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1 S ynchronous D igital H ierarchy Organização da Apresentação: 1ª Parte - António Silva z Introdução ao SDH z Modelo z Estrutura da Trama z Estrutura.

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1 1 S ynchronous D igital H ierarchy Organização da Apresentação: 1ª Parte - António Silva z Introdução ao SDH z Modelo z Estrutura da Trama z Estrutura de Multiplexagem 2ª Parte - José Pinho z Comparação PDH / SDH z Mecanismos de Protecção z Equipamentos e Topologias de Rede z Exemplo de Aplicação - ANEL Fim - Conclusões por ambos

2 2 S ynchronous D igital H ierarchy Apresentação do Trabalho de Rede Digital de Acesso Mestrado Electrónica e Computadores - FEUP António Manuel Silva - mee98040

3 Junho 2000Apresentação SDH3 Introdução ao SDH zStandard ITU para a Rede de Transporte. yPermite Criar uma Infra-estrutura de Telecomunicações Unificada zDefinido para ser usado com infra-estruturas existentes : yFibra Óptica ( distancias longas ) yLinks Satélite, Radio. yInterfaces Eléctricas ( ligação entre equipamentos ) zMaior Flexibilidade e Largura de Banda : yNumero de equipamentos Fiabilidade yInfra-estrutura para Gestão Manutenção e Protecção (Overheads específicos ) yTotalmente Standard Ligação entre Equipamentos multi-fabricante yArquitectura Flexível integração de diversas aplicações com diferentes taxas de Transmissão

4 Junho 2000Apresentação SDH4 zAs limitações da tecnologia de transporte anterior PDH : yIncapacidade de distinção de um canal numa hierarquia superior yBanda insuficiente para Informação de Gestão de Rede. ySistemas de Gestão e Manutenção proprietários yO standard só define Taxas de Transmissão até 140 Mbit/s zNecessidade de Solução para rede de Transporte a longo termo yElevadas Taxas de Transmissão : até 10 Gbits/s standard. yInterconectividade, Expansibilidade, Disponibilidade, Gestão yCompatibilidade entre equipamento multi-fabricante yFiabilidade, Protecção yFunção de Add&Drop Simples zSincrono vrs Pleosincrono : Um nível de Multiplexagem vrs Vários níveis de Multiplexagem Menor Complexidade vrs Maior Complexidade Menor custo vrs Maior custo Razão de nascer

5 Junho 2000Apresentação SDH5 Modelo em Camadas zMeio de Transmissão yFísico xMeio de Transmissão físico, ex.: Óptico, Radio, Satélite, etc.. ySecção xRegeneração xRegeneração : Transferência de informação entre elementos regeneradores e pontos de encaminhamento e terminação de caminhos xMultiplexagem xMultiplexagem : Transferência de informação extremo-a-extremo entre elementos de encaminhamento ou terminação de caminho zCaminho PATH yVC - Contentor Virtual : Estrutura de informação constituída por payload+Overhead de caminho (POH). yAlta Ordem [ VC-4, VC-3 ] : Contém apenas um contentor ou um conjunto de unidades tributários (VC de baixa ordem mais apontador) juntamente com o Overhead respectivo. yBaixa Ordem [ VC-11, VC-12, VC-2, VC-3 ] : Contém apenas um contentor de informação mais o respectivo overhead.

6 Junho 2000Apresentação SDH6 Modelo em Camadas

7 Junho 2000Apresentação SDH7 Estrutura da Trama STM-N zSTM-N : Estrutura de informação de nível N para SDH ySecção de Overhead de Informação yApontadores para Unidade/s Administrativas yInformação payload zOrganizado num bloco que se repete de 125us em 125us. zRepresentação Bidimensional. Estrutura da Trama

8 Junho 2000Apresentação SDH8 zPacotes de dados independentes. yTransporte de sinais com características diferentes. zTransportados dentro do Payload da trama STM-N. yEndereçados por apontadores e valores de offset. xPodem flutuar dentro do payload da Trama. zTipos de VC: yAlta ordem Nível de multiplexagem superior [VC4,VC3] yBaixa Ordem Nível de multiplexagem inferior [VC2,VC3,VC11,VC12] Contentores Virtuais - VC Contentores Virtuais e sua capacidade

9 Junho 2000Apresentação SDH9 zSOH - Overhead de Secção Overhead y ySincronização de Trama y yGestão e Manutenção y yPertencente a um sistema de transporte individual y yRSOH - Overhead de Secção de Regeneração y yMSOH - Overhead de Secção de Multiplexagem A1,A2 - Alinhamento de Trama B1,B2 - Monit. de Qualidade e Paridade D1.. D12 - Gestão de Rede E1,E2 - Canais de Voz J0 (C1) - Identificador de percurso K1,K2 - Controlo de Protecção S1,E2 - Indicador de Qualidade de Relógio X - Uso nacional - Uso dependente do Link (Físico)

10 Junho 2000Apresentação SDH10 zPOH - Overhead de Caminho yMonitorização da Qualidade yTipo do Contentor xHigh-Order POH - Overhead para Contentores de alta ordem xLow-Order POH - Overhead para Contentores de baixa ordem Overhead J1 - Indicação de Caminho B3 - Monitorização de Qualidade C2 - Formato do Contentor G1 - ACK de Erro de Transmissão F2, F3 - Manutenção H4 - Indicação de SuperTrama K3 - Sinal de protecção automática N1 - Monitorização de Conexão Tandem V5 - Indicação e Monitorização de Erros BIP-2 - Paridade REI - Indicação de erro remoto RFI - Indicação de falha remota RDI - Indicação de defeito remoto Signal Label - etiqueta de sinal de VC J1 - Indicação de Caminho K4 - Sinal de protecção automática N2 - Monitorização de Conexão Tandem

11 Junho 2000Apresentação SDH11 zIdentificam a localização de contentores virtuais (VC) no payload de uma trama STM-N. zSeguem uma base trama-a-trama, indicando o offset entre o payload de um VC e a trama STM, identificando o primeiro byte. Apontadores z zTipos de apontadores: y yPayload : Usado para compensar uma diferença de fase ou frequência. Indica onde o VC começa dentro do payload. y yJustificação Positiva : Se o VC é mais lento que a Trama STM-1, de vez em quando executa-se stuffing a um byte do fluxo dando um delay de um byte ao fluxo do VC. y yJustificação Negativa : Se o VC é mais rápido que a Trama STM-1, de vez em quando utiliza-se um byte do Overhead para payload dando um byte de avanço ao fluxo do VC. H1 e H2 : apontador de payload de VC, justificação de frequência e concatenação STM-1. H3 : justificação de frequência e controlo de stuffing

12 Junho 2000Apresentação SDH12 Apontadores - Justificação Justificação PositivaJustificação Negativa zBytes extra permitem que o VC deslize para trás no tempo. Um byte de stuff segue imediatamente a seguir ao byte H3 z zO VC deslize para a frente no tempo quando um byte é stuffed para o H3. Dados do payload actual são escritos no byte H3.

13 Junho 2000Apresentação SDH13 Estrutura de Multiplexagem zProcessos chave envolvidos: yMapeamento xProcesso Usado para adaptar Tributários aos contentores virtuais (VC) adicionando bits de justificação e informação de caminho (POH). yAlinhamento xProcesso de colocar um apontador num TU ou AU, permitindo a localização do primeiro byte do VC. yMultiplexar xProcesso usado para concatenar múltiplos sinais de baixa-ordem em um de alta-ordem ou vário de alta-ordem numa secção de multiplexagem. yStuffing xOs sinais tributários são alinhados e multiplexados, alguma banda é disponibilizada para suportar taxas diferentes dos mesmos. Assim em alguns pontos da hierarquia de multiplexagem esta banda é preenchida com fixed stuffing, bits que não contém informação.

14 Junho 2000Apresentação SDH14 zSTM - SynchronousTransport Module zTUG - Unidade de Grupo de Tributários zVC - Contentor Virtual Estrutura de Multiplexagem z zAU - Unidade Administrativa z zTU - Unidade Tributário z zC - Contentor

15 Junho 2000Apresentação SDH15 zContentores C yPayload de VC uniforme xbit-stuffing bit-rate comum xPreparação para a multiplexagem síncrona zUnidades Tributários TU yConjunto de um VC de baixa ordem e um apontador TU yMultiplexados em Grupos TUG zGrupos de TU yMultiplexados em VCs de alta ordem zUnidades Administrativas AU yVC de alta ordem mais apontador yMultiplexados em Grupos AUG zGrupos de AU multiplexados em STM-n Estrutura de Multiplexagem

16 Junho 2000Apresentação SDH16 Multiplexagem de Tributários Estrutura MultiTrama TU Dois Métodos Possíveis zUnidades TU TUG zMultitrama TU yMelhora eficiência do canal em 4 vezes - menor Overhead de TU. yEstrutura de 4 Tramas VC consecutivas (500us) yA sua ocorrência e a sua fase é indicada pelo POH de VC-n xbyte H4 Indicador de Multitrama yOverhead Multitrama - 4 bytes V1,V2,V3 e V4 xV1 e V2 Apontadores xV3 Sincronização de multitrama xV4 Reservado

17 Junho 2000Apresentação SDH17 Alarmes, Anomalias, Defeitos e Falhas zOs overheads fornecem informação de Manutenção yIndicação de Alarmes xDetecção ou Transmissão yMonitorização de Performance e Erros Alarmes Remotos yIndicação remota de erros, defeitos e falhas Alarmes Remotos yEstado de Sincronização e de caminho, etc.

18 Junho 2000Apresentação SDH18 Mecanismos de Protecção Automático APS zCapacidade de um sistema de transmissão detectar uma falha e comutar de modo a recuperar o trafego. zApenas a secção de Multiplexagem é protegida. yBytes K1 e K2 do MSOH yModo automático MSP yProtocolo Protecção de Secção de Multiplexagem - MSP xComutação feita em resultado de : Alarme de Falha Alarme de degradação Comandos do Gestor de Rede ou Outros. zDois modos de funcionamento do APS yProtecção 1+1 x1 unidade de Backup por cada unidade de trabalho yProtecção 1+n x1 unidade de Backup por n unidades de trabalho

19 Junho 2000Apresentação SDH19 Equipamentos de Rede zMultiplexor Terminal. yPonto Terminal de Rede SDH. yConcentrador de sinais Tributários ( E1, E3, etc.) zRegenerador yLigações de longas distâncias yRecuperação de sincronismo yPreenchimento da secção de regeneração nos campos de Overhead zMultiplexor Add&Drop yCapacidade de adicionar e retirar Tributários a um sinal STM-N e deixar passar transparentemente outros Tributários. yPossibilidade de configuração em ANEL Protegido yCaminhos Alternativos yPossibilidade de Drop&Continue: yLigações Ponto-Multiponto ( Difusão de TV/Video ).

20 Junho 2000Apresentação SDH20 Equipamentos de Rede zWideBand Digital Cross-Connect yAcede a um conjunto de Sinais STM-N cruzando ao nível dos canais Tributários (TU). yApenas os canais Tributários a serem cruzados é que são Mux/DeMux yUsado quando o acesso aos canais TU é necessário. zBroadBand Digital Cross-Connect. yAcede a um conjunto de Sinais STM-N cruzando ao nível das unidades administrativas (AU). yUsado para Encaminhamento de Tráfego

21 Junho 2000Apresentação SDH21 Topologias de Rede z zPonto a Ponto y ySimples y yTransporte end-to-end de Links E1, E3, etc z zPonto Multiponto y yCapacidade de fazer Add&Drop de circuitos y yPossibilidade de cenários de difusão de sinais - Drop&Continue

22 Junho 2000Apresentação SDH22 Topologias de Rede zArquitectura Mesh yEscalável yCross-Connect em ponto Central - Concentração de Tráfego yReconfiguração de Circuitos z zAnel y yBidirecional ou Unidirecional y yCapacidade de Add&Drop y yFlexibilidade na Alocução de recursos y yCapacidade de Protecção

23 Junho 2000Apresentação SDH23 Uma Rede de Transporte Poderosa zSDH - Uma Rede de Transporte Poderosa Apontadores yMultiplexagem simples e muito flexível ( Apontadores ) yStandardização até ao nível da fibra (físico) xInterconectividade entre equipamentos e redes assegurada yTopologias de Rede diversas xCapacidade de responder a um diverso conjunto de Aplicações xFlexibilidade de crescimento. yConvergência de Tecnologias xCapacidade de Fornecer Transporte a diversas tecnologias, tais como PDH, ATM, IP na mesma estrutura física. yGrandes Capacidades de Gestão e Manutenção xMecanismos para Gestão e Manutenção Integrada de Rede xOverheads para detecção de Falhas, defeitos. yMecanismos de Protecção. Conclusões

24 Junho 2000Apresentação SDH24 G.701 – Vocabulary of digital transmission and multiplexing and PCM terms G.702 – Digital Hierarchy bit rates G.703 – Physical/electrical characteristics of hierarchical digital interfaces G.704 – Synchronous frame structures used at 1544, 6312, 2048, 8448, and kbit/s hierarchical levels G.706 – Frame alignment and cyclic redundancy check (CRC) procedures relating to basic frame structures defined in Recommendation G.704 G.707 – Network Node Interface for the SDH G.772 – Protected monitoring points provided on digital transmission systems G.780 – Vocabulary of terms for SDH networks and equipment G.783 – Characteristics of SDH equipment functional blocks G.784 – SDH management G.803 – Architecture of transport networks based on the SDH G.823 – Control of jitter and wander in PDH systems G.825 – Control of jitter and wander in SDH systems G.826 – Error performance parameters and objectives for international, constant bit rate digital paths at or above the primary rate G.827 – Availability parameters and objectives for path elements of international constant bit- rate digital paths at or above the primary rate G.831 – Management capabilities of transport network based on SDH G.841 – Types and characteristics of SDH network protection architectures G.861 – Principles and guidelines for the integration of satellite and radio systems in SDH G.957 – Optical interfaces for equipment and systems relating to the SDH G.958 – Digital line systems based on SDH for use on optical fibre cables I.432 – B-ISDN user-net-work interface – Physical layer specification M.2100 – Performance limits for bringing-into- service and maintenance of inter-national digital paths, sections, and transmission systems M.2101 – Performance limits for BIS and maintenance of SDH paths and multiplex sections O.150 – General requirements for instrumentation for performance measurements on digital transmission equipment O.181 – Equipment to assess error performance on STM-N interfaces F.750 (ITU-R) – Architectures and functional aspects of radio-relay systems for SDH-based networks Referências - Normas ITU


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