Redes de Transporte SDH

Redes de Transporte SDHProteco e restauro

Joo Pires

Redes de Telecomunicaes

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Superviso e alarmes em redes SDH O sistema de proteco ou de restauro numa rede SDH activado na presena de falhas graves num certo sector da rede. Essas falhas desencadeiam um processo de gerao de alarmes, que por sua vez so responsveis por activar o sistema referido. Um comportamento errtico em certas funcionalidades da rede pode ser classificado como anomalia, defeito ou falha. Uma anomalia corresponde a uma degradao do desempenho do sistema. Um defeito conduz a uma incapacidade para executar um servio devido ao mau funcionamento do hardware ou do software do sistema, ou a uma degradao do desempenho muito acentuada, traduzida por uma razo de erros binrios igual ou superior a 10-3. Uma falha um defeito persistente. A deteco de um defeito a nvel de caminho ou seco realizada monitorizando o sinal recebido. Exemplos de defeitos: perda de sinal ou LOS (loss of signal), perda de trama ou LOF (loss of frame), incoerncia do trao do sinal ou TIM (trace identification mismatch) e sinal no equipado ou UNEQ (signal unequipped), perda de ponteiro ou LOP (loss of pointer). As anomalias so originadas por eventos tais como perda de enquadramento de trama ou OOF (out of frame alignment), sinal degradado ou SD (signal degrade) e os erros de detectados usando B1, B2, B3 e BIP-2 desde que a razo de erros fique abaixo de 10-3.

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Superviso e alarmes em redes SDH (2) Critrios para detectar defeitos e anomalias:Interface elctrica: O sinal de entrada no apresenta transies durante um certo intervalo de tempo (Siemens, 1.6 s).

Perda de sinal (LOS)Interface ptica: A potncia ptica mdia na entrada est abaixo de um certo valor de limiar (Siemens SMA-4, 622 Mbit/s, =1.55 m, o limiar 36 dBm). Uma perda de enquadramento declarada quando no mnimo 1 bit nos octetos A1 e A2 est errado durante 625 s. O estado OOF abandonado quando so recebidas duas tramas consecutivas com o PET correcto. ITU-T: G783. Uma perda de trama declarada quando um OOF persiste durante um certo perodo de tempo ( 3 ms). O estado LOF abandondo quando as trama so recebidas com o PET correcto durante um perdo de tempo de 3 ms. ITU-T: G.783. Corresponde a receber N ponteiros consecutivamente invertidos ou N NDF consecutivos no estado activo com 8N 10. O estado LOP abandonado quando so recebidos 3 ponteiros vlidos consecutivos. ITU-T: G783. Um sinal degradado corresponde a uma sinal cuja taxa de erros ultrapassa um limiar pr-definido no intervalo de 10-5 a 10-9 .

Perda de enquadramento (OOF)

Perda de trama (LOF)

Perda de ponteiro (LOP)

Sinal degradado (SD)

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Superviso e alarmes em redes SDH (3) O estado dos defeitos indicado por dois alarmes principais: sinal de indicao de alarme ou AIS (Alarm Indication Signal) e indicao de defeito distante ou RDI (remote defect indication). O primeiro notifica o defeito no sentido directo da transmisso da informao e o segundo em sentido inverso.MS-AIS (AIS da seco de multiplexagem): gerado fazendo b6b7b8=111 no octeto K2 ( 3 tramas), ou colocando todos os bits a 1 no conjunto do mdulo STM, com excepo do cabealho de regenerao.

Tipos de AIS(ITU-T: G783)

AU-AIS (AIS da unidade administrativa): gerado colocando os octetos H1 e H2 no estado 1, ou colocando todos os bits (incluindo o ponteiro) da AU a 1. TU-AIS (AIS da unidade tributria): gerado colocando os octetos V1 e V2 no estado 1, ou colocando todos os bits da TU (incluindo o ponteiro) a 1. MS- RDI (RDI de seco de multiplexagem): gerado fazendo b6b7b8=110 no octeto K2 para m tramas (m=3-5).

Tipos de RDI(ITU-T: G783)

HP- RDI (RDI do caminho de ordem superior, High order path): gerado fazendo b5=1 no octeto G1 para m tramas ( m=3,5 ou 10). LP- RDI (RDI do caminho de ordem inferior, Low order path): gerado no VC-3 fazendo b5=1 no octeto G1 para m tramas e no VC1/VC2 fazendo b8 =1 no octeto V5 para m tramas (m=3,5 ou 10).

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Propagao de alarmes em sistemas SDH A transmisso de alarmes suportada na estrutura estratificada da SDH. No caso de ocorrer um perda de sinal (LOS) numa seco de regenerao, o que implica que o sinal STM-N na direco este perdido, ento o equipamento de terminao de seco de regenerao detecta essa falha e envia uma alarme AIS na direco directa (sentido este).Caminho de ordem inferior (LOP,low order path) Caminho de ordem superior (HOP, high order path) Seco de multiplexagemAIS: a AIS gerada no RSTE consiste em colocar a 1 todos os octetos da trama com excepo do cabealho de reg.

Oeste

Seco de regenerao

Este

LOPTE

HOPTE

MSTE

RSTE

LOSMS-RDI

RSTE

MSTE

HOPTE

LOPTE

AISEquipamento terminal (TE) do caminho de ordem inferior 1

AIS1

AIS1

deteco de alarme gerao de alarme

HP-RDI LP-RDIV5 G1

K2

O alarme desencadeia uma cadeia de alarmes AIS. O equipamento terminal de seco de multiplexagem (MSTE) do lado este depois de detectar o AIS envia para o MSTE do lado oeste um alarme RDI. Este procedimento repete-se para as camadas de caminho.

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Alarmes associado a erros BIP Quando o sinal recebido contem erros, os cdigos BIP permitem detectar esses erros no mbito das diferentes camadas. Desde que a taxa de erros seja inferior a 10-3 esses erros no conduzem a uma falha do sistema e so tratados como anomalias. A informao sobre essa anomalia deve ser enviada em sentido inverso sobre a forma de um alarme designado por indicao de erro distante ou REI (Remote Error Indication).MS-REI (REI da seco de multiplexagem): O nmero de blocos detectados errados pelo cdico BIP-24 (B2,STM-1) transmitido no octeto M1 para o ponto de formao da seco de multiplexagem. HP-REI (REI do caminho de ordem superior): O nmero de blocos detectados errados pelo cdigo BIP-8 (B3) transmitido no octeto G1 (b1b2b3b4) para o ponto de formao do caminho de ordem superior.

Tipos de REI(ITU-T: G707)

G1N erros 0 1 8 0 0 b1b2b3b4 0000 0001 1000 1001 1111

M1N erros b2b3b4 b5b6b7b8 0 1 24 0 0 000 0000 000 0001 001 1000 001 1001 111 1111

LP-REI (REI do caminho de ordem inferior): VC-3 semelhante ao HP-REI. VC1/VC-2 Quando so detectados pelo BIP-2 um ou mais blocos errados o b3 do octeto V5 colocado a 1 e enviado para o ponto de formao do caminho de ordem inferior

Para o STM-4 o M1 permite indicar at 96 erros. Para o STM-16 ou superiores o nmero mximo de erros que possvel indicar 255.

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Papel de B3 e G1 na monitorizao de erros Considera-se dois elementos de rede (A e B) e o protocolo associada transmisso dos cdigos BIP para o caso de um contentor virtual.BIP-8 (1)Clculo do BIP-8 do VC n1

NE A

NE BVC n 0

VC n 1

Incorporao do BIP-8 (1)

BIP-8 (1)Clculo do BIP-8 do VC n1

B3 VC n 2 VC n 1

Incorporao do BIP-8 (2)

BIP-8 (1)

B3 VC n 3 VC n 2

B3 VC n 1

Comparao entre o B3 e o BIP-8(1)

VC n 0

VC n 1 G1Resultado incorporado em G1

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Propagao de erros em sistemas SDH Os erros de bloco so detectados comparando o BIP gerado na extremidade onde a camada originada e cujo valor transmitido nos octetos B, com o valor do BIP gerado na extremidade onde a camada termina.Valor do B3 de um VC na recepo 1 1 0 1 0 0 1 1 H desacordo em trs bits, logo o contador de erros do G1:REI colocado a 3 0 0 1

Valor do BIP-8 calculado na recepo

0

1 1 1

0

Erros detectados na seco de regenerao originam uma sequncia de alarmes:Caminho de ordem inferior (LOP,low order path) Caminho de ordem superior (HOP, high order path) Seco de multiplexagem

Oeste

Seco de regenerao

Este

LOPTE

HOPTE

MSTE

RSTE

Erros BIPB1

RSTE

MS-BIPB2

MSTE

HP-BIPB3

HOPTE

LP-BIPBIP-2

LOPTE

Equipamento terminal (TE) do caminho de ordem inferior

MS-REI HP-REI LP-RDIV5 G1 M1


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Deteco e gerao de alarmes

TU-LOP

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Exemplo de propagao de alarmes (Prob.17) Considere um sistema constitudo por dois elementos de rede SDH com capacidade STM1. Num determinado momento h uma perda de um E-3 no sentido oeste-este no NE1. Represente a sequncia de alarmes originada.OesteLOPTE

EsteVC3= HOPTE TU-AIS 1MSTE RSTE RSTE MSTE HOPTE LOPTE

AIS1


NE1LP-RDIV5

NE2

No NE2 na comunicao oeste-este h uma perda do ponteiro do AU-4. Represente a sequncia de alarmes originada.Lower Order Path Termination Equipment Multiplex Section Termination Equipment Regeneration Section Termination Equipment High Order Path Termination Equipment

OesteLOPTE HOPTE MSTE RSTE RSTE

EsteLOPMSTE HOPTE LOPTE

AU-AISH1,H2

AIS1


HP-RDI LP-RDIV5 G1

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Sobrevivncia de redes SDH As tcnicas usadas para garantir que uma rede SDH continue a proporcionar servios mesmo em presena de falhas na rede so as seguintes: Proteco de equipamento; Proteco linear; Proteco de anel; Restauro. A proteco de equipamento (cartas, lasers, etc) garantinda duplicando o equipamento. A proteco linear aplicada em ligaes ponto-a-ponto. Essa proteco pode ser realizada a nvel de caminho (proteco de caminho), ou a nvel de seco de multiplexagem (proteco de seco). A proteco de anel aplica-se a topologias fsicas em anel e tambm pode ser realizada a nvel de caminho ou a nvel de seco. O restauro aplica-se a redes com uma topologia fsica em malha e consiste em encontrar caminhos alternativos aos caminhos com falhas, sendo a operao, normalmente, coordenada pelo centro de gesto de rede.

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Proteco linear A proteco linear de caminho protege os caminhos individualmente, enquanto a proteco de seco protege todo o sinal STM-N. Qualquer uma dessas proteces ainda pode ser dedicada (1+1) ou partilhada (1:1).

Proteco de seco dedicada (1+1)O sinal STM-N duplicado e enviado simultaneamente pela via de servio e pela via de proteco (fibras de servio e proteco). Na recepo seleccionado o sinal da via de servio. Quando esse sinal se degrada o receptor comuta para a via de proteco.comutador Fibra de servio

Alarmes que desencadeiam a comutao

Funcionamento em estado normalNE 1

Fibra de proteco

NE 2Corte na fibra de serviocomutador

Perda de sinal ou LOS (Loss of Signal) Perda de trama ou LOF (Loss of Frame) AIS na seco de multiplexagem (MS-AIS) Sinal degradado ou DS (Degraded Signal) O sistema pode funcionar em modo de proteco reversvel (volta situao normal depois da falha ser reparada) ou modo irreversvel no caso oposto.

Funcionamento depois de uma falhaNE 1

Fibra de proteco

NE 2

Esta forma de proteco muito rpida e no requer nenhum protocolo de sinalizao

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Proteco linear (seco 1+1) A proteco linear dedicada (1+1) pode ser unilateral (single ended) ou bilateral (dual ended). No primeiro caso a comutao de proteco s tem lugar no sentido da comunicao em que ocorreu a falha, enquanto no segundo ocorre nos dois sentidos.Fibra de servio comutador

Funcionamento em estado normal

Fibra de proteco

Fibra de servio

Comunicao bidireccional

Fibra de proteco

NE 1comutador

NE 2

No sistema unilateral reversvel o sistema volta ao estado normal (trfego sobre a fibra de servio) depois da reparao da falha. Para estabilizar o processo h um tempo de atraso de reestabelecimento (Wait To Restore), que bloqueia o regresso ao estado normal durante um perodo de cerca de 5 a 12 minutos (ITU-T G-803).

Comutao unilateralFibra de servio

Comutao bilateralFibra de servio

Fibra de proteco

Fibra de proteco

Fibra de servio

Fibra de servio

Fibra de proteco

Fibra de proteco

NE 1

NE 2

NE 1

NE 2

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Proteco linear (seco 1:1) A proteco de seco 1+1 requer a duplicao dos sistemas de linha, sendo por isso uma soluo despendiosa. Tem a vantagem de no requerer sinalizao entre os ns da rede, sendo portanto muito rpida. A proteco 1:1 requer o uso de sinalizao (mais lenta), mas pode usar o sistema de proteco para trfego no prioritrio.

Proteco de seco partilhada (1:1)O sinal STM-N enviado num certo instante enviado atravs de uma nica via. Em presena de uma falha na fibra o sinal comutado para a outra fibra. Requer tambm o uso de um comutador no emissor e um protocolo APS (Automatic Protection Switching).comutador Fibra de servio comutador

Alarmes que desencadeiam a comutao

Funcionamento em estado normalNE 1

Fibra de proteco

NE 2comutador Fibra de servio

Perda de sinal ou LOS (Loss of Signal) Perda de trama ou LOF (Loss of Frame) AIS na seco de multiplexagem (MS-AIS) Sinal degradado ou DS (Degraded Signal) O NE que detecta a falha (NE 2) deve comunicar com o NE que incia a seco (NE 1) usando o protocolo APS, para este comutar o trfego para a via de proteco.

Funcionamento depois de uma falhaNE 1

Fibra de proteco

NE 2

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Proteco linear (seco 1:N) A proteco partilhada 1:N derivada da proteco 1:1, tendo-se neste caso uma seco de proteco a proteger N seces de servio. Neste caso pode proteger-se a falha numa nica seco (Proteco de Seco de Multiplexa.)Selector Comutador 1O comutador ao comutar para o canal de proteco estabelece uma derivaoSeco de servio #2 Seco de servio #1

2

Este sistem tem de funcionar em modo reversvel, ou seja, depois da falha reparada o trfego tem de voltar seco de servio afectada. Na presena de falhas mltiplas o protocolo APS deve garantir que s o trfego numa das seces com falhas comutado para a seco de proteco.

Seco de servio #N

Seco de proteco

N

NE 1

Seco de proteco

NE 2

Trfego no prioritrioComutador

APS

De acordo com a norma G.783 do ITU-T as seces de servio so numerados de 1 a 14 e o canal de proteco (canal para trfego no prioritrio) numerado com 15.

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Protocolo APS da seco de multiplexagem O protocolo de comutao de proteco automtica ou APS (Automatic Protection Switching) permite coordenar a aco de comutao associada a falhas, atravs do envio de pedidos de comutao e da confirmao dos actos realizados. A proteco linear a nvel da seco de multiplexagem faz uso dos octetos K1 e K2. O K1 indica o pedido de sinal de trfego para uma aco de comutao. Os primeiros quatro bits indicam o tipo de pedido. Os ltimos quatro bits indicam a seco que requereu o pedido.Condio: Falha de sinal ou SF(signal fail), degradao de sinal ou SF (signal degrade). Cada condio tem uma alta ou baixa prioridade.

Tipos de pedidos(ITU-T: G783)

Estado: Atraso de restabelecimento (wait-to-restore), ausncia de pedido (no request), pedido reverso (reverse request), etc. Pedido externo: Inibio de proteco (lockout of protection), comutao forada ou manual (forced and manual switch), etc.

Os primeiros quatro bits de K2 indicam o nmero da seco ligada pela derivao resultante da aco de comutao. O bit 5 indica a arquitectura de proteco ( igual a 0 para 1+1 e igual a 1 para 1:N). Os outros trs bits so usados para a transmisso de alarmes MS-AIS ou MS-RDI. Joo Pires Redes de Telecomunicaes 172

Exemplo de comutao de proteco Tipos de pedidos (associado a cada pedido h uma prioridade):b1b2b3b41111 1101 1100 1011 1010 0110 0010 0000

Tipos de pedidosInibio de proteco Falha de sinal (Prioridade elevada) Falha de sinal (Prioridade baixa) Degradao de sinal (Prio. elevada) Degradao de sinal (Prio. baixa) Atraso de reestabelecimento Pedido reverso Ausncia de pedido

Prioridade15 13 12 11 10 6 2 0

Representa-se alguns tipos de pedidos, as correspondentes prioridades e o valor dos primeiros quatro bits do octeto K1

Exemplo de comutao de proteco entre dois multiplexadores A e BK1=0000 0000 K2=0000 1000 SD K1=1010 0011 K2=0000 1000No h falhas. A proteco no usada.

ADepois de comparar as prioridades da ligao existente (0) com as prioridades do pedido (10) confirma a utilizao pelo canal 3 da seco de proteco e pede a B para estebelecer uma derivao para o canal 3.

B

Degradao do sinal detectada em B no canal 3 (baixa priorid.) Informao da falha para A e pedido para comutar a seco 3 para a seco de proteco. Depois de receber o pedido reverso, estabelece uma derivao e comuta a seco para proteco.

K1=0010 0011 K1=1010 0011

K2=0011 1000 K2=0011 1000

Comuta o canal 3 para a seco de proteco. A comutao bidireccional est completa.

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Proteco linear de caminho A proteco linear de caminho tambm designada por proteco de trail VC uma mecanismo de proteco extremo a extremo que pode ser usado para proteger um caminho que atravesse a rede de um ou mais operadores. A proteco linear de caminho pode ser dedicada (1+1) ou partilhada (1:1). No ltimo caso o protocolo APS transmitido no octeto K3 para os VC de ordem superior ou no octeto K4 para os VC de ordem inferior. Exemplo de proteco linear 1+1 do caminho VC-12Via 1 Via 2

MS

VC-41e 1r 2r 2e

VC-4

MS

O VC-12 enviado simultaneamente sobre a via 1 e sobre a via 2 (1e, 2e). O BIP-2 do VC-12 controla a qualidade dos dois VC-12 recebidos (1r e 2r), permitindo escolher o de melhor qualidade.

TU-12Via 1 Via 2

VC-12

BIP-2 Controlo de qualidade

VC-12

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Proteco de anel: Tipos e estutura dos anis Os anis podem ser unidireccionais ou bidireccionais.No caso dos anis unidireccionais um caminho (bidireccional) entre dois ns ocupa todo o anel, enquanto nos anis bidireccionais s ocupa parte do anel.Anel UnidireccionalCA AC

Anel Bidireccional com 2 fibrasArcoCA AC

ADM A

ADM A

ADM D

ADM D ADM B OADM C Fibra de proteco Fibra de Proteco

OADM B

ADM C

Fibra de Servio Fibra de servioCA AC CA AC

Um anel composto de diferentes arcos, sendo cada um responsvel por ligar dois ns. Os anis ainda podem usar duas ou quatro fibras.

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Proteco de anel: proteco a nvel de seco A proteco de anel a nvel de seco de multiplexagem pode ser partilhada ou dedicada.Anel com proteco partilhada de seco de multiplexagem ou MS-SPRING (Multiplex Section Shared Protection Ring) Anel com proteco dedicada de seco de multiplexagem ou MS-DPRING (Multiplex Section Dedicated Protection Ring)

Proteco de seco(ITU-T: G841)

Os anis MS-SPRING compreedem duas categorias: anis de 2 fibras e anis com quatro fibras. Estes anis so bidireccionais: Os sinais de trfego normal (canais de servio) so transmitidos sobre os mesmos arcos mas em sentido oposto. Os canais de servio so protegidos pelos canais de proteco, que podem ser usados para trfego no prioritrio. Na terminologia SONET esses anis designam-se por BLSR (Bidirectional Line-Switched Rings). Os anis MS-DPRING consistem em dois anis unidireccionais com propagao em sentido inverso. Um transporta trfego normal (anel de servio) e o outro reservado para proteger este trfego (anel de proteco). Joo Pires Redes de Telecomunicaes 176

Anel MS-DPRING No anel com proteco dedicada de seco de multiplexagem os diferentes ns esto ligados por duas fibras pticas uma para funo de servio e outra para proteco. O anel unidireccional e no estado de funcionamento normal s a fibra de servio transporta trfego. O anel de proteco usado quando a terminao de seco de multiplexagem detecta uma falha ou uma degradao do sinal na fibra de servio.CA AC CA AC

ADM A

ADM A

ADM D

Estado NormalADM B

Estado de ProtecoADM D ADM B

Fibra de proteco ADM C

DerivaoADM C

Corte nas duas fibrasFibra de servioCA AC

Derivao

CA

AC

Depois de detectada a falha inicia-se o processo de recuperao usando o protocolo APS, o qual permite estabelecer derivaes da fibra de servio para a fibra de proteco nos ns que envolvem a falha e transportar a seco afectada pela fibra de proteco. Joo Pires Redes de Telecomunicaes 177

Anel MS-SPRING com duas fibras No anel MS-SPRING com duas fibras a capacidade de trabalho entre quaisquer dois ns s usa metade da capacidade bidireccional total, sendo a outra metade destinada a proteco. Assim, por exemplo, num anel com capacidade STM-N, os sinais STM-N transmitidos nos dois sentidos reservam os AU-4 numerados de 1 a N/2 para o transporte de trfego de servio e os AU-4 numerados de N/2-1 a N para proteco. Estado NormalCA AC

Estado de ProtecoSTM-NCA AC

ADM A

ADM A

ADM D

Proteco

ADM B

ADM D

ADM B

DerivaoADM C ADM C

Corte nas duas fibras Derivao

Fibras pticas

CA AC

CA

AC

A falha indicada a nvel de seco e a recuperao da falha usa o APS

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Protocolo APS de anel O protocolo de comutao de proteco automtica ou APS (Automatic Protection Switching) de seco de multiplexagem usado nos anis SDH faz tambm uso dos octetos K1 e K2. Os primeiros quatro bits (b1b2b3b4) de K1 indicam o tipo de pedido. Os ltimos quatro bits (b5b6b7b8) indentificam o n destinatrio do pedido.Condio: Falha de sinal ou SF(signal fail), degradao de sinal ou SF (signal degrade). Cada condio pode-se aplicar ao anel ou ao arco.

Tipos de pedidosPedidos iniciados externamente ao NE (utilizador ou sistema de gesto).

Estado: Atraso de restabelecimento (wait-to-restore), ausncia de pedido (no request), pedido reverso (reverse request) a nvel de anel ou do arco, etc. Pedido externo: Inibio de proteco (lockout of protection), comutaoforada ou manual (forced and manual switch) a nvel de anel ou de arco,etc.

Os ns do anel so identificados por um nmero escolhido entre 0 e 15, o que permite ter no mximo 16 ns por anel. Os primeiros quatro bits de K2 indentificam o n originrio do pedido. O bit 5 identifica o tipo de percurso no anel ( igual a 0 para o percurso mais curto e igual a 1 para o percurso mais longo). Os outros trs bits so usados, entre outras funes, para a transmisso de alarmes MS-AIS ou MS-RDI. Joo Pires Redes de Telecomunicaes 179

Aplicao do protocolo APS As etapas associadas aplicao do protocolo APS em presena de um corte da fibra entre o n B e o n C so as seguintes:

O n B a partir da deteco de uma perda de sinal detecta a falha da fibra entre C e B. O n B envia pelos octectos K1 e K2 pelo percuso mais curto e pelo mais longo um pedido de derivao para C. C depois de receber os octectos K1 e K2 e de reconhecer o seu endereo estabelece uma derivao para a via de proteco. A e D ao verificarem que os comandos recebidos no lhe so destinados reenviam-os. O n C recebe de novo os octectos K1 e K2 pelo percuso mais longo e responde com o seu estado (comutado). Todos os ns so informados do novo estado. Quando B recebe essa informao passa tambm a comutado. AD

Percurso mais longo 5 Deixa passar K1 e K2

ADM A

1ADM D ADM B

Detecta a falha do sinal

2 Envia octetos K nos dois sentidos 8 Estabelece uma derivao

DAADM C

6 Recebe os octectos K1 e K2 7 Informa os ns do seu estado 4 Estabelece uma derivao

Percurso mais curto

3 Recebe os octectos K1 e K2

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Anel MS-SPRING com quatro fibras No anel MS-SPRING com quatro fibras usa duas fibras para a capacidade de servio bidireccional e as outras duas para proteco. Neste anel a proteco pode ser de arco, quando h uma falha s nas fibras de servio, ou de anel quando h um corte nas quatro fibras.Estado NormalCA AC

Estado de Proteco (anel)CA AC

ADM A

ADM A2 derivaes

ADM D

ADM B

ADM D

ADM B

ProtecoADM C

ProtecoADM C Corte nas 4 fibras

Servio

CA

ServioAC

CA

AC

2 derivaes

A falha indicada a nvel de seco e a recuperao da falha usa o APS

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Consideraes sobre aplicao do MSPRING Tempo de comutao : Num anel sem trfego extra, com todos os ns a funcionar emmodo normal e com menos de 1200 km de fibra ptica o tempo de comutao do trfego para a capacidade de proteco (em arco ou anel) na presena de falhas deve ser inferior a 50 ms (ITU-T: G.841).

MSPRING em aplicaes submarinas : A aplicao directa do protocolo MSPRINGpoderia levar a situaes com trajectos de proteco que atravessassem trs vezes o oceano. Como as distncias entre ns podem atingir vrios milhares de km h que alterar o protocolo para estes casos: Na presena de falhas todos os AU-4 afectados pelas falhas so comutados para as vias de proteco pelos prprios ns fonte. Deve-se garantir um tempo de comutao inferior a 300 ms (ITU-T: G.841).

Trfego no protegido : Os MSPRING tm possibiliade de transportar alguns canaiscom trfego no protegido, desactivando o protocolo APS para determinados AU-4s.O trfego entre A e B protegido pela camada ATMAATM ATM

ADM

Comutador ATM ADMATM ATM

ADMSTM-1 no protegido

MSPRING (STM-16)ADM

B

STM-1 no protegido

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Anel unidireccional com proteco de caminho O anel unidirecional com proteco de caminho, designado na terminolia SONET por UPSR (Unidirectional Path-Switched Rings) usa um esquema de proteco dedicado 1+1. O trfego originado num determinado n enviado simultaneamente pela fibra de servio no sentido dos ponteiros do relgio e pela fibra de proteco no sentido contrrio.CA AC CA AC

ADM A

ADM A

ADM D

Estado NormalADM B

ADM D

Estado NormalADM B



Corte nas duas fibrasFibra de servioCA AC CA AC

Comuta para a proteco

A comutao de proteco realizada a nvel da camada de caminho para cada ligao. A qualidade do sinal continuamente monitorizada. Quando tem lugar um corte na fibra de servio o n que detecta a falha comuta para a fibra de proteco. Joo Pires Redes de Telecomunicaes 183

Interligao de anis A interligao de anis pode ser feita usando DXC ou ADMs. No ltimo caso a interligao feita ligando as sadas insero/extrao de dois ADMs de diferentes anis. A interligao pode ser feita usando arquitecturas com um n de interligao simples ou dual. A primeira tem um ponto de falha no ponto onde os anis se interligam e por isso oferece um nvel de fiabilidade baixo.ADM ADM ADM ADM

ADM

ADM

ADM

ADM

Interligao com n simplesADM ADM

Interligao com n dualADM ADM

Permite proteger o trfego que transita entre os dois anis. Uma falha num ADM de interligao no causa problemas ao trfego entre anis.

ADM

ADM

ADM

ADM

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Facilidade extrair & continuar No caso da interligao com n dual em vez de se estabelecer duas ligaes entre o n original e os dois ns de interligao num determinado anel, podese usar uma facilidade presente nos ADMs designada por extrair & continuar (drop-and-continue) (ITU-T G-842).SelectorDe C Para C

ADM ADe D

ADM D

N 1ADM C

S

S

N 1

Para D

MSPRING 1N 2ADM B Interligao: ElctricaSTM-1 ptica STM-N

MSPRING 2N 2ADM F

ADM E

O sinal unidireccional transmitido pelo n C ao chegar ao n 1 extrado pelo ADM desse n e ao mesmo tempo enviada uma rplica para o n 2 (funo continuar). O selector do n 1 do anel 2 selecciona o sinal de melhor qualidade e envia-o para o anel. A interligao pode ser STM-1 ou STM-N. Joo Pires Redes de Telecomunicaes 185

Topologias lgicas nas redes em anel O modo como o trfego distribuido entre os diferentes ns de um anel leva ao conceito de topologia lgica. Podem-se ter diferentes tipos de topologias lgicas: estrela simples,estrela dupla, anel, malha, misto, etc.Estrela simplesPadro de trfego em hub simples

Estrela duplaPadro de trfego em hub duplo

AnelPadro de trfego adjacente

N

Pedido de trfego bidireccional

MalhaPadro de trfego uniforme

Padro de trfego longo

Os pedidos de trfego so entre ns diametralmente opostos

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Exemplos de padres de trfego num anel STM-16Padro em hub simples8 AU-4

Padro de trfego adjacente8 AU-4

N A8 AU-4 5 AU-4 5 AU-4

N BO trfego deve ser encaminhado entre dois ns de modo a ocupar o menor nmero de arcos e de modo a carregar o menos possvel cada arco.

N A8 AU-4 8 AU-4 8 AU-4 8 AU-4

N B

MSPRING com 2 fibras (STM-16)3 AU-4

MSPRING com 2 fibras (STM-16)

N D3 AU-4 6 AU-4

N C

N D8 AU-4

N C

N A6 AU-4 5 AU-4 5 AU-4 2 AU-4 5 AU-4

N B

Padro de trfego misto2 AU-4

Matriz de trfego (AU-4)Ns A B 6 5 5 5 0 0 A B 6 C 5 5 D 5 0 0

5 AU-4

MSPRING com 2 fibras (STM-16)3 AU-4

N D3 AU-4

Os arcos A-B e A-D esto capacidade mxima.

C D

N C

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8 AU-4

Eventos e parmetros de desempenhoBloco errado (EB, Errored Block): Bloco em que um ou mais bits esto errados. Segundo com erros (ES, Errored Second): Perodo de tempo de um segundo com um ou mais blocos errados.

Eventos

Segundo gravemente errado (SES, Severely Errored Second): Perodo de tempo de um segundo com 30% de blocos errados, ou no mnimo com um defeito. Erro de bloco residual (BBE, Background Block Error): Um bloco errado que no faz parte de um SES. Razo de segundos errados (ESR, Errored Second Ratio): Razo entre os ES e o nmero total de segundos correspondentes a um determinado intervalo de medida.

Parmetros

Razo de segundos gravemente errado (SESR, SES Ratio): Razo entre os SES e o nmero total de segundos correspondentes a um determinado intervalo de medida. Razo de erro de bloco residual (BBER, BBE Ratio): Razo entre os BBE e o nmero total de blocos num intervalo de medida, excluindos os blocos durante SES.

Todos os parmetros s consideram o tempo de disponibilidade.

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Anlise de desempenho em redes SDH A anlise do desempenho das redes de transporte baseada na norma G.826 do ITU-T. Os objectivos definidos so independentes do meio de transmisso, so baseados em blocos e permitem fazer uso de medidas de desempenho em servio. As medidas de desempenho (monitorizao dos erros) so realizadas usando o cdigo BIP. Um cdigo BIP-(n,m) genrico pode ser representado pela matriz:

x1,1 x 2,1 ... xn ,1

x1, 2 .... x1, m x2, 2 ..... x2, m ... xn , 2 ... ...

y1 y2 ... ... xn , m y n

Xi,j : bit da sequncia de entrada yi: bit de paridade de ordem i

yi = xi ,1 xi , 2 xi , m

Os blocos correspondem aos contentores virtuais ou s tramas STM-N.Tipo de caminhoVC-11 VC-12 VC-2 VC-3 VC-4 STM-1

N de bits por bloco832 1120 3424 6120 18792 19224

BIP-(n,m)BIP-(2,416) BIP-(2,560) BIP-(2,1712) BIP-(8,765) BIP-(8,2349) BIP-(8,24801)

Relao entre a dimenso do bloco e o cdigo BIP

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Disponibilidade e caminho hipottico O perodo de indisponibilidade comea no incio de um intervalo de tempo que contem no mnimo 10 SESs consecutivos e termina no incio de um intervalo de tempo que contem no mnimo 10 segundos no SES.Segundo livre de erros Segundo gravemente errado

10 s

10 sDetectada a indisponibilidade

Detectada a disponibilidade Segundo com erros (no SES)

Perodo de indisponibilidade

Perodo de disponibilidade

Para a definio dos objectivos extremo-a-extremo a norma G.826 considera um caminho hipottico de referncia de 27 500 km.Pas terminal Pases intermdios (assume-se quatro) Ligao interpas (Ex:cabo submarino) Pas terminal

CANPEP

IENIG IG

IG

IG

IGIG

PEP

Parte nacional

Parte internacional Caminho hipottico de referncia (27 500 km)

Parte nacional

PEP: Path End Poin ; IG: International Gateway; CAN: Customer Access Network; IEN: Interexchange Network

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Objectivos extremo-a-extremo Objectivos extremo-a-extremo para o caminho hipottico de 27500 kmDbito binro (Mbit/s) Bits/Bloco 1.5 a 5 800 a 5000 0.04 0.002 2x10-4 >5 a 15 2000 a 8000 0.05 0.002 2x10-4 >15 a 55 4000 a 20000 0.075 0.002 2x10-4 >55 a 160 6000 a 20000 0.16 0.002 2x10-4 >160 a 3500 15000 a 30000No especificado

ESR SESR BBER

0.002 10-4

Distribuio dos objectivos extremo-a-extremo da norma G.826Pases terminais (2x17.5%+2x1%) 37% Pases intermdios(4x2%) 8% Funo da distncia (55x500km) 55% Total 100% Para obter a distncia operacional o ITUT aconselha a multiplicar a distncia geogrfica por 1.5

Parte NacionalAlocao em bloco Alocao em funo da distncia 1% por 500 km

Parte InternacionalAlocao em bloco Alocao em funo da distncia 1% por 500 km

17.5% para cada pas terminal

2% pelos pases intermdios 1% por pas terminal

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Relao entre os parmetros da norma e o BER Admite-se que os erros so aleatrios e que os bits so independentes e que apresentam uma razo de erros binrios de p. O nmero de bits transmitidos num segundo Db (dbito binrio). O parmetro ESR dado porESR = P(ES) = 1 (1 p ) DbAdmite-se independncia estatstica dos erros e que o cdigo detector ideal.

Seja R o nmero de bits por bloco (Dbx t, t:durao de um bloco). A probabilidade de erro de um bloco P( EB) = p B = 1 (1 p) RBBER P(EB)

Seja N o nmero de blocos presentes no intervalo de tempo de 1s e Ne o nmero de blocos errados nesse intervalo de tempo. Um segundo gravemente errado corresponde ao evento Ne/N 0.3.SESR P ( SES ) = P(0.3 N N e N ) = N Ne N pB (1 pB ) N N e N e = 0.3 N e N

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Redes de Transporte SDH