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INGENIERÍA ELECTRÓNICA

Y TELECOMUNICACIONES

Red de Transporte PDH/SDH

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TDM

• La TDM es el proceso de transmitir por un mismo canal varias señales las cuales han sido muestreadas sincrónicamente en el tiempo y secuencialmente intercaladas.

TIEMPO DE MUESTREO

Un Ciclo de Transmision

TIEMPO

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Ejemplo de aplicación de TDM

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Proceso de sincronización de tramas

• En el receptor TDM se requiere la sincronización de los cuadros (tramas) de modo que los datos multicanalizados recibidos se puedan clasificar y dirigir al canal de salida apropiado.

Dos maneras enviar la sincronización hasta el receptor son:

•Línea adicional que llegue al receptor desde el transmisor.

•Señal de sincronismo implícita en el mensaje enviado.

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Proceso de sincronización de tramas

0 1 0 1 0 0 1 1 1 1

Canal de

Sincronismo

Canal de Datos

Trama de Datos

y Sincronismo

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Sincronización por línea adicional

• A través de la línea adicional se envía la señal de sincronismo del sistema.

Datos TDM

Señal de Sincronismo

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Sincronización incluida en las tramas

• Se puede multicanalizar junto con las palabras de información en un sistema TDM de N canales con la transmisión de una palabra de sincronización de K bits única al principio de cada trama.

• En el receptor la sincronización de tramas se recupera de la señal TDM por medio de un circuito sincronizador de tramas, el cual correlaciona la señal TDM regenerada con la palabra de sincronización única esperada.

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Sincronización incluida en las tramas

• Formato de sincronización de tramas

S1...Sk...S2S1

Datos

canal

N

LONGITUD DEL CUADRO O TRAMA

PALABRA DE

SINCRONIZACIONPALABRA DE

INFORMACION

CUADRO

ANTERIOR

CUADRO

SIGUIENTE

Datos

canal

1

Datos

canal

2

Datos

canal

N

S1...Sk...S2S1

Datos

canal

N

LONGITUD DEL CUADRO O TRAMA

PALABRA DE

SINCRONIZACIONPALABRA DE

INFORMACION

CUADRO

ANTERIOR

CUADRO

SIGUIENTE

Datos

canal

1

Datos

canal

2

Datos

canal

N

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Red de Transporte de Voz Tradicional

X

X

X X

X

X ACCESO

TRANSITO

SDH/WDM

PDH/SDH

PDH

PDH/SDH

PDH

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Red de Transporte de Datos

LAN WAN

LAN

MAN

(Acceso)

IP/FR/ATM

SDH/WDM

IP/PPP/FR

o

xDSL/E1

Ethernet

TRANSITO

ACCESO

(Cliente)

(Servidor)

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TDM

S1(t)

S2(t)

S3(t)

Multiplexor

señal multiplexada

1 2 3

• Asignación de intervalos de tiempo FIJOS para cada

canal en el flujo de la señal global .

• Permite uso eficiente de los medios de comunicación al

permitir la TX de múltiples señales por el mismo soporte

físico.

canales tributarios

señal global

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Digitalización de la SX Telefónica

• Para la Señal telefónica:

• Ancho de Banda: Bt = 3400 Hz.

• Frecuencia de muestreo según Teorema de Nyquist: Fs = 8000 Muestras por segundo ( Fs 2 Bt), Ts= 125 s

• Cuantificación en 256 niveles

• Codificación de 8 bits / muestra, con ley A para mantener S/N constante para todos los niveles de señal.

• Velocidad Binaria de la señal de voz digitalizada Vb = 8000 x 8 = 64000 bps

• La UIT estandarizó los circuitos de 64Kbps como circuitos Eo

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Estándares de la UIT

• Circuito E0 con una velocidad de 64Kbps.

• Circuito E1 compuesto por 32 canales de 64Kbps de los cuales el primero se emplea para la sincronía.

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Multiplex Digital de Señales Telefónicas • Usado

inicialmente en TX. telefónica con velocidades estandarizadas

• por la UIT.

14

S1

S2

S3

S29 S30

2.048 Mbps

Ejemplo particular de

Circuito E1 (30 canales de inf.

y 2 canales de servicio)

Multiplexor

1 trama = 125 s = 32 intervalos = 2.048 Mbps

sincronización señalización 8 bits codificados

Eo

64Kbps

31 0 1 2 3 4 5 •• 16 17 18 19 20 21 • 30 31 0 1

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Proceso de Sincronización

Recup.

de Reloj

Localiz.

Al. Trama

Sx IN

Sx OUT

Chequeo

de error

Ritmo del Reloj

Identificación patrón de comienzo

de trama

Verificación de la

Información

Códigos de línea

Algoritmo de

Alineación

Códigos detectores y

correctores

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Técnicas de transmisión para altas velocidades

•Jerarquía Digital Plesiócrona (PDH)

•Jerarquía Digital Sincrónica (SDH)

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Jerarquía Digital Plesiócrona (PDH)

• La necesidad de transmitir flujos crecientes de información hizo multiplexar señales E1 para formar señales de jerarquía superior.

• Cada nuevo nivel requiere de bits de servicio y se forma entrelazando bits de los flujos tributarios.

• “Plesio” significa cercano y “cronos” tiempo: variaciones alrededor del valor Nominal de frecuencia.

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Jerarquía Digital Plesiócrona (PDH)

• PDH: Plesiochronous Digital Hierarchy

Multiplexación digital de enlaces PCM

PCM: Pulse Code Modulation

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PDH 1

2

30

E1

E2

E3

1

2

3

4

1

2

3

4

circuito velocidad Mbps canales de voz Eo 0.064 1

E1 2.048 30

E2 8 . 448 120

E3 34. 368 480

E4 139. 264 1920

E5 565.148 7860

UIT

Multiplexores

E4

1 2 3 4

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PDH

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Jerarquia Digital en América del Norte

circuito velocidad (Mbps) canales de voz

DS1 (T1) 1. 544 24

DS1C 3. 152 48

DS2 (T2) 6. 312 96

DS3 (T3) 44. 736 672

DS4 (T3) 272. 176 4032

velocidades inferiores a T1/E1 son

denominadas “fractional T1/E1”

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Sincronismo en PDH

• Los 30 canales están generados con el mismo reloj y se puede formar la trama sincrónica en la que cada canal tiene definido su intervalo de tiempo.

• En la recepción una vez sincronizada la trama se pueden identificar cada canal tributario (afluente).

2.048 Mbps

64 Kbps

• • • • • •

30 Eo

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Sincronismo en PDH

• Al multiplexar bit a bit los canales tributarios, se presentan sobrelecturas o pérdidas de bits.

• Las tributarias con velocidades más lentas sufrirían sobrelectura => bit leído dos veces

• Las tributarias más rápidas sufrirían over run => se perdería un bit sin leer.

• • •

• • •

• • •

• • •

E1

E2

E0

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Multiplexor de inserción/extracción de canal de 2 Mbps (ADM)

usuario

34 Mbps

8 Mbps

2 Mbps

140 Mbps 140 Mbps

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Circuito PDH de 140Mbps

B C

A

ADM

ADM ADM

sitios de usuario

Red lógica

Multiplexor ADD/DROP

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PDH

Equipo: Equipo empleado típicamente en radio enlaces terrestres de microondas para transporte PDH: Minilink (Ericsson) Funcionalidades: –Capacidad de transmisión: nx2 Mbps, con n=1, 2, 4, 8 –Redundancia: 1+0, 1+1

Módulos hardware: –Parábola –Módulo radio externo (mochila):emisión/recepción en frecuencia de microondas; –Módulo radio interno:procesadode información y transmisión/recepción en frecuencia intermedia.

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PDH

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PDH

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PDH

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PDH

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Sincronía Digital Jerárquica (SDH)

Exigencias actuales

• Necesidad de multiplexar velocidades aún superiores.

• Se requiere acceder a los afluentes o tributarios a través de esquemas más simples y económicos.

• Se requiere incrementar el nivel de gestión en la red para mejorar la calidad de servicio.

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Sincronía Digital Jerárquica (SDH)

SDH: Synchronous Digital Hierarchy • Ventajas de SDH sobre PDH:

– Muy altas tasas binarias de transmisión (hasta 10Gbps) –conveniente para líneas troncales;

– Funcionalidad de inserción y extracción simplificada: es mucho más sencilla que en PDH la inserción o extracción de canales de baja tasa binaria de flujos con una tasa muy elevada. No es necesario demultiplexar y volver a multiplexar, como en PDH;

– Robustez: anillos, circuitos de respaldo; – Sistema de transporte ideal para servicios de comunicaciones de

banda ancha –como los basados en redes ATM -. – La tecnología de transmisión DWDM (Dense Wavelength Division

Multiplexing) permitirá transportar, por ejemplo, sobre una sola fibra óptica monomodo, 16 longitudes de onda (lambdas) entre 1520 y 1580 nm.

– Cada lambda transportará un canal STM-16, implicando una capacidad de 40 Gbps en una sola fibra.

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Sincronía Digital Jerárquica (SDH)

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Sincronía Digital Jerárquica (SDH)

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Sincronía Digital Jerárquica (SDH)

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Sincronía Digital Jerárquica (SDH)

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Sincronía Digital Jerárquica (SDH)

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Sincronía Digital Jerárquica (SDH)

STM : Synchronous Transport Module

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Sincronía Digital Jerárquica (SDH)

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Sincronía Digital Jerárquica (SDH)

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Sincronía Digital Jerárquica (SDH)

• Origen en EU bajo el nombre de Synchronous Optical Network SONET. (1985)

• Estandarizada por la UIT como SDH mediante G707 (anteriormente G707, G708 y G709). (1989)

• Velocidad básica de 155 Mbps.

• Synchronous Transport Module level 1=STM-1

• Adecuada para transportar celdas ATM.

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Niveles de SDH

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SDH

• SDH es una técnica de multiplex con mayores anchos de banda dedicados a gestión

• Aparentemente su instalación no es notada por el usuario pero el operador de la red responde con mayor rapidez y eficiencia ante problemas en la red. (Mayor overhead pero permitido por el empleo de fibra óptica)

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Características de SDH

• Entrelazado por octetos o bytes. • Duración de las tramas de 125 s (compatibilidad con otros

sistemas). • Las tramas se repiten 8000 veces por segundo==> cada byte

transporta 64 Kbps. • Empleo de justificación para compensar las diferencias de los

relojes de los afluentes. • Entrelazado por octetos o bytes. • Duración de las tramas de 125 s (compatibilidad con otros

sistemas). • Las tramas se repiten 8000 veces por segundo==> cada byte

transporta 64 Kbps. • Empleo de justificación para compensar las diferencias de los

relojes de los afluentes. • Opera principalmente sobre FO monomodo con capacidad superior

a 30 mil canales y distancias de mas de 100 Km sin repetidor. • Hay versiones sobre radio hasta 155 Mbps

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Conceptos básicos

• Trama STM-1 (Synchronous Transport Module) es el módulo básico para SDH.

• Duración de la trama de 125 s (compatible con PCM)

• Longitud de la trama 2430 = (270 x 9) octetos.

• Capacidad útil 2340 = (260 x 9) octetos

• Velocidad de transmisión: 155.52 Mbps.

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Transporte sobre SDH

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Conclusiones • Las redes de alta velocidad nacieron por la necesidad de

transportar elevadas cargas de información. • Una trama SDH, puede encapsular paquetes IP, ATM,

FRAME RELAY, etc. • PDH fue desarrollada para transmisiones que

demandaban gran capacidad en redes de circuitos (Comunicaciones de voz).

• La diferencia mas importante entre SDH y PDH es la capacidad de demultiplexación entre ambas tecnologías.

• Es posible la emisión por medio inalámbrico hasta una STM-1 usando radioenlaces.

• Gracias a la fibra y el desarrollo tecnológico, se cuentan con equipos como multiplexores SDH, que superan enormemente las capacidades de otros elementos de red como por ejemplo transmisiones satelitales.