1

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

3

Modulação por código de pulso (PCM)Modulação por código de pulso (PCM)

Figura 1 - PCMFigura 1 - PCM

4

Conversão analógico-digital utilizando PCMConversão analógico-digital utilizando PCM

Figura 2 - Utilização de PCMFigura 2 - Utilização de PCM

5

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

6

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

8

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).

9

Figura 5 - Transmissão SíncronaFigura 5 - Transmissão Síncrona

10

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

11

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.

12

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

15

16

SDH - Synchronous Digital Hierarchy

• Provê aos diversos serviços de telecomunicações o transporte de sinais digitais.

SDHSDHPDH PDH

ATMATM

17

SDH - Synchronous Digital Hierarchy

Arquitetura mixta

Gerência robusta

Alta velocidade

Tecnologias atuaisNovas

tecnologias

18

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.

20

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.

21

• 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

22

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

23

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

24

25

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

26

27

)

sinal serial

N x M bytesN linhas

M colunas

N x M bytes

1

2

O Módulo de Transporte Síncrono - STM

28

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

29

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

31

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

32

33

34

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

35

• 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:

36

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

37

38

39

40

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

41

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

42

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

43

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

46

47

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

48

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

49

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

50

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

51

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