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Trabalho Teleprocessamento PDH e SDH

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ndiceIntroduo Desenvolvimento Concluso

Anexos Bibliografia

IntroduoOs primeiros sistemas de transmisso baseados em fibra ptica utilizados nas redes de telefonia pblica utilizavam tecnologias proprietrias na sua arquitetura, nos formatos de multiplexao, no software e no hardware, e tinha procedimentos de manuteno diferenciados. Os usurios desses equipamentos solicitaram ao mercado fornecedor que desenvolvesse uma padronizao de tecnologias e equipamentos de forma a possibilitar a utilizao de equipamentos de diferentes fornecedores numa mesma rede. A tarefa de criar tais padres comeou em 1984, junto com outras frentes de trabalho para outras tecnologias, e ficou inicialmente a cargo da ECSA - EUA (Exchange Carriers Standards Association). A ECSA desenvolveu o padro SONET (Synchronous Optical Network), que foi adotado, entre outros pases, nos EUA. As tecnologias SDH (Synchronous Digital Hierarchy) e PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) foram criadas segundo um modelo de multiplexao TDM (multiplexao por diviso no tempo) Multiplexao uma tcnica empregada para permitir que vrias fontes de informao compartilhem um mesmo sistema de transmisso. Na multiplexao por diviso no tempo estas fontes de informao compartilham um trem de bits ocupando slots de tempo diferentes. 1 2 3 ... n

Quadro Os slots a serem ocupados pelas vrias fontes de informao so organizados em quadros (frames) que contm um ciclo de alocao de slots de tempo. Este ciclo repetido indefinidamente durante a transmisso.

Frame 1(slot 1 a n)

Frame 2(slot 1 a n)

...

Frame N (slot 1 a n)

Canalizao O conjunto de slots dedicados a uma fonte, de um frame para o outro, chamado de canal ou tributrio.

PDHO padro PDH de transmisso de sinais foi concebido para uma arquitetura de multiplexao assncrona. Cada canal multiplexado opera de forma plesicrona, ou seja, com um relgio que no sincronizado com os relgios dos outros canais apesar de ser nominalmente idntico, dentro de limites estabelecido por normas. O canal PDH de menor hierarquia composto por um conjunto de canais multiplexados de 64 kbit/s. Entretanto, o nmero de canais desse conjunto no padronizado. A tabela no anexo 1.0 mostra a hierarquia PDH utilizada na Amrica do Norte e Europa. O padro PDH Europeu, recomendado pelo UIT (G.702), o adotado na maior parte do mundo, inclusive no Brasil. Cada canal sincronizado pelo equipamento multiplex atravs de justificao positiva (insero de bits). Aps a sincronizao os canais so multiplexados por intercalamento bit a bit, para compor o quadro (frame) da hierarquia PDH. Cada passo da multiplexao utiliza um equipamento multiplex especfico, com posies rgidas para cada tributrio (canal). Para extrair tributrios de menor hierarquia torna-se necessrio demultiplexar os canais de hierarquia at essa hierarquia. A figura 1.1 no anexo ilustra esse processo, usando como exemplo o padro PDH adotado no Brasil.

SONETUm grande esforo de padronizao fez com que os padres SONET (Americano) e SDH (Europeu) se tornassem muito prximos. O padro SONET tambm uma arquitetura de multiplexao sncrona. Cada canal opera com um relgio sincronizado com os relgios dos outros canais. O sinal SONET transporta diferentes tipos de sinais PDH, atravs do quadro (frame) padronizado para sinais eltricos, denominado STS-N (Syncronous Transport Signal). Esse sinal, ao ser convertido para ptico denominado OCN (Optical Carrier). A figura 1.2 no anexo apresenta a estrutura de multiplexao do quadro SONET. Como se pode observar possvel acomodar em um tributrio virtual, canais PDH dos dois padres (Europeu e Americano). A tabela 1.3 no anexo mostra a capacidade de transporte para cada uma das hierarquias do padro SONET recomendado pelo ANSI.

O desenvolvimento do SDH levou a um ajuste no padro SONET para que os frames do 2 sistemas pudessem ser compatveis tanto em tamanho como em taxa de bits, de forma que se pudessem interligar a redes do 2 padres sem problemas de interface. A tabela 1.4 no anexo mostra a relao entre os sinais SONET e SDH e a tabela 1.5 mostra como era a compatibilidade SONET x SDH

SDHO padro SDH de transmisso de sinais foi concebido para uma arquitetura de multiplexao sncrona. Cada canal opera com um relgio sincronizado com os relgios dos outros canais. O sinal SDH transporta tambm os diferentes tipos de sinais PDH, atravs do quadro (frame) padronizado denominado STM-N (Syncronous Transport Module), utilizado tanto para sinais eltricos como para sinais pticos. Cada quadro (frame) SDH contm um cabealho (overhead) com informaes de controle e gerenciamento do quadro e de seus tributrios, e a carga til (payload) com os tributrios propriamente ditos. O quadro (frame) SDH tem tamanho padro para cada hierarquia. A figura 1.6 no anexo apresenta a estrutura de multiplexao do quadro SDH. Para compor um quadro (frame) so necessrios os seguintes passos: Mapeamento, onde os tributrios so sincronizados com o equipamento multiplex (justificao de bit) e encapsulados em VCs (Virtual Container) Alinhamento, onde aos tributrios recebem ponteiros no seu cabealho (overhead) para serem localizados no quadro Multiplexao byte a byte, onde os tributrios so agrupados para compor o quadro final Preenchimento, onde, na falta de tributrios configurados ou para completar o espao restante de tributrios de menor porte, so adicionados bits sem informao para completar o quadro. Como se pode observar possvel acomodar em um conteiner virtual canais PDH dos dois padres (Europeu e Americano). A tabela 1.7 mostra a capacidade de transporte para cada uma das hierarquias do padro SDH recomendado pelo UIT (G.707).

Componentes de uma rede SDH

Rede Fsica: o meio de transmisso que interliga os equipamentos SDH. Pode ser composta por: cabos de fibra ptica, enlaces de rdio e sistemas pticos de visada direta baseados em feixes de luz infravermelha. Equipamentos: so os multiplexadores SDH de diversas capacidades que executam o transporte de informaes. Sistema de Gerncia: o sistema responsvel pelo gerenciamento da rede SDH, contendo as funcionalidades de superviso e controle da rede, e de configurao de equipamentos e provisionamento de facilidades. Sistema de Sincronismo: o sistema responsvel pelo fornecimento das referncias de relgio para os equipamentos da rede SDH, e que garante a propagao desse sinal por toda a rede. A figura 1.8 no anexo apresenta um exemplo de rede SDH.

SincronismoAs redes SDH formam um sistema sncrono onde todos os relgios de seus equipamentos tm, em mdia, a mesma frequncia. O relgio de cada equipamento, chamado de relgio secundrio ou escravo, pode ser rastreado at o relgio principal da rede, chamado tambm de mestre, garantindo a distribuio e qualidade do sinal de sincronismo. A manuteno de uma boa referncia de relgio permite que os sinais STM-1 mantenham sua taxa de 155 Mbit/s estvel, e que vrios sinais STM-1 sncronos possam ser multiplexados sem a necessidade de insero de bits, sendo facilmente acessados em sinais STM-N de maior taxa de bits. Tambm os sinais sncronos de menores taxas de bits, encapsulados nos VC's, podem ser multiplexados sem a necessidade de insero de bits para compor os sinais STM-1, e podem ser facilmente acessados e recuperados. O uso de ponteiros em conjunto com buffers permite acomodar as eventuais diferenas de fase e frequncia dos canais durante o processo de multiplexao. Os ponteiros possuem campos especficos para armazenar os bits ou bytes em excesso ou para indicar a falta destes durante o processo de sincronizao (justificao). Os buffers permitem que esse processo ocorra sem a perda de informao armazenando e mantendo o sinal original. Desta forma, extremamente importante a qualidade e a manuteno do sinal de sincronismo para o sucesso da rede e dos servios prestados a partir dela.

Estrutura em Camadas

O padro SDH foi desenvolvido usando a abordagem cliente/servidor e sua arquitetura de administrao e superviso procurou apoiar-se no modelo de camadas OSI (ISO), permitindo que a superviso do transporte de informaes seja feita atravs de camadas hierarquizadas. Do ponto de vista de rede, essas camadas so representadas conforme a figura 1.9 no anexo. Para um determinado servio caracterizado por sua origem e destino e por uma taxa de bits conhecida, so identificados os tipos de funcionalidades e as camadas envolvidas para executa-lo. Entende-se por Via o caminho percorrido pelo sinal entre a origem e o destino. Nesse caminho o sinal acondicionado no frame SDH que faz o seu transporte atravs de todos os equipamentos da rede nessa rota. Em cada equipamento, de acordo com a sua funo, o frame processado pelas camadas adequadas para ser restaurado ou para extrair ou inserir novos servios. Em cada etapa desse processo a informaes de administrao e superviso do SDH so geradas e inseridas no frame. O modelo em camadas para um determinado equipamento da rede apresentado na figura 2.0 em anexo A camada do meio de transmisso dependente do meio utilizado, e por isso foi dividida em 2 camadas distintas: meio fsico e seo. A camada do meio fsico realiza o condicionamento do sinal de acordo com esse meio, seja ele ptico ou eltrico. A camada de seo tambm est dividida em 2 novas camadas. A seo de regenerao responsvel pelo processamento dos frames em todos os equipamentos da rede, sejam eles de passagem, de extrao ou insero de tributrios, ou de terminao de via. A seo de multiplexao responsvel pelo processamento fim-a-fim dos frames nos equipamentos de extrao ou insero de tributrios, ou de terminao de via. A camada de via est divida alta ordem e baixa ordem. Nessa camada cada VC uma estrutura com a informao til (continer) e um cabealho que o caracteriza (POH). Na via de baixa ordem cada VC contm um nico continer e seu cabealho (VC-1x, VC-2 ou VC-3). Na via de alta ordem um VC pode conter um nico continer e seu cabealho (VC-3 ou VC-4), ou um conjunto de contineres de menor ordem e o respectivo cabealho. A camada de circuito realiza o condicionamento da informao til retirada do continer para a interface eltrica ou ptica definida para cada servio a ser fornecido pelo equipamento.

Estrutura do Frame

O frame SDH tem tamanho padro para cada hierarquia. Cada frame constitui uma unidade para fins de administrao e superviso da transmisso no sistema. Esses frames so transmitidos a uma taxa de 8000 frames por segundo (8000 Hz). O frame SDH para a hierarquia STM-1, por exemplo, tem 2430 bytes, organizados em 9 linhas com 270 colunas de bytes, os quais so transmitidos serialmente linha a linha da esquerda para a direita, e de cima para baixo. Sua estrutura bsica apresentada na figura 2.1 no anexo. O cabealho (overhead) composto por 3 tipos de estruturas: RSOH (Regenerator Section Overhead), processado em cada equipamento da rede, contm informaes de alinhamento de frame, identificao de frame, monitorao de erro de regenerao, alarmes fsicos externos ao equipamento, e superviso de sistema. Contm tambm um canal de voz, para comunicao de tcnicos entre equipamentos. MSOH (Multiplex Section Overhead), processado apenas em equipamentos onde existe insero (add) ou retirada (drop) de canais multiplexados, contm informaes de monitorao e indicao de erros de multiplexao, controle de chaveamento de mecanismos de proteo, monitorao de sincronismo e gerncia de sistema. POH (Path Overhead), processado em cada equipamento, possui os ponteiros que indicam onde se localiza o primeiro byte do(s) VC(s) dentro da rea de informao til (payload) do frame, e eventuais bytes provenientes de justificao desse(s) VC(s).

A incorporao dos ponteiros nas estruturas dos VC's do frame SDH permite que mesmos sinais com diferenas de fase e freqncia possam ser transportados num mesmo frame, j que essas diferenas so acomodadas em bytes especficos do POH atravs do processo de justificao. Ressalta-se, entretanto, que essas diferenas deve atender as especificaes estabelecidas pelas recomendaes do ITU-T para o SDH.

Processo de MultiplexaoA figura 2.2 no anexo apresenta o processo de multiplexao dos canais tributrios no frame SDH. O processo de multiplexao dos canais tributrios no frame SDH tem os seguintes passos: Mapeamento, onde os tributrios so sincronizados com o equipamento multiplex (justificao de bit), encapsulados e recebem seus ponteiros (POH) para formar os VC's;

Alinhamento, onde os VC's recebem novos ponteiros para formarem as unidades TU (Tributary Unit) ou AU (Administrative Unit), para permitir que o primeiro byte do VC seja localizado; Multiplexao byte a byte, onde os VC's de baixa ordem so agrupados para compor os VC's de alta ordem ou os VC's de alta ordem so processados para formar os AUG (Administrative Unit Group); Preenchimento, onde, na falta de tributrios configurados ou para completar o espao restante de tributrios de baixa ordem, so adicionados bits sem informao para completar o frame. Nos equipamentos do padro SDH o processo de multiplexao normalmente executado pela matriz de conexo cruzada (Cross-connect Matrix). A capacidade desta matriz para compor os frames SDH com canais de taxas de bits diversas define, de fato, a capacidade do equipamento.

Normalmente os equipamentos com sinais agregados de taxas de bits at STM-4 (622 Mbit/s) possuem matrizes com capacidade para multiplexar canais com taxa de bits de 2 Mbit/s at 155 Mbit/s. Os equipamentos com sinais agregados de taxas de bits superiores a STM-4 (622 Mbit/s) possuem matrizes com capacidade para multiplexar canais com taxa mnima de 155 Mbit/s.

Equipamentos e TopologiasO padro SDH definiu 3 tipos de equipamentos para compor a rede: TM (Terminal Multiplex): possui apenas uma interface de agregado e possibilita a insero (add) ou retirada (drop) de tributrios de diversas hierarquias; ADM (Add and Drop Multiplex): possui duas interfaces de agregados e possibilita a insero (add) ou retirada (drop) de tributrios de diversas hierarquias. Estes equipamentos tambm podem ser usados como regeneradores de sinal, quando nenhuma interface de tributrio instalada. SDXC (Synchronous Digital Cross-connect): possui interfaces de entrada e sada de diversas hierarquias e pode interliga-las com uma grande infinidade de combinaes.

A figura 2.3 no anexo apresenta esses equipamentos. Embora esses tipos de equipamentos tenham sido especificados nas recomendaes do ITU-T, com detalhes de blocos funcionais, os fabricantes de equipamentos fornecem, em sua maioria, apenas os ADM's, que podem executar a funo de ADM e de TM com diversas capacidades de taxas de bits, e os SDXC, tambm com diversas possibilidades de configurao. Para selecionar e utilizar esses equipamentos em redes SDH devem ser considerados os seguintes aspectos:

Tributrios: tipos (eltricos, pticos), taxas de bits, nmero de interfaces por placas e nmero mximo de placas no equipamento; Agregados: tipos (eltricos, pticos), taxas de bits e nmero mximo de placas no equipamento; Matriz de Conexo Cruzada (Cross-connect Matrix): capacidade total da matriz e taxas de bits do canais a serem multiplexados. Topologias de Rede

As redes SDH podem ter as seguintes topologias: Ponto-a-ponto: 2 equipamentos terminais interligados por um nico meio fsico; Barramento: 3 ou mais equipamentos interligados por um nico meio fsico, sendo 2 equipamentos terminais e os demais equipamentos ADM; Anel: 3 ou mais equipamentos ADM interligados atravs de um nico meio fsico;. A figura 2.4 presenta esses tipos de topologias e suas variaes.

As topologias de rede podem ainda ser classificadas como: Fsica: viso da rede a partir da sua topologia fsica, ou seja, considerando o meio fsico utilizado e os seus equipamentos; Lgica: viso da rede a partir da interligao dos equipamentos sem considerar a topologia da rede fsica. Na maioria dos casos, as vises de rede fsica e lgica so as mesmas. Entretanto, em algumas situaes as restries impostas para a construo da rede fsica podem levar os projetistas a elaborar um projeto onde, embora a rede tenha uma configurao ponto-a-ponto ou barramento, a rede lgica possa ter a configurao em anel. Os exemplos apresentados a seguir ilustram este caso.

RECURSOS E SERVIOS DE REDES SDH Proteo Restaurao Provisionamento Consolidao Grooming Proteo Regenerao de circuitos (rotas) em microssegundos, para que os pacotes no sejam perdidos durante a transmisso. Usado quando o tempo de transmisso relevante para a aplicao, como Sistemas de Tempo Real que utilizem a rede.

Restaurao

Similar ao Proteo, a restaurao dos circuitos pode se dar em segundos ou at minutos. utilizado quando o tempo de transmisso no to relevante, como por exemplo, servios de correio eletrnico (e-mail), servios News,entre outros. Provisionamento Servio de determinao de rotas preferenciais, ou "timas", para a transmisso. Utilza-se do grande overhead existente no frame para que as rotas sejam definidas e os pacotes cheguem com segurana e confiabilidade. Consolidao Consiste em retirar a ociosidade das portadoras.A rede pode adicionar e remover canais para que as portadoras tenham o melhor aproveitamento de espao possvel para a transmisso. Grooming Separa diferentes pacotes de acordo com o tipo de transmisso. Pode-se transportar tanto voz, TV a cabo, dados, etc. por um nico meio de transmisso. O servio de grooming separa os diferentes tipos de informaes e transportaos de maneira distinta, pois alguns necessitam de maior velocidade, outros de maior confiabilidade. Essa separao um dos fatores que possibilita um maior aproveitamento da rede.

Exemplos de TopologiasA figura 2.5 em anexo apresenta exemplos de segmentos de rede, destacando as diferenas entre topologia fsica e lgica. As redes que so implantadas com configurao fsica ponto-a-ponto ou barramento e configurao lgica em anel so comummente chamadas de anel "amassado" ou, em ingls, "flat ring".

ProteoVrios mecanismos ou procedimentos de proteo podem ser aplicados a rede SDH para garantir alta disponibilidade e segurana para os servios a serem fornecidos. Os procedimentos e mecanismos mais importantes so apresentados a seguir.

Rede Fsica

Dentre as topologias de rede apresentadas, a configurao em anel a mais usada para fornecer a proteo da rede fsica. Os projetos dessas redes devem considerar sempre a implantao de redes pticas ou de enlaces de rdios que utilizem caminhos fsicos distintos para evitar que uma nica falha simples possa interromper o servio oferecido pela rede SDH. Esse procedimento deve aplicar-se tanto rede a ser implantada externamente aos sites, sejam eles da rede de servios ou dos seus Clientes, como nos acessos a esses sites. A figura 2.6 no anexo ilustra estes procedimentos.

EquipamentosO padro SDH possui mecanismos de proteo j definidos para as interfaces de tributrios, principalmente aquelas com taxas de bits a partir de 155 Mbit/s (STM-1). Nesses casos so instaladas 2 placas de tributrios nos equipamentos (principal e reserva) e so usados bytes do prprio frame SDH para decidir como redirecionar o sinal do tributrio (principal -> reserva) em caso de falha. Para o caso das interfaces eltricas com taxas de 2 Mbit/s at 155 Mbit/s, os equipamentos possuem mecanismos de proteo onde podem ser adicionadas placas na proporo 1 reserva para n ativas, onde em caso de falha de uma das n placas ativas, a placa reserva ativada automaticamente, sem interrupo dos servios fornecidos. Adicionalmente, muitos equipamentos j fornecem proteo do tipo 1+1 para as placas de Matriz de Conexo Cruzada para os equipamentos de rede.

Proteo LgicaA proteo lgica da Rede SDH atende a recomendao ITU-T G.841 - Types and Characteristics Of SDH Network Protection Architectures. Esta recomendao trata principalmente de 2 tipos de arquiteturas de proteo (redundncia): SNCP (Subnetwork Connection Protection), que usa segmentos de rede entre os equipamentos com 2 fibras pticas;

MS SP Ring (Multiplex Section - Shared Protection Ring), que usa segmentos de rede entre os equipamentos que podem ter 2 ou 4 fibras pticas. A proteo SNCP utiliza o conceito de subrede (subnetwork connection) para efetuar o chaveamento do trfego a ser protegido, conforme ilustra a figura 2.7 no anexo.

Configura-se entre 2 equipamentos distintos, NE 1 e NE 4, um caminho principal (main subnetwork connection) e um caminho de proteo (protection subnetwork connection), sendo que esses caminhos podem ser compostos por mltiplos ns de rede (NEs 2 e 3 no caminho principal e NEs 5 e 6 no caminho de proteo). No NE 1 todo o trfego enviado tanto pelo caminho principal como pelo caminho reserva. No NE 4 o trfego do caminho principal preferencialmente recebido. Em caso de falha ou degradao do trfego no caminho principal, decorrente da rede ptica ou de algum equipamento, a preferncia no recebimento do trfego passa a ser do caminho reserva. Essa comutao ocorre de forma automtica em tempo menor que 50 ms por iniciativa do NE 4, envolvido no recebimento do trfego, sem qualquer interveno do sistema de Gerncia de Rede. Este sistema de proteo tem ainda as seguintes caractersticas: Todo trfego protegido entre 2 equipamentos distintos utiliza banda nas 2 subredes (caminhos principal e reserva); As subredes (caminhos principal e reserva) podem ser compostas por segmentos de fibra ptica ou rdio; Este tipo de proteo pode ser configurado em anis compostos por segmentos formados por equipamentos de fabricantes diversos, situao que pode ocorrer quando o anel configurado com segmentos de rede de prestadores de servios distintos; Este tipo de proteo pode ser configurado em anis compostos por segmentos de diferentes capacidades (STM-1, STM-4, STM-16), situao que pode ocorrer quando um anel de capacidade menor formado contendo um segmento ancorado noutro segmento de um anel de capacidade maior.

A proteo MS SP ring utiliza o conceito de proteo de linha ou segmento, entre 2 equipamentos consecutivos, para efetuar o chaveamento do trfego a ser protegido, conforme ilustra a figura 2.8 no anexo. A capacidade de trfego no anel configurada de forma que 50% da banda disponvel seja reservada para operao normal (linha de principal) e 50% seja reservada para proteo (linha de proteo). Configura-se entre 2 equipamentos distintos, NE 1 e NE 4, o caminho atravs da linha principal (passando pelos NEs 2 e 3) usando a banda para operao

normal. Todo o chaveamento do trfego feito atravs de informaes existentes no overhead do frame SDH. Quando um equipamento (NE 2, por exemplo) detecta uma falha em qualquer uma de suas interfaces de linha voltada para outro NE (agregado voltado para o NE 3, por exemplo) decorrente de falha de rede ptica ou de equipamento, esta informao enviada aos outros equipamentos. O trfego entre os NEs 2 e 3, que foi interrompido, ento chaveado para a linha de proteo no NE 2, que detectou a falha, e conduzido para o NE 3 usando a banda de proteo. No NE 3 o trfego que chega pela linha de proteo ento chaveado para a linha principal novamente, restabelecendo o trfego para o NE de destino (NE 4).

Este sistema de proteo tem ainda as seguintes caractersticas: Todo trfego entre 2 NEs distintos a ser protegido utiliza banda da linha principal apenas, em operao normal, e banda da linha de proteo apenas em caso de falha; O anel, como um todo, s pode ser composto por segmentos de fibra ptica; Este tipo de proteo no pode ser configurado em anis compostos por segmentos formados por equipamentos de fabricantes diversos, situao que pode ocorrer quando o anel configurado com segmentos de rede de prestadores de servios distintos; Este tipo de proteo no pode ser configurado em anis compostos por segmentos de diferentes capacidades (STM-1, STM-4, STM-16), situao que pode ocorrer quando um anel de capacidade menor formado contendo um segmento ancorado noutro segmento de um anel de capacidade maior.

Os 2 tipos de proteo aplicam-se principalmente a topologia de rede em anel. Como j foi mencionado anteriormente, eventualmente podem ser aplicados a segmentos de rede onde, embora a topologia da rede fsica apresente restries para ser implantada em anel, de forma temporria ou permanente, tenha sido usada a estratgia de implementar esses tipos de proteo para prevenir eventuais falhas de equipamentos.

Topologias TpicasDe forma geral as redes dos prestadores de servios so implantadas usando todos os tipos de mecanismos de proteo apresentados acima. A implantao dessas redes sempre parte da escolha de uma filosofia geral de proteo que aplica-se a rede fsica, a rede lgica e aos servios fornecidos. Em geral, at os procedimentos de proteo para os tributrios adotam prticas distintas dependentes do porte dos Clientes. A figura 2.9 no anexo

apresenta uma rede tpica de um prestador de servios de telecomunicaes. Esta configurao com um anel principal, chamando de ncleo ou backbone, e diversos anis secundrios, ou regionais, aplica-se tanto as grandes metrpoles, onde tanto o trfego interno como o trfego para outras localidades muito intenso, como tambm para redes de longa distncia, onde o backbone liga duas localidades de maior porte, e os anis secundrios atendem regies ou localidades de menor porte.

Padres e RecomendaesNo perodo de 1984 a 1988 vrios rgos internacionais de padronizao estabeleceram uma srie de recomendaes com tcnicas para transmisso, comutao e sinalizao e controle para implementar redes inteligentes baseadas em fibra ptica. A padronizao da tecnologia SDH foi ento estabelecida pelo ITU-T, sendo adotada inicialmente na Europa, e posteriormente tambm no Brasil. As recomendaes do ITU-T podem ser agrupadas nas seguintes categorias: tecnologia SDH (protocolos e equipamentos), rede, sincronismo e sistema de gerncia. A tabela 3.0 no anexo apresenta os principais padres e recomendaes do ITU-T.

Vantagens e Desvantagens PDH e SDHVantagens PDH Apesar de suas desvantagens, o surgimento do PDH foi uma revoluo para sua poca: transporta alta taxa de dados a um baixo custo. apresenta alta disponibilidade. ofereceu condies para o surgimento de novos servios como o transporte de udio e vdeo em rede. Desvantagens PDH reserva poucos bytes para overhead (cabealho). falta de simetria e padronizao (possui padres diferentes, como o americano, o europeu e o japons), devido a isto, se torna mais caro e ineficiente. cada padro define suas prprias taxas de transmisso de dados: americano: 1,5/6/45 Mbps europeu: 2/34/140 Mbps devido quase sincronizao da transmisso, necessria a insero de bits de ajustamento nos quadros para sincronizao entre as informaes. para multiplexar um canal ao fluxo de dados multiplexados, estes canais devem ser demultiplexados e o novo canal deve ser adicionado para a nova

multiplexao de todo o fluxo. Vantagens SDH O cabealho complexo existente no frame SDH permite a gerncia (administrao, operao e manuteno) centralizada da rede; A arquitetura de multiplexao sncrona e a padronizao tanto em nvel de equipamentos como de interfaces, permite o crescimento para nveis mais altos de multiplexao e taxas de bits; A estrutura de multiplexao flexvel, permitindo o transporte de sinais PDH (e at mesmo de clulas ATM) e o acesso aos tributrios de qualquer hierarquia num nico equipamento; A forte padronizao do SDH permite maior compatibilidade entre equipamentos de fabricantes diferentes, tanto atravs de interfaces eltricas como pticas; Os equipamentos possuem mecanismos que permitem implementar procedimentos de proteo tanto nas interfaces de tributrios como na rede, facilitando a formao de redes em anel ou malha.

Principais Vantagens sobre o PDH alto grau de padronizao, tanto nos nveis eltricos quanto nos pticos, visando futura compatibilidade entre equipamentos de fabricantes distintos. overhead (cabealho agregado informao a ser transmitida) abundante e padronizado. multiplexao byte a byte e no bit a bit como na PDH. elementos de rede (equipamentos) trabalham tambm sob uma gerncia centralizada e programvel, permitindo ao operador ligar e desligar circuitos distncia, alm de monitorar a qualidade dos mesmos.

Com o Add/Drop Multiplexer Facilidade de Insero e Remoo de Canais permite a insero e remoo de canais de transmisso dentro de uma mesma portadora, sem a necessidade de haver uma nova multiplexao

Facilidade de Roteamento Devido ao overhead ser maior no quadro SDH, ele propicia uma determinao de rotas mais precisa e otimizada, com determinao de melhores caminhos para que os pacotes cheguem mais rpida e eficientemente aos seus destinos.

E desvantagens: O projeto, instalao e operao da rede SDH complexo e deve ser feito com um planejamento criterioso e detalhado;

Apesar da forte padronizao de equipamentos e da tecnologia SDH, a padronizao dos sistemas de gerncia de rede ainda no um fato, impedindo que equipamentos de fabricantes diferentes possam ser gerenciados por um sistema nico.

Redes SDH: Consideraes finaisA tecnologia SDH tem sido beneficiada pelos grandes avanos dos processadores, das interfaces pticas e das metodologias de desenvolvimento de software empregados nos equipamentos de rede e nos sistemas de gerncia. Os diversos fornecedores desses equipamentos tm oferecido novas facilidades que permitem otimizar as redes SDH. Dentre essa facilidade, as mais relevantes so: Maior integrao nas interfaces de tributrios, permitindo um maior nmero de interfaces pticas e eltricas por placa, diminuindo o espao fsico ocupado pelos equipamentos; Integrao de interfaces tpicas de redes de dados, tais como LAN (Ethernet), ATM, FR e IP, diretamente nos equipamentos SDH, com facilidades de configurao implementadas em um mesmo sistema de gerncia; Equipamentos de usurio de tamanho reduzido (de mesa), com multiplicidade de interfaces e capacidade para fazer parte de segmentos de rede STM-1 ou STM-4, sem troca do equipamento; Equipamentos de grande porte (STM-16 ou STM-64) com matriz que permite conexes de canais de baixa e alta ordem configurveis pelo sistema de gerncia; Equipamentos que podem fazer parte de mais de um segmento de rede permitindo realizar conexes entre esses segmentos diretamente na matriz atravs de configurao pelo sistema de gerncia. Entretanto, quando o projeto de rede de transporte ainda deve levar em considerao requisitos que garantam o fornecimento de servios confiveis, que atendam o SLA da rede e, principalmente, dos Clientes. Entre os requisitos necessrios para implementao e operao de uma rede SDH, os mais relevantes so:

Implantao de rede fsica com plena diversidade de rotas para permitir o uso de topologia de rede em anel; Uso dos mecanismos automticos de proteo de rota, de interfaces e da matriz de conexo cruzada em toda a rede;

Implementao de um projeto de rede de sincronismo que permita evitar a perda, a degradao ou eventuais loops do sinal de relgio mesmo em caso de falha dessa rede; Implementao de uma rede de dados confivel para o sistema de gerncia (DCN - Data Control Network) que seja inclusive a prova de falhas simples; Implementao de um sistema de gerncia compatvel com o porte da rede, seja pela capacidade de processamento e segurana de seus servidores e estaes de trabalho, como tambm pela capacidade de armazenamento de informaes de configurao dos equipamentos e servios ativos; Disponibilidade de pessoal treinado e capacitado para implantao, operao e manuteno de rede SDH.

ANEXOS1.0 - hierarquia PDH utilizada na Amrica do Norte e Europa.

Amrica do Norte Hierarquia Digital 0 1 2 3 4 DS0 DS1 ou T1 DS2 ou T2 DS3 ou T3 DS4 Taxa de Bits (Kbit/s) 64 1 544 6 132 32 064 97 728 E0 E1 E2 E3 E4

Europa Taxa de Bits (Kbit/s) 64 2 048 8 448 34 368 139 264

1.1 Extrao de um tributrio de 2 Mbps. Demultiplexacao e Multiplexacao na estrutura PDH.

1.2 - estrutura de multiplexao do quadro SONET.

1.3 capacidade de transporte para cada uma das hierarquias do padro

SONET recomendado pelo ANSI. Hierarquia Digital Sncrona STS1, OC1 STS3, OC3 STS12, OC12 STS48, OC48 STS192, OC192 Taxa (bits/s) DS1 52 M 155 M 622 M 2,5 G 10 G 28 84 336 Capacidade de Transporte E1 21 63 252 DS2 DS3 STS3 STS12 STS48 STS192 7 21 84 336 1 3 12 48 1 4 16 64 1 4 16 1 4 1

1344 1008

5376 4032 1344 192

1.4 - relao entre os sinais SONET e SDH.

SONET STS1, OC1 STS3, OC3 STS12, OC12 STS48, OC48 STS192, OC192

Taxa de Bits (kbit/s) 51 840 155 520 622 080 2 488 320 9 953 280

SDH STM0 STM1 STM4 STM16 STM64

1.5 Compatibilidade SONET x SDHNomenclatura Tributrio Sinal Eltrico Sinal ptico SONET VT: Virtual Tributary STS: Synchronous Transport Signal OC: Optical Carrier SDH VC: Virtual Container STM: Synchronous Transport Module

1.6 - estrutura de multiplexao do quadro SDH.

1.7 - capacidade de transporte para cada uma das hierarquias do padro SDH

recomendado pelo UIT (G.707). Hierarquia Digital Sncrona STM0 STM1 STM4 STM16 STM64 Taxa (bits/s) DS1 52 M 155 M 622 M 2,5 G 10 G 28 84 336 1344 Capacidade de Transporte DS2 DS3 7 21 84 336 1 3 12 48 E1 21 63 252 1008 E3 E4 STM1 STM4 STM16 STM64 1 3 12 48 1 4 16 1 4 16 64 1 4 16 1 4 1

5376 1344 192 4032 192 64

1.8 - Exemplo de rede SDH

1.9 - Estrutura de camadas conforme o ponto de vista de uma rede.

2.0 - modelo em camadas para um determinado equipamento da rede.

2.1 Estrutura bsica de um frame para hierarquia STM1

2.2 - o processo de multiplexao dos canais tributrios no frame SDH.

2.3 Equipamentos SDH

2.4 - Topologias e variaes

2.5 Segmentos de rede. Diferenciao das partes Lgica e fsica.

2.6 Exemplo de proteo fsica da rede SDH.

2.7 - proteo SNCP.

2.8 - proteo MS SP ring.

2.9 - Rede tpica de um prestador de servios de telecomunicaes.

3.0 - principais padres e recomendaes do ITU-T. Protocolos e Equipamentos Recom. G.701 G.703 G.707 G.708 G.774 Ttulo Vocabulary of digital transmission and multiplexing, and pulse code modulation (PCM) terms Physical/electrical characteristics of hierarchical digital interfaces Network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH) Sub STM-0 network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH) Synchronous digital hierarchy (SDH) - Management information model for the network element view

G.774.1 Synchronous digital hierarchy (SDH) - Bidirectional performance monitoring for the network element view G.774.1 Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Multiplex Section (MS) shared 0 protection ring management for the network element view G.774.2 Synchronous digital hierarchy (SDH) - Configuration of the payload structure for the network element view G.774.3 Synchronous digital hierarchy (SDH) management of multiplex-section protection for the network element view G.774.4 Synchronous digital hierarchy (SDH) - Management of the subnetwork connection protection for the network element view G.774.5 Synchronous digital hierarchy (SDH) management of connection supervision functionality (HCS/LCS) for the network element view G.774.6 Synchronous Digital Hierarchy (SDH) - Unidirectional performance monitoring for the network element view G.774.7 Synchronous digital hierarchy (SDH) - Management of lower order path

Protocolos e Equipamentos Recom. G.701 G.703 G.707 G.708 Ttulo Vocabulary of digital transmission and multiplexing, and pulse code modulation (PCM) terms Physical/electrical characteristics of hierarchical digital interfaces Network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH) Sub STM-0 network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH) trace and interface labelling for the network element view G.774.8 Synchronous digital hierarchy (SDH) - Management of radio-relay systems for the network element view G.774.9 Synchronous digital hierarchy (SDH) - Configuration of linear multiplexsection protection for the network element view G.780 G.781 G.783 G.783 G.785 Vocabulary of terms for synchronous digital hierarchy (SDH) networks and equipment Synchronization layer functions Characteristics of synchronous digital hierarchy (SDH) equipment functional blocks Characteristics of Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Equipment Functional Blocks Amendment 1 Characteristics of a flexible multiplexer in a synchronous digital hierarchy environment Rede Recom. G.803 G.826 G.827 G.829 G.831 G.841 G.842 Ttulo Architecture of transport networks based on the synchronous digital hierarchy (SDH) Error performance parameters and objectives for international, constant bit rate digital paths at orabove the primary rate Availability parameters and objectives for path elements of international constant bit-rate digitalpaths at or above the primary rate Error performance events for SDH Multiplex and regenerator sections Management capabilities of transport networks based on the synchronous digital hierarchy (SDH) Types and characteristics of SDH network protection architectures Interworking of SDH network protection architectures Sistema de Gerncia Recom. Ttulo

Protocolos e Equipamentos Recom. G.701 G.703 G.707 G.708 G.784 Ttulo Vocabulary of digital transmission and multiplexing, and pulse code modulation (PCM) terms Physical/electrical characteristics of hierarchical digital interfaces Network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH) Sub STM-0 network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH) Synchronous digital hierarchy (SDH) management

BIBLIOGRAFIATeleco Padres de canalizao em sistemas de transmisso digital (TDM); Sincronismo nas Redes SDH; Referncia Rpida: Canalizao PDH/SDH. ITU - The International Telecommunication Union, rgo europeu responsvel pelo desenvolvimento de padronizao para telecomunicaes. Padres de canalizao em sistemas de transmisso digitais (TDM) Huber Bernal Filho Engenheiro de Teleco (MAU 79), tendo atuado nas reas de Redes de Dados e Multisservios, Sistemas Celulares e Sistemas de Superviso e Controle.