamiento sncrono de los tipos de elementos dered, suele estar ordenado en una determinada zona geo-grca, en la cual todos estos elementos estn sincroniza-dos con un reloj maestro. La zona en la cual todos loselementos de red pertinentes (en funcionamiento normal)estn sincronizados con un reloj maestro se denomina unazona de sincronizacin.El reloj maestro de una zona de sincronizacin debe cum-plir los requisitos descritos en la Recomendacin UIT-TG.811.

5.2 Relojes nodalesEn la Recomendacin UIT-T G.810 se identican dosmtodos fundamentales de sincronizacin de relojesnodales, a saber: sincronizacin principal-subordinadoy sincronizacin mutua. La sincronizacin principal-subordinado: Es un mtodo adecuado para la sincroni-zacin de redes SDH; donde se utiliza una jerarqua derelojes en la que cada nivel jerrquico est sincronizadocon referencia a un nivel superior. El nivel ms alto de lajerarqua es el PRC. Las seales de referencia de reloj sedistribuyen entre los niveles de la jerarqua por medio deuna red de distribucin que puede utilizar la infraestruc-tura de la red de transporte. Los niveles jerrquicos sonlos siguientes:

Fig. 3 Estructura de la jerarqua de relojes en la sincronizacindirecta

PRC G.811 Reloj subordinado (nodo de trnsito) Rec. G.812. Reloj subordinado (nodo local) Rec. G.812. Reloj de elemento de red SDH Rec. G.813.

La viabilidad de la sincronizacin mutua queda en estu-dio.La distribucin de la temporizacin entre relojes de no-do jerrquico debe efectuarse empleando un mtodo queevite el procesamiento de puntero intermedio.Todos los elementos en la red SDH se operan bajo unmismo reloj de frecuencia, suministrado por una fuentede seal llamada reloj de referencia primario (PRC). En

5.3 Caractersticas de los relojes en SDH 5

la recomendacin ITU-T G.811, se encuentran las espe-cicaciones de rendimiento del PRC, cuya estabilidad yexactitud en frecuencia se hallan en el orden de 10-11,posible gracias a un oscilador de cesio.

5.3 Caractersticas de los relojes en SDHEn la norma ITU-T G.803, se hace hincapi en la ne-cesidad de que los relojes de SDH se ajusten al reloj dereferencia primario (PRC, primary reference clock) y po-sean una buena caracterstica de estabilidad a corto plazo,a n de ajustarse a los objetivos de tasa genrica de des-lizamientos de la Recomendacin UIT-T G.822.Se seala adems que, siempre que el reloj de SDH cum-pla la plantilla de estabilidad a corto plazo, no existenlimitaciones prcticas al nmero de elementos de trata-miento de punteros que pueden conectarse en cascadaen una red SDH, para cumplir los requisitos de uctua-cin de fase de salida de la cabida til en una fronteraSDH/PDH.Los relojes de referencia primarios necesitan una abili-dad muy alta y es probable que incluyan equipo repetido,a n de asegurar la continuidad de salida. Sin embargo,toda discontinuidad de fase debida a operaciones internasen el reloj, no deber producir ms que un alargamientoo acortamiento de la anchura del intervalo de la seal detemporizacin y no provocar, en la salida del reloj, unadiscontinuidad de fase superior a 1/8 de UI a la salida delreloj. ello se seala en ITU-T G.811.La calidad de funcionamiento del PRC no se especica,por tanto, en puntos de referencia internos sino ms bienen la interfaz externa del equipo. Las interfaces de salidaespecicadas para el equipo en el que puede estar conte-nido el PRC son:

Interfaces a 2048 kHz de acuerdo con la clusula10/G.703 con los requisitos adicionales de uctua-cin de fase y uctuacin lenta de fase.

Interfaces a 1544 kbit/s de acuerdo con la clusula2/G.703 con los requisitos adicionales de uctuacinde fase y uctuacin lenta de fase.

Interfaces a 2048 kbit/s de acuerdo con la clusula6/G.703 con los requisitos adicionales de uctuacinde fase y uctuacin lenta de fase.

Otras interfaces (tales como las de 8 kHz a 5 mhz deondas sinusoidales)quedan en estudio.

La distribucin de la seal de reloj se maniesta a travsde lneas de transmisin ordinarias como, en este caso,un sistema de transmisin SDH. Los elementos de redintermedios, tales como regeneradores, multiplexoresde insercin y extraccin, etc., son operados por mediode un modo esclavo, el cual utiliza un componente deseal de reloj extrado de la seal STM-N recibida.El deterioro en la seal de reloj, como la uctuacin

acumulada durante la transmisin a travs de una cadenade elementos de red y lnea de transporte, se reduce conun equipo de reloj esclavo de alto rendimiento segnespecica la recomendacin G.812 para nodo de trnsitoy para nodo local.Un elemento de red SDH tiene la capacidad de enviaruna seal de reloj externa dirigida hacia el BITS (fuenteintegrada de temporizacin de construccin) para redu-cir el deterioro en la seal de reloj. El elemento de redintermedio utiliza directamente la seal de reloj extradapor s mismo.Las seales de reloj necesarias para la operacin del NE(Elemento de red) son producidas por un circuito dereloj que corre principalmente bajo el modo esclavo. Lasfuentes de referencia disponibles son:- Entrada externaEn este puerto normalmente se conecta o una sealde reloj externa proveniente de un reloj de referenciaprimario (G.811), o BITS (G.812 trnsito o local), o elreloj de un sistema de conmutacin.- Seal de lnea STM-NEl componente de la seal de reloj extrada de una sealde lnea puede ser utilizado como fuente de referencia,estando ste conectado hacia el este, hacia el oeste ohacia una direccin tributaria. Entonces, el byte S1 delSOH muestra el nivel de calidad del componente dereloj. Este, en cambio, muestra la seal de reloj queoriginalmente gener la seal de lnea STM- N, siemprey cuando la seal STM-N pueda ser encontrada desdeG.811 o G.812 T, L, u otro.- Seal PDH de 2 Mb/s en el tributarioDos de las seales tributarias de 2 Mbit/s pueden serseleccionadas como fuentes de referencia. Este sera elcaso si, por ejemplo, el sistema SDH fuese instalado enun rea aislada con el reloj sncrono comunicado a travsde una seal de 2 Mbit/s generada por un PRC, o cuandoel sistema SDH es sincronizado a un reloj ESS (sistemade conmutacin) en vez de PRC.

Aparte de ser utilizado en modo de operacin esclavo, elcircuito de reloj del NE tambin puede funcionar comouna fuente de reloj independiente, para la cual existendos modos de operacin:

- Modo de retencinMientras el circuito de reloj opera en modo esclavo, todoslos parmetros como frecuencia, fase, etc. son memori-zados. Cuando el circuito pierde contacto con la fuentede referencia, por alguna falla en la lnea por ejemplo, es-ta informacin almacenada facilita el ujo de operacincontinua ininterrumpidamente. De este modo, se puedenevitar perturbaciones de transmisin causadas por cam-bios abruptos de frecuencia y de fase.- Modo de operacin libreEl circuito de reloj que es bsicamente un VCXO (oscila-dor controlado por voltaje), opera libremente sin fuentede referencia. Este es una excelente opcin para un rea

6 7 LONGITUDES DE ONDA DE FUNCIONAMIENTO

donde no haya una fuente de referencia de reloj disponi-ble, y donde el sistema SDH se utilice de manera seme-jante al PDH.

6 Interfaces pticas para equipos ysistemas relacionados con SDH

Esta Recomendacin especica los parmetros de las in-terfaces pticas para equipos y sistemas basados en la je-rarqua digital sncrona para permitir la compatibilidadtransversal (multivendedor) en secciones de cable ele-mentales.Tambin se pretende que estas especicaciones estnconformes con la Rec. UIT-T G.955 compatibilidad lon-gitudinal de equipos de nivel jerrquico y aplicacincomparables. La Recomendacin se basa en el uso de unabra ptica para cada direccin.

6.1 Clasicacin de las interfaces pticas

Mediante la adecuada combinacin de transmisores yreceptores pueden obtenerse balances de potencia paralos sistemas de lnea de bra ptica optimizados, entrminos de atenuacin/dispersin y costes con respectoa las diversas aplicaciones. Sin embargo, para simpli-car el desarrollo de los sistemas con compatibilidadtransversal, conviene limitar el nmero de categoras deaplicaciones y los correspondientes conjuntos de espe-cicaciones de interfaces pticas para la normalizacin.Se contemplan tres amplias categoras de aplicacin:

Fig. 4 Clasicacin de las interfaces pticas

Intracentrales: Correspondiente a distancias de interco-nexiones inferiores a 2 km aproximadamente.Intercentrales: A corta distancia, correspondiente adistancias de interconexin de 15 km aproximadamen-te.Intercentrales: A larga distancia, correspondiente adistancias de interconexin de 40 km aproximadamenteen la ventana de 1310 nm y de 80 km aproximadamenteen la ventana de 1550 nm.

7 Longitudes de onda de funciona-miento

Para proporcionar exibilidad en la implementacin desistemas con compatibilidad transversal y hacer posibleuna futura utilizacin de multiplexacin por divisin enlongitud de onda (WDM, wavelength-division multiple-xing), conviene admitir una gama lo ms amplia posiblede longitudes de onda de funcionamiento del sistema. Laespecicacin de las gamas de longitud de onda de fun-cionamiento es afectada por las siguientes consideracio-nes generales: Tipo de bra, las caractersticas de la fuen-te, la gama de atenuacin del sistema y la dispersin deltrayecto ptico.La gama de longitudes de onda de funcionamiento es lagama admisible mxima de longitudes de onda de la fuen-te. En esta gama, las longitudes de onda de la fuente pue-den seleccionarse para diferentes degradaciones relacio-nadas con la bra. El receptor debe tener la gama mnimade longitudes de onda de funcionamiento que correspon-da a la gama mxima admisible de longitudes de onda dela fuente. Para las redes SDH que utilizan amplicadoresde bra ptica, podra ser necesario limitar la gama delongitudes de onda de funcionamiento.Las regiones de longitud de onda que permiten el funcio-namiento del sistema son parcialmente determinadas porlos valores de longitud de onda de corte de la bra o delcable de bra. Para las bras G.652 y G.653 estos valo-res se han elegido de tal forma que permitan el funciona-miento monomodo del cable de bra para longitudes deonda de 1270 nm y superiores, si bien algunas adminis-traciones permiten valores tan bajos como 1260 nm. Paralos cables de bra G.654, se han aceptado los valores delongitud de onda de corte para el funcionamiento mono-modo en 1530 nm y superior.Las regiones de longitud de onda admisibles vienen de-nidas adems por la atenuacin de la bra.Si bien la atenuacin por dispersin intrnseca disminuyenormalmente al aumentar la longitud de onda, puede apa-recer la absorcin OH-inica alrededor de 1385 nm y, enmenor medida, alrededor de 1245 nm. Por consiguiente,estas crestas de absorcin y la longitud de onda de cortedenen una regin de longitudes de onda centrada alre-dedor de 1310 nm.Las bras con dispersin no desplazada conformes a laRec. UIT-T G.652 estn optimizadas para su utilizacinen esta regin de longitudes de onda. Para longitudes deonda mayores, la atenuacin por exin aparece para va-lores de 1600 nm o superiores y la absorcin infrarrojaaparece ms all de 1600 m.Por consiguiente, estas atenuaciones y la cresta de absor-cin de vapor de agua que aparece a 1385 nm denen unasegunda regin de longitudes de onda de funcionamientoalrededor de 1550 nm. La Rec. UIT-T G.654 para brascon corte desplazado se limita nicamente a esta regin.Sin embargo, las bras G.652 y las bras con dispersindesplazada G.653 pueden utilizarse en esta regin.

78 TransmisoresLos dispositivos transmisores son:

Los diodos fotoemisores (LED, light emitting diode) Los lseres de modo multilongitudinal (MLM,multi-longitudinal mode)

Los lseres de modo monolongitudinal (SLM,single-longitudinal mode).

8.1 Caractersticas Espectrales Para los LED y los lseres MLM, la anchura espec-tral viene especicada por el valor cuadrtico medio(RMS, root-mean-square) mximo de la anchura encondiciones de funcionamiento normalizado.

Para lseres SLM, la anchura espectral mxima vie-ne especicada por la anchura total mxima de lacresta de la longitud de onda central, medida 20 dBpor debajo de la amplitud mxima de la longitud deonda central en condiciones de funcionamiento nor-malizado. En el caso de redes de SDH que utilizanamplicadores pticos, es necesario disponer de untransmisor con caractersticas espectrales apropia-das para alcanzar distancias objetivas que superenlas denidas para aplicaciones de larga distancia.

8.2 Potencia inyectada mediaLa potencia inyectada media en el punto de referencia Ses la potencia media de una secuencia de datos seudo-aleatorios acoplada a la bra mediante el transmisor. Seexpresa como una gama para permitir una cierta optimi-zacin de los costes y tener en cuenta los mrgenes deexplotacin en condiciones de funcionamiento normali-zadas, las degradaciones del conector del transmisor, lastolerancias en las mediciones y los efectos de envejeci-miento. Estos valores permiten determinar los valores desensibilidad y el punto de sobrecarga para el receptor enel punto de referencia R.El convenio adoptado para el nivel lgico ptico es el si-guiente:

La emisin de luz se representa por un 1 lgico. La ausencia de emisin se representa por un 0 l-gico.

9 ReceptorEl funcionamiento adecuado del sistema requiere la es-pecicacin de la sensibilidad mnima del receptor y delnivel de potencia de sobrecarga mnimo.

10 Consideraciones para potenciarel sistema

Para potenciar el sistema existen dos posibilidades:

Puede ser conveniente potenciar el sistema del m-todo plesicrono existente al mtodo de SDH (porejemplo, pasar de un sistema a 139 264 kbit/s com-patible con las especicaciones de la Rec. UIT-TG.955 a un sistema STM-1 basado en la presenteRecomendacin).

Puede ser conveniente potenciar el sistema de unnivel de la SDH a otro (por ejemplo, de STM-1 aSTM-4).

11 Arquitectura de las Redes deTransporte basada en SDH

Las funciones principales de las redes SDH las podemosintegrar en dos grandes grupos:

Transporte de la informacin entre 2 puntos de for-ma eciente y segura.

Gestin total de los servicios. (conguracin, man-tenimiento, evaluacin de la performance, etc.).

Una red de transporte basada en la tecnologa SDH puededescomponerse en redes de capa de transporte indepen-dientes con una asociacin cliente servidor.

Las capas de circuitos son las portadoras del servi-cio.

Las capas de trayecto brindan la conexin entre no-dos de red.

Las capas de transmisin brindan soporte fsico.

La arquitectura de la red de transporte estaba basada enlos conceptos de estraticacin y subdivisin dentro decada capa.La arquitectura de las redes SDH est denida por la Re-comendacin G.803, en esta recomendacin se dene unmodelo tridimensional.La capa de red son un conjunto de puntos de acceso si-milares y que pueden estar asociados para transferir in-formacin.La funcin de adaptacin es el proceso mediante el cualse adapta una informacin de capa para ser transportadapor la red de la capa servidora. La adaptacin intercapascuenta con los siguientes procesos:

Codicacin

8 12 TCNICAS PARA MEJORAR LA DISPONIBILIDAD EN LA RED DE TRANSPORTE

Modicacin de la velocidad

Alineacin

Justicacin

Multiplexacin

La supervisin de la conexin se realiza a travs de:Supervisin Intrnseca:Las conexiones de capa de trayecto pueden supervisarsede forma indirecta utilizando los datos disponiblesintrnsecamente de la seccin mltiplex o las capas delservidor del trayecto de orden superior, y calculando elestado aproximado de la conexin de trayecto del clientea partir de los datos disponibles.

Supervisin no intrusiva:La conexin puede supervisarse directamente mediantela informacin de tara pertinente en la seccin de regene-racin, la seccin mltiplex, el trayecto de orden superioro el trayecto de orden inferior, calculndose a continua-cin el estado aproximado de la conexin a partir de ladiferencia entre los estados supervisados en cada extre-mo de la conexin.Supervisin de Subcapa:Las conexiones pueden supervisarse de manera directasobrescribiendo alguna parte de la capacidad de tara delcamino original al comienzo de la conexin. En el caso dela SDH, la tara se ha denido a esos efect os en la capasde trayectos de orden superior e inferior. Cuando se apli-ca una conexin en cascada de la SDH, este mtodo desupervisin se conoce como supervisin de la conexinen cascada.

12 Tcnicas para mejorar la dispo-nibilidad en la Red de Trans-porte

12.1 Proteccin de la seccin mltiplexSDH

Los eventos de fallos se detectan mediante la funcin determinacin de seccin mltiplex (MST, Multiplex Sec-tion Termination) y la reconguracin utiliza las funcio-nes de conmutacin de proteccin que se encuentran enla subcapa de proteccin de seccin mltiplex. La recon-guracin resultante puede contemplar la conmutacinde proteccin en elementos mltiples de la red SDH. Lacoordinacin de esta conmutacin en elementos mlti-ples de la red SDH se realiza mediante un protocolo deconmutacin automtica de proteccin (APS, AutomaticProtection Switching).

Fig. 5.1 Funcionamiento MS-SP Ring

Fig. 5.2 Funcionamiento MS-DP Ring

12.2 Anillos de Proteccin SDH

MS-SP Ring (Multiplex Section-Shared ProtectionRing):Se emplea solo la mitad de la capacidad en cada seccinde multiplexacin para cursar trco. Mximo 16 nodos.Distancia mxima total de la estructura de 1200 Km.Tiempos de conmutacin inferiores a 50ms.Ante un fallo: Los Nodos adyacentes detectan el fallo realizan unaoperacin de Bridge&Switch. El resto de nodos realizan una operacin de FullPass-Through. En situacin de conmutacin el trco circula siemprepasando por todos los nodos del anillo MS-SPRING.

MS-DP Ring (Multiplex Section-Dedicated Protec-tion Ring) :Cada sentido de una conexin bidireccional empleaun camino distinto siguiendo un sentido del anillo. Elsentido contrario sera el backup. Un inconvenientees que cada conexin bidireccional consume BW entodo el anillo. Mximo 16 nodos (por limitaciones ensealizacin).

SNCP Ring (Subnetwork Connection ProtectionRing) :Empleada en un anillo. Cada conexin unidireccionalemplea ambos caminos en el anillo (es un 1+1). No tiene

13.4 Distribuidores multiplexores o DXC (Digital Cross-Connect) 9

la limitacin de 16 nodos. Soporta el fallo de un nodo.

13 Aspectos de gestin de los ele-mentos de red de transporte enSDH

Las redes SDH actuales estn construidas, bsicamente, apartir de cuatro tipos distintos de equipos o elementos dered (ITU-T G.782): Regeneradores, Multiplexores Ter-minales, Multiplexores de Insercin y Extraccin, y Dis-tribuidores Multiplexores. Estos equipos pueden soportaruna gran variedad de conguraciones en la red, incluso,un mismo equipo puede funcionar indistintamente en di-versos modos, dependiendo de la funcionalidad requeridaen el nodo donde se ubica. En la Figura 6 se muestra undiagrama de bloques de un elemento SDH genrico, sinconsiderar amplicadores o boosters opcionales.

13.1 Regeneradores intermedios o IR (In-termediate Regenerators)

Como su propio nombre indica regeneran la seal de re-loj y la relacin de amplitud de las seales digitales a suentrada, que han sido atenuadas y distorsionadas por ladispersin de la bra ptica por la que viajan. Los rege-neradores obtienen la seal de reloj a partir de la ristra debits entrante.

13.2 Multiplexores terminales o TM (Ter-minal Multiplexers)

Es un elemento que se utiliza en un enlace punto a pun-to. Implementara nicamente la terminacin de lnea y lafuncin de multiplexar o desmutiplexar varios tributariosen una lnea STM-N. En el elemento genrico de la Fi-gura 8, el TM STM-4 dispondra de una nica interfazagregada ptica STM-4 (con transmisin y recepcin) y,dependiendo de la conguracin, de varias interfaces tri-butarias elctricas (1,5 Mbit/s, 2 Mbit/s, 34 Mbit/s, 45Mbit/s, 140 Mbit/s, STM-1) u pticas (STM-1).

13.3 Multiplexores de insercin y extrac-cin o ADM (Add and Drop Multiple-xers)

Se encargan de extraer o insertar seales tributarias ple-sicronas o scronas de cualquiera de las dos seales agre-gadas STM-N que recibe (una en cada sentido de trans-misin), as como dejar paso a aquellas que se desee.

13.4 Distribuidores multiplexores o DXC(Digital Cross-Connect)

Permiten la interconexin sin bloqueo de seales a un ni-vel igual o inferior, entre cualquiera de sus puertos de en-trada y de salida. Los DXCs admiten seales de acceso,tanto plesicronas como scronas, en diversos niveles.

14 Velocidades SONET/SDHLas seales de niveles ms altos estn formadas por lamultiplexacin de diversas seales de nivel 1 (STM-1),creando una familia de seales STM-N, donde la N indi-ca el nmero de seales de nivel 1 que la componen. Enla Tabla 1 se indican las denominaciones de las sealeselctricas y portadoras pticas, as como sus velocidadesy los puntos de coincidencia con los de SONET.

En la tabla anterior, el ancho de banda de carga es la ve-locidad de lnea menos el ancho de banda de las lnea yde seccin.Hay que resaltar que la progresin de velocidad de da-tos comienza en 155 Mbit/s y aumenta en mltiplos de4. La nica excepcin es OC-24, que est normalizadoen ANSI T1.105, pero no es una velocidad SDH estn-dar de la ITU-T G.707. A veces se describen otras tasascomo OC-9, OC-18, OC-36 y OC-96 y OC-1536, peroprobablemente nunca han sido desplegados. Sin duda noson comunes y no son compatibles con las normas.La siguiente velocidad de 160 GB/s OC-3072/STM-1024no se ha normalizado todava, debido al coste de trans-ceptores de alta velocidad, al ser ms baratos los mlti-plex de longitudes de onda a 10 y 40 Gbit/s.

15 Ventajas y desventajas de SDHLa SDH presenta una serie de ventajas respecto a lajerarqua digital plesicrona (PDH).Algunas de estas ventajas son:

El proceso de multiplexacin es mucho ms directo.La utilizacin de punteros permite una localizacinsencilla y rpida de las seales tributarias de la in-formacin.

El procesamiento de la seal se lleva a cabo a ni-vel de STM-1. Las seales de velocidades superioresson sncronas entre s y estn en fase por ser gene-radas localmente por cada nodo de la red.

10 17 ENLACES EXTERNOS

Las tramas tributarias de las seales de lnea puedenser subdivididas para acomodar cargas plesicronas,trco ATM o unidades de menor orden. Esto su-pone mezclar trco de distinto tipo dando lugar aredes exibles.

Compatibilidad elctrica y ptica entre los equiposde los distintos proveedores gracias a los estndaresinternacionales sobre interfaces elctricos y pticos.

Un STM1 tiene la capacidad de agrupar varios E1 yT1 de forma multiplexada, es decir, se universalizalas velocidades ocupando los VC correspondientes,la capacidad del STM1 es suciente.

En cuanto a las desventajas tenemos que:

Algunas redes PDH actuales presentan ya cierta e-xibilidad y no son compatibles con SDH.

Necesidad de sincronismo entre los nodos de la redSDH, se requiere que todos los servicios trabajenbajo una misma referencia de temporizacin.

El principio de compatibilidad ha estado por encimade la optimizacin de ancho de banda. El nmero deBytes destinados a la cabecera de seccin es dema-siado grande, lo que lleva a perder eciencia.

16 Referencias[1] jerarqua digital sncrona, Diccionario Espaol de Inge-

niera (1.0 edicin), Real Academia de Ingeniera de Es-paa, 2014, http://diccionario.raing.es/es/lema/jerarqu%C3%ADa-digital-s%C3%ADncrona, consultado el 21 demayo de 2014

17 Enlaces externosEstandares ITU relacionados con SDH:

G.803 Arquitectura de las Redes SONET/SDH. G.810 Deniciones y terminologa. G.811 Temporizacin de relojes primarios. G.783 Caractersticas de los bloques funcionales delequipo de la jerarqua digital sncrona

G.784 Gestin SDH.

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18 Origen del texto y las imgenes, colaboradores y licencias18.1 Texto

Jerarqua digital sncrona Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Jerarqu%C3%ADa_digital_s%C3%ADncrona?oldid=85644699 Cola-boradores: PACO, Lourdes Cardenal, Isaacjarquin, Ecemaml, Rembiapo pohyiete (bot), RedTony, Veltys, Caiserbot, Amads, Nihilo,Nocker, Ricard Delgado Gonzalo, CEM-bot, Rosarinagazo, Thijs!bot, B25es, JAnDbot, Humberto, Technopat, Matdrodes, Barri, Ingte-leco, Muro Bot, Paconi, Mafores, Camilo, Eveliux, Nixn, Yago AB, Dondervogel 2, Maskedclone, Albertojuanse, MerlIwBot, Garauzo,Aronu, Abdelix, Elvisor, Ucsp, Legobot, Addbot, WorkRaul, JacobRodrigues, Sinkmanu y Annimos: 53

18.2 Imgenes Archivo:MS-SPRING.JPG Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/ba/MS-SPRING.JPG Licencia: CC BY-SA 3.0

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propio Artista original: Yago AB

18.3 Licencia del contenido Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0

Estructura de la trama STM-1 SOH (Section Overhead)POH (Path Overhead)

Multiplexacin SDHMultiplexacin SDH - 2Mbps (E1)Multiplexacin SDH - 34Mbps (E3)Multiplexacin SDH - 140Mbps (E4)

Punteros SDHJustificacin positiva del punteroJustificacin negativa del puntero

Mapeo de tributarios SDHMapeo de celdas ATMMapeo de seales en tramas HDLC

Sincronizacin en SDHRedes de SincronizacinRelojes nodalesCaractersticas de los relojes en SDH

Interfaces pticas para equipos y sistemas relacionados con SDHClasificacin de las interfaces pticas

Longitudes de onda de funcionamientoTransmisoresCaractersticas EspectralesPotencia inyectada media

ReceptorConsideraciones para potenciar el sistemaArquitectura de las Redes de Transporte basada en SDHTcnicas para mejorar la disponibilidad en la Red de TransporteProteccin de la seccin mltiplex SDHAnillos de Proteccin SDH

Aspectos de gestin de los elementos de red de transporte en SDHRegeneradores intermedios o IR (Intermediate Regenerators)Multiplexores terminales o TM (Terminal Multiplexers)Multiplexores de insercin y extraccin o ADM (Add and Drop Multiplexers)Distribuidores multiplexores o DXC (Digital Cross-Connect)

Velocidades SONET/SDH Ventajas y desventajas de SDH Referencias Enlaces externos Origen del texto y las imgenes, colaboradores y licenciasTextoImgenesLicencia del contenido