Synchronous Digital Hierarchy
Organização da Apresentação:
1ª Parte - António Silva
 Introdução ao SDH
 Modelo
 Estrutura da Trama
 Estrutura de Multiplexagem
2ª Parte - José Pinho
 Comparação PDH / SDH
 Mecanismos de Protecção
 Equipamentos e Topologias de Rede
 Exemplo de Aplicação - ANEL
Fim - Conclusões por ambos
1
Synchronous Digital Hierarchy
Apresentação do Trabalho de Rede Digital de Acesso
Mestrado Electrónica e Computadores - FEUP
António Manuel Silva - mee98040
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Introdução ao SDH
Standard ITU para a Rede de Transporte.
Permite Criar uma Infra-estrutura de Telecomunicações Unificada
Definido para ser usado com infra-estruturas existentes
:
Fibra Óptica ( distancias longas )
Links Satélite, Radio.
Interfaces Eléctricas ( ligação entre equipamentos )
Maior Flexibilidade e Largura de Banda :
Numero de equipamentos   Fiabilidade 
Infra-estrutura para Gestão Manutenção e Protecção
(Overheads específicos )
Totalmente Standard  Ligação entre Equipamentos multi-fabricante
Arquitectura Flexível  integração de diversas aplicações com diferentes
taxas de Transmissão
Junho 2000
Apresentação SDH
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“Razão de nascer”
As limitações da tecnologia de transporte anterior PDH :
Incapacidade de distinção de um canal numa hierarquia superior
Banda insuficiente para Informação de Gestão de Rede.
Sistemas de Gestão e Manutenção proprietários
O standard só define Taxas de Transmissão até 140 Mbit/s
Necessidade de Solução para rede de Transporte a ‘longo termo’
Elevadas Taxas de Transmissão : até 10 Gbits/s standard.
Interconectividade, Expansibilidade, Disponibilidade, Gestão
Compatibilidade entre equipamento multi-fabricante
Fiabilidade, Protecção
Função de Add&Drop Simples
Sincrono vrs Pleosincrono :
Um nível de Multiplexagem vrs Vários níveis de Multiplexagem
Menor Complexidade vrs Maior Complexidade
Menor custo vrs Maior custo
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Modelo em Camadas
Meio de Transmissão
Físico
Meio de Transmissão físico, ex.: Óptico, Radio, Satélite, etc..
Secção
Regeneração : Transferência de informação entre elementos
regeneradores e pontos de encaminhamento e terminação de caminhos
Multiplexagem : Transferência de informação extremo-a-extremo
entre elementos de encaminhamento ou terminação de caminho
Caminho ‘PATH’
VC - Contentor Virtual : Estrutura de informação constituída por
‘payload’+Overhead de caminho (POH).
Alta 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.
Baixa Ordem [ VC-11, VC-12, VC-2, VC-3 ] : Contém apenas um
contentor de informação mais o respectivo overhead.
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Modelo em Camadas
Circuito
Caminho
Meio de Transmissão
Camadas Transporte SDH
Circuito
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Alta
Ordem
Baixa
Ordem
VC-11
VC-12
VC-2
VC-3
VC-3
VC-4
Secção de Multiplexagem
Secção
Secção de Regeneração
Meio
Fisico
Meio Fisico
Apresentação SDH
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Estrutura da Trama
Estrutura da Trama STM-N
STM-N : Estrutura de informação de nível N para SDH
Secção de Overhead de Informação
Apontadores para Unidade/s Administrativas
Informação ‘payload’
Organizado num bloco que se repete de 125us em 125us.
Representação Bidimensional.
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Contentores Virtuais - VC
Pacotes de dados independentes.
Transporte de sinais com características diferentes.
Transportados dentro do Payload da trama STM-N.
Endereçados por apontadores e valores de offset.
Podem flutuar dentro do payload da Trama.
Tipos de VC:
Alta ordem  Nível de multiplexagem superior [VC4,VC3]
Baixa Ordem  Nível de multiplexagem inferior
[VC2,VC3,VC11,VC12]
Contentores Virtuais
e sua capacidade
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Overhead
SOH - Overhead de Secção
RSOH
MSOH
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)
Sincronização de Trama
Gestão e Manutenção
Pertencente a um sistema de transporte individual
RSOH - Overhead de Secção de Regeneração
MSOH - Overhead de Secção de Multiplexagem
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Overhead
POH - Overhead de Caminho
Monitorização da Qualidade
Tipo do Contentor
High-Order POH - Overhead para Contentores de alta ordem
Low-Order POH - Overhead para Contentores de baixa ordem
J1
V5
B3
C2
G1
F2
H4
F3
K3
J1 - Indicação de Caminho
J2
B3 - Monitorização de Qualidade
C2 - Formato do Contentor
N2
G1 - ACK de Erro de Transmissão
K4
F2, F3 - Manutenção
H4 - Indicação de SuperTrama
K3 - Sinal de protecção automática
N1 - Monitorização de Conexão ‘Tandem’
N1
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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’
BIP-2
1
2
REI
RFI
3
4
Signal Label
5
6
7
RDI
8
Byte V5
Apresentação SDH
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Apontadores
Identificam a localização de contentores virtuais (VC) no ‘payload’ de
uma trama STM-N.
Seguem uma base trama-a-trama, indicando o offset entre o
‘payload’ de um VC e a trama STM, identificando o primeiro byte.
H1 e H2 : apontador de ‘payload’
de VC, justificação de frequência e
concatenação STM-1.
H3 : justificação de frequência e
controlo de ‘stuffing’
Tipos de apontadores:
Payload : Usado para compensar uma diferença de fase ou frequência.
Indica onde o VC começa dentro do payload.
Justificação 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.
Justificação 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.
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Apresentação SDH
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Apontadores -
Justificação
Justificação Positiva
Justificação Negativa
 Bytes extra permitem que o VC deslize
para trás no tempo. Um byte de ‘stuff’
segue imediatamente a seguir ao byte H3
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 O VC deslize para a frente no tempo quando
um byte é ‘stuffed’ para o H3. Dados do
payload actual são escritos no byte H3.
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Estrutura de Multiplexagem
Processos chave envolvidos:
Mapeamento
Processo Usado para adaptar Tributários aos contentores virtuais (VC)
adicionando bits de justificação e informação de caminho (POH).
Alinhamento
Processo de colocar um apontador num TU ou AU, permitindo a
localização do primeiro byte do VC.
Multiplexar
Processo usado para concatenar múltiplos sinais de baixa-ordem em
um de alta-ordem ou vário de alta-ordem numa secção de
multiplexagem.
‘Stuffing’
Os 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.
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Estrutura de Multiplexagem
 STM - SynchronousTransport Module
 TUG - Unidade de Grupo de Tributários
 VC - Contentor Virtual
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 AU - Unidade Administrativa
 TU - Unidade Tributário
 C - Contentor
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Estrutura de Multiplexagem
Contentores C
Payload de VC uniforme
bit-stuffing  bit-rate comum
Preparação para a multiplexagem síncrona
Unidades Tributários TU
Conjunto de um VC de baixa ordem e um apontador TU
Multiplexados em Grupos  TUG
Grupos de TU
Multiplexados em VC’s de alta ordem
Unidades Administrativas AU
VC de alta ordem mais apontador
Multiplexados em Grupos  AUG
Grupos de AU  multiplexados em STM-n
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Multiplexagem de Tributários
Dois Métodos Possíveis
Unidades TU  TUG
Multitrama TU
Melhora eficiência do canal em 4 vezes - menor
Overhead de TU.
Estrutura de 4 Tramas VC consecutivas (500us)
A sua ocorrência e a sua fase é indicada pelo
POH de VC-n
byte H4  Indicador de Multitrama
Overhead Multitrama - 4 bytes V1,V2,V3 e V4
Estrutura MultiTrama TU
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V1 e V2  Apontadores
V3  Sincronização de multitrama
V4  Reservado
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Alarmes, Anomalias, Defeitos e Falhas
Os overheads fornecem informação de Manutenção
Indicação de Alarmes
Detecção ou Transmissão
Monitorização de Performance e Erros
Indicação remota de erros, defeitos e falhas Alarmes Remotos
Estado de Sincronização e de caminho , etc.
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Mecanismos de Protecção Automático APS
Capacidade de um sistema de transmissão detectar uma falha
e comutar de modo a recuperar o trafego.
Apenas a secção de Multiplexagem é protegida.
Bytes K1 e K2 do MSOH
Modo automático
Protocolo Protecção de Secção de Multiplexagem - MSP
Comutação feita em resultado de :
• Alarme de Falha
• Alarme de degradação
• Comandos do Gestor de Rede ou Outros.
Dois modos de funcionamento do APS
Protecção 1+1
1 unidade de Backup por cada unidade de trabalho
Protecção 1+n
1 unidade de Backup por n unidades de trabalho
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Equipamentos de Rede
Multiplexor Terminal.
Ponto Terminal de Rede SDH.
Concentrador de sinais Tributários ( E1, E3, etc.)
Regenerador
Ligações de longas distâncias
Recuperação de sincronismo
Preenchimento da secção de regeneração nos campos de
Overhead
Multiplexor Add&Drop
Capacidade de adicionar e retirar Tributários a um sinal STM-N e
deixar passar transparentemente outros Tributários.
Possibilidade de configuração em ANEL Protegido
Caminhos Alternativos
Possibilidade de Drop&Continue:
Ligações Ponto-Multiponto ( Difusão de TV/Video ).
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Equipamentos de Rede
WideBand Digital Cross-Connect
Acede a um conjunto de Sinais STM-N cruzando ao nível dos
canais Tributários (TU).
Apenas os canais Tributários a serem cruzados é que são
Mux/DeMux
Usado quando o acesso aos canais TU é necessário.
BroadBand Digital Cross-Connect.
Acede a um conjunto de Sinais STM-N cruzando ao nível das
unidades administrativas (AU).
Usado para Encaminhamento de Tráfego
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Topologias de Rede
Ponto a Ponto
Simples
Transporte ‘end-to-end’ de Links E1, E3, etc
Ponto Multiponto
Capacidade de fazer Add&Drop de circuitos
Possibilidade de cenários de difusão de sinais - Drop&Continue
Junho 2000
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Topologias de Rede
Arquitectura ‘Mesh’
Anel
Escalável
Cross-Connect em ponto
Central - Concentração de
Tráfego
Reconfiguração de Circuitos
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Bidirecional ou Unidirecional
Capacidade de Add&Drop
Flexibilidade na Alocução de
recursos
Capacidade de Protecção
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Conclusões
SDH - Uma Rede de Transporte Poderosa
Multiplexagem simples e muito flexível (Apontadores)
Standardização até ao nível da fibra (físico)
Interconectividade entre equipamentos e redes assegurada
Topologias de Rede diversas
Capacidade de responder a um diverso conjunto de Aplicações
Flexibilidade de crescimento.
Convergência de Tecnologias
Capacidade de Fornecer Transporte a diversas tecnologias, tais
como PDH, ATM, IP na mesma estrutura física.
Grandes Capacidades de Gestão e Manutenção
Mecanismos para Gestão e Manutenção Integrada de Rede
Overheads para detecção de Falhas, defeitos.
Mecanismos de Protecção.
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Apresentação SDH
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Referências - Normas ITU
 G.701 – Vocabulary of digital transmission and
 G.827 – Availability parameters and objectives
multiplexing and PCM terms
for path elements of international constant bitrate digital paths at or above the primary rate
 G.702 – Digital Hierarchy bit rates
 G.831 – Management capabilities of transport
 G.703 – Physical/electrical characteristics of
network based on SDH
hierarchical digital interfaces
 G.841 – Types and characteristics of SDH
 G.704 – Synchronous frame structures used at
network protection architectures
1544, 6312, 2048, 8448, and 44736 kbit/s
 G.861 – Principles and guidelines for the
hierarchical levels
integration of satellite and radio systems in SDH
 G.706 – Frame alignment and cyclic redundancy
check (CRC) procedures relating to basic frame  G.957 – Optical interfaces for equipment and
systems relating to the SDH
structures defined in Recommendation G.704
 G.958 – Digital line systems based on SDH for
 G.707 – Network Node Interface for the SDH
use on optical fibre cables
 G.772 – Protected monitoring points provided on
 I.432 – B-ISDN user-net-work interface –
digital transmission systems
Physical layer specification
 G.780 – Vocabulary of terms for SDH networks
 M.2100 – Performance limits for bringing-intoand equipment
service and maintenance of inter-national digital
 G.783 – Characteristics of SDH equipment
paths, sections, and transmission systems
functional blocks
 M.2101 – Performance limits for BIS and
 G.784 – SDH management
maintenance of SDH paths and multiplex
 G.803 – Architecture of transport networks
sections
based on the SDH
 O.150 – General requirements for
 G.823 – Control of jitter and wander in PDH
instrumentation for performance measurements
systems
on digital transmission equipment
 G.825 – Control of jitter and wander in SDH
 O.181 – Equipment to assess error performance
systems
on STM-N interfaces
 G.826 – Error performance parameters and
 F.750 (ITU-R) – Architectures and functional
objectives for international, constant bit rate
aspects of radio-relay systems for SDH-based
digital paths at or above the primary rate
Junho 2000
Apresentaçãonetworks
SDH
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