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
13
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
14
Modulação por código de pulso (PCM)
15
Figura 1 - PCM
Conversão analógico-digital utilizando PCM
Figura 2 - Utilização de PCM
16
Manipulação de vários tipos de sinais
Figura 3 - Possibilidade de utilização de
vários tipos de sinais
17
Modos de transmissão:
Há duas formas básicas pelas quais máquinas
se comunicam, trocam dados ou transmitem bits: a
assíncrona e a síncrona.
Transmissão Assíncrona: consiste em enviar a
informação precedida por um símbolo de inicio e de
marcar o fim da informação com um símbolo de fim
(figura 4). O intervalo entre uma informação e outra é
imprevisível - por isso o termo
assíncrono, que
significa, intermitente.
18
Figura 4 - Transmissão Assíncrona
19
Transmissão
Síncrona:
na
transmissão síncrona, as referências
de tempo (relógios) do transmissor e
do receptor precisam ser idênticas. Por
isso, neste tipo de transmissão precisa
haver um mecanismo de controle dos
pulsos do relógio.É comum usar
protocolos que reconhecem um byte,
único e exclusivo, como referência de
sincronismo. Toda vez que o receptor
identifica esse byte, realinha os pulsos
de seu relógio de referência (figura 5). 20
Figura 5 - Transmissão Síncrona
21
Multiplexação por divisão no tempo (TDM):
Figura 6 - Estrutura do MUX: multiplexação
de 32 canais PCM - enlace E1
22
Desses 32 canais, o 10 é usado para controle e
sincronismo do "seletor rotativo" e o 170 é usado para
sinalização. Essa é a estrutura de um enlace PCM,
também chamado de enlace E1 e de "sinal de 2 Mbps":
30 canais de voz, 2 canais para sinalização
e
sincronismo e freqüência de 2,048 Mbps.
Por que esses enlaces PCM são importantes?
Porque as centrais telefônicas são interligadas por meio
desses enlaces. As modernas centrais eletrônicas já
fornecem sinais E1 especialmente para essas
interconexões, que são feitas usando pares de fios
trançados, cabos coaxiais, fibras ópticas ou rádio
ondas. Também os PABX em empresas já transmitem
ou recebem, da PSTN, através de enlaces E1.
23
Multiplexação de canais E1:
Figura 7 - Multiplexação de canais E1
24
Figura 8 - Concatenação de vários TDM’s
25
Figura 9 - Redes PDH
26
27
SDH - Synchronous Digital
Hierarchy
• Provê aos diversos serviços de
telecomunicações o transporte de sinais
digitais.
ATM
ATM
SDH
PDH
PDH
28
SDH - Synchronous Digital
Hierarchy
Alta velocidade
Arquitetura
mixta
Gerência
robusta
Tecnologias atuais
Novas
tecnologias
29
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.
30
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.
31
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.
32
A SDH
•
Uma nova hierarquia digital para a
rede
de transporte.
•
Padrão mundial
•
•
Simplicidade no processo de acesso
aos
tributários.
Multiplexação baseada no
entrelaçamento de bytes.
33
Tecnologia SDH
(Synchronous Digital Hierarchy)
 Conceitos Básicos
 Definição: um conjunto hierárquico de estruturas
de transporte digital, padronizado para o transporte
de payloads sobre a rede de transmissão física
(G.708/ITU-T).
 Multiplexagem de Sinais Plesiócronos
PADRÃO NORTE AMERICANO
PADRÃO EUROPEU
SINAL VELOCIDADE CANAIS
SINAL VELOCIDADE CANAIS
DS-0
64 Kbps
1 DS-0
DS-0E
64 Kbps
1 DS-0E
DS-1
1,54 Mbps
24 DS-0
DS-1E
2,048 Mbps
32 DS-0E
DS-2
6,3 Mbps
96 DS-0
DS-2E
8,45 Mbps
128 DS-0E
DS-3
44,8 Mbps
28 DS-1
DS-3E
34 Mbps
16 DS-1E
DS-4E
140 Mbps
64 DS-1E
34
NÃO DEFINIDO
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
35
36
Estrutura do Frame
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
9n
270n
Overhead da
Section
Regeneração
AU Pointer
STM-1 Payload
Overhead da
Section
Multiplexagem
SOH
C
P
O
H
125s
VC-4 Payload
VC
+
=
POH
37
38
O Módulo de Transporte
Síncrono - STM
N x M bytes
sinal serial
M colunas
1
2
)
N x M bytes
N linhas
39
Estrutura de Quadro do STM-1
Comprimento total: 2430 bytes
• Duração: 125 s (freqüência de repetição: 8
kHz)
• Taxa de bit: 155,520 Mbits/s
2430 Bytes / Quadro
155,52 Mbits/s
270 colunas
09 colunas
261 colunas
1
3
4
5
Section Overhead
SOH
Ponteiros
Payload
09 linhas
Section Overhead
SOH
9
40
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.
2430 x N Bytes / Quadro
155,52 x N Mbits/s
270 x N colunas
09 x N colunas
261 x N colunas
1
3
4
5
Section Overhead
SOH
Ponteiros
Payload
09 linhas
Section Overhead
SOH
9
41
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.
810 Bytes / Quadro
51,840 Mbits/s
90 colunas
03 colunas
87 colunas
1
3
4
5
Section Overhead
SOH
Ponteiros
Section Overhead
SOH
9
Payload
09 linhas
42
1.3 Frame & Multiplexagem
• STM-n é a justaposição dos STM-1
– STM-1:
– STM-n :
9B x 270
9B x 270 x n
155 Mbps
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
43
44
45
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
46
As características da SDH:
•
•
•
•
•
•
•
•
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.
47
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
48
49
50
51
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
52
A estruturação da SDH:
1,544
Mbps
2,048
Mbps
6,312
Mbps
C-11
C-12
C-2
VC-11
VC-12
VC-2
VC-3
STM-16
MS
44,736
Mbps
139,264
Mbps
C-3
C-4
VC-3
Camada de via de
ordem inferior
Camada de via de
ordem superior
VC-4
STM-4
MS
Camada de
circuitos
STM-1
MS
Camada de seção
multiplexadora
STM-16
RS
STM-4
RS
STM-1
RS
Camada de seção
regeneradora
STM-16
OS
STM-4
OS
STM-1
OS
Camada física
53
Estrutura de Camadas
REDE DA CAMADA DE CIRCUITOS
VC-11
VC-12
VC-2
VC-3
Camada Path
Baixa Ordem
Camada
Path
VC-3
VC-4
MULTIPLEXAGEM
REGENERAÇÃO
CAMADA FÍSICA
Camada Path
Alta Ordem
Camada
de
Transporte
SDH
Camada
Section Camada
Meio de
Transmissão
54
A estruturação da SDH:
AU-4
VC-4
x1
xn
STM-n
C-4
144,528
Mbps
x1
x3
AUG
TU-3
TUG-3
x1
VC-3
x3
AU-3
C-3
VC-3
x1
44,736
Mbps
x7
x7
x1
TUG-2
x3
TU-2
VC-2
C-2
6,312
Mbps
TU-12
VC-12
C-12
2,048
Mbps
x4
TU-11
VC-11
C-11
1,544
Mbps
55
STM-N com 2 e 34 Mbps
139,264 Mbits/s
C-4
XN
STM-N
AUG
34,368 Mbits/s
X1
X1
AU- 4
VC- 4
TU-3
TUG-3
X3
VC- 3
X7
C-3
2,048 Mbits/s
TUG-2
TU-12
VC-12
C-12
X3
MAPEAMENTO
MULTIPLEXAÇÃO
ALINHAMENTO
56
STM-0
34,368 Mbits/s
C-3
2,048 Mbits/s
X1
X1
STM-0
X3
AUG
AU- 3
VC- 3
TUG-2
TU-12
VC-12
C-12
X7
MAPEAMENTO
MULTIPLEXAÇÃO
ALINHAMENTO
57
58
Estrutura de Multiplexagem
AM
1.54
DS-1
Mbps
6.3
DS-2
Mbps
44.8
DS-3
Mbps
140
DS-4E
Mbps
SM
C-11
VC-11
4
TU-11
1
C-2
VC-2
TU-2
7
TUG-2
7
C-3
VC-3
TU-3
C-4
VC-3
1
AU-3
3
AUG
TUG-3
VC-4
34
DS-3E
Mbps
3
AU-4
1
STM-n
155.52 Xn
Mbps
3
8.45
DS-2E
Mbps
2.048
DS-1E
Mbps
Cell ATM
C-12
C-4
VC-12
(44+)
TU-12
Mapeamento
Multiplexagem
Alinhamento
59
Formação de C-12, VC-12 e TU-12
2,048Mbit/s
34 bytes
C-12
Incluindo
POH
payload
payload
payload
payload
125us
125us
125us
125us
35 bytes
VC-12
POH
payload
POH
125us
Incluindo ponteiro
de TU-12
TU-12
PTR
(V1)
payload
125us
payload
POH
POH
125us
payload
125us
36 bytes
VC-12
125us
PTR
(V2)
VC-12
125us
PTR
(V3)
VC-12
125us
PTR
(V4)
VC-12
125us
60
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
61
Módulo de Transporte
SDH
Bit Rate
SONET
STM-1
51,84 Mbps
155,52 Mbps
STS-1
STS-3
STM-4
-
622,08 Mbps
1244,16 Mbps
STS-12
STS-24
STM-16
STM-64
2488,32 Mbps
9953,28 Mbps
STS-48
STS-192
SOH
P
O
H
...
STM
62
Velocidade de transmissão SDH e SONET
Tabela 1.1
SDH
N
1
4
16
64
STM-N
155.520 Mbps
622.080 Mbps
2,488.320 Mbps
9,953.280 Mbps
SONET
N
1
3
9
12
18
24
36
48
...
192
STS-M
51.840 Mbps
155.620 Mbps
466.560 Mbps
622.080 Mbps
933.120 Mbps
1,244.160 Mbps
1,866.240 Mbps
2,488.320 Mbps
...
9,953.280 Mbps
63