Fundamentos teoricos SDH 1: Definicion y Velocidades.

SDH son un conjunto de estándares para la transmisión o transporte de datos síncronos a través de redes de fibra óptica. SONET significa por sus siglas en inglés, Synchronous Optical NETwork; SDH viene de Synchronous Digital Hierarchy. Aunque ambas tecnologías sirven para lo mismo, tienen pequeñas diferencias técnicas, de manera semejante con el T1 y el E1. SONET, por su parte, es utilizada en Estados Unidos, Canadá, Corea, Taiwán y Hong Kong; mientras que SDH es utilizada en el resto del mundo. Los estándares de SONET están definidos por la ANSI (American Nacional Standards Institute) y los SDH por la ITU-T (International Telecommunicatios Union). En la tabla 2 se muestra la equivalencia entre SDH y SONET en cuestión de velocidades o tasas de bits.
La tasa de bits se refiere a la velocidad de información que es transportada a través de la fibra óptica. Una porción de estos bits sobre la línea son designados como overhead. El overhead transporta información que provee capacidades de tales como ensamblado de tramas, multicanalización, estatus de la red, rastreo, monitoreo de desempeño y funciones conocidas como OAM&P (Operations, Administration, Maintenance and Provisioning). Los bits restantes es la carga útil, es decir el ancho de banda disponible para transportar los datos de los usuarios tales como paquetes o celdas ATM (Asynchronous Transfer Mode) o cualquier otro tipo de información.
Tanto SONET como SDH convergen en el nivel base de SDH de 155 Mbps, definido como STM-1. El nivel base para SONET es STS-1 (OC-1) y es equivalente a 51.84 Mbps. Así, STM-1 de SDH es equivalente a STS-3 de SONET (3 x 51.84 Mbps = 155.52 Mbps) y así sucesivamente.

Velocidades SONET/SDH.

Las señales de niveles más altos están formadas por la multiplexación de diversas señales de nivel 1 (STM-1), creando una familia de señales STM-N, donde la N indica el número de señales de nivel 1 que la componen. En la Tabla 1 se indican las denominaciones de las señales eléctricas y portadoras ópticas, así como sus velocidades y los puntos de coincidencia con los de SONET.




En la tabla anterior, el ancho de banda de carga es la velocidad de línea menos el ancho de banda de las línea y de sección.

Hay que resaltar que la progresión de velocidad de datos comienza en 155 Mbit/s y aumenta en múltiplos de 4. La única excepción es OC-24, que está normalizado en ANSI T1.105, pero no es una velocidad SDH estándar de la ITU-T G.707. A veces se describen otras tasas como OC-9, OC-18, OC-36 y OC-96 y OC-1536, pero probablemente nunca han sido desplegados. Sin duda no son comunes y no son compatibles con las normas.

La siguiente velocidad de 160 GB/s OC-3072/STM-1024 no se ha normalizado todavía, debido al coste de transceptores de alta velocidad, al ser más baratos los multiplex de longitudes de onda a 10 y 40 Gbit/s. Por otro lado, este incremento en las necesidades de ancho de banda, ha supuesto un rápido desarrollo de WDM (Wavelength Division Multiplexing); tecnología que ofrece en la actualidad la posibilidad de transportar hasta 160 canales de 10 Gbps sobre una única fibra óptica. En efecto, la red de transporte está en estos momentos pasando por un período de transición, evolucionando desde las tradicionales redes ATM y SONET/SDH basadas en la multiplexación en el tiempo con WDM utilizado estrictamente para incrementar la capacidad de la fibra óptica, hacia una red fotónica basada en la multiplexación en frecuencia óptica; realizando no sólo el transporte, sino también la multiplexación, encaminamiento, supervisión y protección en la capa óptica. Las ventajas de una red totalmente óptica son, entre otras, una menor complejidad, una mayor transparencia respecto a las señales transportadas, un mayor ancho de banda y mayores distancias de transmisión.

Fundamentos teoricos del SDH 2: Componentes y caracteristicas.

Componentes de una red síncrona.

Las redes SDH actuales están formadas básicamente por cuatro tipos de elementos. La topología (estructura de malla o de anillo) depende del proveedor de la red.

· Regeneradores: Se encargan de regenerar el reloj y la amplitud de las señales de datos entrantes que han sido atenuadas y distorsionadas por la dispersión y otros factores. Obtienen sus señales de reloj del propio flujo de datos entrante. Los mensajes se reciben extrayendo varios canales de 64 kbit/s de la cabecera RSOH.

· Multiplexores: Se emplean para combinar las señales de entrada plesiócronas y terminales: síncronas en señales STM-N de mayor velocidad.

· Multiplexores add/drop (ADM): Permiten insertar (o extraer) señales plesiócronas y síncronas de menor velocidad binaria en el flujo de datos SDH de alta velocidad. Gracias a esta característica es posible configurar estructuras en anillo, que ofrecen la posibilidad de conmutar automáticamente a un trayecto de reserva en caso de fallo de alguno de los elementos del trayecto.

· Transconectores digitales (DXC): Este elemento de la red es el que más funciones tiene. Permite mapear las señales tributarias PDH en contenedores virtuales, así como conmutar múltiples contenedores, hasta VC-4 inclusive.

Gestión de los elementos de la red.
Todos los elementos SDH mencionados hasta ahora se controlan por software, lo que significa que pueden monitorizarse y controlarse desde un lugar remoto, una de las ventajas más importantes de los sistemas SDH.

La fibra óptica es el medio físico más habitual en las redes SDH. La ventaja de las fibras ópticas es que no son susceptibles a las interferencias y que pueden transportar las señales a velocidades muy elevadas (citadas anteriormente cuando hablamos del multiplexado DWDM). La desventaja es el costo relativamente alto de la fibra y su instalación. Las fibras monomodo son la opción preferida para la segunda y tercera ventana óptica (1310 y 1550 nm). Otro método posible para transmitir las señales SDH es un radio enlace o un enlace por satélite, ambos particularmente adecuados para configurar rápidamente circuitos de transmisión, o para formar parte de redes de comunicaciones móviles o en terrenos difíciles. Las desventajas en este caso son el ancho de banda limitado (actualmente hasta STM-4) y la complejidad que plantea integrar esos trayectos en el sistema de gestión de la red.

Características principales de SDH.
·Velocidad básica 155Mb/s (STM-1) · Velocidades de transmisión Los modernos sistemas SDH logran velocidades de 10 Gbit/s.· Alta disponibilidad y grandes posibilidades de ampliación, La tecnología SDH permite a los proveedores de redes reaccionar rápida y fácilmente frente a las demandas de sus clientes.· Función simplificada de inserción/extracción, ahora es mucho más fácil extraer o insertar canales de menor velocidad en las señales compuestas SDH de alta velocidad. Ya no hace falta demultiplexar y volver a multiplexar la estructura plesiócrona, procedimiento que en el mejor de los casos era complejo y costoso. Esto se debe a que en la jerarquía SDH todos los canales están perfectamente identificados por medio de una especie de "etiquetas" que hacen posible conocer exactamente la posición de los canales individuales. · Fiabilidad, Las modernas redes SDH incluyen varios mecanismos automáticos de protección y recuperación ante posibles fallos del sistema.· Plataforma a prueba de futuro, Hoy día, SDH es la plataforma ideal para multitud de servicios, desde la telefonía tradicional, las redes RDSI o la telefonía móvil hasta las comunicaciones de datos (LAN, WAN, etc.) y es igualmente adecuada para los servicios más recientes, como el video bajo demanda (VOD) o la transmisión de video digital vía ATM. · Interconexión, Las interfaces SDH están normalizadas, lo que simplifica las combinaciones de elementos de redes de diferentes fabricantes· Técnica de multiplexado a través de punteros · Estructura modular: A partir de la velocidad básica se obtienen velocidades superiores multiplexando byte por byte varias señales STM-1. Las velocidades multiplexadas, a diferencia de PDH, son múltiplos enteros de la velocidad básica. · A través del puntero, se puede acceder a cualquier canal de 2Mb/s. · Posee gran cantidad de canales de overhead que son utilizados para supervisión, gestión, y control de la red.

Fundamentos Teoricos SDH 3: Configuracion

Configuración de la red SDH:

La configuración más común es el anillo SDH. Está constituido por multiplexores ADM interconectados a través de enlaces ópticos, estos enlacen están constituidos por dos ó cuatro fibras ópticas. Además la baja atenuación de la señal en su propagación por la fibra permite distancias sin amplificadores de hasta 60Km.

1.- Punto a punto

La configuración de red punto a punto está formada por dos multiplexores terminales, unidos por medio de una fibra óptica, en los extremos de la conexión y con la posibilidad de un regenerador en medio del enlace si éste hiciese falta. En un futuro las conexiones punto a punto atravesarán la red en su totalidad y siempre se originarán y terminarán en un multiplexor.

2.- Punto a multipunto

Una arquitectura punto a multipunto incluye elementos de red ADM a lo largo de su recorrido. El ADM es el único elemento de red especialmente diseñado para esta tarea. Con esto se evitan las incomodas arquitecturas de red de demultiplexado, conectores en cruz (cross-connect), y luego volver a multiplexar. Se coloca el ADM a lo largo del enlace para facilitar el acceso a los canales en los puntos intermedios de la red.

3.- Red Hub

La arquitectura de red hub está preparada para los crecimientos inesperados y los cambios producidos en la red de una forma más sencilla que las redes punto a punto. Un hub concentra el tráfico en un punto central y distribuye las señales a varios circuitos.

4.- Arquitectura en anillo

El elemento principal en una arquitectura de anillo (Figura Nro. 03) es el ADM. Se pueden colocar varios ADM en una configuración en anillo para tráfico bidireccional o unidireccional. La principal ventaja de la topología de anillo es su seguridad; si un cable de fibra se rompe o se corta, los multiplexores tienen la inteligencia necesaria para desviar el tráfico a través de otros nodos del anillo sin ninguna interrupción. La demanda de servicios de seguridad, diversidad de rutas en las instalaciones de fibra, flexibilidad para cambiar servicios para alternar los nodos, así como la restauración automática en pocos segundos, han hecho de la arquitectura de anillo una topología muy popular en SONET.

Los Multiplexores de Add/Drop (ADM) la inserción y quita payload del usuario originado de las fuentes de información, como un interruptor de ATM, en los marcos de SONET/SDH que circulan en el anillo. Los anillos duales habilitan tolerancia de la falta ejecutando el cambiando del anillo del funcionamiento al anillo alternado de protección cuando un fracaso ocurre.