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Red óptica síncrona

La red óptica síncrona ( SONET ) y la jerarquía digital síncrona ( SDH ) son protocolos estandarizados que transfieren múltiples flujos de bits digitales de forma sincrónica a través de fibra óptica utilizando láseres o luz altamente coherente de diodos emisores de luz (LED). Con velocidades de transmisión bajas, los datos también se pueden transferir a través de una interfaz eléctrica. El método fue desarrollado para reemplazar el sistema de jerarquía digital plesiócrona (PDH) para transportar grandes cantidades de llamadas telefónicas y tráfico de datos a través de la misma fibra sin problemas de sincronización.

SONET y SDH, que son esencialmente iguales, fueron diseñados originalmente para transportar comunicaciones en modo circuito (por ejemplo, DS1 , DS3 ) desde una variedad de fuentes diferentes, pero fueron diseñados principalmente para soportar voz codificada por conmutación de circuitos, sin comprimir y en tiempo real. en formato PCM . [1] La principal dificultad para hacer esto antes de SONET/SDH era que las fuentes de sincronización de estos diversos circuitos eran diferentes. Esto significaba que cada circuito en realidad funcionaba a un ritmo ligeramente diferente y con una fase diferente. SONET/SDH permitió el transporte simultáneo de muchos circuitos diferentes de diferente origen dentro de un único protocolo de entramado. SONET/SDH no es un protocolo de comunicaciones completo en sí mismo, sino un protocolo de transporte (no un "transporte" en el sentido del modelo OSI ).

Debido a la neutralidad esencial del protocolo de SONET/SDH y las características orientadas al transporte, SONET/SDH fue la elección para transportar tramas de modo de transferencia asíncrona (ATM) de longitud fija, también conocidas como células. Rápidamente evolucionó estructuras de mapeo y concatenó contenedores de carga útil para transportar conexiones de cajeros automáticos. En otras palabras, para ATM (y eventualmente otros protocolos como Ethernet ), la compleja estructura interna utilizada anteriormente para transportar conexiones orientadas a circuitos fue eliminada y reemplazada por una trama grande y concatenada (como STS-3c) en la que se ubican las células ATM. Se colocan paquetes IP o tramas Ethernet.

Racks de multiplexores add-drop Alcatel STM-16 SDH

Tanto SDH como SONET se utilizan ampliamente en la actualidad: SONET en Estados Unidos y Canadá , y SDH en el resto del mundo. Aunque los estándares SONET se desarrollaron antes que SDH, se considera una variación de SDH debido a la mayor penetración de SDH en el mercado mundial. SONET se subdivide en cuatro subcapas con algún factor como ruta, línea, sección y capa física.

El estándar SDH fue definido originalmente por el Instituto Europeo de Estándares de Telecomunicaciones (ETSI) y está formalizado como los estándares de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) G.707, [2] G.783 , [3] G.784, [4] y G. .803. [5] [6] El estándar SONET fue definido por Telcordia [7] y el estándar T1.105 del American National Standards Institute (ANSI). [6] [8] que definen el conjunto de formatos de transmisión y velocidades de transmisión en el rango superior a 51,840 Mbit/s.

Diferencia con PDH

SDH se diferencia de la Jerarquía Digital Plesiócrona (PDH) en que las velocidades exactas que se utilizan para transportar los datos en SONET/SDH están estrechamente sincronizadas en toda la red, utilizando relojes atómicos . Este sistema de sincronización permite que redes enteras entre países funcionen sincrónicamente, lo que reduce en gran medida la cantidad de almacenamiento en búfer necesario entre los elementos de la red. Tanto SONET como SDH se pueden usar para encapsular estándares de transmisión digital anteriores, como el estándar PDH, o se pueden usar para admitir directamente el modo de transferencia asíncrono (ATM) o el llamado paquete sobre redes SONET/SDH (POS). Por lo tanto, es inexacto pensar en SDH o SONET como protocolos de comunicaciones en sí mismos; Son contenedores de transporte genéricos y polivalentes para mover tanto voz como datos. El formato básico de una señal SONET/SDH le permite transportar muchos servicios diferentes en su contenedor virtual (VC), porque es flexible en ancho de banda.

Descripción general del protocolo

SONET y SDH suelen utilizar términos diferentes para describir características o funciones idénticas. Esto puede causar confusión y exagerar sus diferencias. Con algunas excepciones, se puede considerar a SDH como un superconjunto de SONET.

SONET es un conjunto de contenedores de transporte que permiten la entrega de una variedad de protocolos, incluida la telefonía tradicional, ATM, Ethernet y tráfico TCP/IP. Por lo tanto, SONET no es en sí mismo un protocolo de comunicaciones nativo y no debe confundirse como necesariamente orientado a la conexión en la forma en que se usa habitualmente ese término.

El protocolo es una estructura muy multiplexada, con el encabezado intercalado entre los datos de forma compleja. Esto permite que los datos encapsulados tengan su propia velocidad de cuadros y puedan "flotar" en relación con la estructura y velocidad de cuadros SDH/SONET. Este entrelazado permite una latencia muy baja para los datos encapsulados. Los datos que pasan a través del equipo pueden retrasarse como máximo 32  microsegundos  (μs), en comparación con una velocidad de fotogramas de 125 μs; muchos protocolos competidores almacenan en buffer los datos durante dichos tránsitos durante al menos una trama o paquete antes de enviarlos. Se permite un relleno adicional para que los datos multiplexados se muevan dentro del encuadre general, ya que los datos se sincronizan a una velocidad diferente a la velocidad de fotogramas. El protocolo se vuelve más complejo por la decisión de permitir este relleno en la mayoría de los niveles de la estructura de multiplexación, pero mejora el rendimiento general.

Unidad de transmisión básica

La unidad básica de entramado en SDH es un STM-1 (Módulo de Transporte Síncrono, nivel 1), que opera a 155.520 megabits por segundo (Mbit/s). SONET se refiere a esta unidad básica como STS-3c (Señal de transporte síncrona 3, concatenada). Cuando el STS-3c se transporta sobre OC-3, a menudo se lo denomina coloquialmente OC-3c , pero esta no es una designación oficial dentro del estándar SONET ya que no existe una diferencia de capa física (es decir, óptica) entre un STS-3c. y 3 STS-1 transportados dentro de un OC-3.

SONET ofrece una unidad básica adicional de transmisión, la STS-1 (Señal de Transporte Síncrono 1) u OC-1 , que funciona a 51,84 Mbit/s, exactamente un tercio de una portadora STM-1/STS-3c/OC-3c. Esta velocidad viene dictada por los requisitos de ancho de banda para señales de voz telefónicas codificadas en PCM: a esta velocidad, un circuito STS-1/OC-1 puede transportar el ancho de banda equivalente a un canal DS-3 estándar , que puede transportar 672 64 kbit/s. s canales de voz. [1] En SONET, la señal STS-3c se compone de tres señales STS-1 multiplexadas; el STS-3c puede transportarse con una señal OC-3. Algunos fabricantes también admiten el equivalente SDH del STS-1/OC-1, conocido como STM-0.

Enmarcado

En la transmisión de datos orientada a paquetes, como Ethernet , una trama de paquete generalmente consta de un encabezado y una carga útil . El encabezado se transmite primero, seguido de la carga útil (y posiblemente un avance , como un CRC ). En redes ópticas síncronas, esto se modifica ligeramente. El encabezado se denomina sobrecarga y, en lugar de transmitirse antes de la carga útil, se entrelaza con ella durante la transmisión. Se transmite parte de la sobrecarga, luego parte de la carga útil, luego la siguiente parte de la sobrecarga, luego la siguiente parte de la carga útil, hasta que se haya transmitido toda la trama.

En el caso de un STS-1, la trama tiene un tamaño de 810 octetos , mientras que la trama STM-1/STS-3c tiene un tamaño de 2.430 octetos. Para STS-1, la trama se transmite como tres octetos de tara, seguidos de 87 octetos de carga útil. Esto se repite nueve veces, hasta que se hayan transmitido 810 octetos, tardando 125  μs . En el caso de un STS-3c/STM-1, que opera tres veces más rápido que un STS-1, se transmiten nueve octetos de sobrecarga, seguidos de 261 octetos de carga útil. Esto también se repite nueve veces hasta que se hayan transmitido 2.430 octetos, tardando también 125  μs . Tanto para SONET como para SDH, esto a menudo se representa mostrando el marco gráficamente: como un bloque de 90 columnas y nueve filas para STS-1, y 270 columnas y nueve filas para STM1/STS-3c. Esta representación alinea todas las columnas superiores, por lo que la parte superior aparece como un bloque contiguo, al igual que la carga útil.

La estructura interna de la sobrecarga y la carga útil dentro del marco difiere ligeramente entre SONET y SDH, y en los estándares se utilizan términos diferentes para describir estas estructuras. Sus estándares son extremadamente similares en implementación, lo que facilita la interoperabilidad entre SDH y SONET en cualquier ancho de banda determinado.

En la práctica, los términos STS-1 y OC-1 se utilizan a veces indistintamente, aunque la designación OC se refiere a la señal en su forma óptica. Por lo tanto, es incorrecto decir que un OC-3 contiene 3 OC-1: se puede decir que un OC-3 contiene 3 STS-1.

marco SDH

Un marco STM-1. Las primeras nueve columnas contienen la transparencia y los indicadores. Para simplificar, la trama se muestra como una estructura rectangular de 270 columnas y nueve filas, pero el protocolo no transmite los bytes en este orden.
En aras de la simplicidad, el marco se muestra como una estructura rectangular de 270 columnas y nueve filas. Las primeras tres filas y nueve columnas contienen la sobrecarga de la sección del regenerador (RSOH) y las últimas cinco filas y nueve columnas contienen la sobrecarga de la sección multiplex (MSOH). La cuarta fila desde arriba contiene punteros.

La trama del Módulo de transporte síncrono, nivel 1 (STM-1) es el formato de transmisión básico para SDH, el primer nivel de la jerarquía digital síncrona. La trama STM-1 se transmite exactamente en 125  μs , por lo tanto, hay 8.000 tramas por segundo en un circuito de fibra óptica OC-3 de 155,52 Mbit/s. [nb 1] La trama STM-1 consta de gastos generales y punteros más carga útil de información. Las primeras nueve columnas de cada cuadro constituyen la sección general y los punteros de la unidad administrativa, y las últimas 261 columnas constituyen la carga útil de información. Los punteros (bytes H1, H2, H3) identifican unidades administrativas (AU) dentro de la carga útil de información. Por lo tanto, un circuito OC-3 puede transportar 150,336 Mbit/s de carga útil, después de tener en cuenta los gastos generales. [nota 2]

Dentro de la carga útil de información, que tiene su propia estructura de marco de nueve filas y 261 columnas, se encuentran unidades administrativas identificadas mediante punteros. También dentro de la unidad administrativa hay uno o más contenedores virtuales (VC). Los VC contienen sobrecarga de ruta y carga útil de VC. La primera columna es para la ruta aérea; le sigue el contenedor de carga útil, que a su vez puede transportar otros contenedores. Las unidades administrativas pueden tener cualquier alineación de fase dentro del marco STM, y esta alineación se indica con el puntero en la fila cuatro.

La tara de sección (SOH) de una señal STM-1 se divide en dos partes: la tara de sección del regenerador (RSOH) y la tara de sección múltiplex (MSOH). Los gastos generales contienen información del propio sistema de transmisión, que se utiliza para una amplia gama de funciones de gestión, como monitorear la calidad de la transmisión, detectar fallas, administrar alarmas, canales de comunicación de datos, canales de servicio, etc.

La trama STM es continua y se transmite en serie: byte a byte, fila a fila.

Transporte aéreo

La sobrecarga de transporte se utiliza para señalizar y medir tasas de error de transmisión , y se compone de la siguiente manera:

Sección superior
Llamada tara de sección de regenerador (RSOH) en terminología SDH: 27 octetos que contienen información sobre la estructura de trama requerida por el equipo terminal.
Línea aérea
Llamada sobrecarga de sección múltiplex (MSOH) en SDH: 45 octetos que contienen información sobre corrección de errores y mensajes de conmutación de protección automática (por ejemplo, alarmas y mensajes de mantenimiento) según sea necesario dentro de la red. La corrección de errores se incluye para STM-16 y superiores. [9]
Puntero de unidad administrativa (AU)
Apunta a la ubicación del byte J1 en la carga útil (el primer byte en el contenedor virtual). [10]

Sobre virtual de ruta

Los datos transmitidos de un extremo a otro se denominan datos de ruta . Está compuesto por dos componentes:

Gastos generales de carga útil (POH)
9 octetos utilizados para señalización de extremo a extremo y medición de errores.
Carga útil
Datos de usuario (774 bytes para STM-0/STS-1, o 2430 octetos para STM-1/STS-3c)

Para STS-1, la carga útil se conoce como envolvente de carga útil síncrona (SPE), que a su vez tiene 18 bytes de relleno, lo que lleva a la capacidad de carga útil de STS-1 de 756 bytes. [11]

La carga útil STS-1 está diseñada para transportar una trama PDH DS3 completa. Cuando el DS3 ingresa a una red SONET, se agrega una sobrecarga de ruta y se dice que ese elemento de red SONET (NE) es un generador y terminador de ruta . El SONET NE termina la línea si procesa la línea aérea. Tenga en cuenta que dondequiera que termine la línea o la ruta, también terminará la sección. Los regeneradores SONET terminan la sección, pero no los caminos o la línea.

Una carga útil STS-1 también se puede subdividir en siete grupos tributarios virtuales (VTG). Luego, cada VTG se puede subdividir en cuatro señales VT1.5 , cada una de las cuales puede transportar una señal PDH DS1 . En cambio, un VTG puede subdividirse en tres señales VT2 , cada una de las cuales puede transportar una señal PDH E1 . El equivalente SDH de un VTG es un TUG-2; VT1.5 es equivalente a VC-11 y VT2 es equivalente a VC-12.

Se pueden multiplexar tres señales STS-1 mediante multiplexación por división de tiempo para formar el siguiente nivel de la jerarquía SONET, el OC-3 (STS-3), que funciona a 155,52 Mbit/s. La señal se multiplexa entrelazando los bytes de las tres tramas STS-1 para formar la trama STS-3, que contiene 2.430 bytes y se transmite en 125  μs .

Los circuitos de mayor velocidad se forman agregando sucesivamente múltiples circuitos más lentos, siendo siempre evidente su velocidad inmediatamente desde su designación. Por ejemplo, se pueden agregar cuatro señales STS-3 o AU4 para formar una señal de 622,08 Mbit/s denominada OC-12 o STM-4 .

La velocidad más alta comúnmente implementada es el circuito OC-768 o STM-256 , que opera a una velocidad de poco menos de 38,5 Gbit/s. [12] Cuando el agotamiento de la fibra es una preocupación, se pueden transportar múltiples señales SONET a través de múltiples longitudes de onda en un solo par de fibras mediante multiplexación por división de longitud de onda , incluida la multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM) y la multiplexación por división de longitud de onda gruesa (CWDM). . Los circuitos DWDM son la base de todos los sistemas modernos de cables de comunicaciones submarinas y otros circuitos de larga distancia.

SONET/SDH y relación con 10 Gigabit Ethernet

Otro tipo de circuito de red de datos de alta velocidad es 10 Gigabit Ethernet (10GbE). La Gigabit Ethernet Alliance creó dos variantes de 10 Gigabit Ethernet: una variante de área local ( LAN PHY ) con una velocidad de línea de 10,3125 Gbit/s y una variante de área amplia ( WAN PHY ) con la misma velocidad de línea que OC-192/STM- 64 (9.953.280 kbit/s). [13] La variante WAN PHY encapsula datos Ethernet usando una trama SDH/SONET liviana, para que sea compatible a bajo nivel con equipos diseñados para transportar señales SDH/SONET, mientras que la variante LAN PHY encapsula datos Ethernet usando una línea 64B/66B. codificación.

Sin embargo, 10 Gigabit Ethernet no proporciona explícitamente ninguna interoperabilidad a nivel de flujo de bits con otros sistemas SDH/SONET. Esto difiere de los transpondedores del sistema WDM, incluidos los sistemas de multiplexación por división de longitud de onda gruesa y densa (CWDM y DWDM) que actualmente admiten señales SONET OC-192, que normalmente pueden admitir Ethernet de 10 Gigabit con estructura SONET delgada.

Velocidades de datos SONET/SDH

El rendimiento del usuario no debe deducir la sobrecarga de la ruta del ancho de banda de la carga útil, pero el ancho de banda de la sobrecarga de ruta es variable según los tipos de conexiones cruzadas construidas en el sistema óptico.

Tenga en cuenta que la progresión de la velocidad de datos comienza en 155 Mbit/s y aumenta en múltiplos de cuatro. La única excepción es OC-24, que está estandarizado en ANSI T1.105, pero no es una velocidad estándar SDH en ITU-T G.707. [2] [8] Otras tarifas, como OC-9, OC-18, OC-36, OC-96 y OC-1536, están definidas pero no se implementan comúnmente; la mayoría se consideran tarifas huérfanas. [1] [14] [15]

Capa fisica

La capa física se refiere a la primera capa del modelo de red OSI. [16] Las capas ATM y SDH son el nivel de sección del regenerador, el nivel de línea digital, el nivel de ruta de transmisión, el nivel de ruta virtual y el nivel de canal virtual. [17] La ​​capa física se modela a partir de tres entidades principales: la ruta de transmisión, la línea digital y la sección del regenerador. [18] La sección regeneradora se refiere a la sección y capas fotónicas. La capa fotónica es la capa SONET más baja y es la encargada de transmitir los bits al medio físico. La capa de sección es responsable de generar las tramas STS-N adecuadas que se transmitirán a través del medio físico. Se ocupa de cuestiones tales como el encuadre adecuado, la supervisión de errores, el mantenimiento de secciones y el cableado de pedidos. La capa de línea garantiza un transporte confiable de la carga útil y la sobrecarga generada por la capa de ruta. Proporciona sincronización y multiplexación para múltiples rutas. Modifica los bits generales relacionados con el control de calidad. La capa de ruta es la capa de nivel más alto de SONET. Toma los datos que se van a transmitir y los transforma en señales requeridas por la capa de línea, y agrega o modifica los bits de sobrecarga de la ruta para el monitoreo del rendimiento y la conmutación de protección. [19] [20]

Protocolos de gestión de red SONET/SDH

Funcionalidad general

Los sistemas de gestión de redes se utilizan para configurar y monitorear equipos SDH y SONET de forma local o remota.

Los sistemas constan de tres partes esenciales, que se tratan más adelante con más detalle:

Las principales funciones de la gestión de la red incluyen:

Aprovisionamiento de redes y elementos de red
Para asignar ancho de banda en toda una red, se debe configurar cada elemento de la red. Aunque esto se puede hacer localmente, a través de una interfaz artesanal, normalmente se hace a través de un sistema de administración de red (ubicado en una capa superior) que a su vez opera a través de la red de administración de red SONET/SDH.
Actualización de software
Las actualizaciones de software de elementos de red se realizan principalmente a través de la red de gestión SONET/SDH en equipos modernos.
Gestión del rendimiento
Los elementos de la red tienen un conjunto muy amplio de estándares para la gestión del rendimiento. Los criterios de gestión del rendimiento permiten no sólo monitorear el estado de los elementos individuales de la red, sino también aislar e identificar la mayoría de los defectos o interrupciones de la red. El software de gestión y monitoreo de red de capa superior permite el filtrado y la resolución de problemas adecuados de la gestión del rendimiento en toda la red, de modo que los defectos e interrupciones se puedan identificar y resolver rápidamente.

Considere las tres partes definidas anteriormente:

Terminal del sistema de gestión de red

Interfaz de artesanía local
Los "artesanos" locales (ingenieros de redes telefónicas) pueden acceder a un elemento de red SDH/SONET en un "puerto artesanal" y emitir comandos a través de una terminal tonta o un programa de emulación de terminal que se ejecuta en una computadora portátil. Esta interfaz también se puede conectar a un servidor de consola , lo que permite la administración y el registro remotos fuera de banda .
Sistema de gestión de red (ubicado en una capa superior)

A menudo, esto consistirá en software que se ejecuta en una estación de trabajo que cubre varios elementos de red SDH/SONET.

Protocolos TL1/Q3

TL1

Los equipos SONET suelen gestionarse con el protocolo TL1 . TL1 es un lenguaje de telecomunicaciones para gestionar y reconfigurar elementos de red SONET. El lenguaje de comandos utilizado por un elemento de red SONET, como TL1, debe ser transportado por otros protocolos de administración, como SNMP , CORBA o XML .

Q3

SDH se ha gestionado principalmente utilizando el conjunto de protocolos de interfaz Q3 definido en las recomendaciones Q.811 y Q.812 de la UIT. Con la convergencia de SONET y SDH en la arquitectura de elementos de red y matriz de conmutación, también se han ofrecido implementaciones más nuevas TL1. [21]

La mayoría de SONET NE tienen definidas una cantidad limitada de interfaces de administración:

TL1 Interfaz eléctrica
La interfaz eléctrica, a menudo un cable coaxial de 50 ohmios , envía comandos SONET TL1 desde una red de administración local ubicada físicamente en la oficina central donde se encuentra el elemento de red SONET. Esto es para la gestión local de ese elemento de red y, posiblemente, la gestión remota de otros elementos de la red SONET.

Canales de comunicación de datos integrados (DCC) dedicados

SONET y SDH tienen canales de comunicación de datos (DCC) dedicados dentro de la sección y línea aérea para administrar el tráfico. Generalmente se utiliza la sección superior ( sección regeneradora en SDH). Según ITU-T G.7712, se utilizan tres modos para la gestión: [22]
  • Pila de solo IP , utilizando PPP como enlace de datos
  • Pila solo OSI , usando LAP-D como enlace de datos
  • Pila dual (IP+OSI) que utiliza PPP o LAP-D con funciones de túnel para comunicarse entre pilas.

Para manejar todos los canales y señales de gestión posibles, la mayoría de los elementos de red modernos contienen un enrutador para los comandos de red y los protocolos (de datos) subyacentes.

Equipo

Con los avances en los conjuntos de chips SONET y SDH, las categorías tradicionales de elementos de red ya no son distintas. Sin embargo, como las arquitecturas de red se han mantenido relativamente constantes, incluso los equipos más nuevos (incluidas las plataformas de aprovisionamiento de servicios múltiples ) pueden examinarse a la luz de las arquitecturas que admitirán. Por lo tanto, es valioso ver equipos nuevos, así como tradicionales, en términos de las categorías más antiguas.

Regenerador

Los regeneradores tradicionales terminan el tramo aéreo, pero no la línea o el camino. Los regeneradores extienden rutas de larga distancia de manera similar a la mayoría de los regeneradores, convirtiendo una señal óptica que ya ha recorrido una larga distancia en formato eléctrico y luego retransmitiendo una señal regenerada de alta potencia.

Desde finales de la década de 1990, los regeneradores han sido reemplazados en gran medida por amplificadores ópticos . Además, parte de la funcionalidad de los regeneradores ha sido absorbida por los transpondedores de los sistemas de multiplexación por división de longitud de onda.

Multiplexor y demultiplexor STS

El multiplexor y demultiplexor STS proporcionan la interfaz entre una red afluente eléctrica y la red óptica.

Multiplexor de adición y colocación

Los multiplexores add-drop (ADM) son el tipo más común de elementos de red. Los ADM tradicionales se diseñaron para admitir una de las arquitecturas de red, aunque los sistemas de nueva generación a menudo pueden admitir varias arquitecturas, a veces simultáneamente. Los ADM tradicionalmente tienen un lado de alta velocidad (donde se admite la señal de velocidad de línea completa) y un lado de baja velocidad , que puede consistir en interfaces eléctricas y ópticas. El lado de baja velocidad recibe señales de baja velocidad, que son multiplexadas por el elemento de red y enviadas desde el lado de alta velocidad, o viceversa.

Sistema de conexión cruzada digital

Los sistemas de conexión cruzada digital recientes (DCS o DXC) admiten numerosas señales de alta velocidad y permiten la conexión cruzada de DS1, DS3 e incluso STS-3/12c, etc., desde cualquier entrada a cualquier salida. Los DCS avanzados pueden admitir numerosos anillos subtendientes simultáneamente.

Arquitecturas de red

SONET y SDH tienen un número limitado de arquitecturas definidas. Estas arquitecturas permiten un uso eficiente del ancho de banda y protección (es decir, la capacidad de transmitir tráfico incluso cuando parte de la red ha fallado) y son fundamentales para el despliegue mundial de SONET y SDH para mover el tráfico digital. Cada conexión SDH/SONET en la capa física óptica utiliza dos fibras ópticas, independientemente de la velocidad de transmisión.

Conmutación de protección automática lineal

La Conmutación de Protección Automática Lineal (APS), también conocida como 1+1 , involucra cuatro fibras: dos fibras de trabajo (una en cada dirección) y dos fibras de protección. La conmutación se basa en el estado de la línea y puede ser unidireccional (cada dirección conmuta de forma independiente) o bidireccional (donde los elementos de la red en cada extremo negocian de modo que ambas direcciones generalmente se transmiten por el mismo par de fibras).

Anillo unidireccional de ruta conmutada

En los anillos unidireccionales de ruta conmutada (UPSR), se envían dos copias redundantes (a nivel de ruta) de tráfico protegido en cualquier dirección alrededor de un anillo. Un selector en el nodo de salida determina qué copia tiene la mayor calidad y utiliza esa copia, afrontando así si una copia se deteriora debido a una fibra rota u otra falla. Los UPSR tienden a ubicarse más cerca del borde de una red y, como tales, a veces se les denomina anillos colectores . Debido a que los mismos datos se envían alrededor del anillo en ambas direcciones, la capacidad total de un UPSR es igual a la velocidad de línea N del anillo OC- N . [23] Por ejemplo, en un anillo OC-3 con 3 STS-1 utilizados para transportar 3 DS-3 desde el nodo de entrada A al nodo de salida D , el 100 por ciento del ancho de banda del anillo ( N = 3) sería consumido por los nodos. A y D. ​Cualquier otro nodo en el anillo solo podría actuar como nodo de paso. El equivalente SDH de UPSR es la protección de conexión de subred (SNCP); SNCP no impone una topología de anillo, pero también puede usarse en topologías de malla.

Anillo bidireccional de línea conmutada

El anillo de línea conmutada bidireccional (BLSR) viene en dos variedades: BLSR de dos fibras y BLSR de cuatro fibras. Los BLSR cambian en la capa de línea. A diferencia de UPSR, BLSR no envía copias redundantes desde la entrada hasta la salida. Más bien, los nodos del anillo adyacentes al fallo desvían el tráfico "por el camino más largo" alrededor del anillo a través de las fibras de protección. Los BLSR cambian el costo y la complejidad por la eficiencia del ancho de banda, así como por la capacidad de admitir "tráfico adicional" que puede evitarse cuando ocurre un evento de conmutación de protección. En un anillo de cuatro fibras, se pueden soportar fallas de un solo nodo o fallas de múltiples líneas, ya que una falla o una acción de mantenimiento en una línea hace que se use la fibra de protección que conecta dos nodos en lugar de enrollarla alrededor del anillo.

Los BLSR pueden operar dentro de una región metropolitana o, a menudo, moverán el tráfico entre municipios. Debido a que un BLSR no envía copias redundantes desde la entrada a la salida, el ancho de banda total que un BLSR puede admitir no se limita a la velocidad de línea N del anillo OC- N y, de hecho, puede ser mayor que N dependiendo del patrón de tráfico en el anillo. [24] En el mejor de los casos, todo el tráfico se realiza entre nodos adyacentes. El peor caso es cuando todo el tráfico en el anillo sale de un único nodo, es decir, el BLSR sirve como anillo colector. En este caso, el ancho de banda que puede soportar el anillo es igual a la velocidad de línea N del anillo OC- N . Esta es la razón por la que los BLSR rara vez, o nunca, se implementan en anillos colectores, pero a menudo se implementan en anillos entre oficinas. El equivalente SDH de BLSR se denomina anillo de protección compartida de sección múltiplex (MS-SPRING).

Sincronización

Las fuentes de reloj utilizadas para la sincronización en redes de telecomunicaciones se clasifican por calidad, lo que comúnmente se denomina estrato . [25] Normalmente, un elemento de red utiliza el estrato de mayor calidad disponible, que puede determinarse monitoreando los mensajes de estado de sincronización (SSM) de las fuentes de reloj seleccionadas.

Las fuentes de sincronización disponibles para un elemento de red son: [ cita necesaria ]

Temporización externa local
Esto lo genera un reloj atómico de cesio o un reloj derivado de un satélite mediante un dispositivo ubicado en la misma oficina central que el elemento de red. La interfaz suele ser un DS1, con mensajes de estado de sincronización proporcionados por el reloj y colocados en la sobrecarga del DS1.
Temporización derivada de línea
Un elemento de red puede elegir (o configurarse) derivar su sincronización del nivel de línea, monitoreando los bytes de estado de sincronización S1 para garantizar la calidad.
Posponer
Como último recurso, en ausencia de una sincronización de mayor calidad, un elemento de red puede pasar a modo de reserva hasta que vuelva a estar disponible una sincronización externa de mayor calidad. En este modo, el elemento de red utiliza sus propios circuitos de temporización como referencia.

Bucles de sincronización

Un bucle de temporización se produce cuando los elementos de red de una red obtienen cada uno su temporización de otros elementos de la red, sin que ninguno de ellos sea una fuente de temporización "maestra". Este bucle de red eventualmente verá su propio tiempo "alejándose flotando" de cualquier red externa, causando misteriosos errores de bits y, en última instancia, en el peor de los casos, una pérdida masiva de tráfico. El origen de este tipo de errores puede resultar difícil de diagnosticar. [26] En general, una red que se ha configurado correctamente nunca debería encontrarse en un bucle de sincronización, pero algunas clases de fallas silenciosas podrían causar este problema.

SONET/SDH de próxima generación

El desarrollo de SONET/SDH fue impulsado originalmente por la necesidad de transportar múltiples señales PDH, como DS1, E1, DS3 y E3, junto con otros grupos de tráfico de voz modulado por pulsos de código de 64 kbit/s multiplexado. La capacidad de transportar tráfico de cajeros automáticos fue otra de las primeras aplicaciones. Para soportar grandes anchos de banda ATM, se desarrolló la concatenación, mediante la cual contenedores de multiplexación más pequeños (por ejemplo, STS-1) se multiplexan inversamente para construir un contenedor más grande (por ejemplo, STS-3c) para soportar grandes canales orientados a datos.

Sin embargo, un problema de la concatenación tradicional es la inflexibilidad. Dependiendo de la combinación de tráfico de datos y voz que se deba transportar, puede quedar una gran cantidad de ancho de banda no utilizado, debido a los tamaños fijos de los contenedores concatenados. Por ejemplo, instalar una conexión Fast Ethernet de 100 Mbit/s dentro de un contenedor STS-3c de 155 Mbit/s genera un desperdicio considerable. Más importante es la necesidad de que todos los elementos intermedios de la red admitan tamaños de concatenación recientemente introducidos. Este problema se superó con la introducción de la concatenación virtual.

La concatenación virtual (VCAT) permite un ensamblaje más arbitrario de contenedores de multiplexación de orden inferior, construyendo contenedores más grandes de tamaño bastante arbitrario (por ejemplo, 100 Mbit/s) sin la necesidad de elementos de red intermedios para soportar esta forma particular de concatenación. La concatenación virtual aprovecha los protocolos X.86 o Procedimiento de encuadre genérico (GFP) para asignar cargas útiles de ancho de banda arbitrario al contenedor virtualmente concatenado.

El esquema de ajuste de capacidad de enlace (LCAS) permite cambiar dinámicamente el ancho de banda mediante concatenación virtual dinámica, multiplexando contenedores en función de las necesidades de ancho de banda a corto plazo en la red.

El conjunto de protocolos SONET/SDH de próxima generación que permiten el transporte Ethernet se denomina Ethernet sobre SONET/SDH (EoS).

Fin de la vida y jubilación

SONET/SDH fue utilizado por proveedores de acceso a Internet para grandes clientes y ya no es competitivo en el suministro de circuitos privados. El desarrollo se ha estancado durante la última década (2020) y tanto los proveedores de equipos como los operadores de redes SONET/SDH están migrando a otras tecnologías como OTN y Ethernet de área amplia.

British Telecom cerró recientemente (marzo de 2020) sus productos KiloStream y Mega Stream, que fueron los últimos usos a gran escala de BT SDH. BT también ha suspendido nuevas conexiones a su red SDH, lo que indica que pronto se retirarán los servicios. [27] [28] [29]

Ver también

Notas

  1. ^ 2430 octetos por cuadro × 8 bits por octeto × 8000 cuadros por segundo = 155,52 Mbit/s
  2. ^ 2349 octetos de carga útil por cuadro × 8 bits por octeto × 8000 cuadros por segundo = 150,336 Mbit/s
  3. ^ velocidad de línea menos el ancho de banda de los gastos generales de línea y sección

Referencias

  1. ^ abc Horak, Ray (2007). Manual de Telecomunicaciones y Comunicaciones de Datos . Wiley-Interscience. pag. 476.ISBN​ 978-0-470-04141-3.
  2. ^ ab Rec. UIT-T. G.707/Y.1322, Interfaz de nodo de red para la jerarquía digital síncrona (SDH)., Ginebra: Unión Internacional de Telecomunicaciones, enero de 2007 , consultado el 3 de noviembre de 2010.
  3. ^ Rec. UIT-T. G.783, Características de los bloques funcionales de equipos de jerarquía digital síncrona (SDH), Ginebra: Unión Internacional de Telecomunicaciones, marzo de 2006 , consultado el 3 de noviembre de 2010.
  4. ^ Rec. UIT-T. G.784, Aspectos de gestión del elemento de red de transporte de jerarquía digital síncrona (SDH), Ginebra: Unión Internacional de Telecomunicaciones, marzo de 2008 , consultado el 3 de noviembre de 2010.
  5. ^ Rec. UIT-T. G.803, Arquitectura de redes de transporte basadas en la jerarquía digital síncrona (SDH)., Ginebra: Unión Internacional de Telecomunicaciones, marzo de 2000 , consultado el 3 de noviembre de 2010.
  6. ^ ab "Resumen técnico de SONET/SDH". Festival tecnológico . TechFest.com. 2002. Archivado desde el original el 27 de enero de 1999 . Consultado el 13 de noviembre de 2010 .
  7. ^ Telcordia GR-253-CORE, Sistemas de transporte de red óptica síncrona (SONET): criterios genéricos comunes (octubre de 2009). Número 5.
  8. ^ ab ANSI T1.105.07-1996 (R2005), Red óptica síncrona (SONET): especificación de formatos y velocidades de interfaz Sub-STS-1., Nueva York: American National Standards Institute, 1996, archivado desde el original el 6 de marzo de 2012
  9. ^ "Corrección de errores de reenvío en redes ópticas" (PDF) . Sistemas Conexant, Inc. Archivado desde el original (PDF) el 10 de diciembre de 2014 . Consultado el 10 de diciembre de 2014 .
  10. ^ "Descripción gráfica de la jerarquía digital síncrona (SDH)". Cisco . San José, California: Cisco india Systems. 1 de octubre de 2006 . Consultado el 14 de noviembre de 2010 .
  11. ^ "Red óptica síncrona (SONET)". Foros web profesionales . Consorcio Internacional de Ingeniería. 2007. Archivado desde el original el 7 de abril de 2008 . Consultado el 21 de abril de 2007 .
  12. ^ "Conexión a Internet OC 768". GCG . Grupo de Comunicaciones Globales. 2009. Archivado desde el original el 20 de septiembre de 2010 . Consultado el 14 de noviembre de 2010 .
  13. ^ Norma IEEE 802.3bv-2017
  14. ^ Tozer, Edwin Paul J. (2004). "1.8.11 Jerarquía digital síncrona (SDH)". Libro de referencia del ingeniero de radiodifusión . Prensa focalizada. pag. 97.ISBN 978-0-240-51908-1.
  15. ^ Elbert, Bruce R. (2008). Introducción a la Comunicación por Satélite . Serie de aplicaciones espaciales de Artech House (3ª ed.). Casa Artech. pag. 73.ISBN 978-1-59693-210-4.
  16. ^ Tyson, Jeff. "Cómo funciona OSI" HowStuffWorks.com. <http://computer.howstuffworks.com/osi.htm> 2 de diciembre de 2011.
  17. ^ Black, Uyless D. Tecnologías de comunicaciones emergentes. Englewood Cliffs, Nueva Jersey: PTR Prentice Hall, 1994. 298-99. Imprimir.
  18. ^ Hassan, Rosilah, James Irvine e Ian Glover. "Diseño y análisis del transporte de autobuses virtuales utilizando jerarquía digital síncrona/redes ópticas síncronas". Revista de Ciencias de la Computación 4.12 (2008): 1003-011. Imprimir.
  19. ^ "SONET: ¿Cómo funciona SONET?" Carpincho.Org. Web. 2 de diciembre de 2011. <[1]>.
  20. ^ "Introducción a SONET". Redes - Conceptos básicos de redes informáticas y inalámbricas - Tutoriales de redes domésticas. Web. 2 de diciembre de 2011. <http://compnetworking.about.com/od/hardwarenetworkgear/l/aa092800a.htm Archivado el 20 de junio de 2016 en Wayback Machine >.
  21. ^ "Marco para la gestión integrada de redes híbridas de circuitos/paquetes". www.ietf.org . 2003 . Consultado el 15 de junio de 2023 .
  22. ^ Rec. UIT-T. G.7712/Y.1703, Arquitectura y especificación de la red de comunicación de datos, Ginebra: Unión Internacional de Telecomunicaciones, 30 de marzo de 2007
  23. ^ "Comprensión de SONET UPSR". Página de inicio de SONET . Consultado el 14 de noviembre de 2010 .
  24. ^ "Comprensión de SONET BLSR". Página de inicio de SONET . Consultado el 14 de noviembre de 2010 .
  25. ^ Matthew Gast (agosto de 2001). "Capítulo 5: Temporización, sincronización y sincronización en el sistema T-carrier". T1: Una guía de supervivencia . "O'Reilly Media, Inc.". ISBN 0-596-00127-4. Archivado desde el original el 18 de agosto de 2001 . Consultado el 28 de septiembre de 2012 .
  26. ^ "¿Por qué un bucle de sincronización es tan malo y por qué es tan difícil de solucionar?". Sincronización óptica: preguntas frecuentes . Sistemas Cisco . 2 de diciembre de 2005 . Consultado el 28 de septiembre de 2012 .
  27. ^ Jubilación de KiloStream
  28. ^ Migración de SDH a ​​OTN
  29. ^ "Retiro de MegaStream". Archivado desde el original el 5 de julio de 2020 . Consultado el 4 de julio de 2020 .

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