Tesisfibraopticametro

7/23/2019 Tesisfibraopticametro

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AMPLIACIN DE LA RED DE FIBRA PTICA Y EL SISTEMA SDH DE TRANSPORTE DE

INFORMACIN DEL METRO DE MEDELLN

RAFAEL SANTIAGO GONZLEZ D'LEN

UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA

ESCUELA DE INGENIERAS

FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA

MEDELLN

2006


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AMPLIACIN DE LA RED DE FIBRA PTICA Y EL SISTEMA SDH DE TRANSPORTE DE

INFORMACIN DEL METRO DE MEDELLN

RAFAEL SANTIAGO GONZLEZ D'LEN

Trabajo de grado para optar al ttulo de Ingeniero Electrnico

Director

HERNANDO MARTNEZ ARROYAVE

Ingeniero Electrnico UPB

UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA

ESCUELA DE INGENIERAS

FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA

MEDELLN

2006


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Nota de aceptacin:

Presidente del jurado

Jurado

Jurado

Medelln, Febrero 2006


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DEDICATORIA

Dedicado a mi familia, muy especialmente a Maria Nelly mi madre, que sin duda alguna han credo

siempre en my con su cario y apoyo me han enseado el camino para lograr cosas que nunca

pensalcanzar.


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AGRADECIMIENTOS

Agradezco muy especialmente a todas las personas e instituciones que de una u otra forma han

apoyado este proyecto profesional :

Al Metro de Medelln y a su Direccin de Planeacin, por ofrecerme una plataforma donde pude

desarrollar en gran medida mi conocimiento de las redes de telecomunicaciones y que difcilmente

puede ser encontrado en otro lugar. Adems por darme la oportunidad de entregar todo lo que

poda para el desarrollo de un proyecto que signific en beneficio y crecimiento del Metro. Y

tambin, y no menos importante, por el grupo humano con el que pude trabajar e intercambiar

opiniones durante seis (6) meses que me brindaron un gran crecimiento personal y profesional.

A la Universidad Pontificia Bolivariana por acogerme durante algo ms de 5 aos en sus aulas y

donde pude construir la mayor parte del conocimiento que necesita un buen profesional.

A Hernando Martnez por ser el director de este proyecto de grado y brindarme mucho de su

experiencia y conocimiento en los que haceres del mundo de la Ingeniera.

A Oscar Cardona por el conocimiento que me brind en la materia Comunicaciones y que me

permititener la base conceptual para este proyecto, adems por ayudarme con su asesora para el

mismo.


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Al doctor Javier Escobar Montoya (JEM) por cambiar completamente la perspectiva que ten a del

mundo de la Matemtica. Sus enseansas me han servido para apreciar inmensamente a la ciencia

y a la Matemtica como la disciplina ms noble que puede crear el conocimiento humano.

A todos mis compaeros de la UPB de los cuales he aprendido infinitas cosas durante este tiempo

de estada en la universidad, y principalmente por brindarme su amistad.


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CONTENIDO

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RESUMEN 23

INTRODUCCIN 241.GENERALIDADES Y ESTADO DEL ARTE DE LAS REDES DE TRANSPORTE DE

INFORMACIN 262.REDES SDH 30

2.1.Que es SDH? 30

2.2.Origen y antecedentes de las redes SDH 31

2.3.Multiplexacin Digital 31

2.4.Mdulo de transporte sncrono (STM-N) 322.5.La trama STM-1 35

2.5.1.El encabezado de seccin (SOH). 362.5.2.El rea de carga til. 382.6.Elementos de red bsicos en SDH 392.6.1.Regeneradores. 39

2.6.2.Multiplexores Terminales. 39

2.6.3.Multiplexores Add/Drop. 40

2.6.4.Crossconectores Digitales. 41

2.7.Arquitecturas de red 41

2.7.1.Punto a punto. 422.7.2.Lineales. 42

2.7.3.Anillos. 43

2.7.4.Algunas otras arquitecturas. 44

2.8.Protecciones 44

2.8.1.Protecciones de equipamiento. 45

2.8.2.Resistencia de la red. 46

2.8.3.Restauracin. 483.SITUACIN INICIAL DE LA RED DE TRANSPORTE DE INFORMACIN DEL METRO DEMEDELLN 493.1.Introduccin 493.2.Antecedentes e historia 50

3.2.1.La adquisicin de los cables de fibra ptica 503.2.2.El diseo de las redes de fibra ptica 513.2.3.Tendido de los cables de fibra ptica 513.2.4.Implementacin de la red SDH Primera fase 523.2.5.Implementacin de la red SDH Segunda fase 543.2.6.Caractersticas de la red inicial de comunicaciones del Metro de Medell n implementada contecnologa SDH 55


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3.2.7.Diseo de la nueva red SDH 574.AMPLIACIN FSICA DE LA RED DE FIBRA PTICA 624.1.Introduccin 624.2.Situacin de la infraestructura fsica al inicio del proyecto 62

4.2.1.Cuartos de Conectorizacin 634.2.2.Enlaces de fibra ptica 644.2.3.Caractersticas tcnicas de los elementos de la red de fibra ptica 654.3.Requerimientos de la infraestructura fsica 684.4.Toma de informacin en campo 694.4.1.Tramo desde Subestacin Zamora hasta Estacin Madera 694.4.2.Tramo desde Subestacin San Diego hasta Estacin Exposiciones 694.4.3.Tramo desde Subestacin Ayurhasta Estacin Ayur 704.4.4.Tramo desde Subestacin Envigado hasta Estacin Envigado 714.5.Especificaciones de nuevos enlaces en la infraestructura de fibra ptica 72

4.5.1.Al interior de las subestaciones de energa 724.5.2.Tendido de cables entre subestaciones y estaciones Metro. 744.5.3.Al interior de las estaciones del sistema Metro 75

4.5.4.Resumen de la instalacin 764.5.5.NOTAS: 79

5.JERARQUA, TOPOLOGA Y CAPACIDAD: SOLUCIONES PROPUESTAS, PREDISEOS YDISEO FINAL DE LA RED 815.1.Introduccin 815.2.Requerimientos para la nueva red SDH 82

5.2.1.LAN de Seguridad 82

5.2.2.Sistema de control del suministro elctrico 835.2.4.Telefona y sistema de radio 845.3.Configuracin de la red SDH al inicio de este proyecto 855.3.1.Jerarqua, topologa y capacidad 855.3.2.Equipos de multiplexacin 875.3.3.Red de sincronismo 89

5.3.4.Uso actual de la red SDH 90

5.4.Prediseos y soluciones propuestas 915.4.1.Consideraciones de jerarqua, topologa y capacidad 915.4.2.Prediseo 1 925.4.3.Prediseo 2 965.5.Especificaciones para la nueva red de transporte de informacin SDH 1015.5.1.Descripcin de los nodos de la red SDH 1015.5.2.Equipos de regulacin y respaldo del suministro elctrico 1095.5.3.Sistema centralizado de administracin y gestin 1095.6.Conclusiones 113

6.CONSIDERACIONES ESPECIALES DE SEGURIDAD DE LA INFORMACIN 1156.1.Introduccin 115


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6.2.Seguridad y controles en instalaciones que alojen equipos, Cuartos de Conectorizacin ycentros de computo y sistemas especficos que apoyan la operacin de la red de transporte deinformacin 1166.2.1.Numeral 7.1.2. Propiedad de los activos 116

6.2.2.Numeral 9.1.1. Permetro de seguridad fsica 1176.2.3.Numeral 9.1.2. Controles de acceso fsico 1176.2.4.Numeral 9.1.4. Proteccin contra amenazas externas y ambientales 1186.2.5.Numeral 9.2.1. Ubicacin y proteccin de los equipos 1196.2.6.Numeral 9.2.2. Servicios de soporte 120

6.2.7.Numeral 9.2.3. Seguridad del cableado 120

6.2.8.Numeral 9.2.4. Mantenimiento de los equipos 122

6.2.9.Numeral 10.1.1. Procedimientos de operacin documentados 1236.2.10.Numeral 10.1.2. Gestin del cambio 1236.2.11.Numeral 10.3.1. Gestin de la capacidad 124

6.2.12.Numeral 10.5.1. Respaldo de la informacin 1246.2.13.Numeral 10.10.4. Registros de administrador y de operador 1256.3.Actividades tendientes a mitigar el riesgo para la red SDH 126

6.4.Conclusiones 128

7.CONCLUSIONES 129

8.BIBLIOGRAFA 135


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LISTA DE TABLAS

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Tabla 1. Bytes del encabezado de seccin 37Tabla 2. Bytes asociados al POH de un contenedor VC-4 38

Tabla 3. Pronstico de cmaras de seguridad para el ao 2005 59Tabla 4. Caractersticas de los conectores de fibra ptica 66Tabla 5. Caractersticas de los cables de fibra ptica 67Tabla 6. Caractersticas de los Racks 67Tabla 7. Caractersticas de los distribuidores de fibra ptica 68Tabla 8. Uso de la red SDH al inicio del proyecto 90


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LISTA DE FIGURAS

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Figura 1. Estructura de multiplexacin en SDH 34Figura 2. Formato de trama STM-1 35

Figura 3. Encabezado de seccin (SOH) 37Figura 4. Diagrama en bloque de un Regenerador 39

Figura 5. Diagrama en bloque de un Multiplexor Terminal 40

Figura 6. Diagrama en bloque de un Multiplexor Add/Drop 40

Figura 7. Diagrama en bloques de un Crossconector Digital 41

Figura 8. Aplicacin punto a punto 42Figura 9. Aplicacin punto a punto con proteccin 1+1 42Figura 10. Aplicacin lineal 43

Figura 11. Aplicacin en anillo 43Figura 12. Configuracin lgica de la red SDH al inicio del proyecto 57Figura 13. Topologa de la red SDH al inicio del proyecto 87Figura 14. AM-1 Plus 89

Figura 15. Prediseo 1 96Figura 16. Prediseo 2 100Figura 17. Prediseo definitivo 108Figura 18. Topologa del prediseo final de la red SDH 108


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LISTA DE ANEXOS

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ANEXO A: ARTCULO PUBLICABLE 138ANEXO B: DATOS DEL TRABAJO DE GRADO 156

ANEXO C: CARTA DE CUMPLIMIENTO DE OBJETIVOS 167


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GLOSARIO

Add-Drop:Accin que hace referencia a adicionar y extraer canales de datos de una trama SDH

Agregado:Se refiere a el trfico de varios tributarios en una sola trama SDH. Tambin se le llama

agregados a las tramas SDH propiamente dichas.

Ancho de banda:Capacidad de un canal de transmitir informacin. En la prctica est dada

siempre en unidades de Kbps o Mbps.

ANSI:Instituto nacional de estndares americanos

ATM: Modo de transferencia asncrono. Tecnologa de conmutacin de paquetes ampliamente

adoptada para redes MAN y WAN.

Autosensing:Hace referencia a la habilidad de un dispositivo de detectar las propiedades del canal

de forma automtica.

Backbone:ste trmino se acua al corazn o columna vertebral de una red de transporte de

informacin. Regularmente se conoce asa la red principal de una organizacin o que tenga los

equipos y medios con mayor capacidad.

B-ISDN:Red de servicios integrados de banda ancha. Es una extensin a la tradicional red de

servicios integrados (ISDN) habilitada para grandes anchos de banda.

Browser: Se le conoce as a un programa cliente que habla protocolo HTTP. Este tipo de

aplicacin permite obtener recursos o contenido HTML de Internet (Navegar) por medio de dicho

protocolo.


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Cabecera de ruta:Segmento que es agregado a los contenedores en SDH y que los convierte en

contenedores virtuales. Este segmento trae informacin de la ruta y el destino del canal de datos.

Cabecera de seccin:Segmento de la trama SDH que permite llevar canales de comunicacin

entre equipos SDH adyacentes y hacia una estacin de gestin.

CCITT: Comit Consultivo Internacional Telegrfico y Telefnico - Consultative Committee for

International Telegraphy and Telephony - Comit Consultatif International Tlgraphique et

Tlphonique, antiguo nombre del comitde normalizacin de las telecomunicaciones dentro de la

ITU ahora conocido como ITU-T.

CCTV:Circuito cerrado de televisin.

Centrales Tndem:son centrales de trnsito (es decir sin abonados), a las que se conectan otras

centrales, pero sin pertenecer, las centrales tndem, a la Red Jerrquica.

Centro de cmputo:Centro donde estn alojados la mayora de los recursos centralizados decmputo de una organizacin. Es alldonde estn alojados los servidores que tienen los aplicativos

principales que dan soporte al negocio.

Confidencialidad:Es un atributo de la seguridad de la informacin que indica que la informacin

solo debe poder ser accedida por las personas autorizadas.

Contenedor virtual: Contenedor que almacena la informacin de un tributario al cul se le ha

agregado una cabecera de ruta con informacin sobre el destino.

Crossconector:Equipo que tiene la capacidad de conmutar trfico entre diferentes tramas STM-N.


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Cuarto de Conectorizacin: Cuartos donde se encuentran alojadas las terminaciones de los

enlaces de fibra ptica y los equipos activos que hacen uso de estos enlaces.

Direcciones MAC: Secuencia de nmeros que identifica unvocamente una tarjeta de red en

cualquier lugar del mundo. Son conocidas como direcciones fsicas, de capa 2 o de control de

acceso al medio.

Disponibilidad:Es un atributo de la seguridad de la informacin que indica que sta siempre debe

estar disponible o accesible solo para las personas autorizadas.

E1:Canal de trfico de la jerarqua PDH Europea que tiene una capacidad de transportar 32

canales de voz.

EoS (Ethernet over SDH):Conjunto de protocolos que permiten encapsular trfico Ethernet sobre

las tramas SDH de manera transparente para el cliente final.

ERP (Enterprise Resource Planing): Gestin empresarial integrada. Sistema o Softwareadministrativo que integra todas las reas de una empresa (Como contabilidad, compras, o

inventarios), mediante procesos transparentes y en tiempo real en bases de datos relacionales y

centralizadas.

Estructura de multiplexacin: Diagrama relacional que indica como son empaquetados y

multiplexados los trficos en una jerarqua de multiplexacin determinada.

Ethernet:Protocolo de transmisin en capa 2 segn el modelo OSI ampliamente difundido a nivel

mundial para redes LAN.


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FDDI:Se define como una topologa de red de rea local en doble anillo y con soporte fsico de fibra

ptica. Puede alcanzar velocidades de transmisin de hasta 100 Mbps y utiliza un mtodo de

acceso al medio basado en paso de testigo (token passing). Utiliza fibras multimodo y

concentradores de cableado en topologa fsica de estrella y lgica de doble anillo (anillo primario y

anillo secundario). Es una red muy fiable gracias a la fibra y al doble anillo, sobre el que gira la

informacin en direcciones opuestas.

Fibra ptica:Medio de transmisin elaborado a partir de slice que se basa en el principio fsico de

reflexin total interna. Las fibras pticas son ampliamente difundidas por los grandes anchos de

banda que soportan y las distancias de sus enlaces que son del orden de varios Kilmetros.

Fibra ptica Monomodo:Fibra ptica menor a 10 m de dimetro interno que elimina la dispersin

modal porque solo permite la transmisin de la luz en un solo modo, por esta razn poseen un

ancho de banda muy grande, en la prctica infinito comparado con los equipos de transmisin

activos en la actualidad.

Fibra ptica Multimodo: Fibra ptica de 50 m, 62,5 m 100 m de dimetro interno que muydifundida para redes LAN o en campus. Su ancho de banda estlimitado por la dispersin modal.

Gigabit Ethernet:Redes tipo Ethernet basadas en fibras pticas y equipos activos que permiten

transmitir anchos de banda superiores a 1Gbps en cada uno de los enlaces.

IEEE:Instituto de internacional de ingeniera elctrica y electrnica.

IEEE 802.1Q:Norma de la IEEE que define como debe ser el uso de etiquetas en las tramas

Ethernet en capa 2.


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IGMP:Internet Group Membership Protocol. El protocolo de red IGMP se utiliza para intercambiar

informacin acerca del estado de pertenencia entre enrutadores IP que admiten la multidifusin y

miembros de grupos de multidifusin. Los hosts miembros individuales informan acerca de la

pertenencia de hosts al grupo de multidifusin y los enrutadores de multidifusin sondean

peridicamente el estado de la pertenencia.

Integridad:Es un atributo de la seguridad de la informacin que indica que la informacin solo

puede ser modificada por las personas autorizadas.

ISO:Organizacin internacional de normalizacin.

ISDN: Red digital de servicios integrados. Red utilizada para transmitir servicios de voz y datos por

la misma infraestructura de cobre que usa la telefona convencional.

ISO/IEC 17799:Norma internacional que define cuales son los lineamientos y mejores prcticas

para preservar la seguridad de la informacin en una organizacin.

ITU-T: Sector de normalizacin de la ITU (Unin Internacional de Telecomunicaciones). Se formen

1993 para reemplazar al CCITT y su sede estubicada en Gnova, Suiza.

Jerarqua digital: Se refiere al nivel de multiplexacin utilizado en alguna jerarqua de

multiplexacin. Por ejemplo, STM-1 o STM-4 para SDH.

Jitter:Variacin en la cantidad de latencia entre paquetes de datos recibidos.

LAN:Red de rea local

Latencia: Tiempo de permanencia de un trfico dentro de una red de transporte. De manera

prctica se refiere al tiempo que tarda un segmento de trfico en llegar a su destino.


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LED:Diodo emisor de luz. Se usa en los equipos de red para dar indicaciones luminosas de su

estado.

Modelo OSI:Modelo de siete capas definido por la ISO que deben cumplir todos los elementos de

una red de telecomunicaciones y que permite separar funciones en cada uno de los niveles.

Mdem: Modulador-Demodulador. Equipo que permite transmitir rfagas de datos por una red

telefnica convencional.

MAN:Red de rea metropolitana.

Matriz de crossconexin: Elemento conmutador interno que tienen los equipos Crossconectores

en una red SDH y que permite conmutar trfico entre diferentes canales de tributario y agregado.

Multiplexacin digital:Este concepto se asocia al aprovechamiento que se hace de un canal de

comunicaciones en el que se transportan seales digitales. El objetivo de la multiplexacin digital esaumentar la frecuencia con que se transmiten los datos por un canal haciendo que ste pueda ser

usado por varios trficos independientes en intervalos o ranuras de tiempo diferentes llamados time

slots.

Multiplexor:Equipo que tiene la capacidad de multiplexar varios canales de tributario sobre un

mismo medio de transmisin.

Multiplexor add-drop:Equipo multiplexor que puede adicionar y extraer canales de tributario sin

desmontar la trama SDH.

Multiplexor terminal:Equipo que finaliza un enlace punto a punto o lineal y que desmonta toda una

trama SDH para repartirla en canales de tributario.


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Nodo SDH:Lugar lgico y geogrfico de una red SDH donde es posible ingresar o extraer trfico

para hacer uso de la red.

OAM&P:Se refiere a la operacin, administracin, mantenimiento y aprovisionamiento de una red.

ODF:Distribuidor de fibra ptica.

OTDR:Equipo que realiza mediciones de atenuacin en un enlace de fibra ptica.

Patch-cords:Elementos que permiten interconectar enlaces de cableado.

Payload:rea de carga de una trama SDH.

PCC:Puesto central de control.

PCM:Modulacin por codificacin de pulsos.

PDH:Jerarqua digital plesicrona.

Pigtail:Segmento de fibra ptica enrollado adaptado al conector de fibra ptica que es usado para

conectar fcilmente con la fibra que viene de un enlace.

PLC:Controlador lgico programable.

Q-LAN:Interfaz Ethernet para una red de gestin. Este tipo de interfaz la tienen los equipos SDH.

Rack:Gabinete donde se almacenan equipos informticos y de telecomunicaciones.


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Red de transporte de informacin:Red que transporta gran cantidad de trficos de datos y de

aplicaciones de tiempo real sobre una misma infraestructura a sedes o lugares geogrficamente

distantes.

Regenerador: Equipo que toma las seales de datos y de sincronismo de el medio y los

reconstruye para volverlos a transmitir.

RJ45:Conector de 8 contactos ampliamente difundido.

RMON:Se refiere a supervisin remota (Remote Monitoring). Es un estndar usado en equipos de

telecomunicaciones, por ejemplo en enrutadores, el cual implementa una base de datos MIB

(Management Information Base) la cual permite la supervisin remota y la administracin de equipos

de red.

SC/APC:Conector de fibra ptica de una sola pieza que utiliza una manga zircnica y una chaqueta

reforzada. La fibra que lleva adems se encuentra perfilada con un pulido angular que reduce lasperdidas por insercin.

SDH:Jerarqua digital sncrona.

Seguridad de la informacin:La seguridad de la informacin consiste en asegurar que los activos

de informacin de una organizacin son usados de la manera que se decidi. En otras palabras,

conservan sus atributos de confidencialidad, integridad y disponibilidad.

SNMP:Protocolo simple de gestin de redes. Por medio de este protocolo se pueden recuperar

variables que son constantemente monitorizadas para los equipos de red.


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SONET:Red ptica sncrona. Estndar similar y compatible en algunos niveles con SDH difundido

en Norteamrica.

Stand-by:Elemento que se encuentra disponible en un estado de espera no activo.

STM:Mdulo de transporte sncrono. Trama bsica SDH.

STM-N:Se refiere a los niveles de jerarqua de una red SDH.

Streamming video: Protocolo de video en tiempo real transmitido por medio de rfagas a travs de

una red.

Subestacin de energa:Lugar donde se realiza conversin de voltajes y corrientes de los altos

que vienen de las lneas de transmisin a unos ms bajos que sirven para alimentar circuitos menor

potencia.

Switch:Elemento de una red Ethernet que conmuta paquetes de acuerdo a las direcciones MAC de

origen y destino

TCP/IP: Protocolos de capa 3 y 4 que permite crear redes de datos sobre el cual ha crecido Internet

Telnet:Protocolo de terminal remota.

TMN:Red de gestin de redes de telecomunicaciones.


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Token-ring:Es una tecnologa de redes de rea local (LAN) desarrollada y promovida por IBM al

inicio de los aos 80's y normalizada como IEEE 802.5. Al principio fue muy exitosa, pero cayo en

declive luego de la introduccin del muy usado estndar de cableado 10BASE-T para Ethernet al

inicio de los aos 90's.

TransLAN:Tarjetas que se encuentran en equipos SDH de Lucent Technologies y que permiten

ingresar trfico Ethernet a la red SDH.

Tributario: Trfico que acta como cliente de la red SDH y que es multiplexado para ser

transportado sobre ella.

Unidad tributaria o administrativa:Hace referencia a contenedores virtuales que llevan trfico de

tributario y a los cuales se les ubica con el uso de un apuntador o puntero.

VLAN: redes LAN virtuales. Mtodo que permite transportar varias redes LAN sobre la misma

infraestructura.

WAN:Red de rea amplia.

Wander:Son variaciones aleatorias de gran longitud de onda que tiene una seal sobre su posicin

ideal.


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RESUMEN

Las redes de transporte de informacin son hoy en da redes multiservicio con la capacidad de

integrar trfico de datos y de aplicaciones en tiempo real. Estas redes de transporte ya no son un

tema del que puedan hablar solamente los proveedores de servicios, sino que existen necesidades

del sector empresarial o acadmico que pueden ser cubiertas por medio de un diseo de este tipo.

En este trabajo se ilustra el proceso que se siguipara hacer el diseo de una red de transporte de

informacin con tecnologa SDH para soportar muchos de los servicios que apoyan la operacin del

Metro de Medelln.

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INTRODUCCIN

Uno de los retos ms grandes que enfrentan las organizaciones de hoy es el manejo de su

informacin de una manera segura, estable y siempre disponible. Es comn que las aplicaciones en

las que se utiliza esta informacin se vuelvan cada vez ms robustas, teniendo como entradas y

salidas un gran flujo de datos. Esta creciente montaa de informacin exige grandes recursos de las

redes de datos por las cuales viajan, hacindose muy necesario grandes anchos de banda y

redundancias en los equipos que las componen. De este principio nace el concepto de backboneo

red de transporte de informacin.

En materia de redes de transporte ha habido una constante evolucin determinada en gran parte

por una carrera en aumentar el recurso de ancho de banda disponible. Otros aspectos que han

liderado este vertiginoso avance han sido el tipo de tecnologa, nivel de sincronismo, deteccin y

correccin de errores, estabilidad y direccionamiento de cada una de las soluciones que existen en

el mercado. El resultado de este crecimiento es que ahora se dispone de una alta gama de

posibilidades a considerar entre las cuales se encuentran las redes ATM, Gigabit Ethernet y SDH.

El acceso a estas tecnologas estuvo limitado por mucho tiempo a empresas prestadoras deservicios de telecomunicaciones debido a los altos costos y personal especializado necesario para

operarlas. Contratar estos servicios, por su parte, trae grandes costos asociados para las

organizaciones, adems que se toca el tema tan delicado de la seguridad de la informacin al estar

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sta manejada por agentes externos y fuera del control de la empresa. Sin embargo, a raz de este

apogeo de las redes de transporte, los precios de los equipos y medios de transmisin, como las

fibras pticas, han cado considerablemente y se han convertido en un tema que ya es posible

tratar. Las empresas asya tienen la posibilidad de equiparse con redes muy estables, con poca

logstica para su operacin y a bajos costos, y lo mejor con autonom a sobre su informacin.

La solucin en particular que nos interesa en este tratado es sncrona y basada en multiplexacin

digital, conocida comnmente como SDH o jerarqua digital sncrona. Para esta tecnologa se

cumple todo lo dicho hasta el momento sobre este tema, adems de ser una solucin altamente

flexible por que admite trabajar con un gran nmero de tipos de trfico y es altamente robusta yestable por sus topologas en anillo.

El Metro de Medelln le comenza apostar a la tecnologa SDH desde la reposicin de su sistema

de radiocomunicaciones y ha seguido creciendo su red hasta este punto en el que da un gran paso

con un proyecto en el que se daruna cobertura del 100% al sistema Metro y Metrocable, y se

integraran todos los servicios que requieran conectividad. En este proyecto tambin se

implementaruna arquitectura de gestin que le permitiral Metro operar, administrar, mantener y

aprovisionar su propia red de transporte y hacer uso de ella a la medida de las necesidades

actuales y futuras. Con este esfuerzo quedar integrada tambin toda la red corporativa, la

seguridad y la telefona y se estarpreparado para enfrentar los retos que traigan proyectos futuros.

Por otro lado el hecho de utilizar tecnologas de punta le permitiral Metro ser uno de los mejores

de Latinoamerica agilizando los procesos que la operacin del sistema le demanda y mejorando los

atributos del servicio que presta.

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1. GENERALIDADES Y ESTADO DEL ARTE DE LAS REDES DE TRANSPORTE DEINFORMACIN

El constante avance en las tecnologas de redes de computadores y de las aplicaciones de tiempo

real han hecho que cada vez ms se les exija a la infraestructura de cableado y de red niveles de

servicio altamente crecientes y anchos de banda superiores. La evolucin de cada uno de estos

servicios ha sido separada y por caminos totalmente diferentes. Esto hace que tanto las redes de

datos como las redes de tiempo real, como la telefona, tengan sus propios estndares, equipos y

tipos de cableado. Sin embargo, la historia tambin ha cambiado dando un vuelco total cuando la

voz se convirtien bits desde que se crela modulacin por pulsos (PCM). Desde ese momento se

empezaron a parecer cada vez ms las tendencias para ambas aplicaciones.

Las redes de transporte nacen como una iniciativa de las redes de tiempo real, en particular de la

telefona, buscando integrar un sin nmero de redes pequeas partculares o centralitas, en redes

de distribucin metropolitanas, nacionales e internacionales. Bajo ese concepto nacieron entre otras

las centrales tipo Tandem que buscaban interconectar centrales y no usuarios particulares como lo

hacan las centrales que estaban abajo en la jerarqua. Pero las redes de datos se empezaron a

aprovechar de ese concepto y se adaptaron lo suficiente, gracias a las buenas caractersticas en

cuanto a anchos de banda y tiempos de latencia que se podan lograr con las redes de transmisin

en tiempo real, para interconectar redes de computadores a nivel global.

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La convergencia de redes y servicios ha permitido en los ltimos aos que esta relacin se haya

vuelto an ms estrecha permitiendo que las aplicaciones en tiempo real se aprovechen tambin de

la creciente difusin de las redes de datos. Es ascomo ya bajo una misma red que originalmente

fue diseada para la transmisin de datos, podemos encontrar integradas aplicaciones cliente-

servidor, voz, datos y video, entre otras. Esta situacin exige grandes recursos y niveles de servicio

de las redes de tranporte de informacin. Es por esto que ahora no solo es importante los tiempos

de latencia o transito dentro de una red de transporte sino que se vuelve fundamental el incrementar

los recursos de ancho de banda disponibles para aplicaciones ms exigentes como el video en

tiempo real o Streamming Video.

En la actualidad el mercado de las redes de transporte est apoyado en gran medida por los

constantes avances en redes de transmisin por fibra ptica. Las fibras pticas permiten obtener

grandes anchos de banda a distancias relativamente grandes, del orden de kilometros, mientras que

las interfaces elctricas apenas logran alcanzar unos pocos metros antes de degradarse los niveles

de seal y sincrona. No obstante, el cobre sigue prestando un papel protagnico en las redes del

tipo Ethernet e ISDN, altamente difundidas a nivel mundial. Pero este ltimo se ha ido

especializando en el mercado de las redes de rea local (LAN), dandole paso a la fibra pticas, y en

algunos casos a las interfaces radioelctricas, en el mundo de las grandes redes de transporte de

informacin.

Existen hoy en el mercado varios tipos de redes de tranporte de informacin. Las principales son,

entre otras, las redes ATM (modo de transferencia asncrona) y Gigabit Ethernet, que vienen del

mundo de la transmisin de datos, y las redes B-ISDN (red de servicios integrados de banda

ancha), PDH (jerarqua digital plesicrona) y SDH (jerarqua digital sncrona), heredadas del mundo

de la transmisin de aplicaciones en tiempo real.

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En el desarrollo de este libro trataremos las redes SDH por varias razones en particular:

Las redes SDH integran lo mejor de ambas tendencias en cuanto a redes, debido a que son

redes de transporte en capa 1 y permiten encapsular sobre s, cualquier tipo de informacin o

tramas de las otras redes mencionadas anteriormente.

Son las redes que ms han sacado provecho de los anchos de banda que ofrecen las fibras

pticas, sacando estndares que logran llevar enlaces de hasta 80Gbps.

Permiten ofrecer enlaces dedicados donde no hay reuso de canal, asegurando la calidad del

servicio.

Permite empaquetar marcos Ethernet sobre la trama SDH bajo un estndar conocido como EoS

(Ethernet over SDH) lo que le ha dado gran popularidad, ya que la mayora de redes de rea

local en el mundo estn basadas en redes tipo Ethernet.

Los otros tipos de redes no se han adaptado bien a la ola de integracin, por lo que se hace

difcil vincular todas las aplicaciones. Por el contrario, las redes SDH permiten transportar en su

interior cualquier tipo de trfico sin ningn tipo de inconveniente en la calidad del servicio.

Las redes SDH son redes de transporte digital multiservicio capaz de soportar aplicaciones con

cualquier tipo de ancho de banda ya sea constante o variable, con reuso o canales dedicados.

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El estndar SDH define las tramas y niveles de jerarqua para todas las tasas de transmisin

superiores que se puedan generar en el futuro. Esto hace que se pueda crecer en anchos de

banda sin modificar el estndar ni las redes actuales, como ssucede en los otros tipos de redes.

Para crecer en ancho de banda simplemente se multiplica por cuatro toda la trama del nivel de

jerarqua anterior y todo esto sobre la misma infraestructura de fibras pticas.

Las redes SDH permiten implementar topologas en anillo con caminos redundantes que las

hacen posicionarse como el nmero uno en cuanto a estabilidad, robustez y niveles de

disponibilidad. No solo las topologas en anillo aseguran las disponibilidad, existen

estndarizados un gran nmero de esquemas de proteccin sobre las redes SDH que permiten

que el servicio sea recuperado automticamente despus de que ocurre una falla, asegurandotiempos de recuperacin de hasta 50 ms. Tambin los equipos SDH son fabricados con grandes

niveles de disponibilidad gracias a sus protecciones de equipamiento, donde se pueden

encontrar con redundancias en fuentes de alimentacin, en matriz de crossconexin y hasta

tarjetas de tributarios.

Los costos de las redes SDH han disminudo en gran medida, haciendo que esta tecnologa ya

no este solamente al acceso de los carriers o proveedores de redes de telecomunicaciones, sino

que ya existen aplicaciones del tipo empresarial, a unos costos totalmente razonables como es el

caso de la aplicacin que trataremos en este libro para el Metro de Medell n.

En conclusin, el estndar de redes SDH es el que estmarcando la direccin en cuanto a redes de

transmisin de informacin, y muy probablemente lo seguir haciendo en el futuro cercano.

Aprovechando esto se pueden hacer diseos de redes metropolitanas, nacionales e internacionales

altamente robustas y con capacidad de crecimiento a bajos costos y facilidad de implementacin.

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2. REDES SDH

2.1. QUE ES SDH?

En principio, SDH (jerarqua digital sncrona, por sus siglas en ingles) es una tecnologa que permite

el transporte en capa fsica de una gran cantidad de trficos y gestiona su transmisin de forma

eficiente.

Un enlace SDH puede ser visto como un canal o tubera en la cual pueden ser insertados paquetes

de trfico con una informacin asociada para su correcta entrega en el destino y que adems

permite conocer el comportamiento de dicho paquete en su recorrido.

El protocolo SDH define todos los elementos necesarios para llevar a cabo el transporte en la

primera capa del modelo OSI. Entre estos estandariza la utilizacin eficiente de las interfaces

pticas y radioelctricas, la multiplexin digital, la sincronizacin, los esquemas de proteccin y

parte de la gestin de red.

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Existe otro estndar que es usado en Norteamrica llamado SONET (red ptica sncrona, por sus

siglas en ingles), el cual se basa en los mismos principios y es compatible con SDH (que es usado

en el resto del mundo) en varios niveles de jerarqu a.

2.2. ORIGEN Y ANTECEDENTES DE LAS REDES SDH

La jerarqua digital sncrona SDH nace de una iniciativa por mejorar las prestaciones que hasta

entonces haban dado las redes PDH (jerarqua digital plesicrona, por sus siglas en ingles) con

algunas limitantes propias de las redes plesicronas. La Bellcore propone una normalizacin a la

ANSI (instituto nacional americano de estndares, por sus siglas en ingles) para sacar un estndar

que reuniera a todos los operadores de fibras pticas que operaban de forma sncrona. El estndar

de la ANSI es conocido como SONET, el cual luego es propuesto a la CCITT (ahora, ITU-T) que

emite la normalizacin para SDH en el libro azul de 1989. Este estndar agrupa las

recomendaciones G.707, G.708 y G.709 para el armado de tramas, G.781, G.782 y G.783 con la

informacin referente a los multiplexores, G.784 con la gestin y administracin TMN de la red, y en

G.957 y G.958 la informacin referente a interfaces.

2.3. MULTIPLEXACIN DIGITAL

Este concepto se asocia al aprovechamiento que se hace de un canal de comunicaciones en el que

se transportan seales digitales. Las seales digitales provienen de seales anlogas que son

muestreadas y cuantificadas convirtindolas en una sucesin de bits (unos y ceros), o simplemente

de flujos de datos originalmente digitales en alguna aplicacin. El objetivo de la multiplexacin digital

es aumentar la frecuencia con que se transmiten los datos por un canal haciendo que ste pueda

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ser usado por varios trficos independientes en intervalos o ranuras de tiempo diferentes llamados

time slots. Dicha reparticin del canal puede hacerse en rfagas de bits de una longitud determinada

para cada canal, comnmente se multiplexa a nivel de bit a nivel de byte (8 bits).

2.4. MDULO DE TRANSPORTE SNCRONO (STM-N)

El mdulo de transporte sncrono (STM) es donde va contenida toda la carga de tributarios y

agregados de la red SDH en forma de contenedores. Un contenedor es el elemento b sico de carga

de la red SDH y estconformado por los bits de informacin de una seal de tributario, la cual estaempaquetada dentro del contenedor. El tamao del contenedor depende del tamao de la

informacin que ser empaquetada en l, y existe una cantidad discreta de tamaos que

corresponden a cada una de las tasas de seales PDH.

Como cada paquete de trfico esta asociado a un origen (que es el emisor del paquete) y un destino

(que es el que lo recibe), debe llevar una informacin asociada a estos y a la ruta que recorre. Esta

informacin se conoce como la Tara o cabecera de ruta (camino) y permite etiquetar el tr fico

asociado a un contenedor para trazar su camino a travs de la red SDH. El elemento obtenido de

empaquetar un contenedor junto con su cabecera de ruta asociada se conoce como contenedor

virtual (VC). Un contenedor virtual tambin puede conformarse a partir de grupos de unidades

tributarias (TUG).

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Los contenedores virtuales estn organizados de acuerdo a la jerarqua de la seal PDH a la cual

estn asociados. Un VC-12 lleva asociado una seal de 2 Mbps (un E1), un VC-11 carga una seal

de 1,54 Mbps (un DS-1), un VC-3 una seal de 34 Mbps y un VC-4 una seal de 140 Mbps (un

STM-1). Un contenedor virtual de una jerarqua mayor puede portar en su interior otros de jerarqua

menor, por ejemplo, un VC-4 puede construirse a partir de 63 VC-12. Todos los contenedores

virtuales estn contenidos dentro del rea de carga til (en ingles payload area) de la seal STM-N.

A su vez, la seal bsica o fundamental de SDH es el STM-1 (155,52 Mbps). Al concatenar en

mltiplos de 4 la seal STM-1 se obtienen mayores tasas de transmisin, como lo son STM-4

(622,08 Mbps), STM-16 (2,49 Gbps) y STM-64 (9,95 Gbps). Estos niveles de mayor jerarqua de lasseales SDH no llevan ninguna clase de bits de alineacin o supertrama como en las seales PDH,

por lo tanto su tasa de transferencia es exactamente 4 veces la tasa de transferencia del nivel

inmediatamente inferior y esto permite que puedan ser definidos una gran cantidad de niveles

superiores de manera simple. Existe tambin otra medida en la jerarqua conocida como sub-STM o

STM-0 y corresponde a la tasa de transferencia de un STS-1 (primer nivel de jerarqua en SONET),

51,84 Kbps.

Para poder gestionar el comportamiento de los STM en la red SDH, estos tambin tienen unos

bytesde informacin asociados a los elementos de red. Estos canales de datos (algunos pueden

ser usados como canales de voz tambin) permiten el control de la transmisin, fallos y alarmas

entre dos nodos adyacentes y entre los nodos y un sistema de gestin centralizado.

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La estructura de multiplexacin SDH define como una seal digital de tributario es empaquetada,

mapeada y llevada hasta su destino. Inicialmente el trfico de tributario es empaquetado en un

contenedor al cual le es agregado un encabezado de camino para ser convertido en un contenedor

virtual (VC), a este a su vez se le agrega un puntero para marcar su ubicacin y esto es conocido

como unidad tributaria (Tributary Unit, TU). Las unidades tributarias son multiplexadas en grupos de

unidades tributarias (TUG) y estos a su vez en grupos de unidades administrativas (AUG) segn

unas reglas estrictas de multiplexacin mostradas en la figura 1.

Figura 1. Estructura de multiplexacin en SDH

Ya que el mdulo de transporte es sncrono con una referencia temporal comn a todos los nodos

de la red, la informacin puede ser fcilmente multiplexada y demultiplexada en cada uno de los

nodos. Adems el sincronismo y las cabeceras presentes en la red dan la posibilidad de no tener

que desmontar toda una seal SDH para extraer un canal de trafico, sino que implementa unafuncin llamada Add-Drop(agregar-extraer) que permite extraer o adicionar hasta un solo canal de 2

Mbps sin tocar el resto de la seal.

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x1 xNC -4 VC -4 A U -4 A U G S TM -N

VC -3 TU -3 TU G -3

C -3 VC -3 A U -3 S TM -0

C -2 VC -2 TU -2 TU G -2

C -12 V C -12 TU -12

C -11 V C -11 TU -11x4

x3

x1

x1x7

x7

x3

x1

x3

Mult iplexacin

Tributarios

Al ineacin

M apeo

Procesamiento de punteros

Estructura de Mapeo en S DH


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2.5. LA TRAMA STM-1

La unidad STM-1 constituye el orden de jerarqua bsico de SDH. La trama STM-1 se compone de

una organizacin matricial de 270 bytes (columnas) de ancho por 9 bytes (filas) de alto, en total

2430 bytes como se muestra en la figura 2. En las primeras 9 columnas de la trama estn incluidas

la cabecera de seccin y los punteros de los VC4. Para ser compatible con el perodo de muestreo

de los canales de voz en PCM, cada trama se transmite cada 125 mS (8000 tramas por segundo), lo

cual genera una tasa de transmisin total de 155,52 Mbps. Adems al tener el mismo perodo de

transmisin de tramas que PCM cada byte de la trama STM-1 puede ser visto como un canal de 64Kbps. Las velocidades de transmisin de las tramas de mayor jerarqua pueden ser fcilmente

calculadas multiplicando la tasa bsica STM-1 por mltiplos de 4.

Figura 2. Formato de trama STM-1

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F O R M A T O D E T R A M A S T M - 1

9 By tes

9

B

270 By tes

P U N T E R O SR E A D E C A R G A

R S O H

M S O H


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2.5.1. El encabezado de seccin (SOH).

Las primeras 9 columnas de la matriz de bytes de la trama STM-1 constituyen el encabezado o tara

de seccin. Estos 81 bytes transportan la informacin de control y gestin que intercambian dos

nodos adyacentes dentro de la red SDH. Algunos de los bytes no estn completamente definidos y

pueden ser usados para aplicaciones propietarias o definidos para uso nacional. Existen tambin

bytes definidos para uso de canales de voz, que son tiles en la operacin y mantenimiento de una

red SDH.

La fila 4 del SOH contiene 9 bytes destinados para los punteros de los VC-4 dentro del rea de

carga. Estos punteros sealan el inicio del VC-4 dentro de la carga til y ofrecen una oportunidad de

justificacin. Las filas 1 a 3 del SOH se conocen como RSOH y corresponden a aplicaciones entre

equipos regeneradores, y las filas 5 a 9 se usan para aplicaciones entre equipos multiplexores

terminales, conocido tambin como MSOH. Estos ltimos dos sectores contienen los canales DCC

(Canal para comunicacin de datos, por sus siglas en ingles) descritos en el sistema de gestin

TMN (gestin de redes de telecomunicaciones, por sus siglas en ingles).

La ubicacin de cada uno de los bytes del SOH aparece ilustrada en la figura 3. En ella se pueden

reconocer algunos bytes no nombrados que son especficamente para uso nacional, aplicaciones

especiales y componen tambin un canal de 2 Mbps usada para la comunicacin entre equipos

cuando se usan interfaces elctricas. La tabla 1 describe tambin el uso y la funcin de los bytes

ms importantes dentro del SOH.

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Figura 3. Encabezado de seccin (SOH)

Tabla 1. Bytes del encabezado de seccin

RSOH

A1, A2 6 bytes de alineamiento de trama

J0 (C1) 1 byte que identifica cada STM-1 dentro de un STM-N

B1 1 byte de paridad para deteccin de erroresE1 1 byte para canal de frecuencia vocal para operacin y mantenimientoF1 1 byte para canal de datos reservado para uso del operador de la red

D1-D3 3 bytes para transportar canales DCC(192 Kbps)

M 6 bytes destinados para uso del medio de enlace, especialmente cuando se usa

interfaz radioelctricaMSOH

B2 3 bytes de paridad para deteccin de erroresK1,K2 2 bytes para conmutacin automtica

D4-D12 9 bytes para transportar canales DCC(576 Kbps)

S1 1 byte para el estado de la sincronizacinZ1,Z2 4 bytes reservados

M1 1 byte que lleva informacin sobre el nmero de erroresE2 1 byte para canal de frecuencia vocal para operacin y mantenimientoUN Bytes reservados para uso nacional

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A 1 A 1 A 1 A 2 A 2 A 2 J0 U N U N

B 1 M M E 1 M F 1 U N U N

D 1 M M D 2 M D 3

H 1 Y Y H 2 1 1 H 3 H 3 H 3B 2 B 2 B 2 K 1 K 2

D 4 D 5 D 6

D 7 D 8 D 9

D 1 0 D 1 1 D 1 2

S 1 Z 1 Z 1 Z 2 Z 2 M 1 E 2 U N U N

E N C A B E Z A D O D E S E C C IN S O H

R S O H

P U N T E R O S

M S O H


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2.5.2. El rea de carga til.

Estcompuesta por un arreglo de 9 por 261 bytes en los cuales estcontenida la informacin de los

tributarios en forma de contenedores virtuales. Estos contenedores son empaquetados segn la

estructura de multiplexacin vista en la figura 1.

Con cada uno de los contenedores van asociados unos bytes de informacin del camino (cabecera

de ruta, POH) que facilitan el manejo y control del flujo de informacin extremo a extremo que

proporciona flexibilidad para la bastin de red. La cantidad de bytes vara de acuerdo al tipo de

carga que porta el contenedor virtual. Asque para un VC-4, por ejemplo, el nmero de bytes y su

funcionamiento se explica en la tabla 2.

Tabla 2. Bytes asociados al POH de un contenedor VC-4

J1 1 byte para traza de ruta. verifica el estado de la conexin sobre el VC-4B3 1 byte para el control de paridad

C2 1 byte que indica la existencia de la carga tilG1 1 byte que indica la calidad de la transmisinF2 1 byte para canales de comunicacin propietariosH4 1 byte usado como punteros a la carga

F3 1 byte para canales de comunicacin propietariosK3 1 byte destinado para conmutacin automticaN1 1 byte para monitoreo de conexin Tandem

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2.6. ELEMENTOS DE RED BSICOS EN SDH

2.6.1. Regeneradores.

La tarea de un elemento regenerador es reconstruir las relaciones de potencia y sincronismo de una

seal, que han sido distorsionadas por la dispersin asociada al medio. Los Regeneradores por lo

general son elementos activos que derivan su seal de sincronismo de la trama de datos entrante.

El tramo de red existente entre dos Regeneradores adyacentes se conoce como Seccin de

Regenerador y los equipos pertenecientes a una misma de estas secciones se comunican a travsde los canales existentes en la RSOH (encabezado de la seccin de regenerador). El diagrama

simple en bloque de un Regenerador se muestra en la figura 4.

Figura 4.Diagrama en bloque de un Regenerador

2.6.2. Multiplexores Terminales.

Los Multiplexores Terminales empaquetan y combinan una serie de seales plesicronas de

tributario en una sola seal sncrona de agregado STM-N. Estos equipos se encargan de distribuir

eficientemente el ancho de banda disponible en el enlace troncal para acomodar todas las seales

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R E G E N E R A D O R

ST M-NST M-N


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que requieren ser transportadas. El diagrama en bloque se muestra en la figura 5.

Figura 5. Diagrama en bloque de un Multiplexor Terminal

2.6.3. Multiplexores Add/Drop.

Estos equipos se basan en la funcionalidad que dan el sincronismo y los punteros presentes en la

trama STM, permitiendo ubicar cualquier trfico dentro de la misma. Los Multiplexores Add/Drop

poseen dos enlaces troncales STM que lo incorporan a una especie de anillo en el cual el trafico

puede pasar de largo o simplemente ser extrado o adicionado al agregado STM principal. El

diagrama en bloque se muestra en la figura 6.

Figura 6. Diagrama en bloque de un Multiplexor Add/Drop

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M U L T IP L E X O R

T E R M IN A L

ST M-NA T M

SD H

P D H

M U L T IP L E X O R

ADD/DROP

ST M-NST M-N

A T MP D H S D H


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2.6.4. Crossconectores Digitales.

Tienen la funcionalidad que le da mayor flexibilidad a la red. Estos equipos permiten crear

conexiones virtuales entre cualquier tipo de trfico, a nivel de contenedores y agregados STM.

Bsicamente estn constituidos por una o varias matrices de conmutacin esttica con una

granularidad definida. El diagrama en bloque se muestra en la figura 7.

Figura 7. Diagrama en bloques de un Crossconector Digital

2.7. ARQUITECTURAS DE RED

La arquitectura de red se entiende como la organizacin topolgica de los elementos de una red

SDH y la interconexin entre los mismos. Es un concepto que lleva asociados los diferentes tipos de

elementos y de enlaces. Algunos de los tipos de arquitectura se listan a continuacin:

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C R O S S C O N E C T O R

DIGITAL

S D H

P D H P D H

A T MA T M

S D H


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2.7.1. Punto a punto.

sta se compone de dos multiplexores terminales unidas por uno o dos enlaces (con proteccin

implementada) STM-N. En cada uno de los multiplexores se arma y se desmonta la trama completa.

Este tipo de aplicacin se ilustra en las figuras 8 y 9.

Figura 8. Aplicacin punto a punto

Figura 9. Aplicacin punto a punto con proteccin 1+1

2.7.2. Lineales.

Estn compuestas por una sucesin de multiplexores add/drop y finalizadas en cada extremo por un

multiplexor terminal. Este tipo de aplicacin se ilustra en la figura 10.

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N O D O

S D H

N O D O

S D H

ST M-N

T RI BUT ARI O S T RI BUT ARI O S

N O D OS D H

N O D OS D H

ST M-N

T RI BUT ARI O S T RI BUT ARI O SST M-N


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Figura 10. Aplicacin lineal

2.7.3. Anillos.

Estas estn compuestas por un conjunto de multiplexores add/drop con dos enlaces STM-N unidosentre sen forma de un anillo fsico. Este tipo de aplicacin se ilustra en la figura 11.

Figura 11. Aplicacin en anillo

43

N O D O

S D H

N O D O

S D H

ST M-N

T RI BUT ARI O S T RI BUT ARI O S

ST M-N

N O D O

S D H

N O D O

S D H

ST M-N

T RI BUT ARI O S

T RI BUT ARI O S

ST M-N

N O D O

SD H

N O D O

SD H

STM-N

TR I B U TA R I O S TR I B U TA R I O S

STM - NN O D O

SD H

N O D O

S D H

STM - N

TR I B U TA R I O S


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2.7.4. Algunas otras arquitecturas.

A partir de las formas bsicas listadas en los puntos anteriores es posible realizar un sin fin de

combinaciones de ellas aprovechando las caractersticas de cada uno de los equipos en particular y

de la red que se desea implementar. Se puede aprovechar lo mejor de cada una de las topologas

con el fin de utilizar protecciones y redundancias en donde la red sea vulnerable y adems con el fin

de aislar flujos de trafico que no son necesarios en toda la red y pueden ocupar y malgastar el

ancho de banda disponible.

2.8. PROTECCIONES

La disponibilidad de una red de transporte se vuelve crtica cada vez ms debido al crecimiento

constante en servicios y ancho de banda que presentan las aplicaciones actuales. Por esta razn,se han creado diferentes mtodos para proteger a estas redes, y en particular a las redes SDH, de

sufrir alguna cada en el servicio.

Las redes SDH se caracterizan por la cantidad de protecciones a varios niveles que permite

implementar, siendo algunas solo disponibles para aplicaciones con gran ancho de banda como lo

son las redes a nivel STM-16 o superior.

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2.8.1. Protecciones de equipamiento.

Las fallas a los elementos de red hacen de una red de transporte vulnerable a cadas en el servicio,

disminuyendo considerablemente la disponibilidad de todo el sistema de transmisin. De esto sale la

necesidad de proteger algunas de las tarjetas de un elemento de red en particular. Asse protegen

comnmente, por ejemplo, los mdulos de temporizacin, la matriz crossconectora, los mdulos de

alimentacin y unidades de tributarios, entre otras.

Cuando estas protecciones a nivel de elementos de red implementan una tarjeta de respaldo por

cada tarjeta en servicio, se conocen como protecciones de equipamiento 1+1. Este nivel de

proteccin presenta grandes ventajas de confiabilidad y flexibilidad en la operacin y e l

mantenimiento. El procedimiento es sencillo, siempre una de las tarjetas se conoce como tarjeta

principal o en servicio mientras que la otra se encuentra inactiva y se conoce como respaldo o

tarjeta en stand-by. Cuando la tarjeta principal presenta alguna falla, el equipo la saca de servicio y

conmuta toda la operacin a la tarjeta de respaldo, en el caso de las tarjetas de tributarios el trfico

automticamente se conmuta a la tarjeta en stand-by.

En la mayora de los casos es costoso implementar una proteccin del tipo 1+1 ya que implica la

duplicacin de todas las tarjetas asociadas a un equipo. Por esta razn, existen tambin otros tipos

de protecciones conocidos como 1:n. Este tipo de protecciones utiliza una tarjeta de respaldo por

cada n elementos de red protegidos, as en el caso de que uno de los elementos falle ser

conmutado a esta tarjeta de reserva. Por ejemplo, con un equipo STM-4 con 4 tarjetas de tributario

a nivel STM-1, puede implementarse una 5 tarjeta adicional de respaldo que permaneceren stand-

byhasta el momento que sea requerida.

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Algunos otros tipos de protecciones de equipamiento pueden ser implementadas. En general, se

pueden tener equipos de repuesto por cada n equipos activos de la red y en caso de alguna falla

hacer el cambio manual con uno de los equipos, este factor tambin aumenta considerablemente la

disponibilidad de la red.

2.8.2. Resistencia de la red.

Los elementos de red no son los nicos que pueden ser protegidos en caso de falla. Los enlaces

entre estos elementos de red y los caminos que siguen los trficos de tributario tambin son foco

para asegurar la disponibilidad. Con este tipo de protecciones se pueden construir caminos

alternativos para el trfico en caso de falla de algn elemento de red o un enlace dentro del

recorrido principal antes de que ocurra una perdida o cada en el servicio. Los puntos que siguen a

continuacin estn directamente relacionados con la resistencia de la red.1

Bidireccional-(1+1) Anillo bidireccional con proteccin (1+1). En este caso cada segmento

del anillo es bidireccional (trfico en ambos sentidos). Adems se dispone de una

proteccin adicional consistente en duplicar la informacin por vas paralelas (1+1). Se

trata de enlaces punto-a-punto en topologa anillo mediante cross-connect.

1ARES,Roberto Angel. Manual de las infotelecomunicaciones. [En lnea] Argentina: Iplannetworks, 2000.[Consulta: 10 de Agosto de 2004]

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Unidireccional-(1+1) Anillo unidireccional con proteccin (1+1). En este caso la informacin

circula en el anillo en un solo sentido. Es til en anillos pequeos pues la conexin entre

puntos cercanos requiere girar todo el anillo. Esta estructura es usada en redes de datos

LAN del tipo Token Ring y FDDI.

MSP (Multiplex Section Protection). Se trata del tpico enlace punto-a-punto 1+1 o N+1.

Forma parte del enlace en anillo. Conmuta mediante los bytes K1-K2 del MSOH.

SNCP (Subnetwork Connection Protection) La funcin de proteccin de trayecto (Path

Protection) permite ingresar un tributario en ambas direcciones del anillo sobre un equipo

ADM y seleccionar en la matriz de conmutacin la direccin en mejor estado. En este caso

el trfico de cada tributario ocupa un lugar en ambas ramas del anillo. Esta estructura se

utiliza en los equipos SMA de Siemens-GPT en la red Antel-Uruguay y Telefnica de

Argentina.

SHR, SPRing (Bi-directional Self-Healing Ring o Shared Protection Ring) Este tipo de

anillo posee una redundancia que solo se opera cuando una de las ramas se ha

interrumpido. El trfico derivado por la rama interrumpida se conmuta hacia la redundancia

de reserva. Utiliza el protocolo de conmutacin ITU-T G.841.

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Mitad de Carga En este caso cada tributario STM-N se carga con la mitad de trfico. En

STM-16 solo 8 tributarios de STM-1 son utilizados. En caso de falla de otra lnea el trfico

de ella se vuelca sobre la capacidad vacante. Esta versin es utilizada en equipos

Northen Telecom.

2.8.3. Restauracin.

En este tipo de proteccin predetermina capacidad suficiente en caminos alternativos suficiente para

reenrutar un trfico seleccionado en caso de presentarse una perdida de seal. Es necesario anotar

que la restauracin no es aplicada inmediatamente ocurre un fallo de red, sino poco despus de

que ocurra una perdida de seal. Esto lleva a que los algoritmos de restauracin sean muy lentos,

inclusive minutos u horas. La ventaja que presenta este tipo de proteccin es que se puede

aprovechar la capacidad disponible para ser utilizada por trficos de menor prioridad, haciendo la

red mucho ms ptima. La restauracin del servicio es un procedimiento que no ha sido

estandarizado y depende actualmente de cada operador.

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3. SITUACIN INICIAL DE LA RED DE TRANSPORTE DE INFORMACIN DEL METRO DEMEDELLN

3.1. INTRODUCCIN

En ste captulo se detalla el estado de la plataforma SDH de propiedad del Metro de Medelln para

el ao 2004. Se hace un anlisis situacional y argumentativo que permite inferir los cambios que la

red necesita para adaptarse a los nuevos retos que impone la organizacin en materia tecnolgica.

El Metro de Medelln se encuentra inmerso en varios proyectos que permitirn asegurar una mejor

calidad y disponibilidad del servicio que presta. Entre estos proyectos se encuentran el cambio en el

sistema de supervisin y control del suministro elctrico, la consolidacin del sistema de vigilancia

por medio de cmaras de seguridad y el futuro sistema de recaudo por medio de tarjeta inteligente

sin contacto. Estos proyectos exigen de la infraestructura de red la mayor robustez y capacidad ya

que tocan aspectos vitales para la operacin y el servicio que el Metro presta. La seguridad es otro

tema importante en este captulo ya que la red SDH llevar en su interior informacin vital de

negocio y de completa confidencialidad.

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3.2. ANTECEDENTES E HISTORIA

3.2.1. La adquisicin de los cables de fibra ptica

En el ao de 1997 el Metro decidiincorporar al contrato de construccin del sistema metro algunas

obras complementarias a este sistema que se desprendieron de la definicin y el anlisis de una

serie de proyectos que fueron considerados de inters para la organizacin. Entre los proyectosanalizados se considerel de la implementacin de una infraestructura de telecomunicaciones de

gran capacidad que atendiera las necesidades internas futuras de la empresa y que a su vez

pudiera ser explotada externamente, aprovechando que la infraestructura civil de este sistema de

transporte recorre gran parte del rea metropolitana y que ofrece unas condiciones de seguridad,

confiabilidad y estabilidad que imprimen gran valor agregado a una infraestructura de

telecomunicaciones que se instale sobre ella.

En ese entonces se tena el prediseo de un sistema que comprenda la instalacin de equipos de

transmisin por fibra ptica en cada una de las estaciones del Metro, los cuales se interconectaban

a travs de cables de fibra ptica. Aunque dichos equipos eran de gran capacidad, no se

vislumbraba en el corto plazo una utilizacin de este sistema para alguna aplicacin especfica que

lo estuviera requiriendo, razn por la cual se considerque no era conveniente hacer inversiones en

equipos toda vez que representan el componente mayor del proyecto y el de ms rpida

obsolescencia, lo que sumado al hecho de no estar asegurada su utilizacin inmediata,

comprometa demasiado la inversin.

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Se decidi entonces adelantar el proyecto por fases, la primera de las cuales consisti en la

adquisicin de los cables de fibra ptica necesarios para implementar las redes que atendieran los

requerimientos internos y externos.

3.2.2. El diseo de las redes de fibra ptica

La afinacin del prediseo que tena del sistema por fibra ptica permitihacer una cuantificacin delos cables a adquirir y posteriormente, en el ao de 1998, se entra definir la manera como se

extenderan los cables sobre la infraestructura del sistema metro y las caractersticas de las redes

especficas que se configuraran.

3.2.3. Tendido de los cables de fibra ptica

Una vez obtenidas las especificaciones tcnicas requeridas, se procedi a hacer el tendido,

montaje, conexin y pruebas de los cables de fibra ptica en las Lneas A y B del Metro y la

realizacin de las obras de adecuacin complementarias en cada una de las estaciones del sistema

con el fin de acondicionar el cuarto tcnico de fibra ptica en cada una de ellas.

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3.2.4. Implementacin de la red SDH Primera fase

En el ao 2000 se firm el contrato para la reposicin del sistema de radiocomunicaciones

operativas del Metro de Medelln. Este sistema de radiocomunicaciones utiliza dos medios de

propagacin: fsico y radiado. El medio fsico permite establecer la comunicacin entre el Puesto

Central de Control y las estaciones base que se ubicaron en 5 de las estaciones del Metro.

Debido a que para el medio fsico se decidiemplear la fibra ptica, se optpor instalar nodos SDH

en los seis edificios mencionados anteriormente y con ello se comenzara la era de la activacin dela red de fibra ptica metropolitana para los servicios internos del Metro. Sin embargo, el asunto no

termin ah por cuanto se decidi aprovechar an ms la capacidad de esta primera fase de

implementacin de la red, incorporando dos aplicativos ms:

Telefona. El sistema telefnico del Metro estgobernado por dos plantas telefnicas, ubicadas

en el PCC y en los patios de Bello, que estaban conectadas a travs de un enlace propio

configurado por dos mdems y los pares telefnicos correspondientes. Este enlace era muy

inestable lo que se manifestaba por las frecuentes desconexiones que presentaba ocasionando

un seccionamiento del sistema que impeda que los usuarios de una de las plantas telefnicas

pudiera comunicarse con los usuarios de la otra. Se implement entonces un canal de

comunicaciones a travs de la red SDH para reemplazar este defectuoso enlace y con ello se

resolviel problema.

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Informtica. La red de datos corporativa tena varios ncleos importantes de concentracin de

usuarios y un nico centro de computo, al cual se conectaban, ubicado en los patios de Bello.

Se disearon redes de rea local en los patios de Bello para conectar los ncleos de la Torre de

Control, de Talleres y de los patios de Bello con el centro de cmputo. Pero para conectar el

ncleo del PCC con este centro de cmputo se contratcon un operador externo el servicio de

un canal dedicado. Este canal fue reemplazado por la solucin de conectividad implementada a

travs de la red SDH, mejorando ostensiblemente la calidad del servicio ya que se pasde una

velocidad de canal de 128 kbs a una de 100 Mbs (800 veces mayor).

La incorporacin de estos dos aplicativos adicionales se logr incluyendo un nodo ms a laconfiguracin de la red SDH: el nodo de los patios de Bello, llegando asa un total de siete en esta

primera fase de cobertura de la red.

Como resultado de todo esto, se extendiel alcance de esta implementacin pasando de uno a tres

los aplicativos que se vieron beneficiados con la adopcin de esta tecnologa. Asmismo, se vieron

aumentadas las dificultades de tipo administrativo porque a partir de este momento se tendran tres

grandes clientes que reclamaban la continuidad del servicio de conectividad en las condiciones de

calidad inicialmente otorgadas, son ellos: la operacin del sistema Metro, las comunicaciones de voz

administrativas y las redes de cmputo del Metro. Comenzaba entonces a verse la necesidad de

adoptar una unidad de criterio a la hora de adelantar acciones tendientes a garantizar la

operatividad y el mantenimiento del sistema SDH.

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3.2.5. Implementacin de la red SDH Segunda fase

En el ao 2002 comenza implementarse el programa de seguridad electrnica por medio del cual

se comenz la instalacin de un sistema de circuito cerrado de televisin en las estaciones de

pasajeros del Metro contando con que se utilizara la red SDH para proveer los servicios de

conectividad que este nuevo aplicativo requiriera. Hasta el momento se han realizado dos fases de

este programa, la primera en el ao 2002 y la segunda en 2003; como parte del programa se han

instalado cmaras de televisin en las estaciones que ya contaban con su nodo SDH y se instalaron

nodos adicionales en las estaciones que seran objeto de la implementacin de los sistemas de

CCTV.

Es ascomo hasta el momento el sistema SDH ha llegado hasta las siguientes estaciones: Niqu a,

Bello, Acevedo, Caribe, Universidad, Hospital, Prado, Industriales, Poblado, Ayur, Envigado, Itag,

Estadio, Santa Luca y San Javier. Adicionalmente, tambin existen nodos SDH en el PCC y en los

patios de Bello.

Estas implementaciones han conducido a realizar intervenciones sobre el sistema SDH y reasignar

los recursos de ancho de banda, sacrificndose el ancho de banda de algunos servicios de

conectividad de las redes de datos.

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3.2.6. Caractersticas de la red inicial de comunicaciones del Metro de Medelln implementada contecnologa SDH

El Metro de Medelln cuenta a diciembre de 2004 con una red de fibra ptica interna que provee

servicios de conectividad a algunos de sus procesos que lo requieren. La fibra es del tipo

monomodo (single mode), posee enlaces de 6 y 12 hilos y esttendida a lo largo del recorrido del

sistema. En cada una de las estaciones del metro, incluyendo la lnea del Metrocable, y en algunos

otros puntos estratgicos como en el puesto central de control (PCC) y en los patios de Bello, existe

un cuarto a donde llegan las terminaciones de los tramos de fibra y son ubicados y organizados en

Patch Panels al interior de un gabinete de dimensiones 62 cm x 80 cm x 215 cm (profundidad, ancho

y alto respectivamente). La topologa de la red es en anillo colapsado.

En algunos de los gabinetes citados anteriormente se encuentran unos equipos o elementos de red

que proveen acceso a la red con jerarqua SDH. Estos equipos son de la lnea WaveStar AM1

PLUS producidos por Lucent Technologies y se encuentran en las siguientes estaciones:

Lnea A: Sede Administrativa, Niqua, Bello, Acevedo, Caribe, Universidad, Prado, Hospital,

Puesto Central de Control, Industriales, Poblado, Ayur, Envigado, Itagu.

Lnea B: San Javier, Estadio, Santa Luca.

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Los elementos de red son multiplexores del tipo Add-Drop STM-1/STM-4 los cuales transportan

trfico a nivel STM-4 pero solo pueden manejar (adicionar o extraer) el trfico de un solo STM-1 (el

#1 el #2 el #3 el #4). Estos equipos adems cuentan con 16 interfaces E1 para manejar trfico

de jerarqua PDH de primer grado y una tarjeta TransLAN X4IP-V2 con 4 interfaces 10/100 Base-T

con ancho de banda configurable, toda estas interfaces con conectores RJ45. En resumen, por

cada nodo puede transitar trfico a nivel de agregados STM-4 (622 Mbps) pero solo puede

manipular o adicionar-extraer trfico a nivel de tributarios menores o iguales a un STM-1 (155Mbps)

de acuerdo a las interfaces para tributarios mencionadas.

Actualmente, la red utiliza 3 de los 4 STM-1 disponibles los cuales llegan a PCC. Por lo tanto en

PCC se encuentran 3 nodos, cada uno pegado de un STM-1 diferente. Cabe anotar que en las

estaciones se tiene configurado solo uno de los cuatro STM-1 posibles, repartiendo as el recurso de

ancho de banda. La sincronizacin de la red se realiza a travs de un reloj externo clase Stratum 1.

Esta configuracin se ilustra en la figura 12.

Las aplicaciones a las que se les sirve al d a de hoy son:

Conectados a travs de la tarjeta TransLAN:

Video digital del CCTV de seguridad.

El enlace entre las dos plantas telefnicas (la de PCC y la de los patios de Bello).

Los datos de la red LAN entre los patios de Bello y PCC.

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Conectado a travs de canales E1:

El sistema de radiocomunicaciones.

Figura 12. Configuracin lgica de la red SDH al inicio del proyecto

3.2.7. Diseo de la nueva red SDH

El Metro de Medelln tiene hoy en da numerosos retos en materia de conectividad e infraestructura,

principalmente la consolidacin de una nueva plataforma de transporte de informacin que sirva de

soporte para todos los servicios que son necesarios para el buen desenvolvimiento de la operacin

y todos los procesos de apoyo en la organizacin.

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Las necesidades que demandan estos nuevos retos hacen necesario la estructuracin de un

programa de administracin y gestin que garantice la sostenibilidad del sistema SDH y el

planteamiento de nuevas proyecciones para que en el corto plazo este sistema tenga un

cubrimiento del 100% del sistema Metro.

Se toma como base que existen los siguientes requerimientos:

La plataforma de cmaras de seguridad es en este momento la aplicacin ms exigente quese sirve de la red SDH. Los requisitos que imponen la seguridad dentro del Metro hacen que

el video sea de alta calidad y de un refresco de 30 cuadros por segundo, esto hace que en

promedio el flujo de datos por cada una de las cmaras de seguridad sea de 2,0 Mbps. Esto

es realmente alto comparado con el consumo en ancho de banda de una red de datos

corporativa. Por esta razn en la infraestructura inicial de la red SDH se presenta una alta

degradacin de la calidad del video que se refleja como pixelado en la imagen. El

funcionamiento de las cmaras de seguridad estbasado en un dispositivo conversor de

video al cul llega la seal de video, se empaqueta y se le asigna una direccin IP. En la

situacin actual de la red cada cmara est conectada a un conversor de video, lo que

quiere decir que hay uno por cmara, pero se comercializan modelos a los cuales le llegan

hasta ocho seales de video. Existe tambin un switch en el cual convergen todas las

seales de los conversores de video y se conectan con la tarjeta TransLAN de los nodos

SDH.

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En conclusin esta aplicacin requiere un aumento del ancho de banda para soportar incluso la

proyeccin d e cmaras para el 2005 que se muestra en la tabla a continuacin, son

aproximadamente 200 cmaras que requieren un ancho de banda superior en suma a 400 Mbps.

Tabla 3. Pronstico de cmaras de seguridad para el ao 2005

TOTAL DE CMARAS CANTIDADHASTA EL AO 2005 Fijas MvilesNIQ 5 2

BEO 5 3

MAD 5 1

ACE 7 3

TRI 6

CAR 6 1UNI 8 1

HOS 8

PRA 8

BER 8

PCC 8

SAA Y SAB 17

ALP 6

XPO 6

IND 5 2

POB 5 1CAT 5

AYU 5 1

ENV 7

ITA 5 3

CIS 6

SAM 5

EST 6 1

FLO 6

LUC 5

JAV 8 1AND 3

POP 3

DOM 3

TOTAL 180 20

TOTAL 200

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El nuevo sistema de supervisin y control del suministro elctrico requiere de la red de

Telecomunicaciones una cobertura total del sistema METRO incluyendo las cuatro

subestaciones de energa que alimentan el sistema, las cuales son Zamora, San Diego,

Ayury Envigado. Este cubrimiento debe ser con una red del tipo Ethernet que se logra a

travs de las tarjetas TransLAN, con un ancho de banda de 10 Mbps con un dominio de

colisiones por cada uno de los anillos que se implementen en la red.

La red de datos corporativa dentro de la infraestructura actual de la red de transporte ha

tenido problemas de disponibilidad y perdida de seal entre los switches conectados por

nodos SDH. Adems de solucionarse este inconveniente se requiere que la red tenga una

cobertura sobre todas las estaciones del METRO para que la red de datos tenga un

cubrimiento del 100% del sistema. La red de datos espera tener como clientes un gran flujo

de datos del aplicativo ERP del METRO, flujos de datos de las cmaras de seguridad

cuando son solicitados por los clientes internos del METRO, un futuro proyecto de

conectividad que incluye a los trenes y la futura infraestructura del sistema de recaudo por

tarjeta inteligente sin contacto, que incluye el requerimiento de la seguridad dentro de esta

piscina de solicitudes ya existentes. El ancho de banda de acuerdo a mediciones

preliminares hechas debe ser mayor a 10Mbps.

El sistema de radio requiere de los mismos 5 E1s.

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El sistema de telefona sigue requiriendo un canal E1 entre el puesto central de control

(PCC) y los patios de Bello en Bello

Se requiere un sistema que facilite la operacin, administracin, mantenimiento y el

aprovisionamiento de servicios dentro de la red de transporte.

El sistema debe quedar tambin con una capacidad instalada suficiente para soportar la

implementacin y configuracin de nuevos servicios a medida que la operacin del Metro lo

exija

Otro requerimiento que cobra importancia es la seguridad de la informacin sensitiva y de la

operacin del METRO. Ya que la red de transporte se convierte en una activo de

informacin crtico y central se deben implementar controles que aseguren la disponibilidad

del sistema, la integridad de la informacin que por el transita y, no menos importante, que

conserve su confidencialidad y acceso solamente por personal autorizado por la

organizacin.

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4. AMPLIACIN FSICA DE LA RED DE FIBRA PTICA

4.1. INTRODUCCIN

En este captulo se detalla como fue el proceso de ampliacin fsica de la red de fibra ptica desde

la toma de requerimientos de la infraestructura fsica hasta la construccin de especificaciones para

la contratacin de la implementacin para los nuevos enlaces. Se puede ver adems como fue el

levantamiento de informacin apoyado por un archivo fotogrfico de los tramos para los nuevos

enlaces y de los Cuartos de Conectorizacin a lo largo del sistema Metro.

4.2. SITUACIN DE LA INFRAESTRUCTURA FSICA AL INICIO DEL PROYECTO

Como primera actividad al inicio del proyecto de ampliacin de la red SDH de transporte de

informacin del Metro de Medelln y teniendo en cuenta que la red SDH y de fibra ptica es bastante

grande y se extiende por toda la infraestructura fsica del sistema Metro, se plane un

reconocimiento de la red y un levantamiento previo de informacin que diera luces sobre las

actividades tanto tcnicas como administrativas y de mantenimiento que estaba requiriendo la redde transporte del Metro de Medelln.

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En este levantamiento se encontr inicialmente que la red esta constituida por los siguientes

elementos bsicos:

4.2.1. Cuartos de Conectorizacin

Existe en cada una de las estaciones del sistema Metro y el sistema MetroCable un cuarto en donde

se encuentran las terminaciones de los enlaces de fibra que hay entre estaciones, estas se

encuentran dispuestas en distribuidores de fibra conocidos como ODFs (por sus siglas en ingles)

dentro de Racks especialmente diseados para la red del Metro. Tambin en algunos de estos

cuartos donde ya se encuentra implementado, encontramos cercano a la bandeja de fibra ptica unequipo multiplexor Add/Drop con tecnologa SDH los cuales forman un pequeo anillo entre estas

estaciones y prestan conectividad para algunos servicios como el sistema de radio, el sistema

telefnico y la red corporativa de datos.

Aparte de las terminaciones de fibra con sus respectivos ODFs y de los equipos de multiplexacin

SDH, en cada uno de estos cuartos se encuentra tambin el centro de cableado de la red

corporativa de datos de cada una de las estaciones donde ya esta implementada, switches de la

misma red de datos, servidores de video de las cmaras de seguridad, reguladores de voltaje y

fuentes para los equipos de telecomunicaciones. Este hecho hace que la administracin de estos

cuartos se dificulte ya que se encuentran muchos actores involucrados dentro de un mismo espacio

y existen vagas definiciones no formales de las responsabilidades que se atribuyen a cada uno de

ellos. Para mitigar un poco el riesgo que implica este hecho se pueden implementar algunos

controles, inicialmente se tratarde estandarizar la porcin de los Racks que usarcada cliente de

la red para que cada uno sepa con que cuenta y se evita que se hagan desconexiones accidentales

de los servicios.

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Los Cuartos de Conectorizacin en el primer acercamiento se han encontrado en un estado de poca

administracin y mantenimiento, existe una alta concentracin de partculas de polvo, en especial

proveniente del pantgrafo de los trenes que es conductivo, y las labores de limpieza de estos

cuartos no han sido frecuentes. En algunos, como los que no tenan equipos activos, nunca se

haba hecho limpieza y estaban infestados de insectos y polvo. Teniendo en cuenta que los

elementos que se encuentran dentro de estos cuartos son en especial pticos que son sensibles al

polvo, se program un plan de mantenimiento tendiente al aseo y limpieza de los cuartos como

primera medida preventiva para conservar los equipos y las fibras pticas en un ambiente aceptable.

Hay dos ubicaciones especialmente estratgicas y diferentes dentro de los sitios donde se

encuentran equipos de transmisin SDH y son el Puesto Central de Control (PCC) y el centro de

cmputo en los patios de Bello. En el primero se encuentran ubicados tres nodos SDH que permiten

bajar en el PCC cada uno de los STM-1 que se encuentran en uso en la red y en el segundo se

encuentra un equipo SDH que le da conectividad a los aplicativos de la red corporativa de datos.

4.2.2. Enlaces de fibra ptica

Existen dentro de la infraestructura del Metro dos redes de fibra ptica monomodo que tienen

alcance de todas las estaciones del sistema, incluidas las del sistema MetroCable, los patios de

Bello y el Puesto Central de Control (PCC). El tendido de estos cables recorre las canaletas

laterales que hay interestaciones en un extremo del viaducto. Una de las redes fue pensada y

diseada desde su implementacin con propsitos comerciales y su configuracin es en estrella

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hbrida. La otra red fue pensada para uso interno del Metro y su configuracin es muy parecida a un

anillo fsico. Cada una de estas redes tiene terminaciones en todas las estaciones en los Cuartos de

Conectorizacin en distribuidores de fibra ptica.

A estos enlaces de fibra ptica se les han hecho pruebas en algunas ocasiones con OTDR y han

salido satisfactorias, asque se puede concluir que los enlaces estn en muy buen estado. La

terminacin dentro de los Cuartos de Conectorizacin stiene algunos inconvenientes sobre todo de

orden en el cableado de los Patch-Cords y en la marcacin de los mismos y de algunos enlaces de

fibra. Es importante a la hora de la administracin de la red completa tanto de fibra ptica como de

la futura red SDH que todas las conexiones estn correctamente marcadas y cableadas y que seade una manera estndar en toda la red

4.2.3. Caractersticas tcnicas de los elementos de la red de fibra ptica

Interconectores pticos y pigtails

Los conectores pticos son del tipo SC/APC, los cuales ofrecen bajas prdidas de insercin y altas

prdidas de retorno.

Cumplen con las siguientes caractersticas:

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Tabla 4. Caractersticas de los conectores de fibra ptica

Tipo de conector SC/APC

Prdida de insercin Valor tpico 0.2 dBValor mximo 0.50 dB

Prdida de retorno Valor tpico 65 dB

Valor mnimo > 60 dBRepetibilidad PI tras 250 operaciones de conexin/desconexin

0.70 dBEstabilidad trmica de PI


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Tabla 5. Caractersticas de los cables de fibra ptica

Tipo Cable de fibra ptica monomodo para planta

externa

Descripcin general Cables de fibra ptica monomodo, con segunda

proteccin holgada, proteccin antirroedores y

ncleo relleno para evitar la propagacin del aguaNmero de hilos 12Peso 250kg/km

Atenuacin mxima

0.40 dB/Km en 1310 nm.

0.25 dB/Km en 1550 nm.

Dimetro del campo modal en 1300 nm 8.8 9.6 m.

Longitud de onda de corte (m. de trans.) 1190 1320 nm.Mxima dispersin total en 1285 1330 nm 3.5 ps/nm-Km.Mxima dispersin total en 1550 nm 18 ps/nm-Km.Caractersticas mecnicas y otras adicionales Segn EIA/TIA-455 y del IEC-794

Racks

Tabla 6. Caractersticas de los Racks

Descripcin general Gabinete bastidor(rack) autosoportado estndar

de 19 metlico con pintura electrosttica

horneada

Dimensiones (frente x profundidad x altura) 60 cm x 60 cm x 210 cmAccesibilidad Puerta delantera batible con vidrio templado

Puerta trasera y laterales desmontables

Soporte Ruedas(con frenos)

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Distribuidores de Fibra

Tabla 7. Caractersticas de los distribuidores de fibra ptica

Descripcin general Bandeja con Panel desmontable de 12 puertosTipo de bandeja Deslizable

Capacidad fibras 12

Tipo de acceso Frontal

Tipo de conectores SC/APC

Conexin entre mdulos de empalme y de

distribucin

Mediante Pig-Tail SC/APC

Tipo de instalacin Rack de 19

4.3. REQUERIMIENTOS DE LA INFRAESTRUCTURA FSICA

Para la nueva infraestructura fsica se tiene como requerimiento principal, dado por el proyecto de

cambio en el sistema de control de suministro elctrico, que el servicio que presta la red SDH de

transporte de informacin debe tener un alcance que cubra todas las estaciones del sistema Metro y

MetroCable y las cuatro subestaciones alimentadoras de energa elctrica del sistema Metro, las

cuales son Zamora, San Diego, Ayur y Envigado. Por esta razn se hizo como primer paso un

levantamiento de informacin del recorrido entre cada una de estas subestaciones y las estaciones

de Metro ms cercanas para realizar un diseo que permita extender enlaces hacia ellas como una

ampliacin de la red de fibra ptica actual,

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4.4. TOMA DE INFORMACIN EN CAMPO

4.4.1. Tramo desde Subestacin Zamora hasta Estacin Madera

La subestacin de energa Zamora se encuentra aproximadamente a una distancia igual de la

estacin Bello que de la estacin Madera. Se ha escogido llevar el enlace hasta la estacin Madera

y no hasta bello por razones de administracin. El espacio dentro de los gabinetes de fibra ptica en

la estacin Bello ya se encuentra demasiado reducido por la cantidad de enlaces que terminan allyadems tambin hay gran cantidad de aplicativos funcionando con equipos ubicados en ellos. La

estacin Madera en cambio hasta el momento no tiene ningn equipo activo y hay espacio

suficiente para ubicar un distribuidor con el enlace hasta la subestacin.

Adicionalmente es necesario instalar un Rack con distribuidor de fibra ptica dentro de la

subestacin para terminar las fibras del enlace.

4.4.2. Tramo desde Subestacin San Diego h

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