13 1. introduÇÃo pdh versus sdh conceitos de layers e overheads estrutura do frame e a...
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1. INTRODUÇÃO
• PDH versus SDH• Conceitos de Layers e Overheads• Estrutura do Frame e a Multiplexagem
Síncrona• Características da Multiplexagem
Síncrona• Histórico do processo de padronização• SDH versus SONET
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1.1 PDH versus SDH• sobre o PDH:
– 2, 34, 140, ....Mbps– multiplexação plesiócrona– justificação positiva e bit-stuffing
• sobre o SDH– STM-n: potências de 4 do STM-1
• 155, 622, 2488, ... Mbps– carrega o PDH– multiplexação por intercalação de bytes– justificação por ponteiros
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Modulação por código de pulso (PCM)Modulação por código de pulso (PCM)
Figura 1 - PCMFigura 1 - PCM
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Conversão analógico-digital utilizando PCMConversão analógico-digital utilizando PCM
Figura 2 - Utilização de PCMFigura 2 - Utilização de PCM
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Manipulação de vários tipos de sinaisManipulação de vários tipos de sinais
Figura 3 - Possibilidade de utilização de Figura 3 - Possibilidade de utilização de vários tipos de sinaisvários tipos de sinais
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Modos de transmissão:Modos de transmissão:
Há duas formas básicas pelas quais máquinas Há duas formas básicas pelas quais máquinas se comunicam, trocam dados ou transmitem bits: a se comunicam, trocam dados ou transmitem bits: a assíncrona e a síncrona. assíncrona e a síncrona.
Transmissão AssíncronaTransmissão Assíncrona: consiste em enviar a : consiste em enviar a informação precedida por um símbolo de inicio e de informação precedida por um símbolo de inicio e de marcar o fim da informação com um símbolo de fim marcar o fim da informação com um símbolo de fim (figura 4). O intervalo entre uma informação e outra é (figura 4). O intervalo entre uma informação e outra é imprevisível - por isso o termo assíncrono, que imprevisível - por isso o termo assíncrono, que significa, intermitente. significa, intermitente.
7Figura 4 - Transmissão AssíncronaFigura 4 - Transmissão Assíncrona
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Transmissão SíncronaTransmissão Síncrona: na : na transmissão síncrona, as referências transmissão síncrona, as referências de tempo (relógios) do transmissor e de tempo (relógios) do transmissor e do receptor precisam ser idênticas. Por do receptor precisam ser idênticas. Por isso, neste tipo de transmissão precisa isso, neste tipo de transmissão precisa haver um mecanismo de controle dos haver um mecanismo de controle dos pulsos do relógio.É comum usar pulsos do relógio.É comum usar protocolos que reconhecem um byte, protocolos que reconhecem um byte, único e exclusivo, como referência de único e exclusivo, como referência de sincronismo. Toda vez que o receptor sincronismo. Toda vez que o receptor identifica esse byte, realinha os pulsos identifica esse byte, realinha os pulsos de seu relógio de referência (figura 5).de seu relógio de referência (figura 5).
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Figura 5 - Transmissão SíncronaFigura 5 - Transmissão Síncrona
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Multiplexação por divisão no tempo (TDM):Multiplexação por divisão no tempo (TDM):
Figura 6 - Estrutura do MUX: multiplexação Figura 6 - Estrutura do MUX: multiplexação de 32 canais PCM - enlace E1de 32 canais PCM - enlace E1
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Desses 32 canais, o 1Desses 32 canais, o 100 é usado para controle e é usado para controle e sincronismo do "seletor rotativo" e o 17sincronismo do "seletor rotativo" e o 1700 é usado para é usado para sinalização. Essa é a estrutura de um enlace PCM, sinalização. Essa é a estrutura de um enlace PCM, também chamado de enlace E1 e de "sinal de 2 Mbps": também chamado de enlace E1 e de "sinal de 2 Mbps": 30 canais de voz, 2 canais para sinalização e 30 canais de voz, 2 canais para sinalização e sincronismo e freqüência de 2,048 Mbps.sincronismo e freqüência de 2,048 Mbps.
Por que esses enlaces PCM são importantes? Por que esses enlaces PCM são importantes? Porque as centrais telefônicas são interligadas por meio Porque as centrais telefônicas são interligadas por meio desses enlaces. As modernas centrais eletrônicas já desses enlaces. As modernas centrais eletrônicas já fornecem sinais E1 especialmente para essas fornecem sinais E1 especialmente para essas interconexões, que são feitas usando pares de fios interconexões, que são feitas usando pares de fios trançados, cabos coaxiais, fibras ópticas ou rádio trançados, cabos coaxiais, fibras ópticas ou rádio ondas. Também os PABX em empresas já transmitem ondas. Também os PABX em empresas já transmitem ou recebem, da PSTN, através de enlaces E1.ou recebem, da PSTN, através de enlaces E1.
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Multiplexação de canais E1:Multiplexação de canais E1:
Figura 7 - Multiplexação de canais E1Figura 7 - Multiplexação de canais E1
13Figura 8 - Concatenação de vários TDM’sFigura 8 - Concatenação de vários TDM’s
14Figura 9 - Redes PDHFigura 9 - Redes PDH
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SDH - Synchronous Digital Hierarchy
• Provê aos diversos serviços de telecomunicações o transporte de sinais digitais.
SDHSDHPDH PDH
ATMATM
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SDH - Synchronous Digital Hierarchy
Arquitetura mixta
Gerência robusta
Alta velocidade
Tecnologias atuaisNovas
tecnologias
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SDH - Synchronous Digital Hierarchy
• Definição
A SDH é uma rede síncrona de transporte de sinais digitais, formada por um conjunto hierárquico de estruturas de transportes padronizadas objetivando a transferência de informação sobre redes digitais e oferecendo aos operadores e usuários flexibilidade e economia.
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Características da SDH
• Padronização Total
– Grande diferencial da SDH permitindo um ambiente multifornecedor.
• Taxas de bit, estrutura e tempo de quadro e de multiplexação, interfaces de tributários, interfaces de linha, mecanismos de proteção, funcionalidades dos equipamentos de transmissão e gerência da rede.
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Características da SDH
• Padronização Total
Um menor número de equipamentos estarão disponíveis uma vez que em um único equipamento poderemos, por exemplo, ter funções de multiplexação, funções de derivação/inserção e cross-conexão (roteamento) e funções de terminação de linha óptica.
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• Uma nova hierarquia digital para a rede de transporte.
• Padrão mundial
• Simplicidade no processo de acesso aos tributários.
• Multiplexação baseada no entrelaçamento de bytes.
A SDH
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Tecnologia SDHTecnologia SDH((Synchronous Digital Hierarchy)Synchronous Digital Hierarchy)
Conceitos BásicosConceitos Básicos Definição: um conjunto hierárquico de estruturas de Definição: um conjunto hierárquico de estruturas de transporte digital, padronizado para o transporte de transporte digital, padronizado para o transporte de payloads sobre a rede de transmissão física (G.708/ITU-T).payloads sobre a rede de transmissão física (G.708/ITU-T).
Multiplexagem de Sinais PlesiócronosMultiplexagem de Sinais Plesiócronos
SINALSINAL VELOCIDADEVELOCIDADE CANAISCANAIS
PADRÃO NORTE AMERICANOPADRÃO NORTE AMERICANO
SINALSINAL VELOCIDADEVELOCIDADE CANAISCANAIS
PADRÃO EUROPEUPADRÃO EUROPEU
DS-0DS-0
DS-1DS-1
DS-2DS-2
DS-3DS-3
1 DS-01 DS-0 DS-0EDS-0E
24 DS-024 DS-0
96 DS-096 DS-0
28 DS-128 DS-1
DS-1EDS-1E
DS-2EDS-2E
DS-3EDS-3E
DS-4EDS-4E
64 Kbps64 Kbps
1,54 Mbps1,54 Mbps
6,3 Mbps6,3 Mbps
44,8 Mbps44,8 Mbps
NÃO DEFINIDONÃO DEFINIDO
64 Kbps64 Kbps
2,048 Mbps2,048 Mbps
8,45 Mbps8,45 Mbps
34 Mbps34 Mbps
140 Mbps140 Mbps
1 DS-0E1 DS-0E
32 DS-0E32 DS-0E
128 DS-0E128 DS-0E
16 DS-1E16 DS-1E
64 DS-1E64 DS-1E
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1.2 Camadas e Overheads
• camadas:– circuito, multiplexador, regenerador, meio
físico
• cabeçalhos– circuito, multiplexador, regenerador, meio
físico
• SOH dividido entre RSOH e MSOH• POH: de baixa e de alta ordem
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Estrutura do Estrutura do FrameFrame
STM-1 PayloadSTM-1 Payload
Overhead daOverhead daSectionSection
RegeneraçãoRegeneração
Overhead daOverhead daSectionSection
MultiplexagemMultiplexagem
1 1 9n 9n 270n 270n112233445566778899 125125ss
AU PointerAU Pointer
PPOOHHSOHSOH
VC-4 PayloadVC-4 Payload + =
C
POH
VC
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)
sinal serial
N x M bytesN linhas
M colunas
N x M bytes
1
2
O Módulo de Transporte Síncrono - STM
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155,52 Mbits/s
2430 Bytes / Quadro
270 colunas
261 colunas09 colunas
09 linhas
Estrutura de Quadro do STM-1Comprimento total: 2430 bytes• Duração: 125 s (freqüência de repetição: 8
kHz)• Taxa de bit: 155,520 Mbits/s
Payload43
1
9
5Ponteiros
Section OverheadSOH
Section OverheadSOH
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Estrutura de Quadro do STM-N• Comprimento total: 2430 x N bytes.• Duração: 125 s (freqüência de repetição: 8 kHz).• Taxa de bit: 155,520 x N Mbits/s.
155,52 x N Mbits/s
2430 x N Bytes / Quadro
Payload
270 x N colunas
261 x N colunas09 x N colunas
09 linhas43
1
9
5Ponteiros
Section OverheadSOH
Section OverheadSOH
30
51,840 Mbits/s
810 Bytes / Quadro
90 colunas
87 colunas03 colunas
Estrutura de Quadro do STM-0• Comprimento total: 810 bytes.• Duração: 125 s (freqüência de repetição: 8 kHz).• Taxa de bit: 51,840 Mbits/s.
Payload 09 linhas43
1
9
5Ponteiros
Section OverheadSOH
Section OverheadSOH
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1.3 Frame & Multiplexagem
• STM-n é a justaposição dos STM-1– STM-1: 9B x 270 155 Mbps– STM-n : 9B x 270 x n n x 155 Mbps
• um resumo do caminho de multiplexação– sincroniza o sinal e forma o Container (C)– coloca um POH e forma o Virtual Container (VC)– mais um ponteiro, forma-se uma Tributary Unit (TU)– junta vários TUs, formando um TUG (TU Group)– multiplexa vários TU, formando um novo VC– adiciona um ponteiro, forma um novo TU
– adiciona os overheads, forma-se o STM-n
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1.4 Características do SDH• Frame de 125 microsegundos
– tempo de um byte: permite pegar DS-0 – dificulta a sincronização (jitter)
• Unificação global• Estrutura em camadas • Uso sistemático de overheads• Sincronização via ponteiros• Multiplexação em um passo só
– add-drop fica mais fácil
• conceito de rede ao invés de ponto-a-ponto
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• Compatibilidade com a PDH;• Acesso facilitado aos tributários;• Transporte de serviços de taxas variáveis;• Facilidades de OAM&P;• Facilidade para aumentar as taxas;• Compatibilidade com ATM;• Compatibilidade entre fabricantes;• Maximiza a capacidade de transmissão do
meio.
As características da SDH:
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1.5 Histórico da padronização• Metrobus
– AT&T, 1982– 146,432 Mbps– frame de 125 microsegundos– cabeçalho distribuído ao longo do frame
• SONET– Bellcore, 1984– ~ 50 Mbps– três etapas (1984, 86, 88)– cabeçalhos organizados
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1.5 Histórico da padronização• SDH
– CCITT, julho de 1986, a partir de BISDN
– fechou em Seoul, em 1988
• Influências
– Metrobus
• visibilidade pelo frame de 125 microseg.
• Multiplex passo-único
• acomodar sinais de várias velocidades
• 150 Mbps
– BISDN
– SONET
• conceito de camadas
• organização do overhead
• sincronização via ponteiros
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A estruturação da SDH:
VC-3VC-2VC-12 Camada de via deordem inferior
2,048Mbps
C-12
1,544Mbps
C-11
6,312Mbps
C-2
139,264Mbps
C-4
44,736Mbps
C-3
Camada decircuitos
VC-11
STM-1RS
STM-4RS
STM-16RS
Camada de seçãoregeneradora
VC-4Camada de via deordem superior
STM-16MS
STM-1MS
STM-4MS
Camada de seçãomultiplexadora
Camada físicaSTM-4OS
STM-16OS
STM-1OS
VC-3
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Estrutura de CamadasEstrutura de CamadasREDE DA CAMADA DE CIRCUITOSREDE DA CAMADA DE CIRCUITOS
VC-11VC-11 VC-12VC-12 VC-2VC-2 VC-3
VC-3VC-3 VC-4VC-4
MULTIPLEXAGEMMULTIPLEXAGEM
REGENERAÇÃOREGENERAÇÃO
CAMADA FÍSICACAMADA FÍSICA
Camada Camada PathPathBaixa OrdemBaixa Ordem
Camada Camada PathPathAlta OrdemAlta Ordem
CamadaCamadaPathPath
CamadaCamadaSectionSection CamadaCamada
Meio deMeio deTransmissãoTransmissão
CamadaCamadadede
TransporteTransporteSDHSDH
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A estruturação da SDH:
1,544Mbps
144,528 Mbps
x3
x1
C-4
x1
x3
x4
x7
TUG-3
TUG-2
C-11VC-11TU-11
C-12VC-12TU-12
C-2VC-2TU-2
C-3
VC-3TU-3
VC-4
VC-3
AU-4
AU-3
x3
AUG
x1
STM-n
6,312Mbps
44,736Mbps
2,048Mbps
xn
x7
x1
x1
44
STM-N com 2 e 34 Mbps
VC- 4AU- 4AUGSTM-N
C-4
TUG-2
TUG-3
XNX1
X3
X1
X7
C-12VC-12TU-12
X3
MAPEAMENTO
MULTIPLEXAÇÃO
ALINHAMENTO
139,264 Mbits/s
34,368 Mbits/s
2,048 Mbits/s
C-3VC- 3TU-3
45
STM-0
STM-0 AUG TUG-2
C-3
X1
C-12VC-12TU-12
X3VC- 3AU- 3
X1
X7
MAPEAMENTO
MULTIPLEXAÇÃO
ALINHAMENTO
34,368 Mbits/s
2,048 Mbits/s
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Estrutura de MultiplexagemEstrutura de Multiplexagem
DS-1
DS-2
DS-3
DS-4E
DS-3E
DS-2E
DS-1E
Cell ATM
C-11
C-2
C-3
C-4
C-12
C-4
VC-11
VC-2
VC-3
TU-11
TU-2
TU-3
TU-12
TUG-2
TUG-3
VC-3
VC-4
AU-3
AU-4
AUG STM-n
4
1
3
1
7
7
3
3
1
(44+)
1.54Mbps
6.3Mbps
44.8Mbps
140Mbps
34Mbps
8.45Mbps
2.048Mbps
155.52 XnMbps
AM SM
VC-12
Mapeamento
AlinhamentoMultiplexagem
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Formação de C-12, VC-12 e TU-12
payload payload payload payload
125us 125us 125us 125us
34 bytes
35 bytes
POH POH POH POH
125us 125us 125us 125us
PTR(V1)
36 bytes
125us 125us 125us 125us
PTR(V2)
PTR(V3)
PTR(V4)
2,048Mbit/s
VC-12
IncluindoPOH
C-12
TU-12
Incluindo ponteirode TU-12
VC-12 VC-12 VC-12 VC-12
payload payload payload payload
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1.6 SDH versus SONET
• 150 vs. 50 Mbps (mas concatena...)• SONET cresce STS-n
(1,3,9,12,18,24,36,48,...,192)• SDH cresce STM-n (1,4,16, 64)• formato de frame: divide por 3• SDH exige mais sinais intermediários (SONET só
o VT)• nomes diferentes nas camadas• no fundo, quem entende um vai entender o outro
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Módulo de TransporteMódulo de Transporte
SOHSOH...
PPOOHH
STMSTM
SDHSDH Bit RateBit Rate SONETSONET
--
STM-1STM-1
STM-4STM-4
STM-16STM-16
STM-64STM-64
--
STS-1STS-1
STS-3STS-3
STS-12STS-12
STS-24STS-24
STS-48STS-48
STS-192STS-192
51,84 51,84 MbpsMbps
9953,28 9953,28 MbpsMbps
2488,32 2488,32 MbpsMbps
1244,16 1244,16 MbpsMbps
622,08 622,08 MbpsMbps
155,52 155,52 MbpsMbps
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Velocidade de transmissão SDH e SONET
Tabela 1.1
SDH SONETN STM-N N STS-M1 155.520 Mbps 1 51.840 Mbps4 622.080 Mbps 3 155.620 Mbps16 2,488.320 Mbps 9 466.560 Mbps64 9,953.280 Mbps 12 622.080 Mbps
18 933.120 Mbps24 1,244.160 Mbps36 1,866.240 Mbps48 2,488.320 Mbps... ...
192 9,953.280 Mbps