SDH – Hierarquia Digital Síncrona
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1. CEFET RJ 23 SDH Hierarquia Digital S ncrona TU 3 tem todos os seus bytes considerados como um espa o de carga s lido capaz de transportar um quadro tribut rio de 3 ordem VC 3 o qual acomoda um sinal PDH de 34 ou 45 Mbps A TU 3 possui um ponteiro associado a ela indicando em qual de seus bytes encontra se o in cio do VC 3 A TUG 3 que se segue subdividindo em unidades tribut rias TU s menores por outro lado n o possui um ponteiro associado e sim uma indica o de sua aus ncia Neste caso a TUG 3 subdivide se primeiramente em 7 TUG 2 estas por sua vez sempre se subdividem em 3 TU 12 cada uma O VC 12 um quadro contendo um espa o com capacidade para receber um sinal PDH de 2 048 Mbps C 12 A esse container C 12 agrega se um pequeno cabe alho de via para alarme controle de erros ponta a ponta e bits de servi os Nos pa ses de hierarquia compat vel com a CEPT o quadro STM 1 conter sempre um VC 4 o qual pode subdividir se ou n o de acordo com a arquitetura da rede e a velocidade til das vias a implementar Nos EUA devido ao fato de j existirem as redes SONET que trabalham com VC 3 ao inv s de considerar que a rea de carga do quadro b sico STM 1 nica divide se esta rea em tr s unidades administrativas AU 3 3 1 5 Estrutura do Quadro STM 1 Podemos fazer uma analogia do sistema SDH com o sistema de transporte rodovi rio Se h necessidade de se entrega2. Atualmente est o padronizados quatro m dulos de transporte STM 1 STM 4 STM 16 e STM 64 Com a necessidade de se definir uma estrutura de quadro com capacidade de transmiss o mais baixa que o STM 1 surgiu o STM 0 para utiliza o principalmente em sistemas de r dio enlace e sat lite Essa estrutura possui taxa de 51 840 Mbps n o sendo considerada CEFET RJ 19 SDH Hierarquia Digital S ncrona um n vel hier rquico SDH O ANSI American National Standards Institute padronizou esta estrutura com capacidade de transmiss o de 1 3 do STM 1 que denominado OC 1 Optical Carrier n vel 1 e corresponde ao primeiro n vel da hierarquia americana Synchronous Optical Network SONET 3 1 4 Estrutura de Multiplexa o da SDH Na SDH a informa o est organizada em M dulos S ncronos de Transporte STM os quais cont m tr s reas b sicas SOH Cabe alho de Se o Cumpre fun es de sincronismo de quadro canais de servi o fun es de controle etc AU Pointer Ponteiro da Unidade Administrativa Indica como est estruturada a informa o na rea da carga til e indica como localizar os virtual containers onde est a informa o dos tribut rios Payload rea de carga til Composta de containers virtuais os quais recebem e acomodam organizadamente a informa o dos tribut rios Dentro da carga til cada container virtual possui um cabe alho pr prio encapsulando os dado
3. troca inicial de dados entre o equipamento e a TMN gt instala o de programas nos NEs gt programas de teste de aceita o d Ger ncia de Seguran a Este item apresenta os requisitos gerais que a Ger ncia da Rede da SDH dever cumprir referentes s facilidades oferecidas a cada operador e seguran a da opera o Todo e qualquer ato de ger ncia deve prever recursos de seguran a e prote o que garantam a exatid o da a o e impe am uma poss vel degenera o do sistema Esta opera o deve ser efetivada atrav s da combina o dos seguintes recursos e pedido de confirma o de comandos que possam alterar ou degradar o funcionamento do sistema e impossibilidade de apagar uma grande quantidade de informa es com um s ato de ger ncia CEFET RJ 86 SDH Hierarquia Digital S ncrona e especializa o de terminais e possibilidade de verificar a consist ncia das informa es antes da execu o da fun o e recusa de comandos de CHM Comando Homem M quina que causem a interrup o de fun es b sicas do sistema A cada operador de rede da SDH devem estar associados tr s atributos Identificador do Operador Todos os operadores dever o poder ser previamente cadastrados no sistema de ger ncia da SDH de modo que este possa reconhecer cada operador e verificar o seu n vel de autoriza o em fun o da sua classe de atua o e da sua categoria de comand
4. o dos TU s Um n mero fixo de TU s completos podem ser montados dentro do C 4 de um VC 4 A rea de Container de cada VC 4 respons vel pelo suporte de transporte de um sinal de tribut rio espec fico O container do VC 4 representado por C 4 compreende 2 340 bytes estruturados como 260 colunas de 9 bytes Estes bytes proporcionam a capacidade de transporte de 149 76 Mbps com a taxa de repeti o de quadro de 8 000 Hz Esta capacidade foi especificada para acomodar o transporte de sinais tribut rios de 140 Mbps Uma rea de cada VC 4 tamb m alocada para Path Overhead de alta ordem A capacidade desse sinal proporciona as facilidades como as de monitora o de alarme e monitora o de desempenho necess rias para suportar e manter o transporte dos VC 4 entre as extremidades onde s o montados ou desmontados A figura 3 9 apresenta a estrutura de forma o do STM 1 identificando os v rios conceitos referentes SDH S o mostrados os conceitos de mapeamento alinhamento processamento de ponteiro e de multiplexa o Esta estrutura foi definida para o Brasil atrav s da pr tica da antiga Telebr s onde s aparecem os containers C 12 C 3 e C 4 CEFET RJ 33 SDH Hierarquia Digital S ncrona Os containers virtuais de ordem superior VC 4 s o organizados de modo que seus bytes se Jdistribuam em intervalos de 125 us correspondentes dura o de um quadro STM 1 e s o compostos do mapea
5. 1 INTRODU O O primeiro telefone vi vel na pr tica foi considerado pouco mais que um brinquedo Alexander Graham Bell 1876 requerimento de patente respectivo transmiss o eletromagn tica de voz Parece que ningu m tinha id ia do impacto que o telefone iria causar mais tarde no mundo Em nossa sociedade industrial moderna o interc mbio de informa es chega a assumir um papel quase t o importante quanto os fatores b sicos de produ o capital e trabalho Ingressamos em uma nova era da hist ria a era da informa o e das comunica es A partir do in cio da d cada de 1970 muitas concession rias de servi os de telecomunica es decidiram come ar a instalar exclusivamente sistemas digitais Essa decis o visava a implementa o eventual da Rede Digital de Servi os Integrados RDSI com o objetivo de oferecer a maior variedade poss vel de servi os aos clientes Contudo s o necess rios equipamentos digitais de transmiss o e comuta o para que se d a transi o RDSI Para chegar a esse ponto primeiro ser necess rio passar por uma s rie de etapas Vamos voltar um pouco mais no tempo em 1938 Allan H Reeves sugeriu o uso de uma nova t cnica para a amostragem quantiza o e transmiss o de sinais de voz codificados A cria o da codifica o denominada modula o por associa o de c digos a pulsos Pulse Code Modulation PCM para a transmiss o de sinais em altas taxas de bits t
6. Harry Nyquist engenheiro americano que trabalhava no Bell System nos anos 20 concluiu que utilizando se uma taxa de amostragem igual a duas vezes a componente de maior frequ ncia do sinal anal gico seria poss vel recuperar o sinal original Com os canais de voz limitados em uma faixa de O 4 KHz temos uma taxa de 2 x 4KHz ou 8 000 amostras por segundo Cada amostra comparada com 256 patamares predefinidos que correspondem s 256 possibilidades de palavras de 8 bits Se a amplitude da amostra estiver mais pr xima do patamar 80 por exemplo recebe o c digo de 8 bits referente este patamar e assim por diante Este processo de codifica o conhecido como modula o por associa o de c digos a pulsos cuja sigla PCM Pulse Code Modulation Como s o feitas 8 mil amostras por segundo cada qual rotulada com 8 bits o resultado da digitaliza o da voz humana em aplica es telef nicas CEFET RJ 7 SDH Hierarquia Digital S ncrona uma sucess o de 64 mil bits por segundo ou 64 Kbps Esse sinal o tijolinho b sico dos sistemas de telecomunica es Na outra ponta do lado do receptor ocorre o processo inverso O sinal de 64 Kbps do canal de voz decomposto em 8 mil c digos de 8 bits Um conversor l cada c digo e produz em sua sa da um pulso de amplitude correspondente E outro circuito transforma os 8 mil pulsos num sinal anal gico cont nuo semelhante ao
7. c digo BIP Nx24 que um c digo de 24 bits usando paridade par Comuta o Autom tica de Prote o K1 K2 gt S o utilizados para comunica o entre MSP local Multiplex Section Protection e remota com prop sitos de comuta o atrav z de um protocolo orientado a bit Status da Sincroniza o Sl gt Os bits 5 a 8 do byte S1 s o alocados para mensagens de status de sincroniza o b Cabe alho de Via PathOverhead POH VC 3 4 O POH a informa o adicionada ao payload para se criar um VC Quando est relacionado com um container de ordem superior VC 3 ou VC 4 o POH ser de ordem superior c Cabe alho de Via PathOverhead POH VC 11 12 Quando est relacionado com um VC de ordem inferior VC 11 ou VC 12 o POH apresentar os seguintes bytes Os primeiros 9 bytes da quarta linha a rigor fazem parte da rea de carga a rea onde vai o ponteiro da AU 4 caso europeu ou os tr s ponteiros das tr s AU 3 caso norte americano Cada n de rede SDH representa um ponto terminal de uma se o multiplex Ou seja o quadro STM 1 nasce em um mux e morre no mux seguinte Os nicos elementos transparentes ao quadro na rede s o os regeneradores de linha que somente l em e escrevem nos canais do cabe alho de se o de regeneradores RSOH Um mux recebe o sinal de linha recupera o rel gio de bits alinha se com o quadro e come a a CEFET RJ 28 SDH Hierarquia Digi
8. gt facilidades de unidade gt facilidades de sistema gt facilidades de bastidor Eventos Externos A Empresa Operadora pode ter interesse em monitorar local ou remotamente eventos termos ao equipamento tais como porta da sala de equipamento aberta temperatura ambiental elevada ou funcionamento do banco de baterias inadequado b Ger ncia de Desempenho Consiste basicamente da coleta de dados estat sticos com a finalidade de prover informa es que permitam avaliar o desempenho dos elementos de rede e a qualidade dos servi os oferecidos pela rede A TMN recebe informa es dos elementos de rede monitorados e atua no sentido de reconfigurar ou modificar a opera o face s condi es que afetem o funcionamento eficiente da rede de telecomunica es Dados de hist rico de desempenho s o necess rios para avaliar o desempenho dos elementos de rede e a qualidade dos servi os oferecidos pela rede A TMN recebe informa es dos elementos de rede monitorados e atua no sentido de reconfigurar ou modificar a opera o face s condi es que afetem o funcionamento eficiente da rede de telecomunica es Dados de hist rico de desempenho s o necess rios para avaliar o desempenho recente de sistemas de transmiss o Tal informa o pode ser CEFET RJ 84 SDH Hierarquia Digital S ncrona usada para habilitar a seccionaliza o de falhas e localiza o de fontes de erros intermitentes C Ge
9. SDH Hierarquia Digital S ncrona informa es ao usu rio facilitando a entrada apresenta o e a modifica o de detalhes dos objetos MCF Fun o de Comunica o de Mensagens Message Communication Function a respons vel pela troca de informa es entre os blocos funcionais composta por uma pilha de protocolos que permite a conex o de blocos funcionais para a fun o de comunica o de dados c Pontos de Refer ncia Os pontos de refer ncia definem fronteiras de servi os entre dois blocos funcionais definindo o tipo de informa o trocada entre os blocos Tr s classes de pontos de refer ncia foram definidas gt Classe q entre OSF QAF MF e NEF gt Classe f para liga o de WSF gt Classe x entre OSF s de TMN s diferentes Duas classes adicionais de pontos de refer ncia foram definidas mas n o s o consideradas TMN ou seja n o est o sujeitas a padroniza o gt Classe g entre a WSF e o usu rio gt Classe m entre uma QAF e a entidade gerenciada d Fun o de Comunica o de Dados Data Communication Function DCF utilizada pelos blocos funcionais para troca de informa es Implementa as camadas de 1 a 3 do modelo OSI fornecendo fun es de roteamento retransmiss o e interfuncionamento Suporta diferentes tipos de CEFET RJ 74 SDH Hierarquia Digital S ncrona redes X 25 MAN LAN RDSI SSCC n 7 ou SDH A
10. Unidades Administrativas AUG Um nico AU 4 tamb m se constitui num AUG Synchronous Transport Module STM N O M dulo de Transporte S ncrono STM uma estrutura de informa o utilizada para permitir conex es entre camadas de se o atrav s da Hierarquia Digital S ncrona SDH Um STM N uma estrutura que se repete a cada 125us constitu da por um payload de informa o um AUG que resultar em um STM 1 ou quatro AUG s entrela ados byte a byte que resultar o em um STM 4 ou dezesseis AUG s entrela ados byte a byte que resultar o em um STM 16 e um overhead de se o SOH A estrutura de multiplexa o da SDH padronizada pelo ITU T atrav s da norma G 709 est ilustrada na figura abaixo Nesta estrutura podemos identificar as diversas camadas da rede SDH e a sua forma o a partir dos tribut rios Os espa os de carga para os tribut rios s o constitu dos por v rios bytes intercalados no quadro em subdivis es consecutivas de forma muito ordenada O container virtual VC 4 cont m um cabe alho de via POH com canais de servi o e supervis o ponta a ponta Os demais bytes desse quadro VC 4 podem constituir um grande espa o de carga definido como C 4 o qual abriga um sinal PDH de 140 Mbps ou podem estar subdivididos em tr s espa os iguais de carga de TUG 3 Cada TUG 3 por sua vez pode ser designado como uma unidade tribut ria de 3 ordem TU 3 A diferen a entre TU 3 e TUG 3 sutil Uma
11. gias devem permitir uma evolu o atraente da rede Comparando o STM Synchronous Transfer Mode com a tecnologia ATM o ATM oferece uma maior flexibilidade no provisionamento de servi os aos usu rios finais e isto tamb m facilita um uso econ mico da capacidade de transporte As operadoras de redes ir o fazer um upgrade em seus sistemas SDH SONET existentes para tirar vantagem da tecnologia ATM ou ir o estender suas redes usando uma cobertura ATM Considerando a grande variedade de poss veis arquiteturas de servi os e a incerteza no per odo de adapta o por uma grande demanda por tr fego ATM muito importante possuir uma arquitetura flex vel com respeito ao elemento de rede NE capaz de acomodar uma prov vel evolu o do cen rio nos diferentes segmentos do mercado Uma demanda variada por tr fego ATM ir exigir op es de transporte ATM h bridas e puras embutidas na rede local de acesso CEFET RJ 46 SDH Hierarquia Digital S ncrona 3 3 M todos de Multiplexa o S ncrona 3 3 1 Processos de Multiplexa o Entrela amento de Bytes Foi visto que o tempo b sico de repeti o utilizado em comunica es digitais de 125us Utilizando palavras de 8 bits resultou na taxa b sica de 64 Kbit s que foi padronizada pela RDSI a fim de atender a uma grande variedade de servi os Na PDH utiliza se intercala o plesi crona de bits enquanto na SDH este conceito estendido intercalando se by
12. o dos bytes do cabe alho POH do VC 3 segue a do VC 4 que foi descrita anteriormente O container C 3 pode ser mapeado alinhado dentro de um AU 4 de um STM 1 ou tamb m pode ser mapeado alinhado dentro de um AU 3 de um STM 0 no caso dos r dios digitais s ncronos A figura 3 14 mostra a forma o do quadro STM 1 a partir do Container C 3 O conjunto de informa es payload dividido em 3 sub quadros cada um composto por 1431 bits de informa o 1 Dois conjuntos de 5 bits de controle de justifica o Cl C2 Dois bits de oportunidade de justifica o S1 S2 573 bits fixos de enchimentos R Os dois conjuntos de 5 bits de controle de justifica o Cl e C2 s o usados para definir se haver ou n o justifica o dos bits Sl e S2 respectivamente Em termos de justifica o o tipo utilizado positiva zero negativa possibilitando a acomoda o de 20 ppm de varia o de taxa em rela o nominal 34 368 Mbit s O bit S2 utilizado para CEFET RJ 37 SDH Hierarquia Digital S ncrona justifica o positiva enquanto que Sl utilizado para justifica o negativa C1 C1 C1 C1 C1 0 0000 indica que Sl informa o C1 C1 C1 C1 C1 1 1 1 1 1 indica que S1 um bit de enchimento C2 controla S2 da mesma forma A decis o de justifica o dever ser feita na recep o usando vota o majorit ria de forma a garantir prote o contra erros simples e duplos no
13. 12 e um ponteiro de TU atrav s do qual se obt m a diferen a em bytes entre a posi o ocupada pelo overhead de via do VC 12 e o in cio do VC de ordem superior Uma TU 3 uma estrutura constitu da por um VC 3 e um ponteiro de TU atrav s do qual se obt m a diferen a em bytes entre a posi o ocupada pelo primeiro byte do overhead de via do VC 3 e o in cio do VC 4 Administrative Unit AU 3 ou AU 4 Administrative Unit ou Unidade Administrativa AU uma estrutura de informa o que proporciona adapta o entre a camada de via de ordem superior e a camada de se o de multiplex A AU 3 constitu da por um payload de informa o VC 3 e um ponteiro de AU atrav s do qual obt m se a diferen a em bytes entre a posi o ocupada pelo primeiro byte do overhead de via do VC 4 e o in cio do quadro STM N Tributary Unit Group TUG 2 ou TUG 3 O entrela amento byte a byte de tr s TU 12 os quais ocupam posi es fixas em rela o ao in cio do virtual container de ordem superior VC 3 ou VC 4 constitui um Grupo de Unidades Tribut rias 2 TUG 2 Um Grupo de Unidades Tribut rias 3 TUG 3 obtido a partir do entrela amento byte a byte de um TUG 2 ou a partir de um TU 3 CEFET RJ 22 SDH Hierarquia Digital S ncrona Administrative Unit Group AUG O entrela amento byte a byte de tr s AU 3 os quais ocupam posi es fixas em rela o ao in cio do quadro STM N constitui um Grupo de
14. 4 ou 16 processos individuais STM 1 A simplicidade do processamento permite a realiza o de redes flex veis com o uso de n s de rede capazes de copiar para e desde o sinal de linha um ou v rios tribut rios ADM ou copiar tribut rios de um sinal de linha para outros sinais de linha SDXC Neste projeto n s procuramos passar uma vis o geral dos sistemas de transmiss o baseados na Hierarquia Digital S ncrona SDH Como sugest o para continuidade deste estudo podemos indicar assuntos como os ADM pticos OADM que surgem como uma forte tend ncia do mercado o ATM sobre SDH que j um ponto forte da tecnologia SDH as aplica es de sistemas SDH para transportarem o protocolo da internet IP e os Multiplexadores por Divis o de Comprimento de Onda WDM que aumentam enormemente a capacidade de transmiss o em sistemas baseados em fibras pticas CEFET RJ 97 SDH Hierarquia Digital S ncrona 7 BIBLIOGRAFIA A Hierarquia Digital S ncrona Autor Cristiano Henrique Ferraz Copyright Wandel amp Goltermann Hierarquia Digital S ncrona Conceitos e Aplica es Autor Prof Luiz Augusto Hierarquia Digital S ncrona SDH B sico Autores Eng Ivan C sar Martinazzo e Eng Adalberto R Bihari Embratel 3 edi o Apostila Diretrizes para a Digitaliza o das Telecomunica es nas Empresas de Energia El trica Subcomit de comunica es Grupo de estudo de comun
15. 9 PROTE O EM SISTEMAS SDH erocrrenera A E ATOATOA 62 3 5 1 Prote o da Se o de Multiplexa o MSP erre aereas 62 3 5 2 An is Tolerantes a Falhas crtereeereeereerenecereraneeeenaaarananereeaaaeaereneaaeeaneeanaa 63 a Classifica o de ATF ata puscessecimnaidarsddaso cefasegpas ondas cega nsa passe anaa cosas an e iiaeia aaas 64 3 5 3 Principais Arquiteturas de ATF S nar n AAE AA AAE OG 66 3 5 4 Mecanismo de Prote o de Rede e Equipamento oonsssscesenesesrerssrerrss 67 3 5 5 Redund ncia de Hardware eticii niai aie EEn EErEE 68 3 5 6 Seguran a do SOWAT oieri a AE A D AAE E NENA E EE E 68 4 GER NCIA DE REDES SDH G 784 sssssssssssssssssessesccccccoeeeessssossssssssssseeesesceeccoeeeessssssssssssesssss 70 4 1 INTRODU O GER NCIA DE REDES TMN snnnoonsnneosessessoesesrsereseesseseesisosseseissessesessesreso 70 4 1 1 Funcionalidades de Ger ncia eee rereeaeereranereraraneeranaaarenanererenaneerenacenea 70 4 1 2 Arquitetura TMN siim eiteicerisevisarvisa a a Noah ve A O UERN Trade ads na dotes nho dani d ros 71 413 Arquitetura Funcional sure rito nviseniinataica Sina venia vende ana a LES h Intro dad dah va hora 72 LLAJ Arquitetura F SICA scosi a Aan KES ganda Sena IEA TOS IR Rats 75 42 GER NCIA DA SDE ii at Sia E AD E Rd SS 78 4 2 1 Modelo Organizacional da Ger ncia da SDEH ii erecereeceraneeraneeranos 78 4 2 2 Relacionamento entre TMN SMN e SMS osos
16. As estruturas em formato de estrela oferecem maior flexibilidade no caso em que a capacidade de um n pode ser aumentada sem afetar equipamentos em outros n s CEFET RJ 58 SDH Hierarquia Digital S ncrona Na interliga o entre redes onde necess ria alta capacidade e flexibilidade um SDXC seria escolhido para um n em prefer ncia a uma combina o de unidades de linha a Topologia Ponto a Ponto Os sistemas ponto a ponto SDH s o sucessores naturais para os enlaces de 140 Mbits s e de 565 Mbits s existentes atualmente Nas novas instala es estes tribut rios ser o substitu dos em geral pelo STM 1 155 Mbit s e STM 4 622 Mbit s O STM 16 2 5 Gbit s ser requerido em diversas localidades devido necessidade de uma banda cada vez maior das redes Visto que os sistemas SDH come aram a aparecer em rotas espec ficas na planta existente coexistindo com os sistemas de 140 Mbit s e 565 Mbit s um ponto de grande import ncia o gerenciamento de rede Este dever cobrir toda a rede de transmiss o incluindo tanto a rede SDH como a PDH A Figura 3 29 mostra um exemplo de uma rede ponto a ponto com equipamentos LTM e ADM onde os ADM s apresentam facilidade de deriva o inser o de tribut rios b Topologia em Anel Unidirecional e Bidirecional Um ponto diferenciador da SDH em rela o aos sistemas anteriores a fun o Add Drop Multiplexer ADM Ele prov a possibilidade de
17. Multiplexa o Multiplex Section Terminal MST Na multiplexa o gera e adiciona as linhas 5 a 9 do SOH Na demultiplexa o tem a fun o inversa 3 5 2 An is Tolerantes a Falhas Os sistemas de transmiss o por fibra ptica desempenham um papel fundamental nas redes de telecomunica es devido a seu baixo custo alta capacidade e qualidade do servi o A utiliza o econ mica da alta capacidade da fibra frequentemente leva a utiliza o de redes em estrela O n central da estrela encarregado de rotear o tr fego entre os outros n s No entanto este tipo de arquitetura vulner vel a quebras do cabo ptico e a falhas nos n s principalmente do n central Uma alternativa para a topologia de rede em estrela e que prov uma utiliza o econ mica da alta capacidade da fibra e de equipamento a estrutura em anel Um anel tolerante a falha ATF um conjunto de n s dispostos em anel onde cada n conectado a dois n s adjacentes atrav s de uma comunica o duplex Um ATF tem capacidade de transmiss o e ou equipamentos redundantes de forma a assegurar a continuidade do servi o ap s a detec o de uma falha no anel Os an is tolerantes a falhas ATF ou auto regenerativos podem ser implementados de modo a garantir 100 de disponibilidade do servi o mesmo em casos de quebra da fibra ptica ou de falha nos n s sem a necessidade de implanta o da ger ncia de rede TMN pois os mecanismos de
18. Nas linhas 5 a 9 e colunas 1 a 9 tem se o Multiplex Section Overhead MSOH Alinhamento de Quadro Al A2 S o bytes reservados para a transmiss o da informa o de in cio de quadro denominada Palavra de Alinhamento de Quadro Identificador do STM N C1 gt um byte usado para identificar o STM N Esse byte identifica a profundidade do entrela amento do STM N Canal de Comunica o de Dados DCC D1 D12 gt Os bytes D1 a D3 formam um canal de 192 Kbps para comunica o no percurso do sinal dentro da camada de se o regeneradora Os bytes D4 a D12 formam um canal de 576 Kbps para comunica o no percurso dentro da camada de Se o Multiplexadora Canal de Servi o El E2 gt Os bytes El ou E2 constituem canais de 64 Kbps de servi o para comunica o de voz sendo que El faz parte do RSOH podendo ser acessado nos regeneradores e E2 faz parte do MSOH podendo ser acessado no terminal da se o multiplexadora Canal do Usu rio Fl gt Reservado para uso da empresa operadora da rede Monitora o de Erros na Se o Regeneradora Bl Esse byte permitir a monitora o de erro na se o regeneradora usando o c digo BIP 8 Bit Interleaved Parity 8 que um c digo de 8 bits usando paridade par CEFET RJ 27 SDH Hierarquia Digital S ncrona Monitora o de Erro na Se o Multiplexadora B2 Esse byte permitir a monitora o de erro na se o multiplexadora usando o
19. a essa estrutura obt m se a AU 4 O ponteiro de AU 4 indica a localiza o do primeiro byte do VC 4 sendo que este ponteiro possui posi o fixa no quadro STM 1 O AUG tem origem na multiplexa o de 3 AU 3 ou 1 AU 4 Nesse caso devido utiliza o de apenas uma AU a AU 4 coincide com o AUG O AUG possui localiza o fixa dentro do quadro STM 1 Um AUG tamb m pode ser obtido atrav s do entrela amento byte a byte de 3 AU s Esta estrutura de multiplexa o n o definida pela pr tica das operadoras que formavam a antiga Telebr s a Forma o do AU 4 a partir de TUG 3 ou 139 264 Kbit s Um VC 4 pode ser formado pela multiplexa o de 3 x TUG 3 s Associando um ponteiro de AU 4 ao VC 4 obtemos a estrutura AU 4 CEFET RJ 50 SDH Hierarquia Digital S ncrona Al m da multiplexa o torna se necess ria a inclus o de uma coluna 9 bytes de POH contendo monitora o de desempenho manuten o e alarmes da via al m de outras duas colunas de enchimento resultando em uma estrutura de 9 linhas por 261 colunas totalizando 2 349 bytes J a forma o de um VC 4 a partir de um tribut rio de 139 264 Kbit s se faz atrav s do mapeamento direto de um C 4 em VC 4 O tribut rio inserido no container C 4 aonde justificado O C 4 uma estrutura composta de 9 linhas por 260 colunas Acrescenta se ent o uma coluna de 9 bytes contendo o POH formando o VC 4 Associando se um ponteiro de
20. estrutura de quadro do STM 1 o quadro STM N tamb m possui tr s reas principais que s o SOH que compreende RSOH e MSOH Ponteiros da AU Payload que cont m os VC s CEFET RJ 29 SDH Hierarquia Digital S ncrona Estas reas est o distribu das no quadro da mesma maneira como ocorre nos quadros STM 1 de acordo com a figura anterior variando apenas com o n mero de colunas de acordo com o N de cada STM N Na rea de SOH ser o 9 linhas e N x 9 colunas e na rea de carga ser o 9 linhas e N x 261 colunas CEFET RJ 30 SDH Hierarquia Digital S ncrona 3 2 Mapeamento Alinhamento dos Tribut rios 3 2 1 Conceitos B sicos Mapeamento a denomina o do processo de aloca o de tribut rios em containers virtuais VC s para serem transportados pela rede SDH Se o tribut rio for plesi crono o mapeamento incluir justifica o de bit Qualquer sinal para ser transportado pela rede SDH precisa ser primeiro mapeado em um dos seguintes containers s ncronos C 11 C 12 C 2 C 3 ou C 4 Os containers s o estruturas que alojam os sinais a serem transportados como por exemplo os sinais da PDH Existe um container apropriado para cada carga til de informa o a ser transportada Adicionando se aos containers bytes para supervis o da via ou caminho percorrida denominados carga de supervis o da via Path Overhead POH obt m se estruturas denominadas Containers Virtua
21. oferecem prote o de tais defeitos s o fregiientemente chamados de mecanismos de seguran a O primeiro passo no procedimento de seguran a e isolar a rotina com defeito para que o defeito n o se espalhe para fora Isto pode ser aplicado antes ou depois de terminar o processo atual dependendo do crit rio de falha A reconfigura o pode ent o ser iniciada onde as fun es afetadas pelo componente com defeito est o distribu das para outros canais do equipamento para dividir a carga A reinicializa o da nova rotina pode ser tanto quente hot sem checar o contexto ou o ltimo ponto de verifica o quanto frio cold com o novo contexto Al m do restabelecimento autom tico dos defeitos estes mecanismos oferecem CEFET RJ 68 SDH Hierarquia Digital S ncrona uma importante capacidade de manuten o j que eles permitem que recursos de software sejam trocados ou atualizados durante a opera o CEFET RJ 69 SDH Hierarquia Digital S ncrona 4 GER NCIA DE REDES SDH G 784 O termo Ger ncia de Redes possui uma dimens o muito ampla congregando diversas atividades basicamente pode se dizer que o objetivo da ger ncia consiste em proporcionar o funcionamento ininterrupto e otimizado da rede visando uma efici ncia do neg cio de telecomunica es 4 1 Introdu o Ger ncia de Redes TMN Os requisitos atuais de qualidade para os sistemas de transmiss o de dados e a introdu o de
22. os canais do usu rio Na sinaliza o por canal comum a informa o de sinaliza o transferida completamente separada do canal Esses canais de sinaliza o constituem uma rede de sinaliza o independente baseada em troca de mensagens que s o completamente separadas da rede de informa o do usu rio Algumas vantagens da CCS s o a transfer ncia da informa o simultaneamente com a informa o do usu rio e a possibilidade de controlar aproximadamente 2 500 usu rios simultaneamente num canal de 64 kbit s CEFET RJ 43 SDH Hierarquia Digital S ncrona Os bits S1 S2 S3 e S4 cont m a sinaliza o dos 30 canais de 64 kbit s O ciclo de sinaliza o dura 16 quadros de 125 us A cada quadro excluindo se o quadro O transmitida a sinaliza o de dois canais A diferen a entre o mapeamento de um tribut rio com CAS e com CCS que no caso do sinal de 2 048 Mbit s o byte 19 canal 16 transporta a CCS Os equipamentos dever o contemplar obrigatoriamente este tipo de mapeamento no modo floating com CAS e CCS 3 2 5 Mapeamento de C lulas ATM Na tecnologia ATM Assynchronous Transfer Mode a informa o alocada em c lulas e estas c lulas s o ass ncronas com rela o chegada no equipamento de transporte O Tamanho da C lula ATM foi padronizado em 53 bytes sendo 48 bytes de informa o payload e 5 bytes de overhead C lulas s o transmitidas atrav s de conex es com circuitos
23. ponteiros pode ser explicada com uma analogia ao sistema de transportes rodovi rios como foi feito anteriormente Nem todos os caminh es que chegam na esta o de embarque podem chegar exatamente quando deveriam Antes que as cargas sejam transferidas para um caminh o maior toda a informa o relativa ao seu tempo de chegada e posi o deve ser comunicada ao novo motorista A nota de embarque para o novo caminh o maior dever conter a posi o de in cio e t rmino de cada sub carga Na chegada o motorista pode usar a informa o para recriar as cargas menores e tamb m extrair as rela es de tempo entre estas Se as regras do servi o de entrega impuserem que as cargas que chegarem primeiro devem ser entregues primeiro ent o a informa o de tempo igualmente importante A transfer ncia de cargas deve manter intacta a diferen a no tempo de chegada das cargas Antes que qualquer multiplexa o STM N possa ser executada no equipamento da rede SDH os sinais de transporte devem ser primeiramente sincronizados com o equipamento de rede No lado de entrada de um equipamento SDH os sinais individuais de transporte SDH podem estar desalinhados tanto em temporiza o de fase como em taxa de transmiss o de bit Ap s a sincroniza o de quadro os sinais individuais de transporte s o alinhados tanto em temporiza o de fase como em taxa de transmiss o de bit No processo de sincroniza o de quadro a parte do se
24. sa da da rede s ncrona o sinal do tribut rio deve ser recuperado do container virtual Este processo conhecido como desmapeamento CEFET RJ 34 SDH Hierarquia Digital S ncrona O container virtual compreende o Path Overhead o sinal do tribut rio e bits adicionais de enchimento os quais foram adicionados de modo a sincronizarem a taxa de transmiss o dos tribut rios com a capacidade da carga til dispon vel para transporte Todavia a ess ncia do processo de d E esmapeamento de dessincronizar o sinal composto do container virtual Este sinal tribut rio recuperado deve ent o sair tanto quanto poss vel em sua forma original Portanto por exemplo um VC 4 carregando um sinal de 140 Mbit s chega se o de desmontagem com taxa de transmiss o de 150 34 Mbit s O processo de desontagem o inverso do processo descrito acima O payload de informa o pode transportar um sinal de 139 264 kbit s distribu do da seguinte forma e Cada uma das 9 linhas particionada em 20 blocos de 13 bytes e Em cada linha existe um bit de justifica o positiva S e 5 bits de controle de justifica o C totalizando 9 bits de justifica o positiva por quadro STM 1 Existem quatro maneiras de se compor o primeiro byte de cada bloco a saber e Oito bits de informa o I byte W e Oito bits de enchimento R byte Y e Um bit de controle de justifica o C mais cinco bi
25. sinal original O importante entender que na entrada do conversor anal gico digital h um sinal el trico cujas varia es de amplitude s o an logas s varia es de amplitude do sinal de voz e na sua sa da h uma torrente de bits que se sucedem ao ritmo de 64 Kbps Este sinal digital chamado de canal PCM Os sinais digitais s o manipulados mais facilmente e a transmiss o mais imune a ru dos Os mesmos equipamentos projetados para tratar voz digitalizada tamb m podem tratar sinais de dados e v deo O modo de transmiss o ass ncrono foi inicialmente desenvolvido para a telegrafia Consiste em enviar a informa o precedida por um s mbolo de in cio e marcar o fim da informa o com um s mbolo de fim O intervalo entre uma informa o e outra imprevis vel por isso o termo ass ncrono que significa em tradu o livre intermitente Este tipo de transmiss o foi criado para enviar caracteres conforme fossem teclados por operadores de telex O sinal ou s mbolo que marcar o in cio e o fim do caracter pode ser um bit ou um conjunto de bits Como todo caracter precisa vir acompanhado de sinais de sincronismo o modo ass ncrono de transmiss o tamb m conhecido como sincronismo de caracter Decodificar a mensagem s poss vel se o receptor puder contar os bits que chegam e compar los com uma seqgii ncia de bits gerada internamente conhecida como rel gio O sinal de in cio um bit
26. transmissor s poss vel se esses bits estiverem alinhados com uma torrente de bits de refer ncia conhecida como rel gio clock Com varia es de tens o e de temperatura entre outros fatores o rel gio de refer ncia pode escorregar ou seja ficar desalinhado em rela o ao sinal recebido 2 2 Quadro PCM de 2 Mbps Logo os engenheiros perceberam que seria poss vel projetar sistemas de transmiss o mais baratos e eficientes por meio da mesclagem de v rios CEFET RJ 9 SDH Hierarquia Digital S ncrona canais PCM e da transmiss o s ncrona dessa mescla por um nico par de fios o mesmo que antes era ocupado por um s sinal anal gico O m todo usado para combinar v rios canais de 64 Kbps em uma nica torrente de bits de maior velocidade conhecido como TDM Time Division Multiplexing O conceito simples Alinham se 32 canais PCM Um byte de cada canal transmitido por vez num canal de sa da de alta velocidade O multiplexador TDM l o primeiro byte de cada um dos canais PCM todos ao mesmo tempo Cada um desses bytes dura 125us ap s o que s o armazenados na mem ria do multiplexador Da mem ria do MUX os bytes s o enfileirados na sa da de alta velocidade o primeiro byte do canal 1 depois o primeiro do canal 2 e assim por diante at o primeiro byte do canal 32 quando o processo recome a para o segundo byte de cada canal S que na sa da cada byte dura apenas 3
27. um tribut rio de 2 Mbit s com qualquer estrutura de quadro N o permite visibilidade dentro do VC 12 de qualquer sinal integrante do tribut rio S realiza o mapeamento de tribut rio s ncrono com o VC 12 j que n o utiliza o processo de justifica o de bit Este mapeamento um subconjunto do mapeamento ass ncrono O processo de justifica o n o necess rio Mapeamento s ncrono a n vel de byte Requer que o tribut rio de 2Mbit s tenha a estrutura de quadro conforme antiga Pr tica Telebr s sobre Especifica es Gerais de Equipamentos Multiplex MCP 2048 kbit s MCP 30 B Permite a visibilidade dos dados do tribut rio Isto poss vel pois os canais de 64 Kbps bem como a estrutura de sinaliza o ocupam posi es conhecidas na estrutura do VC 12 S realiza o mapeamento de tribut rio s ncrono com o VC 12 j que n o utiliza o processo de justifica o de bit Tem a aplica o na interconex o com a PDH no mapeamento do tribut rio de 2 Mbit s com estrutura de quadro com 30 ou 31 canais e TSO ou com estrutura de quadro baseada em canais de N x 64 kbit s e TSO Em fun o da aplica o da rede o mapeamento s ncrono a n vel de bit e o mapeamento s ncrono a n vel de byte podem ser feitos de dois modos Modo floating flutuante Modo locked amarrado Este modo n o est mais definido pelo ITU T No modo floating os tribut rios de 2 Mbit s s o mapeados em VC 12 e a cada VC 12 asso
28. virtuais sendo seu encaminhamento baseado na informa o de um cabe alho contido em cada uma delas Tal tecnologia capaz de suportar diferentes servi os para satisfazer aos requisitos exigidos pelos diferentes tipos de tr fego a altas taxas de transmiss o Antes de serem mapeadas nos containers SDH as c lulas ATM passam por uma interface onde s o adaptadas SDH Al m disso nessa interface o campo de informa o de cada c lula embaralhado O embaralhador deve operar somente durante o campo de informa o das c lulas Durante os 5 bytes do overhead a opera o deve ser suspensa e o estado do embaralhador mantido O embaralhamento aumenta a seguran a e a robustez do mecanismo de delimita o de c lulas contidos overhead denominado HEC Header Error Control Ap s a chegada as c lulas podem ser mapeadas em um container do SDH ou podem ter uma transmiss o pura de c lulas ATM CEFET RJ 44 SDH Hierarquia Digital S ncrona Um feixe de c lulas ATM geralmente mapeado em um container C 4 A seguir bytes de POH s o adicionados ao container gerando um virtual container VC 4 a Limita es do STM O Modo de Transfer ncia Ass ncrono ATM tenta eliminar as limita es do STM tirando vantagem do ganho estat stico de servi os com tr fego de taxa vari vel ao mesmo tempo garantindo um desempenho aceit vel paa servi os de taxa cont nua Ao contr rio do STM um canal n o i
29. visava implementa o futura de uma Rede Digital de Servi os Integrados RDSI com o objetivo de oferecer a maior variedade poss vel de servi os aos clientes A Rede Digital de Servi os Integrados RDSI come a a crescer no Brasil Por tr s da express o servi os integrados est o conceito de que se todo tipo de informa o pode ser reduzido a bits por que n o levar casa do assinante v rios servi os digitais Determinou se que o acesso b sico RDSI seria feito por interface 144 kbps Com essa interface os assinantes podem navegar e falar ao telefone ao mesmo tempo e pelo mesmo par de fios Centrais telef nicas que oferecem acesso RDSI precisam para funcionar bem da ajuda de uma rede de transporte de informa es como as de SDH As redes SDH possibilitam que cada vez mais empresas e pessoas usem facilmente enlaces privados a altas taxas Enlaces privados de 2 Mbps ou at de 8 Mbps j existem mas ainda n o s o comuns sequer baratos No equipamento PDH esse tipo de enlace tornar se ia t o complexo que invi vel j as redes SDH com sua flexibilidade permitem o fornecimento de um ou mais enlaces de forma muito simples conforme vimos no corpo de nosso trabalho CEFET RJ 91 SDH Hierarquia Digital S ncrona Os softwares dos equipamentos t m avan ado em dire o tal que dentro em breve ser poss vel at que o pr prio usu rio fa a altera es na rota de seu enlace usa
30. 90625us Em outras palavras os 32 primeiros bytes de cada um dos 32 canais PCM duram o mesmo tempo 125us que cada byte da entrada Com isso a velocidade da torrente de bits na sa da do mux de 2 048 Mbps ou 32 vezes 64 Kbps Desses 32 canais o primeiro usado para controle e sincronismo do seletor rotativo que na outra ponta do sistema desfaz a intercala o ou demultiplexa e o d cimo s timo usado para sinaliza o Essa a estrutura de um enlace PCM tamb m chamado de enlace El por ser um padr o europeu e de sinal de 2 Mbps 30 canais de voz ou 31 canais de dados 2 canais para sinaliza o e sincronismo e taxa de 2 048 Mbit s Antigas centrais telef nicas eletromec nicas eram interligadas por meio de circuitos eletr nicos anal gicos com 2 ou 4 fios A t cnica de digitaliza o da voz usando PCM e a de constru o de enlaces com 30 canais de voz simult neos enlace El representaram uma revolu o nas telecomunica es CEFET RJ 10 SDH Hierarquia Digital S ncrona Conforme a procura por servi os telef nicos foi crescendo ficou claro que o padr o El seria insuficiente para escoar todo o tr fego entre as grandes centrais telef nicas Para evitar um n mero excessivo de enlaces El entre as centrais cuja manuten o seria cara e complexa foi preciso criar multiplexadores que intercalassem v rios enlaces El num nico cabo coaxial ou fibra ptica Na Europa e no Brasil adot
31. AU 4 ao VC 4 obtemos a estrutura AU 4 b Forma o do AU 3 a partir de TUG 2 ou 34 368 Kbit s Esta estrutura de multiplexa o n o definida como um padr o pelas operadoras que at ent o formavam a Telebr s mas pode ser utilizada para os r dios digitais s ncronos trafegando a taxa de 51 84 Mbit s STM 0 Um VC 3 de ordem superior pode ser formado por multiplexa o de 7 x TUG 2 s Associando um ponteiro de AU 3 ao VC 3 obtemos a estrutura AU 3 Al m da multiplexa o torna se necess ria a inclus o de uma coluna 9 bytes de POH contendo monitora o de desempenho manuten o e alarmes de via resultando em uma estrutura de 9 linhas por 85 colunas totalizando 765 bytes J a forma o de um VC 3 a partir de um tribut rio de 34 368 Kbit s se faz atrav s do mapeamento direto de um C 3 em VC 3 O tribut rio z inserido no container C 3 aonde justificado O C 3 uma estrutura composta de 9 linhas por 84 colunas Ao C 3 acrescentada uma coluna contento POH formando um VC 3 que por sua vez associado a um ponteiro de AU 3 dando origem a estrutura AU 3 Em ambos os casos necess rio acrescentar duas colunas de z enchimento ao VC 3 para formar o AU 3 Isto necess rio para CEFET RJ 51 SDH Hierarquia Digital S ncrona compatibilizar a multiplexa o de 3 AU 3 s 87 x 9 bytes com o AUG 261 x 9 bytes 3 3 4 Forma o dos STM N s A id ia de ajuste dos
32. MAF Um processo de aplica o para gerenciamento de sistema A MAF inclui um Agente sendo gerenciado e um Gerenciador A MAF a origem e a termina o para todas mensagens TMN gt Agente Agent Parte da MAF capaz de responder a opera es da rede de gerecniamento ordenadas por um Gerenciador e que pode executar opera es em Objetos Gerenci veis produzindo eventos gt Objeto Gerenciado Managed Object MO Um recurso dentro do ambiente de telecomunica es que pode ser gerenciado via um Agente Exemplos de objetos gerenci veis s o equipamento terminal de recep o terminal de transmiss o fonte de alimenta o cart o de circuito container virtual se o multiplex Se o regeneradora A MCF Message Communications Function fornece as facilidades para transportar as mensagens de gerenciamento da rede de uma MAF para outra Dentro de cada entidade de gerenciamento ME MD OS deve existir a MCF O Sistema de Comunica o de Mensagens MCF prov facilidades para o transporte de mensagens da TMN para e da MAF al m do tr nsito das mesmas O MCF n o origina e nem termina o de mensagens CEFET RJ 19 SDH Hierarquia Digital S ncrona 4 2 2 Relacionamento entre TMN SMN e SMS A Rede de Ger ncia da SDH SMN o subconjunto da TMN respons vel pela ger ncia da rede da SDH A SMN pode ser subdividida em Sub redes de Ger ncia da SDH SMS Estas sub redes s o constit
33. Multiplexa o utilizam as indica es de eventos de falha da Se o Multiplexa o para efetuar a comuta o Em caso de falha de uma se o de multiplexa o utilizada a se o de multiplexa o de prote o A coordena o da comuta o da se o de multiplexa o feita pelo protocolo de Comuta o Autom tica de Prote o APS Automatic Protection Swichting Nos an is com prote o de SNC uma SNC de servi o em caso de falha ou degrada o de desempenho substitu da por uma SNC de prote o Uma SNC corresponde a um segmento de via A prote o de SNC n o precisa ser utilizada em todos os VCs dentro de uma Se o de z Multiplexa o No n de transmiss o a Via protegida enviada em ambos os sentidos do anel No n de recep o um das duas Vias selecionada As vias s o comutadas individual e unidirecionalmente com base em informa es puramente locais ao elemento de rede em que recebido a Via Nos an is que utilizam a prote o de via a configura o mais utilizada CEFET RJ 65 SDH Hierarquia Digital S ncrona aquela em que o canal de servi o enviado por duas vias distintas uma no sentido hor rio e outra no sentido anti hor rio No n de recep o h uma sele o entre as duas vias baseada na monitora o e detec o de SIA de Via no equipamento ADM A prote o de SNC pode utilizar monitora o inerente ou n o intrusiva prote o de via independ
34. SDH Hierarquia Digital S ncrona TI INTRODU O Kinnista DD SGAN ND ss TSE SONS 3 2 DESCRI O DA HIERARQUIA PDH cecceeenenseneeneeserenseeseneensereesenserseneeneeneesenserses 7 2 1 CONCEITOS B SICOS SOBRE COMUNICA ES DIGITAIS iisteeeeeeeeereereereeeeeeeans 7 2 2 QUADRO PE MDE Z MBPS sur dig sacra sato sudeste Sds fu des da Ena ra a Sia ARTS no a Sa BS dad Sa asas 9 2 3 HIERARQUIA PDH AMERICANA EUROP IA E JAPONESA ttteeeeeeeeeeetaetaeaeaito 12 2 4 QUADROS PCM DE ORDEM SUPERIOR visar contiinisdonondandaiiiacidiienda dee nic it ana apena cen ceia 13 2 5 PROCESSO DE SINCRONIZA O DA PDH a eaesasritasisaasatossasbirma aada py elis aee caisid an on re pensdo 14 3 A HIERARQUIA DIGITAL S NCRONA ss ssssssesseesssecessecesseesseesseoesseoesseeeeseeeeseeesseeseseeseseesss 16 3 1 PRINC PIOS B SICOS DA HIERARQUIA S NCRONA ccccesteeteeeerereereeeeeeereeereneeneneenna 16 Ikai Generalidades enren naie e a a Aa UA da Sa SED Ea SED Da Sa a SR 16 3 12 Descri o das Camada Sii aeania r Casta ga o penteado aa OE ad pla ql DC a q 18 3 1 3 Taxas de Transmiss o da SDH onnesnneeessenssesesesessressseesssssssssrssssresssressseessssesssseesse 19 3 1 4 Estrutura de Multiplexa o da SDH cenoneseneeeeeesesesrsrisesrreresrsrrsressenresresrsseees 20 3 1 5 Estrutura do Quadro STM 1 rorcsiesiiieiiiiiiiiet iiaiai a a EE AR 24 3 1 6 Estrutura do Quadro STM N sssssesseserss
35. a conex o em um sentido de transmiss o atrav s do elemento de rede da SDH Pode ser usado por exemplo para transportar sinais de v deo Bidirecional efetua conex o nos dois sentidos de transmiss o Tem uso geral por exemplo no caso de transmiss o de sinais de voz a 64 Kbit s Broadcasting efetua a conex o de um VC de entrada para mais de um VC de sa da Pode ser utilizada na distribui o de sinais de v deo um mesmo sinal para m ltiplos usu rios Loopback efetua a conex o de forma que um VC de entrada seja enviado de volta origem Ou seja realiza a conex o de um VC para ele mesmo Split access efetua a termina o de um VC em um STM N de entrada e insere um sinal de teste no VC correspondente no sinal STM N de sa da 3 4 2 Arquitetura das Redes SDH 6 803 Existem diversas maneiras de se projetar uma Rede SDH Inicialmente a tecnologia SDH ser implementada em novas instala es e ent o substituir ou ser o feitas expans es nos sistemas existentes quando eles atingirem a capacidade m xima No n vel mais simples os novos sistemas ponto a ponto usar o Multiplex Terminais LineTerminal Multiplexer LTM SDH com possibilidade de expans o para topologias SDH mais complexas As redes em anel s o mais convenientes quando necess ria uma alta disponibilidade No caso de uma falha o tr fego pode ser re roteado automaticamente em outra dire o atrav s do anel
36. a se recuperar a sua carga de supervis o e os containers virtuais de sua CEFET RJ 54 SDH Hierarquia Digital S ncrona carga til Os STM i s que partem deste n s o reconstru dos com novas cargas de supervis o e novas multiplexa es em suas cargas teis 3 3 5 Processo de Recupera o de Rel gio embaralhamento de bits Para que se garanta a recupera o de rel gio na recep o um sinal com formato de quadro STM N deve ter uma quantidade m nima de transi es Uma forma de se conseguir um padr o bin rio adequado com probabilidades iguais de ocorr ncias de l s ou 0 s atrav s da utiliza o de um embaralhador na transmiss o A opera o do embaralhador funcionalmente id ntica de um embaralhador s ncrono com sequ ncia de comprimento 127 operando na taxa da linha O polin mio gerado 1 X X7 O embaralhador come a a atuar a partir do primeiro bit ap s o ltimo byte da primeira linha do SOH j que os bytes da primeira linha do SOH n o devem ser embaralhados O embaralhador deve atuar continuamente atrav s do quadro STM N completo sendo levado ao estado 1 1 1 1 1 1 1 na posi o correspondente ao primeiro bit do payload CEFET RJ 55 SDH Hierarquia Digital S ncrona 3 4 Equipamentos e Arquiteturas das redes SDH 3 4 1 Equipamentos de uma Rede SDH A partir das diferentes configura es dos blocos funcionais estabelecidos nas r
37. acomoda o de 15 ppm de varia o de taxa em rela o nominal 139 264 Mbps Quando o tribut rio est na taxa nominal dois bits S s o utilizados para transportar informa o e os sete restantes cont m enchimento O n mero total de bits por quadro para o VC 4 18 792 sendo 17 406 bits de informa o Jitter de mapeamento O processo de justifica o para a forma o do container em tudo semelhante ao processo de justifica o utilizado em quadros PDH Do mesmo modo que na PDH a sucess o irregular dos bits de justifica o causa um certo jitter de tempo de espera com uma envolt ria de baixa frequ ncia No caso da SDH esse jitter chama se jitter de mapeamento ou jitter de justifica o Uma das medi es importantes nos equipamentos SDH com interfaces plesi cronas consiste em verificar o espectro desse CEFET RJ 36 SDH Hierarquia Digital S ncrona jitter simulando varia es de velocidade da carga plesi crona dentro dos limites admiss veis 3 2 3 Mapeamento Ass ncrono Alinhamento de 34 Mbit s Um tribut rio de 34 368 Mbps pode ser mapeado em um VC 3 que composto por um POH e por um conjunto de 9 x 84 bytes de informa o payload que se repetem a cada per odo de 125 us Como pode ser visto na figura abaixo o C 3 comporta um sinal de 34 368 Mbps incluindo bits de Justifica o al m de bytes de enchimento totalizando 756 bytes A fun
38. ado os tribut rios t m que ser s ncronos ao quadro prim rio pois de outro modo ocorreriam deslizamentos slips periodicamente A fun o das centrais de comuta o retirar a carga tribut rio de 64 Kbps contida nos quadros prim rios que lhes chegam e coloc la nos espa os de carga dos quadros prim rios gerados por elas mesmas em dire o a outros elementos de rede mais adiante Os tribut rios t m que caber exatamente nos espa os de carga se n o o fizerem os elementos que realizam a comuta o introduzir o slips ou deslizamentos Devido a essa problem tica para que um sinal de 64 Kbps ou n x 64Kbps possa ser transportado sem ser danificado preciso que todos os sinais de 64 Kbps sejam s ncronos aos quadros de 2 Mbps e que todos os quadros de 2 Mbps sejam s ncronos ente si Para evitar ter que sincronizar tamb m os multiplex de ordem superior a multiplexa o dos tribut rios a partir de 2 Mbit s obedece a um esquema bastante distinto Nos sistemas multiplex digitais de segunda ordem seguindo a hierarquia de 2 048 Mbps os sinais tribut rios que ir o formar um sinal composto a 8 448 Mbps s o ditos plesi cronos Para se efetuar a forma o do sinal composto preciso primeiramente fazer com que estes sinais plesi cronos tornem se s ncronos Um dos m todos usualmente empregados e que adotado nos multiplex digitais de alta hierarquia o m todo de justifica o positiva Este proce
39. ados Ele utilizado quando o NE n o possui interface padronizada e o QA faz a tradu o do protocolo propriet rio para os protocolos padronizados f Esta o de trabalho Work Station WS Engloba os recursos para o acesso de operadores aos OS MD QA NE N o se trata de uma esta o de trabalho no sentido que utilizado em inform tica podendo ser inclusive um terminal de v deo ou uma console especializada No entanto medida que os OS s se tornam mais sofisticados uma WS se torna o hardware mais adequado a ser utilizado devido as suas facilidades gr ficas necess rias a uma boa interface com o operador As principais fun es a serem suportadas pelas WS s o gt acesso TMN gt seguran a de acesso e login CEFET RJ 7 SDH Hierarquia Digital S ncrona gt reconhecimento e valida o de entradas gt formata o e valida o de sa das gt Suporte para menus telas janelas 4 2 Ger ncia da SDH O gerenciamento da rede SDH utilizando a agruitetura TMN est definido na recomenda o G 784 do ITU T Ela define as v rias entidades de gerenciamento como elas se comunicam o modelo organizacional de gerenciamento a arquitetura da sub rede de gerenciamento topologias fun es de ger ncia e o protocolo Q3 O gerenciamento da rede SDH visto como um subconjunto da TMN O modelo de informa o para o SDH definido na recomenda o G 774 4 2 1 Mod
40. al S ncrona A introdu o da SDH trouxe um novo conceito em redes de transporte O alto grau de padroniza o que envolve a SDH permite que redes de diferentes operadoras possam ser interligadas e permite que redes possam ser constitu das por equipamentos de fornecedores distintos Estas redes com capacidade de transporte na ordem de Gbit s t m arquiteturas altamente protegidas e flex veis onde o usu rio encontra grande disponibilidade de servi os com qualidade elevada e custo relativamente menor A qualidade de servi o conseguida devido alta capacidade de gerenciamento do servi o prestado o que permite operadora interagir com a sua rede de forma mais r pida segura e eficaz 6 1 Compara o SDH x PDH Caracter sticas da PDH O primeiro n vel El ou T1 tratado sob a forma de octetos Os n veis superiores s o tratados sob a forma de bits A dura o dos quadros n o uniforme Taxa de repeti o de 8 000 quadros por segundo Nem todas as interfaces est o padronizadas Baixa capacidade dos canais de servi o Caracter sticas da SDH Tratamento a nivel de byte Dura o de quadro uniforme 125us Utiliza o de ponteiros para identifica o dos quadros tribut rios e para adapta o da velocidade Canais de servi o e supervis o de grande capacidade CEFET RJ 95 SDH Hierarquia Digital S ncrona Vantagens da SDH Menor quantidade de passos de multiplexa o Alta capacidade
41. arga til Para facilitar o entendimento um nico quadro de um feixe de sinal serial pode ser representado por um mapa bi dimensional O mapa bi dimensional consiste de 9 linhas e 270 colunas de caixas Cada caixa representa um byte dentro de um sinal s ncrono Seis bytes de quadro 3xAl e 3xA2 aparecem no extremo superior esquerdo do mapa bi direcional Os bytes de quadro atuam como um marcador permitindo que qualquer byte dentro do quadro seja facilmente localizado Os bits de sinal s o transmitidos em uma seqgii ncia que se inicia com aqueles da primeira linha A ordem de transmiss o da esquerda para a direita Depois da transmiss o do ltimo byte do quadro a sequ ncia se repete CEFET RJ 25 SDH Hierarquia Digital S ncrona O conceito de transporte intacto dos sinais atrav s de uma rede s ncrona resultou no termo Quadro de Transporte S ncrono aplicado estrutura de sinais s ncronos Um quadro de transporte s ncrono compreende tr s reas distintas e facilmente acess veis dentro da estrutura de quadro A primeira o Payload carga til a segunda o Section Overhead SOH e a terceira o ponteiro que est dentro do SOH A figura 3 4 ilustra o conceito de quadro de transporte s ncrono para o STM 1 Este diagrama n o pretende ser proporcional Na verdade como se pode ver a parte esquerda Cabe alho de Se o SOH cont m apenas 9 bytes em cada linha como cada linha t
42. as dos equipamentos GER NCIA DE DESEMPENHO Prov fun es para avaliar e relatar o comportamento dos equipamentos de telecomunica es e a efici ncia da rede Principais fun es monitora o de desempenho e medidas de tr fego GER NCIA DE CONFIGURA O Habilita o usu rio a criar e modificar recursos f sicos e l gicos da rede Principais fun es configura o dos recursos gerenciamento da Ordem de Servi o e informa es de recursos GER NCIA DE TARIFA O Prov um conjunto de fun es que permitem assegurar a seguran a da rede Primeiras fun es seguran a de acesso alarmes de seguran a e seguran a dos dados 4 1 2 Arquitetura TMN A TMN est estruturada em tr s arquiteturas b sicas que podem ser consideradas separadamente no planejamento e no projeto do sistema de ger ncia Arquitetura Funcional Descreve as fun es de gerenciamento agrupadas em blocos funcionais atrav s dos quais uma TMN pode ser implementada Arquitetura de Informa o Baseada em uma abordagem orientada a objeto fornece os fundamentos para o mapeamento dos princ pios de gerenciamento de sistemas OSI em princ pios TMN Arquitetura F sica descreve as interfaces que constituem a rede de ger ncia CEFET RJ 71 SDH Hierarquia Digital S ncrona 4 1 3 Arquitetura Funcional A arquitetura funcional baseada em blocos funcionais e descreve as distribui es apropriadas destes blocos a
43. av s de um cart o inteligente informa a rede onde est e todas as liga es destinadas a ele ser o desviadas para o lugar informado S redes inteligentes controladas por software e equipadas com um sistema de sinaliza o muito complexo poderiam permitir tal servi o Os sistemas de transmiss o SDH s o o alicerce ideal para essas redes 5 2 SDH em redes de acesso Outra aplica o interessante e que come a a ser implantada s o os arm rios pticos com equipamentos SDH embutidos Esses arm rios funcionam como um concentrador de assinantes em vez de um par de fios sair da casa de cada assinante ir at a central telef nica ele se estender apenas at um arm rio pr ximo que fica instalado numa rua do bairro Do arm rio at a central o sinal segue multiplexado atrav s de uma fibra ptica com uma estrutura STM 1 CEFET RJ 90 SDH Hierarquia Digital S ncrona Esta medida economiza fibras e especialmente cabos met licos porque a dist ncia a ser percorrida por eles menor Tamb m os arm rios podem ser ligados em anel e facilmente interconectados com a rede da operadora sendo poss vel at que ele execute algumas fun es de encaminhamento que seriam executadas pela central aliviando o tr fego 5 3 RDSI A partir do in cio da d cada de 1970 muitas das concession rias de servi os de telecomunica es decidiram come ar a instalar exclusivamente sistemas digitais Essa decis o
44. ceitos b sicos sobre comunica es digitais forma o do quadro PCM de 2 Mbps e de n vel superior A partir do cap tulo 3 come aremos a estudar a Hierarquia Digital S ncrona propriamente dita Na Se o 3 1 apresentaremos os conceitos b sicos sobre a Hierarquia Digital S ncrona a forma o dos quadros que ir o compor o STM N M dulo de Transporte S ncrono Synchronous CEFET RJ 5 SDH Hierarquia Digital S ncrona Transport Module as taxas de transmiss o da SDH e estruturas de multiplexa o Na se o 3 2 apresentaremos os conceitos referentes ao mapeamento que o processo de aloca o de tribut rios em containers virtuais VC Virtual Container para serem transportados pela rede SDH e o alinhamento dos quadros que o processo de aloca o de containers virtuais nos espa os de carga dos quadros Tributary Unit TU ou Administrative Unit AU Faremos uma introdu o da tecnologia ATM Assyncronous Transfer Mode e uma compara o com a SDH e como as duas tecnologias trabalham juntas uma servindo como transporte para a outra Apresentaremos na se o 3 3 os m todos de multiplexa o s ncrona A forma o dos Grupos de Unidade Tribut ria Tributary Unit Group TUG dos Grupos de Unidades Administrativas Administrative Unit Group AUG e a forma o dos M dulos S ncronos de Transporte Synchronous Transport Module STM Na se o 3 4 apresentaremos os equipamentos utilizados e
45. ciado um ponteiro de TU 12 Assim cada VC 12 pode CEFET RJ 39 SDH Hierarquia Digital S ncrona variar em fase e freqii ncia floating com rela o aos outros VC 12 de VC de ordem superior Neste modo poss vel em qualquer n da rede derivar e inserir um VC 12 devido presen a do ponteiro de TU 12 e do POH de VC 12 O modo flutuante foi projetado para minimizar o atraso da rede e prover conex o eficiente dos sinais de transporte a n vel de TU E isto conseguido permitindo que cada VC de TU flutue com respeito a VC 4 Cada VC de TU tem seu pr prio ponteiro o qual acomoda a temporiza o de sincroniza o associada com os TU s individuais enquanto evita o uso de mem rias el sticas indesej veis nos pontos de conex o cruzada Consequentemente o modo flutuante suporta a capacidade de rede SDH para os n veis de TU O modo locked uma simplifica o do modo floating Pode ser usado quando um conjunto de tribut rios de 2 Mbit s 21 no caso do AU 3 ou 63 no caso do AU 4 transmitido ponto a ponto em um VC N sem deriva o ou inser o de tribut rios em n s intermedi rios neste modo n o h POH de VC 12 nem ponteiro de TU 12 Um VC 12 n o pode variar em fase ou frequ ncia com rela o aos outros dentro do VC N locked O POH utilizado para monitorar a via do conjunto de tribut rios o POH do VC N O ponteiro associado ao conjunto o ponteiro de AU 3 ou de AU 4 O modo amarrado foi pro
46. cidade de transporte de 1 728 Mbit s e acomoda o mapeamento de um sinal de 1 544 Mbit s DS1 Oitenta e quatro TU 11 podem ser multiplexados no VC 4 do STM 1 e TU 12 Cada quadro TU 12 consiste de 36 bytes composto de 4 colunas de 9 bytes taxa de repeti o de quadros de 8 000 Hz esta estrutura t m capacidade de transporte de 2 304 Mbit s e acomoda o mapeamento de um sinal de 2 048 Mbit s CEPT Sessenta e tr s TU 12 podem ser multiplexados no VC 4 do STM 1 e TU 2 Cada quadro TU 2 consiste de 108 bytes composto de 12 colunas de 9 bytes A uma taxa de repeti o de quadro de 8 000 Hz esta estrutura t m capacidade de transporte de 6 912 Mbit s e acomoda o mapeamento de um sinal DS 2 norte americano Vinte e um TU 2 podem ser multiplexados no VC 4 do STM 1 e TU 3 Cada quadro TU 3 consiste de 774 bytes composto de 86 colunas de 9 bytes A uma taxa de repeti o de quadro de 8 000 Hz esta estrutura t m capacidade de transporte de 49 54 Mbit s e acomoda o mapeamento de um sinal DS 3 norte americano ou 34 Mbit s CEPT Tr s TU 3 podem ser multiplexados no VC 4 do STM 1 CEFET RJ 32 SDH Hierarquia Digital S ncrona O transporte para tribut rios de velocidades menores fornecido por TU s que fornecem suporte para o transporte e comuta o da carga til cuja capacidade menor que a fornecida pelo VC 4 A estrutura de quadro da TU se encaixa perfeitamente no VC 4 de modo a simplificar a multiplexa
47. ction overhead e a parte do VC 4 dos sinais transportados s o manipulados diferentemente Grupos de quadros de transporte podem ser empacotados para transporte como sinais de transporte s ncrono de hierarquia maior Grupamentos de hierarquia mais elevada s o obtidos pelo processo de multiplexa o por entrela amento de byte onde feixes paralelos do sinal de CEFET RJ 52 SDH Hierarquia Digital S ncrona transporte s o misturados conjuntamente byte a byte Esses feixes paralelos de sinal de transporte s o obrigados a ter a mesma estrutura de quadro e taxa de transmiss o de bit e adicionalmente devem ser s ncronos um em rela o ao outro Por exemplo quatro sinais STM 1 paralelos e com sincroniza o de quadro podem ser multiplexados por entrela amento de byte para formar um sinal STM 4 a 622 Mbit s quatro vezes a taxa de transmiss o do STM 1 A multiplexa o por entrela amento de byte obtida extraindo se um byte de cada vez de cada tribut rio na entrada e colocando o no sinal de maior velocidade na sa da O sinal STM 4 montado pelo entrela amento de byte de 4 quadros s ncronos do sinal STM 1 Consequentemente um mapa bidimensional do quadro do sinal STM 4 possui as mesmas 9 linhas de profundidade que o sinal STM 1 mas tem 1 080 colunas que 4 vezes o n mero de colunas do STM 1 A capacidade total do STM 4 portanto 9 720 bytes por quadro ou 77 760 bits Com estas dimens es de quadr
48. de Trabalho WS CEFET RJ 80 SDH Hierarquia Digital S ncrona O acesso SMS feito atrav s de NE n o SDH NNE est em estudo pelo ITU T Cada SMS deve ter pelo menos um NE conectado a um OS ou MD Este elemento denominado GNE NE do tipo Gateway O GNE deve ser capaz de realizar roteamento de mensagem do ECC destinadas a outros NE da SMS Considerando o acesso e a troca de mensagens internamente SMS pode existir os seguintes tipos de comunica o a Comunica o de NE GNE com NE Um NE se comunica com outro NE para reportar alarmes eventos condi es de falha estados indica es de erro e para realizar o chaveamento de prote o Para tal necess rio haver interfaces de NE com NE que podem ser os ECCs ou Redes de Comunica o Local LCNs b Comunica o de GNE com MD Um GNE se comunica com um MD atrav s de uma interface Qx c Comunica o de GNE com OS A via de comunica o de um GNE com o OS estabelecida diretamente atrav s da interface Q3 ou indiretamente atrav s de um MD d Comunica o de NE GNE com WS A comunica o de um NE GNE com uma WS pode ser feita local ou remotamente Uma WS conectada a um NE atrav s de um interface F e pode comandar este NE diretamente ou outro NE indiretamente atrav s da utiliza o do ECC CEFET RJ 81 SDH Hierarquia Digital S ncrona 4 2 4 Fun es de Ger ncia SDH O aspecto funcional de um NE defi
49. de do mecanismo de controle de prote o Este mecanismo baseado na detec o de SAI de Via e n o depende de um controlador centralizado Oferece prote o contra rompimento de fibra do cabo e falha do equipamento N ATF B PS Os ATF B PS podem ser implementados com 4 fibras ou com duas fibras Os ATF B 4 PS t m entre n s dois pares de fibras e dois pares de transmissores e receptores servi o e prote o Em caso de falha no canal de servi o h comuta o para o canal reserva apenas no arco afetado No caso de falha do n ou rompimento do cabo que envolva as fibras de servi o e prote o no mesmo arco a comunica o entre os n s do arco restabelecida atrav s do par de fibras de prote o no outro sentido do anel z No caso do ATF B 2 a prote o feita reservando se metade da capacidade de transmiss o de cada fibra para prote o 3 5 4 Mecanismo de Prote o de Rede e Equipamento Falhas nas redes s o solucionadas por provid ncia padronizadas aplicadas s conex es de enlace diretamente ou atrav s de vias ou se es que os servem ou conex es de sub rede A disponibilidade de um equipamento pode ser melhorada aplicando se prote o local dentro do equipamento Muitas fun es comuns como a fonte de energia gera o de rel gios matriz de camada de via e certas fun es de agregado el trico s o protegidas tipicamente desta maneira Os mecanismos detalhados n o es
50. de falhas nos n s pois os mecanismo de comuta o s o autom ticos e embutidos nos equipamentos Arquiteturas de redes em Anel foram viabilizadas devido ao desenvolvimento da tecnologia de equipamentos da Hierarquia Digital S ncrona Estas Arquiteturas foram classificadas quanto ao sentido de tr fego e ao mecanismo de prote o c Topologia em Malha Mesh Com a expans o da rede SDH a combina o de chaves digitais s ncronas cross connects s ncronos SDXC de alta velocidade e interconex es pticas ponto a ponto formar o o n cleo das futuras redes Os SDXC s ser o conectados em uma malha para prover diversidade de rota O arranjo mais simples o de tr s SDXC s conectados Se o enlace CEFET RJ 60 SDH Hierarquia Digital S ncrona direto de um SDXC para outro falhar a rota alternativa atrav s do terceiro SDXC ainda estar dispon vel e mudan as no roteamento do agregado ser o poss veis em milisegundos As principais caracter sticas desta topologia s o Alta Flexibilidade Facilidade de roteamentos alternativos Redes de alta capacidade d Topologia Mista Quando s o adicionados an is ADM s na estrutura de malha da rede teremos a configura o mais flex vel em uma rede SDH A densidade de rota ir assegurar a prote o da rede O controle flex vel atrav s de software dos elementos de rede ir o acrescentar a velocidade para se prover novos servi os e para o gerenciam
51. de transporte Menos interfaces de transmiss o Tribut rio nico padronizado todo o processamento realiza se a nivel de STM 1 Possibilidade de transportar e misturar sinais de diferentes hierarquias PDH em um nico STM 1 Canais de opera o e manuten o integrados Realiza o de redes flex veis com o uso de ADM e SDXC Compatibilidade entre os fabricantes Maior confiabilidade e disponibilidade Como vemos a SDH possui uma s rie de vantagens em rela o PDH Em primeiro lugar o processo de multiplexa o muito mais direto A utiliza o de ponteiros permite uma localiza o f cil e direta dos sinais tribut rios VC s dentro do quadro de linha sendo que todo o processamento pode ser realizado por um nico processador de sinal STM 1 155 Mbps Em segundo lugar a interface ptica de linha est padronizada sendo que alguns equipamentos nem sequer possuem interfaces el tricas a velocidade de linha Em terceiro lugar seja qual for a velocidade de linha todo o processamento efetua se a n vel de STM 1 Os sinais de velocidades superiores s o resultado de uma multiplexa o s ncrona de N sinais STM 1 s ncronos entre si e em fase por serem processos STM 1 gerados localmente em cada n de rede A multiplexa o de 4 ou 16 sinais STM 1 CEFET RJ 96 SDH Hierarquia Digital S ncrona em um sinal STM 4 ou STM 16 respectivamente consiste em uma simples intercala o de bytes dos
52. dentificado pela posi o fixa de um de seus slots em uma estrutura recorrente no tempo No ATM a banda passante dividida em segmentos fixos de informa o as c lulas ATM Assim um canal ATM identificado por seu r tulo que representa a conex o com circuito virtuale stabelecida para o transporte das c lulas de um servi o e n o por uma posi o fixa no tempo A inexist ncia de aloca o e monopoliza o de canais de servi o evita os problemas de complexidade e flexibilidade Os mesmos comutadores podem ser utilizados para o chaveamento de todos os servi os de forma transparente Redes baseadas em ATM podem ser projetadas de forma a aproveitar melhor os meios de comunica o na presen a de tr fego cont nuo Embora o ATM n o seja t o eficiente quanto o STM para tr fego cont nuo com taxa constante no tempo em rela o utiliza o da capacidade do meio e ao retardo devido ao overhead adicional do cabe alho e ao tempo necess rio para montar uma c lula de informa o z esse fato n o o bastante para se sobrepor as vantagens do ATM b ATM vs SDH SONET As recentes tend ncias no mercado de telecomunica es exigem estrat gias minuciosas dos provedores de servi os baseados em redes SDH SONET e DWDM Dense Wavelenght Division Multiplexer na introdu o CEFET RJ 45 SDH Hierarquia Digital S ncrona da tecnologia ATM para proteger investimentos passados e futuros Tais estrat
53. e da prote o da se o de multiplexa o estar implementada e independe da utiliza o do protocolo APS De acordo com o mecanismo de prote o o ATF pode ser classificado como ATF com Prote o de Se o Multiplex ATF PS e ATF com Prote o de Via ATF PV Os ATF PS utilizam as indica es de eventos de falhas da Se o de Multiplex para efetuar a comuta o Em caso de falha de uma Se o Multiplex utilizada a Se o Multiplex de prote o A configura o pode ser do tipo 1 1 ou 1 N A coordena o da comuta o feita pelo protocolo de Comuta o Autom tica de Prote o CAP Nos an is que utilizam Prote o de Via a configura o mais utilizada aquela em que o canal de servi o enviado por duas vias distintas uma no sentido hor rio e outra no sentido anti hor rio No n de recep o h uma sele o entre duas vias baseada na monitora o e detec o de SIA Sinal Indicativo de Alarme de Via no Equipamento Multiplex com Deriva Insere ADM A prote o de Via Independe da Prote o de se o Multiplex est implementada e independe da utiliza o do protocolo de CAP 3 5 3 Principais Arquiteturas de ATF s As arquiteturas que se apresentam como maiores candidatas para uso em redes da Hierarquia Digital S ncrona s o ATF U PV e ATF B PS ATF U PV CEFET RJ 66 SDH Hierarquia Digital S ncrona Esta arquitetura est em evid ncia devido simplicida
54. ec o majorit ria na interpreta o dos bits Cl de forma a garantir prote o contra erros simples O conjunto de bits C2 controla o bit S2 de forma semelhante Os equipamentos dever o contemplar obrigatoriamente este tipo de mapeamento A convers o utilizada no processo de justifica o positiva e negativa para o tribut rio de 2 Mbit s a mesma utilizada para o tribut rio de 34 Mbit s Neste mapeamento o tipo de justifica o utilizado a justifica o positiva zero negativa O bit S1 a oportunidade de justifica o negativa e o bit S2 a oportunidade de justifica o positiva Esses dois bits possibilitam a acomoda o de 50 ppm de varia o da taxa em rela o nominal 2 048 Mbit s Quando os sinais plesi cronos est o exatamente na taxa nominal ent o S2 informa o e S1 enchimento Isto resulta em um n mero inteiro de bytes de informa o por quadro de 125 us 32 bytes para o VC 12 Essa foi uma das premissas para a escolha da justifica o positiva zero negativa interessante para efeito de cross connect que haja um n mero inteiro de bytes de informa o por quadro da SDH CEFET RJ 41 SDH Hierarquia Digital S ncrona A figura 3 17 mostra como um tribut rio de 2 Mbit s ass ncrono pode ser mapeado em um VC 12 Assim nos multiplexadores da SDH o processo de justifica o teve que se adaptar ao formato do quadro estabelecido ao contr rio do que ocorreu com os m
55. ecomenda es do ITU T G 781 6 782 e G 783 aparecem diferentes tipos de configura es de multiplex Estas configura es dependem de como s o feitas as fun es de montagem e desmontagem do feixe STM 1 De forma a ilustrar uma rede constitu da por elementos de transmiss o s ncrona a figura 3 24 ilustra um diagrama esquem tico de um anel SDH com v rios tribut rios A mistura de diferentes aplica es t pica dos dados transportados por redes SDH Redes s ncronas s o capazes de transmitir sinais plesi cronos e ao mesmo tempo capazes de administrarem futuros servi os como ATM Tudo isso requer o uso de diferentes elementos de rede As atuais redes SDH s o constru das basicamente com a utiliza o de quatro diferentes tipos de elementos de redes A sua topologia ponto a ponto estrela ou em anel por exemplo projetada pelo provedor da rede a Regeneradores A regenera o o processo em que o sinal digital degradado tem as caracter sticas de amplitude formas de onda e de sincronismo adequadas aos limites especificados para a sua retransmiss o O regenerador REG regenera o sinal agregado STM N e o retransmite A se o de regenera o definida como parte de um enlace da SDH entre dois pontos de refer ncia adjacentes isto onde o overhead da se o CEFET RJ 56 SDH Hierarquia Digital S ncrona de regenera o RSOH gerado e inserido no quadro STM N e onde no s
56. elo Organizacional da Ger ncia da SDH A ger ncia da rede SDH utiliza um modelo organizacional hier rquico ger ncia distribu da em camadas onde em cada n vel camada definido um conjunto de funcionalidades A defini o de n veis distintos pode variar devido ao tamanho do sistema e a estrat gia de gerenciamento O n vel mais baixo deste modelo inclui os NE s SDH que fornecem o servi o de transporte A MAF Management Application Function a fun o de aplica o de gerenciamento que inclui o agente e ou o gerente Cada elemento gerenciado NE da SDH mediador MD e sistema de opera o OS deve suportar uma MAF O elemento gerenciado da SDH pode incluir ou n o um gerente no entanto o MD e os OS dever o ter ao menos um gerente Os NE s que incluem gerentes s o capazes de gerenciar outros NE s Um NE dentro de uma rede SDH com fun o gerente pode suprimir alarmes gerados por outros NE s devido a uma falha comum e substituir essas v rias CEFET RJ 78 SDH Hierarquia Digital S ncrona mensagens direcionando a ao MD OS identificando a origem do problema O formato da nova mensagem dever ser consistente com os outros alarmes A MAF respons vel pela origem e pelo destino das mensagens de ger ncia e pode conter somente Gerentes somente Agentes ou Gerentes e Agentes A MAF dentro de um NE se comunica com a MAF de outros NEs de MDs ou de OS s gt Fun o Aplica o de Gerenciamento
57. em 270 bytes no total h 261 bytes em cada linha na rea de carga til a Cabe alho de Se o Section Overhead SOH O SOH a informa o adicionada ao payload para gerar um STM N No SOH podem ser encontradas as informa es de alinhamento de quadro manuten o monitora o de desempenho e outras fun es operacionais O conte do da informa o do RSOH Regenerator Section Overhead pode ser examinado e modificado n o somente pelos terminais de uma se o mux mas tamb m pelos regeneradores de linha Cont m entre outras fun es o sinal de alinhamento de quadro etiquetas informa es da ger ncia supervis o de erros no sinal de linha se o de regenera o e canais de servi o digitais A informa o do MSOH Multiplex Section Overhead passa atrav s dos regeneradores de maneira transparente e termina na camada da se o multiplexadora onde os AUG s s o montados e desmontados monitorando dessa forma o caminho percorrido dentro da camada da se o multiplexadora Cont m supervis o de erros de se o multiplex canais de controle da comuta o de prote o canais de servi o digitais e canais reservados para uso futuro CEFET RJ 26 SDH Hierarquia Digital S ncrona A figura 3 5 mostra os principais bytes do SOH e logo ap s dada uma explica o sobre a fun o de cada um destes bytes Nas linhas 1 a 3 e colunas 1 a 9 tem se o Regenerator Section Overhead RSOH
58. entido inverso o RSOH extra do do quadro STM N e terminado Os equipamentos terminais das se es de regenera o podem ser quaisquer elementos de rede incluindo regeneradores b Multiplexador Terminal de Linha Line Terminal Multiplexer LTM O Multiplexador Terminal de Linha multiplexa demultiplexa sinais tribut rios de 2 Mbps 34 Mbps 140 Mbps e STM 1 formatando terminando o sinal agregado STM 1 c Multiplexador Deriva Insere Add Drop Multiplexers ADM O ADM multiplexador insere deriva tem a capacidade de acessar qualquer um dos sinais constituintes do sinal agregado STM N sem a necessidade de demultiplexar e terminar o sinal completo Sinais plesi cronos e s ncronos de baixa taxa de bits podem ser extra dos ou inseridos em feixes de bits de alta velocidade SDH por meio de ADM s Esta caracter stica torna poss vel projetar estruturas em anel que possuem a vantagem de comuta o de caminhos de back up autom ticos dentro de um anel num determinado evento ou falha d Cross Conex o Digital Digital Cross Connects DXC Este elemento de rede possui a maior variedade de fun es Ele permite o mapeamento de tribut rios de sinais PDH em VC s virtual containers t o bem quanto a comuta o de v rios containers at VC 4 inclusive Os tipos de conex es que os equipamentos da SDH podem realizar s o os seguintes CEFET RJ 57 SDH Hierarquia Digital S ncrona Unidirecional efetu
59. ento da manda de passagem Atualmente j existem estruturas SDH em anel nas reas metropolitanas dentro das grandes cidades que permitem o acesso rede para os usu rios corporativos e os usu rios residenciais para atendimento aos novos servi os As redes MAN Metropolitan Area Network e B ISDN Brodband ISDN t m n s SDH que fazem a interface com os an is SDH Em cada n de interface de rede a interconex o de equipamentos de diferentes fabricantes ser o asseguradas se estes obedecerem aos mesmos padr es De qualquer maneira haver diferentes interpreta es das mesmas principalmente no que se refere s interpreta es das fun es de ger ncia as quais necessitar o de testes para serem solucionadas A confiabilidade do software de gerenciamento e controle da SDH de m xima import ncia Os testes para se eliminar os problemas de software s o essenciais para se assegurar a integridade da rede Tais testes s o CEFET RJ 61 SDH Hierarquia Digital S ncrona necess rios cada vz que uma nova revis o de software for desenvolvida geralmente diversas vezes na vida til do hardware de um elemento de rede 3 5 Prote o em Sistemas SDH A prote o tem como objetivo proporcionar o reestabelecimento de tr fego e de facilidades de transporte O reestabelecimento puro e simples utiliza qualquer capacidade dispon vel entre os n s de rede e envolve re roteamento de tr fego Tem in cio pela
60. equipamentos de transmiss o mais complexos exigem uma ger ncia confi vel e din mica que pode ser alcan ada atrav s da Rede de Ger ncia de Telecomunica es Telecommunications Management Network TMN Os princ pios da TMN e a rela o da TMN com o ambiente de telecomunica es est o descritos na recomenda o M 3010 do ITU T O conceito b sico desta recomenda o prover uma estrutura de rede organizada a fim de se obter a intercomunica o entre os diversos equipamentos de telecomunica es NE e os Sistemas de Opera o OS para troca de informa es de gerenciamento utilizando interfaces de comunica o padronizadas que incluem a defini o de protocolos e mensagens Conceitualmente a filosofia TMN baseada em uma rede de comunica o de Dados sobreposta rede de telecomunica es onde s o trocadas as informa es de ger ncia sendo que as interfaces entre as redes s o feitas por meio de pontos espec ficos 4 1 1 Funcionalidades de Ger ncia Para atender s necessidades de ger ncia e administra o das redes de telecomunica es a TMN foi dividida em quatro reas funcionais de gerenciamento CEFET RJ 70 SDH Hierarquia Digital S ncrona GER NCIA DE FALHAS respons vel pela detec o localiza o e corre o das condi es anormais de opera o da rede Estas condi es anormais incluem as falhas relacionadas com a rede propriamente dita e as falh
61. figura 4 2 mostra o relacionamento entre a fun o MCF e a DCF TMN BLOCO FUNCIONAL TMN BLOCO FUNCIONAL TMN TMN Componentes Funcionais Componentes Funcionais Fig 4 2 relacionamento entre a MCF e a DCF 4 1 4 Arquitetura F sica A arquitetura TMN deve prover um alto grau de flexibilidade para tratar as v rias condi es topol gicas das redes gerenciadas e as estruturas organizacionais das diversas administra es e deve ser implementada segundo uma arquitetura f sica que define os seguintes blocos o Sistemas de suporte Opera o OS Operation Systems e Rede de Comunica o de DADOS DCN Data Communication Network Dispositivo de Media o MD Mediation Device Elementos de Rede NE Network Elements Adaptador Q QA Q Adaptor CEFET RJ IS SDH Hierarquia Digital S ncrona a Sistemas de suporte opera o Operations System OS Os sistemas de suporte opera o possibilitam a centraliza o ou a distribui o das fun es de gerenciamento Estas fun es incluem o Programas de aplica o de suporte o Fun es de banco de dados Programas de an lise Formata o de dados e relat rios b Rede de comunica o de dados Data Communication Network DCN uma rede de dados que utiliza protocolos padronizados e permite a comunica o dos elementos da rede com os sistemas de opera o Em uma mesma TMN podem convive
62. ger ncia de rede e o processo lento A prote o utiliza capacidade reservada para prote o e n o envolve re roteamento de tr fego Tem in cio autom tico e o processo muito mais r pido e eficiente 3 5 1 Prote o da Se o de Multiplexa o MSP Considere uma rede com elementos de Hierarquia Digital S ncrona Os bytes do MSOH linhas 5 a 9 do SOH ser o acessados em todos os elementos de rede excetuando se os repetidores Denomina se se o de multiplexa o ao intervalo entre dois acessos consecutivos aos bytes de MSOH incluindo as fun es que o realizam O sistema de prote o de se o de multiplexa o protege um enlace entre duas fun es MST consecutivas incluindo o meio f sico e os repetidores existentes entre os elementos de rede Descri o dos blocos funcionais integrantes da comuta o autom tica de prote o Adapta o Se o de Multiplexa o Multiplex Section Adaptation MSA Na multiplexa o processa o ponteiro de AU para indicar a fase do POH do VC N relativa do SOH do STM N Multiplexa byte a byte os AUG s para formar um quadro STN N completo Na demultiplexa o tem a fun o inversa CEFET RJ 62 SDH Hierarquia Digital S ncrona Prote o da Se o de Multiplexa o Multiplex Section Protection MSP gt Prov capacidade de comuta o do sinal para outro sistema de linha para fins de prote o Termina o de Se o de
63. ica es Redes de Computadores Tanembaum ATM and SDH ERICSSON Library ATM O Futuro das Redes Ronaldo Luiz Dias Cereda Marcos Antonio Cardoso Luis S rgio Dutra Rubens Rodrigues Ed Makron Books http www lucent com Revista RNT ano 19 N 213 A maio 97 SDH Hierarquia Digital S ncrona Conceitos B sicos Educa o e Treinamento em Telecomunica es CPqD CEFET RJ 98 SDH Hierarquia Digital S ncrona ABREVIA ES UTILIZADAS ADM Add Drop Multiplexer ATM Assynchronous Transfer Mode ATF Anel Tolerante a Falha ATF U Anel Tolerante a Falhas Unidirecional ATF B Anel Tolerante a Falha Bidirecional AU Administrative Unit AUG Administrative Unit Group BER Bit Error Ratio BIP Bit Interleaved Parity C Container CAS Channel Associated Signaling CEPT Committee European de Post et Telegraph DCC Data Communication Channel DXC Digital Cross Conect FDDI Fiber Distributed Data Interface FIFO First In First Out ISDN Integrated Services Digital Network RDSI ITU T International Telecommunication Union LTM Line Terminal Multiplexer MIB Management Information Base MSOH Multiplex Section Overhead MSA Multiplex Section Adaptation MSP Multiplex Section Protection MST Multiplex Section Termination CEFET RJ 99 SDH Hierarquia Digital S ncrona MUX Multiplexer NE Network Element NNE Non SDH Net
64. idos para acomodar espa os de carga unidades tribut rias de menor ordem Estas unidades tribut rias por sua vez recebem quadros tribut rios sob a forma de VC s virtual containers correspondentes ao seu tamanho Essa flexibilidade permite misturar sinais de hierarquias distintas em um m dulo b sico STM 1 Synchronous Transport Module A simplicidade do processamento permite a realiza o de redes flex veis com o uso de n s de rede capazes de copiar para e desde o sinal de linha um ou v rios tribut rios atrav s de um Multiplexador insere deriva Add Drop Multiplexer ADM ou copiar tribut rios de um sinal de linha para outros sinais de linha realizando uma matriz temporal de comuta o de containers virtuais SDXC Synchronous Digital Cross Connects As caracter sticas mais importantes da SDH s o e Tratamento a n vel de byte e Dura o de quadro uniforme 125us e Utiliza o de ponteiros para identificar os quadros dos tribut rios e adapta o de velocidade justifica o e Canais de servi o e supervis o de grande capacidade permitindo a implementa o de uma ger ncia de rede TMN Telecommunications Management Network e Padroniza o mundial que permite compatibilizar as 3 hierarquias existentes CEFET RJ 17 SDH Hierarquia Digital S ncrona e Alta capacidade de transmiss o e Acesso direto aos tribut rios de baixas taxas sem passar pelos est gios intermedi r
65. iesseseereseesrseereseresssesssreesstnessrsrosrsressteesresesreeresst 29 3 2 MAPEAMENTO ALINHAMENTO DOS TRIBUT RIOS iiitttteeeeeeeeeeeeeeaeaetataiao 31 3 21 Conceitos B SICOS niina ua ra Qua Ve aa E EASE er a e iara sda Des dude diana ma as 31 3 2 2 Mapeamento Ass ncrono Alinhamento de 140 Mbit S ir irrraeraaea 33 3 2 3 Mapeamento Ass ncrono Alinhamento de 34 Mbit S iiiiieereeereeereneeraneas 37 3 2 4 Mapeamento Alinhamento de 2 Mbit S ir erecrerceracraaacera acena acenacaraacaeaa 38 3 2 5 Mapeamento de C lulas ATM ii crrcereceraacera acena neraaeaeaacaeaaaaeaaceenaceenaceaa 44 3 3 M TODOS DE MULTIPLEXA O S NCRONA ccccitisereerreesereeereeereeeeeeeeeeeenesaneseesteeea 47 3 3 1 Processos de Multiplexa o Entrela amento de Bytes 47 3 3 2 Forma o dos TUG S sas ssa ida sepisan iaa Apa e iadsaii aaas 48 3 3 3 Forma o dos AUG S si iris iara se dia a a AN Tia datas e a cata d a co 50 3 3 4 Forma o dos STMSN S sas ii seat des be ges to entogand saio sera ren tha dai de pena da a dq banda ad Dani aia 52 3 3 5 Processo de Recupera o de Rel gio embaralhamento de bits 55 3 4 EQUIPAMENTOS E ARQUITETURAS DAS REDES SDH eeeeaeaeaeia 56 3 4 1 Equipamentos de uma Rede SD rr ereceracereneeaeceraa aerea caraca raanearaneaa 56 3 4 2 Arquitetura das Redes SDH 6 803 ieererereerenerereneneeeaneaeeaaneeaeeraarenada 58 3
66. inserir e retirar tribut rios em qualquer ADM sob uma ger ncia centralizada Com a nova configura o de inser o e extra o novos conceitos de projetos de rede para acesso local podem ser facilmente implementados provendo maior flexibilidade na aloca o de banda para diferentes usu rios Se um n ou um enlace apresentou uma falha ele poder ser completamente CEFET RJ 59 SDH Hierarquia Digital S ncrona contornado por uma configura o das conex es no Anel STM N que rotear o tr fego na dire o oposta Os sistemas de transmiss o por fibra ptica desempenham um papel fundamental nas redes de telecomunica es devido a seu baixo custo relacionado com a alta capacidade de transporte e qualidade de servi o A utiliza o econ mica da Alta capacidade da fibra frequentemente leva utiliza o de redes em estrela O n central da estrela encarregado de rotear o tr fego entre os outros n s No entanto este tipo de arquitetura vulner vel a rompimento do cabo ptico e a falha nos n s principalmente do n central A Hierarquia Digital S ncrona padronizada pelo ITU T viabiliza redes em Anel devido f cil realiza o de fun es de deriva insere add dropp em sinais agregados de alta velocidade por exemplo 2 5 Gbits s An is tolerantes a falha ATF s podem ser implementados de modo a garantir 100 de disponibilidade de servi o mesmo em casos de quebras de cabos de fibra ptica ou
67. io o envio de uma equipe somente para rotear um novo enlace Uma nova rota pode ser estabelecida a partir de um ponto central pela simples digita o de um comando em um terminal de ger ncia de rede Sistemas de SDH tendem a ficar cada vez mais populares Esta n o uma afirmativa temer ria o mesmo vem ocorrendo com os computadores pessoais secret rias eletr nicas internet centrais telef nicas digitais e comunica es via sat lite E a difus o das redes SDH est modificando o cen rio das redes de telecomunica es cada vez mais empresas est o usando enlaces privados servi os de comunica es pessoais est o surgindo mais pessoas conectadas RDSI e servi os de comuta o r pida de pacotes como o ATM v o permitir requisitar banda larga somente quando for necess rio Com a necessidade de aumentar a capacidade de transporte para taxas na ordem de Gbit s oferecer servi os com qualidade elevada e atender ao cliente mais rapidamente e sob demanda a PDH se mostrou limitada Para este novo cen rio onde s o necess rias arquiteturas de rede mais flex veis que enlaces ponto a ponto e arquiteturas de rede altamente protegida contra falhas surgiu a Hierarquia Digital S ncrona SDH que permite s operadoras obter mais informa es sobre a sua rede e ter a capacidade de intervir com maior rapidez e efic cia visualizando toda a rede com um nico sistema de transporte CEFET RJ 94 SDH Hierarquia Digit
68. ios e Permite a implementa o de arquiteturas mais eficientes e flex veis com o uso de ADM s e SDXC s reduzindo o custo nos n s da rede e Compatibilidade com as t cnicas ATM Assynchronous Transfer Mode 3 1 2 Descri o das Camadas O ITU T subdividiu as redes de transporte SDH em tr s camadas que s o camada de circuito camada de via e camada do meio de transmiss o tig 3 1 Existe uma rela o servidor cliente entre essas camadas onde a camada inferior cliente da camada imediatamente superior e esta servidora da camada imediatamente inferior Cada camada tem seus pr prios procedimentos de opera o e manuten o Camada de Circuito Prov aos usu rios servi os de telecomunica es tais como Comuta o de circuitos e comuta o de pacotes Diferentes camadas de circuito podem ser identificadas de acordo com os servi os fornecidos Camada de Via utilizada para dar suporte aos diferentes tipos de camadas de circuito No caso da SDH existem dois tipos a Camada de Via de Ordem Inferior e a Camada de Via de Ordem Superior A monitora o desta rede de camadas poss vel atrav s do POH Path Overhead de ordem inferior ou superior Camada do Meio de Transmiss o dividida em camada de se o e camada de meio f sico A camada de se o se ocupa com todas as CEFET RJ 18 SDH Hierarquia Digital S ncrona fun es para a transfer ncia de informa o entre doi
69. is Virtual Container VC Os VC s s o entidades gerenci veis da SDH o POH utilizado para supervisionar a via a qual ele corresponde Uma vez obtidos os VC s a pr xima etapa a adi o de ponteiros que marcam a posi o do primeiro byte do VC dentro do quadro que aloja esse sinal Isto possibilita ajustes de frequ ncia entre os VC s e as estruturas de ordem superior A combina o de um VC de ordem inferior e um ponteiro denominada Unidade Tribut ria Tributary Unit TU e a fase do quadro codificada denominada ponteiro de TU Est o definidos as seguintes TU s pelo ITU T TU 11 TU 12 TU 2 e TU 3 A combina o de um VC de ordem superior e um ponteiro denominada Unidade Administrativa Administrative Unit AU e a fase do quadro codificada denominada ponteiro de AU Est o definidos os seguintes AU s pelo ITU T AU 3 e AU 4 CEFET RJ 31 SDH Hierarquia Digital S ncrona A organiza o da carga til de um STM 1 pode ser obtida atrav s de uma AU 4 ou de tr s AU 3 ou de 21 TU 12 ou ainda uma combina o entre ambos A figura abaixo ilustra o processo de mapeamento e alinhamento na forma o do STM 1 Alinhamento a denomina o do processo de aloca o de containers virtuais nos espa os de carga dos quadros TU ou AU e TU 11 Cada quadro TU 11 consiste de 27 bytes composto de 3 colunas de 9 bytes A uma taxa de repeti o de quadros de 8 000 Hz esta estrutura t m capa
70. jetado para minimizar a complexidade de interface e suportar transporte ponto a ponto de sinais de 2 Mbit s em aplica es de comuta o digital Isto conseguido pela sincroniza o de VC de TU individuais em posi es fixas em rela o ao VC 4 Ponteiros de TU n o s o requeridos neste modo e portanto n o fornecidos a Mapeamento Ass ncrono A estrutura de quadro de um VC 12 tem per odo de 500 us sendo composta por um POH de um byte V5 e por um payload C 12 contendo 139 bytes CEFET RJ 40 SDH Hierarquia Digital S ncrona O C 12 constitu do por 1023 bits de informa o bit I dois bits de oportunidade de justifica o Sl e S2 dois conjuntos de tr s bits de controle de justifica o Cl C1 Cl e C2 C2 C2 e oito bits reservados para o uso futuro como overhead bits O os bits restantes s o bits de enchimento bits R Os 1023 bits I juntamente com os bits Sl e S2 destinam se aloca o dos bits do tribut rio de 2 Mbit s Os conjuntos de tr s bits de controle de justifica o Cl C1 Cl e C2 C2 C2 indicam se os bits Sl e S2 s o bits de Justifica o O bit S2 utilizado para justifica o positiva enquanto que o bit S1 utilizado para justifica o negativa A condi o C1 C1 C1 000 indica que Sl um bit de informa o enquanto que C1 C1 C1 111 indica que S1 um bit de enchimento cujo conte do dever ser ignorado no receptor O receptor deve utilizar det
71. m uma rede SDH Depois de identificar os equipamentos veremos algumas das diversas maneiras de se construir uma rede SDH na pr tica A seguir na se o 3 5 iremos apresentar os conceitos de prote o em sistemas SDH No cap tulo 4 iremos abordar o tema Ger ncia de Redes SDH que uma ferramenta muito poderosa da Hierarquia Digital S ncrona No cap tulo 5 apresentaremos algumas aplica es para as redes SDH e por fim no cap tulo 6 as conclus es deste estudo CEFET RJ 6 SDH Hierarquia Digital S ncrona 2 DESCRI O DA HIERARQUIA PDH 2 1 Conceitos B sicos Sobre Comunica es Digitais Centrais telef nicas eletr nicas telefones celulares modernos PABX e sistemas de transmiss o trabalham com sinais digitais bin rios Contudo a voz humana anal gica e antes de ser manipulada por esses equipamentos deve ser digitalizada Compreender como ocorre essa digitaliza o fundamental para entender a import ncia dos sistemas baseados na Hierarquia Digital S ncrona Synchronous Digital Hierarchy SDH No in cio deste s culo os cientistas descobriram que n o era preciso transmitir a voz o tempo todo para que fosse compreendida Enviar amostras do sinal el trico an logo voz tomadas a intervalos regulares seria o bastante para recuperar o sinal original depois Do outro lado da linha um circuito eletr nico transformaria as amostras num sinal anal gico muito semelhante ao original
72. mento de um container C 45VC 4 ou da multiplexa o de um conjunto de tr s TUG 3 gt 5VC 4 s o inseridos tamb m 18 bytes de Justifica o fixa Associando um ponteiro estrutura do VC 4 obtemos um AU 4 O ponteiro de AU 4 indica a localiza o do primeiro byte do VC 4 que possui posi o fixa no quadro STM 1 O conceito de um tribut rio tal como um sinal de 140 Mbps sendo montado em um container virtual para ser transportado para a ponta atrav s de uma rede s ncrona fundamental na forma SDH Como foi dito este processo de montagem de um sinal tribut rio em um VC conhecido como mapeamento A fim de propiciar uniformidade atrav s de todas as capacidades de transporte da SDH a capacidade da carga til fornecida para cada sinal de tribut rio individual sempre um pouco maior do que a requerida pelo sinal tribut rio Todavia a ess ncia do processo de mapeamento sincronizar o sinal tribut rio com a capacidade da carga til fornecida pelo transporte Isto obtido atrav s da adi o de bits extras de enchimento ao feixe do sinal como parte do processo de mapeamento Por exemplo um sinal tribut rio de 140 Mbps necessita ser sincronizado com a capacidade de uma carga til de 140 76 Mbps fornecida pelo C 4 A adi o do Path Overhead completa a montagem do VC 4 e aumenta a taxa de transmiss o de bit do sinal composto a 150 34 Mbit s A figura abaixo ilustra este processo de montagem No ponto de
73. n o dever o dar se conta destas mudan as na fase inicial mas as concession rias poder o reagir mais gil e eficientemente s exig ncias de seus clientes A SDH representa uma nova forma de multiplexa o de sinais digitais Trata se de um desenvolvimento que tira proveito dos avan os da microeletr nica ao longo dos ltimos anos O processo de multiplexa o de sinais digitais torna se muito mais simples A primeira caracter stica b sica do quadro SDH que o mesmo est organizado em bytes e n o em bits ou seja os espa os de carga para os tribut rios s o intercalados byte a byte A segunda caracter stica b sica que o quadro de linha e todas as estruturas de tribut rios t m taxa de repeti o de 8 000 vezes por segundo igual do quadro de 2 Mbps Apresentando uma taxa de repeti o compat vel em todos os n veis os tribut rios mapeados no espa o de carga em princ pio n o devem correr em fase em rela o ao quadro de linha o que facilita demultiplexa es sucessivas Por se tratar de um tema muito amplo o nosso objetivo neste trabalho apresentar uma vis o geral sobre a Hierarquia Digital S ncrona sem um aprofundamento maior Assuntos como Ger ncia Prote o ou Equipamentos poderiam facilmente servir como tema para um trabalho de estudo como este No cap tulo 2 introduziremos os conceitos referentes Hierarquia Plesi crona predecessora da Hierarquia S ncrona Come aremos com os con
74. ndo seu equipamento 5 4 ATM O grande futuro da SDH a tecnologia ATM modo de transfer ncia ass ncrono para comuta o r pida de pequenos pacotes de dados No ATM a informa o do usu rio voz dados ou imagens dividida em pacotes de 53 bytes tamb m conhecido como c lula Cada c lula possui um cabe alho indicando de onde vem para onde vai e que tipo de informa o carrega O usu rio n o ocupa recursos do sistema se n o tiver pacotes a transmitir Quanto mais dados o usu rio precisa transmitir mais pacotes vai utilizar quanto menos dados menos pacotes Por isso se diz que o ATM tem largura de banda transparente O ATM uma das grandes promessas para operadoras telef nicas porque o mesmo equipamento vai servir para vender servi os como os de interconex o de redes de computadores videoconfer ncia acesso a bancos de dados remotos internet interconex o de mainframes grandes computadores Entretanto sem uma rede de SDH para dar apoio as redes ATM ficariam extremamente caras Comutadores ATM podem ter embutido um multiplexador de SDH com STM 1 155 Mbps Os equipamentos SDH sabem identificar remanejar inserir e extrair pacotes ATM porque h padr es internacionais para a cria o a partir de c lula ATM de containers virtuais dentro do quadro STM n A tecnologia SDH servir como infra estrutura para os servi os baseados em comutadores de ATM 5 5 Pr ximos passos da rede SDH H duas
75. ne os servi os de ger ncia que este pode oferecer ao sistema de ger ncia e ao operador local Estes servi os no contexto da TMN podem ser classificados como fun es de ger ncia do NE As fun es de ger ncia relevantes para um NE da SDH s o gt Ger ncia de falhas gt Ger ncia de desempenho gt Ger ncia de configura o gt Ger ncia de seguran a gt Ger ncia de tarifa o a Ger ncia de Falhas A ger ncia de falhas respons vel pela detec o localiza o e corre o de condi es anormais de opera o da rede Estas condi es anormais incluem falhas relacionadas com a rede propriamente dita e falhas espec ficas dos equipamentos Supervis o de Alarmes A supervis o de alarmes est relacionada com a detec o e exterioriza o de eventos condi es de falha relevantes Numa rede eventos condi es de falha detectados no equipamento ou no sinal recebido bem como aqueles externos ao equipamento devem ser exterioriz veis Alarmes s o indica es geradas automaticamente por um NE como resposta a certas condi es eventos Deve ser oferecida a flexibilidade de defini o de quais condi es eventos geram exterioriza es de alarme espont neas ou sob demanda CEFET RJ 82 SDH Hierarquia Digital S ncrona As seguintes fun es relacionadas com alarmes devem ser fornecidas gt Reportar alarmes espont neos gt Solicitar todos os alarmes gt Repor
76. no C 4 fig 3 3 Virtual Container VC n Um Virtual Container ou Container Virtual uma estrutura de informa o utilizada para acomodar as conex es da camada de via do SDH Ele composto pelos campos da carga til container e do cabe alho de via POH Path Overhead organizados em uma estrutura que se repete a cada 125 us Os VC s s o categorizados segundo um n vel n Para n 1 e 2 temos um VC de ordem inferior que composto por um nico container C 1 ou C 2 e um cabe alho de via POH de ordem inferior Um VC 3 ser de ordem inferior quando estiver associado a um TU 2 Para n 3 e 4 temos um VC de ordem superior que composto por um nico container C 3 ou C 4 ou por um conjunto de Grupos de Unidade Tribut ria TUG 2 ou TUG 3 e por um cabe alho de via de ordem superior Os sinais tribut rios por exemplo um feixe de 2Mbps s o arranjados dentro de um VC para transmiss o ponto a ponto atrav s da rede SDH O CEFET RJ 21 SDH Hierarquia Digital S ncrona VC montado e desmontado apenas uma vez mesmo se ele precisa ser transferido de um sistema de transporte para outro v rias vezes em seu caminho atrav s da rede Tributary Unit TU 12 ou TU 3 Tributary Unit ou Unidade Tribut ria TU uma estrutura de informa o que proporciona adapta o entre a camada de via de ordem inferior e a camada de ordem superior Uma TU 12 constitu da por um payload de informa o VC
77. o o ATF pode ser classificado como unidirecional ou bidirecional Em um ATF unidirecional ATF U o tr fego de servi o transportado em apenas um sentido hor rio ou anti hor rio O tr fego de prote o transportado no sentido contr rio ao de servi o Em um anel bidirecional o tr fego de servi o transportado nos dois sentidos do anel hor rio e anti hor rio sobre o mesmo caminho que usa dois canais de comunica o paralelos A figura 3 34 mostra que o sentido CEFET RJ 64 SDH Hierarquia Digital S ncrona do tr fego do n 1 para o n 2 transportado no sentido anti hor rio atrav s do caminho 1 2 3 e o tr fego que retorna do n 2 para o n 1 transportado no sentido hor rio atrav s do caminho 3 2 1 assim o tr fego entre os N s A e B segue pela mesma rota bidirecional Uma vez que o tr fego roteado por um nico caminho entre os n s a capacidade reserva ao longo do anel pode ser compartilhada por enlace e n o dedicada a demanda total do enlace como no caso unidirecional Uma vez que os canais de servi o s o roteados bidirecionalmente entre dois n s duas fibras s o necess rias para carregar este tr fego de servi o Mecanismos de Prote o Quanto ao mecanismo de prote o os an is auto regenerativos s o normalmente classificados como an is com prote o de se o de multiplexa o e an is com prote o de SNC Os An is com Prote o de Se o de
78. o e com uma taxa de repeti o de z 8 000 quadros por segundo a taxa de transmiss o do STM 4 622 08 Mbit s note qua a taxa de repeti o do sinal SDH 8 000 quadros por segundo independente do n vel hier rquico O mapa bidimensional do sinal STM 4 montado retirando se colunas individuais de cada uma das estruturas do sinal STM 1 e entrela ando estas em uma seq ncia repetitiva ou seja iniciando com a primeira coluna de cada STM 1 uma coluna retirada do STM 1 n mero 1 seguido por uma coluna do STM 1 n mero 2 depois uma do n mero 3 e uma do n mero 4 Esta sequ ncia repetida 270 vezes at que todas as colunas sejam montadas As primeiras 36 colunas do quadro STM 4 s o ocupadas pelo section overhead As 1 044 colunas remanescentes s o ocupadas pelos sinais VC 4 associados a cada um dos quatro sinais individuais STM 1 Estes sinais s o entrela ados byte a byte por colunas como foi descrito acima CEFET RJ 53 SDH Hierarquia Digital S ncrona Para um STM N a maior parte da carga de supervis o Section Overhead a mesma qualquer que seja a taxa final de bits por m certas caracter sticas tais como alinhamento de quadro e monitora o da taxa de erro em uma se o multiplex necessitam de maior capacidade e s o alocados mais bits para eles nas altas taxas de bits Como a carga de supervis o n o sobe muito resulta em uma grande quantidade de bits n o utilizados na rea rese
79. offset contida nos ponteiros de AU O mesmo procedimento deve ser feito para a forma o de um STM 16 a partir de quatro STM 4 ou seja para cada STM 4 feito um acesso aos ponteiros de AU de cada STM 1 ajusta se o offset dos mesmos de acordo com a refer ncia de fase do multiplexador STM 16 para ent o fazer o entrela amento de bytes dando origem ao quadro STM 16 Na SDH a multiplexa o possui fun es de adapta o de velocidade para os tribut rios plesi cronos e multiplexa o s ncrona para os agregados s ncronos Existem dois procedimentos distintos para a implementa o destas fun es que s o respectivamente forma o do m dulo de transporte s ncrono STM 1 e multiplexa o em n veis mais altos por intercalamento de bytes STM 4 STM 16 STM 64 Todos os n veis hier rquicos t m a mesma estrutura de quadro n o sendo necess rio nenhum cabe alho ou overhead extra para as velocidades mais altas 3 3 2 Forma o dos TUG s Essencialmente o quadro da Unidade Tribut ria Tributary Unit TU representa uma miniestrutura de transporte Ele possui os atributos de um quadro de transporte SDH mas carregado dentro do STM 1 Um quadro TU criado pelo mapeamento de um tribut rio no container do TU acrescentando um overhead de via de baixa ordem para criar o container virtual do TU VC 11 VC 12 VC 2 ou VC 3 e associando este VC a um quadro TU sendo este o nico elemento da se o de
80. omprimento dos quadros de cada n vel hier rquico arbitr rio Para localizar os espa os de carga dos tribut rios e os bits de servi o cada n vel hier rquico tem seu pr prio sinal de alinhamento de quadro espec fico para esse n vel Por ltimo os bits de servi o s o muito limitados em sua capacidade somente permitindo um pequeno transporte de alarmes Na Hierarquia Plesi crona adotada no Brasil para os quadros de ordem superior o quadro de cada n vel hier rquico cont m quatro espa os de carga um para cada tribut rio intercalados bit a bit e precedidos de um sinal de alinhamento de quadro repetido a cada novo quadro Cada espa o de carga possui uma capacidade ligeiramente superior necess ria para os bits do tribut rio Em uma posi o espec fica o multiplexador tem a op o de copiar ou deixar de copiar um bit de informa o do tribut rio Quando a defasagem acumulada entre o tribut rio e o espa o de carga chega a um bit o mux deixa de copiar um bit de informa o nesse espa o avisando ao demux para que pule esse bit ao recuperar os bits teis daquele tribut rio CEFET RJ 13 SDH Hierarquia Digital S ncrona 2 5 Processo de Sincroniza o da PDH Os tribut rios transportados no quadro PCM de 2 Mbps s o armazenados nos respectivos espa os de carga intervalo de tempo Como o quadro n o permite ajustar a velocidade de cada tribut rio ao espa o de carga a ele destin
81. onnoneeesseessesssssressresssrsssseersssessssressseess 80 42 3 JAcEeEsS O ASM Soni ENE EEE AEA AE E ES E TTR 80 CEFET RJ 1 SDH Hierarquia Digital S ncrona d2 4 Fun esde Ger ncia SDH arnein iia a E NTas Gotas autasanala E dounidas sdcado 82 4 3 ACESSO DOS EQUIPAMENTOS SDH TMN sssssssssssssssssssssessesssssesesssssssssresesssrssrresressressresres 88 5 APLICA ES DAS REDES SDH scesesiseoniseossseccesecoesoceissadasosiasodio Sedes asunsa NEA SEAE 90 5 1 REDES INTELIGENTES s seseseseseetetesetetetete tetet tstte tittet entte statnes EnS ES ASSES E SNe e eee eeee seeen 90 5 2 SDH EM REDES DE ACESSO tetetete tnts tetetete atea a etereoa teet caca eene seneett 90 SSSRDS sata seat a a AA N A A I O E ST Pa a 91 SANA TM ee DR OT A ED A N EREE EA OOA 92 5 5 PR XIMOS PASSOS DA REDE SDH noccinciencitetia ti nA A NA AAR 92 6 CONCLUS ES co A E ETET TTE 94 6 1 COMPARA O S DHX PDH o quis iu a a A E ada E O a 95 Cara ter isticasda POHE deiir EEA AE E E E E RE Vea nana Vaio 95 Caracteristicas da SDH koi n a a o a a A A doada EAEN 95 Vantagens da SDH E je riemeristerictre dear isto via ovisa ode sa E R 96 7 BIBLIOGRAFIA cosaiaesiaesiotessorpssioeesetaestoseseniesevincebs socos a enS aE Ra aan ka Rona Ono aines einans oiea 98 ABREVIA ES UTILIZADAS ss seesssseccesssseessssscceossseccessssecossssceeossececeesseecessssscossseceeersseeessssse eesse 99 CEFET RJ 2 SDH Hierarquia Digital S ncrona
82. ornou poss vel transmitir sinais m ltiplos atrav s de um nico circuito empregando t cnicas de Multiplexa o por Divis o de Tempo Time Division Multiplexing TDM Esta descoberta no entanto estava muito al m de sua poca Os sistemas de transmiss o PCM s ficaram economicamente vi veis por volta de 1961 com o advento dos semicondutores e o aumento na demanda por servi os de telefonia O r pido desenvolvimento a n vel internacional teve como resultado uma s rie de padr es nacionais para os multiplexadores de primeira ordem Mais tarde CEFET RJ 3 SDH Hierarquia Digital S ncrona os sistemas digitais interurbanos entraram em cena Ao longo dos anos tr s padr es foram adotados O padr o norte americano utilizado nos EUA e Canad com uma velocidade prim ria de 1 544 Mbit s T1 O padr o europeu nos pa ses CEPT Committee European de Post et Telegraph baseado em uma velocidade prim ria de 2 048 Mbit s El Estes padr es empregam a Hierarquia Digital Plesi crona ou quase s ncrona Plesiochronous Digital Hierarchy PDH do grego Plesi s que significa quase e chronous que significa rel gio na transmiss o dos sinais Um ajuste das velocidades atrav s do processo de justifica o ou enchimento stuffing necess rio ao efetuar se a multiplexa o devido s diferen as entre os rel gios dos tribut rios A extra o e a inser o de sinais de voz e dados a partir de fl
83. os Um operador s poder executar comandos ap s ter submetido sua identifica o ao sistema de ger ncia da SDH A cada operador ser atribu da uma identifica o formada por no m nimo dois campos gt um campo de conhecimento p blico gt um campo secreto Dever o haver mecanismos para garantir o sigilo do campo secreto da identifica o do operador Dever ser poss vel a identifica o do autor de qualquer comando atrav s da an lise do log do sistema Dever haver um arquivo dos comandos emitidos nas ltimas 48 horas Classes de Atua o Uma classe de atua o define o conjunto de equipamentos sobre os quais um operador pode atuar permitindo a regionaliza o da opera o Dever ser poss vel definir e alterar quais comandos comp em cada categoria de comandos Dever existir um comando que permita atribuir a CEFET RJ 87 SDH Hierarquia Digital S ncrona um operador uma determinada categoria de comandos Devr o haver no m nimo 3 n veis hier rquicos de categoria de comandos 4 3 Acesso dos Equipamentos SDH TMN Equipamentos da SDH devem prover interfaces com a TMN para troca de mensagens atrav s do DCC interface Q ou ambos Mensagens n o endere adas para o equipamento local devem ser passadas para a interface Q ou canal DCC apropriados A TMN pode ent o ser provida com um enlace l gico direto para qualquer equipamento da SDH atrav s de uma nica inte
84. ou se o padr o que intercalava quatro enlaces El produzindo um sinal de 8 448 Mbps em um processo semelhante ao da multiplexa o de 32 canais PCM Desta forma surge a forma o dos quadros PCM de ordem superior de acordo com os padr es apresentados a seguir CEFET RJ 11 SDH Hierarquia Digital S ncrona 2 3 Hierarquia PDH Americana Europ ia e Japonesa Estas hierarquias s o baseadas em velocidades prim rias diferentes Tudo o que elas possuem em comum s o os canais de 64 Kbps Na Europa por exemplo a taxa prim ria composta por 32 canais de 64 Kbps resultando em um tribut rio de 2 048 Mbps j nos EUA a taxa prim ria composta por 24 canais de 64 Kbps resultando em um tribut rio de 1 544Mbps Ao cruzar fronteiras internacionais a convers o necess ria para que ocorra compatibilidade entre as tecnologias Isto se deve justamente ao fato de n o haver um padr o na PDH ao contr rio do que ocorre na SDH A figura 2 6 ilustra as hierarquias PDH atuais e alguns dos fatores de convers o poss veis entre elas CEFET RJ 12 SDH Hierarquia Digital S ncrona 2 4 Quadros PCM de Ordem Superior Os espa os de carga do quadro multiplexado de ordem superior n o s o intercalados byte a byte como no quadro prim rio PCM de 2 Mbps e sim bit a bit Al m disso em fun o dos bits de enchimento as taxas de transmiss o aumentam cada vez mais nos processos de multiplexa o O c
85. ou um CEFET RJ 8 SDH Hierarquia Digital S ncrona byte serve para que o receptor alinhe o sinal que chega com o rel gio interno al m de marcar onde come a a mensagem O sinal de fim indica que o caracter j foi completamente transmitido permitindo ao receptor avaliar se recebeu todos os bits que deveria ter recebido E o processo recome a com o pr ximo caracter No modo s ncrono n o h interrup o na transmiss o As refer ncias de clock do transmissor e do receptor precisam ser id nticas Por isso neste tipo de transmiss o precisa haver um mecanismo de controle dos pulsos do rel gio 2 E comum usar protocolos que reconhecem um byte nico e exclusivo como refer ncia de sincronismo Toda vez que o receptor identifica esse byte realinha os pulsos de seu rel gio de refer ncia O transmissor envia duas ou tr s vezes o byte de sincronismo depois um byte avisando que a transmiss o dos caracteres vai come ar e depois os dados um ou mais bytes de caracteres depois um byte avisando que a transmiss o de caracteres terminou e por fim um byte que serve para verificar se houve algum erro na transmiss o Enquanto n o houver mais caracteres a serem transmitidos o sistema vai enviando bytes de sincronismo continuamente Por que t o necess rio transmitir sinais de sincronismo se na transmiss o s ncrona os bytes chegam a intervalos regulares Porque a leitura da torrente de bits que chega do
86. overhead do TU O quadro do TU ent o multiplexado em um lugar fixo do VC 4 CEFET RJ 48 SDH Hierarquia Digital S ncrona O TU 12 foi projetado para acomodar um tribut rio de 2Mbit s Sua estrutura de 4 colunas e 9 linhas se encaixa perfeitamente na estrutura de 9 linhas do VC 4 63 TU 12 s podem ser agrupados nas 260 colunas da capacidade de carga til do C 4 Sobram 8 colunas que s o utilizadas no processo de enchimento de bytes nas etapas intermedi rias de multiplexa o o qual permite que a estrutura do sinal VC 4 do STM 1 seja CEFET RJ 49 SDH Hierarquia Digital S ncrona b Forma o do TUG 3 a partir de TU 3 ou TUG 2 A estrutura de um TUG 3 id ntica de um TU 3 possuindo portanto 9 x 86 bytes Logo a estrutura da TU 3 possui uma correspond ncia direta com a estrutura de um TUG 3 A forma o de um TUG 3 a partir de 7 x TUG 2 envolve uma multiplexa o temporal al m da inser o de duas colunas de enchimento A estrutura matricial de um TUG 3 composta por 9 linhas e 86 colunas totalizando 774 bytes Nos tr s primeiros bytes da primeira coluna est contida uma indica o de inexist ncia de ponteiro NPI Null Pointer Indication O NPI indica se o TUG 3 composto por 1 x TU 3 ou por 7 x TUG 2 s O TUG 3 possui localiza o fixa dentro do quadro do VC 3 VC 4 3 3 3 Forma o dos AUG s Um VC 4 uma estrutura de 9 linhas por 261 colunas Associando se um ponteiro
87. prote o s o autom ticos e embutidos nos equipamentos An is utilizando equipamentos SDH podem oferecer total toler ncia a falhas de equipamentos e rompimentos de cabos As topologias de redes em an is CEFET RJ 63 SDH Hierarquia Digital S ncrona est o sendo muito utilizadas atualmente pelas empresas operadoras tanto para redes de entroncamento quanto para redes de acesso As antigas tecnologias da rede de transporte por exemplo PDH apresentavam uma dificuldade muito grande de inser o deriva o de sinais em linha tornando invi vel econ mica e tecnicamente o uso das topologias em anel No entanto a tecnologia SDH viabiliza redes em anel devido a facilidade da inser o retirada em um sinal agregado de alta velocidade o que pode ser conseguido atrav s do uso dos equipamentos ADM Os an is auto regenerativos ou tolerantes a falhas s o tamb m conhecidos pelo termo SHR Self Healing Rings a Classifica o de ATF s Um ATF formado por um conjunto de n s dispostos em anel onde cada n conectado a dois n s adjacentes atrav s de uma comunica o duplex Um ATF tem capacidade de transmiss o e ou equipamentos redundantes de forma a assegurar a continuidade do servi o ap s a detec o de uma falha no anel O ATF pode ser classificado quanto ao sentido de tr fego e ao mecanismo de prote o Sentido do tr fego De acordo com o sentido em que o tr fego de servi o transportad
88. r ncia de Configura o A ger ncia de configura o prov fun es que atuam sobre a identifica o e o estado dos equipamentos e servi os da rede incluindo as fun es de planejamento e instala o de equipamentos e servi os Esta ger ncia compreende fun es de provisionamento status controle e fun es de instala o Fun es de Provisionamento S o respons veis pelos procedimentos necess rios para colocar equipamentos em servi o excluindo a fase de instala o Como exemplos tem se e inicializa o de par metros e controle do estado de servi o de uma unidade em servi o stand by ou reservada e controle de par metros selecionados Status e Controle respons vel pela monitora o e controle sob demanda de certos aspectos do NE Exemplos gt verifica o e altera o do estado de servi o do NE gt inicializa o de auto teste gt exclus o de equipamento em falha e re roteamento de tr fego As fun es espec ficas que permitem que o tr fego na se o de prote o seja controlado pelo usu rio s o CEFET RJ 85 SDH Hierarquia Digital S ncrona gt comuta o manual gt comuta o for ada gt bloqueio de comuta o gt solicita o estabelecimento autom tico de par metros de comuta o Fun es de Instala o S o respons veis pelo suporte instala o de equipamentos na rede de telecomunica es por exemplo
89. r algo entre dois pontos s o necess rios caminh es Dependendo da quantidade de itens a serem transportados ser necess rio um container maior ou menor Dependendo do tamanho dos itens a serem transportados ser o necess rios estrados para pemitir um empilhamento simples dentro docontainer Para diferentes mercadorias ser o necess rios diferentes estrados e instru es de CEFET RJ 24 SDH Hierarquia Digital S ncrona carregamento A analogia do sistema rodovi rio com a rede SDH pode ser feita da seguinte forma Estrada Fibra tica r dio digital ou sat lite Caminh o STM N Containers gt VC s Estrados gt TU s Na SDH os caminh es s o quadros em um feixe de dados digitais s ncronos Dentro do quadro uma se o de container definida como um VC 4 Dentro do VC 4 dependendo do servi o um arranjo de empilhamento do estrado definido e chamado de quadro de unidade tribut ria TU O VC 4 pode n o precisar da estrutura de quadro TU se o servi o ocupar todo o VC 4 ex 140 Mbps no STM 1 Cada elemento da rede SDH localiza o in cio do quadro STM 1 atrav s de uma seq ncia repetitiva no quadro ou seja por um sinal de alinhamento de quadro Essa sequ ncia transmitida nos 6 primeiros bytes do quadro Uma vez que esteja alinhado com o quadro de linha o elemento de rede sabe ent o onde encontrar os canais de servi o do cabe alho os bytes do ponteiro de AU e os bytes da c
90. r mais de uma Sub rede para formar a DCN por exemplo uma rede de pacotes X 25 com segmentos de Rede Local LAN Numa TMN as fun es de comunica o tais como convers o de protocolos retransmiss o e encaminhamento de mensagens fazem parte da DCN c Dispositivo de media o Mediation Device MD Implementa as fun es de Media o que atuam sobre a troca de informa o entre NE QA e OS e tamb m executa fun es de gerenciamento local para os NE s Utiliza interfaces padronizadas e pode ser implementado em um sistema independente ou como parte do NE O MD tamb m pode gerenciar um NE ou grupos de NE s executando fun es de concentra o CEFET RJ 76 SDH Hierarquia Digital S ncrona Ele visa tornar a comunica o mais transparente e eficiente fazendo a tradu o dos modelos de informa o propriet rios para os modelos de informa o padronizados d Elementos de rede Network Element NE S o os componentes da rede de telecomunica es que necessitam ser gerenciados As diversas partes de um NE n o est o restritas a uma nica localidade considerando se por exemplo um tronco de transmiss o como um nico NE suas partes estar o distribu das entre as diversas esta es repetidoras e Adaptador Q Q Adaptor QA Z E um componente opcional de um NE atrav s do qual o NE pode se comunicar diretamente com a TMN utilizando se de um dos protocolos padroniz
91. rface Q e DCC s interconectados ligando os equipamentos da SDH H dois modos de usar o DCC gt Uso dos bytes D1 a D3 localizados no RSOH DCCr e com acesso em todo elemento de rede incluindo regeneradores gt Uso dos bytes D4 a D12 localizados no MSOH DCCm em todo NE exceto nos regeneradores Estes bytes s o enviados alternativamente para o ponto de refer ncia P fun o MCF ou para o ponto de U2 Fun o OHA BYTES D1 a D3 DCCr CANAL DE COMUNICA O DE DADOS DA SE O DE REGENERA O 192 kbit s D4 a D12 DCCm CANAL DE COMUNICA O DE DAOS DA SE O DE MULTIPLEXA O 576 kbit s Estes canais s o baseados em mensagens e realizam a comunica o entre elementos de rede Eles podem ser usados para dar suporte comunica o entre os elementos de rede e a TMN As fun es internas aos equipamentos relacionados TMN s o CEFET RJ 88 SDH Hierarquia Digital S ncrona gt SEMF Synchronous Equipment Management Function Converte dados de desempenho e alarmes espec ficos de implementa o em mensagens orientadas a objeto para transmiss o do DCC e ou na interface Q Converte tamb m mensagens orientadas a objeto relacionadas a outras fun es de gerenciamento para passarem aos pontos de refer ncia Sn comunica o da SEMF com os demais blocos funcionais do equipamento MCF Message Communications Function Esta fun o recebe e armazena mensagens vindas do
92. rvada para supervis o Isto vai contra o instinto do engenheiro ou t cnico de telecomunica es que est sempre procurando maior efici ncia de transmiss o Por m isto reflete o fato de que em redes ticas de alta velocidade o custo denominado por processamento nos terminais sendo o custo do canal pequeno e tendendo a ficar menor ainda Como os ponteiros d o a posi o exata de qualquer carga til VC 4 esta carga til pode ser acessada diretamente sem a necessidade de demultiplexa o do sinal de linha SDH Este fato faz com que equipamentos como multiplexador de inser o e extra o add Drop Mux e centrais de cross connect SDH sejam mais simples que os sistemas de telecomunica es existentes os quais requerem a completa demultiplexa o antes do chaveamento De modo an logo qualquer canal individual de dados pode ser acessado dentro do VC 4 A figura 3 23 apresenta os quadros do STM 4 e do STM 16 Pode se notar que a forma o destes dois quadros se d atrav s da multiplexa o de estruturas AUG s Para o STM 4 temos 4 x AUG s e para STM 16 temos 16 AUG s Um STM N obtido atrav s do entrela amento byte a byte de N x AUG s acrescidos dos bytes do overhead de se o de regenera o RSOH e dos bytes do overhead da se o de multiplexa o MSOH comum pensar que estruturas STM N s o formadas por simples multiplexa o de STM 1 Qualquer STM i que chega a um n de termina o desmontado par
93. s DCC s interfaces Q e F e SEMF Mensagens n o endere adas ao equipamento local s o passadas para um ou mais DCCs de sa da de acordo com procedimentos locais de roteamento e ou para interface s Q A MCF faz a convers o da camada 1 e ou camada 2 dos protocolos do canal DCC e interface Q ou do protocolo de dois canais DCC O MCF intefaceia o Sistema de Gerenciamento do equipamento SEMEF no ponto V de refer ncia tr nsito para os canais DCCR e DCCr e atrav s dos pontos de refer ncia N e P respectivamente Para o meio exterior se conecta atrav s de interfaces padronizadas Q e F com a TMN CEFET RJ 89 SDH Hierarquia Digital S ncrona 5 APLICA ES DAS REDES SDH A principal aplica o da Hierarquia SDH servir como meio de transporte para as demais tecnologias 5 1 Redes Inteligentes SDH proporciona a infra estrutura necess ria que possibilita a opera o das redes inteligentes de comunica o pessoal Tais redes s o aquelas em que o usu rio possui um n mero telef nico nico e a rede de telecomunica es inteligente o bastante para saber onde a pessoa est e encaminhar a chamada Por exemplo uma pessoa que contrata os servi os da rede inteligente no hor rio comercial encaminha suas chamadas para o escrit rio e noite para casa Tamb m se os n meros chamados n o atenderem ou estiverem ocupados o sistema automaticamente tenta o celular Ou ent o o usu rio talvez atr
94. s bits C Os conte dos de S1 e S2 quando tiverem bits de justifica o n o possuem valores definidos O receptor ir ignorar os valores de S1 e S2 quando forem usados para justifica o O mesmo mapeamento pode ser utilizado para o sinal de 34 368 kbit s s ncrono a n vel de bit ou a n vel de byte Para esses casos o bit S1 ser sempre enchimento e o bit S2 ser sempre informa o Para permitir que o mesmo dessincronizador possa ser utilizado em qualquer tipo de mapeamento s ncrono ou ass ncrono os bits C1 devem ser fixados em 1 e os bits C2 em 0 3 2 4 Mapeamento Alinhamento de 2 Mbit s O mapeamento do tribut rio de 2 Mbit s em um VC 12 pode ser um mapeamento ass ncrono mapeamento s ncrono a n vel de bit este mapeamento n o est mais definido pelo ITU T ou mapeamento s ncrono a n vel de byte As principais caracter sticas dos tr s mapeamentos s o Mapeamento ass ncrono Permite o mapeamento de um tribut rio de 2 Mbit s com qualquer estrutura de quadro N o permite visibilidade dentro do VC 12 de qualquer sinal integrante do tribut rio Utiliza o processo de justifica o de bit para o mapeamento possibilitando que o tribut rio seja um sinal com CEFET RJ 38 SDH Hierarquia Digital S ncrona toler ncia de 50 ppm tem uso geral onde n o seja necess ria a visibilidade dos sinais integrantes do tribut rio mais definido pelo ITU T Permite o mapeamento de
95. s de usu rio POH cabe alho de via Os NNT s Network Node Interface ou Interface de N da Rede terminais com capacidade de deriva o e inser o interpretam os ponteiros para localizar os containers virtuais que cont m os dados para deriva o ou inser o Podemos interpretar o m dulo de transporte como um trem cujos vag es s o containers virtuais que podem ser manipulados nos p tios das esta es de transfer ncia de carga NNT s A seguir seguem algumas defini es para que possamos compreender a estrutura de multiplexa o CEFET RJ 20 SDH Hierarquia Digital S ncrona Container C 11 C 12 2 C 3 ou C 4 O Container consiste de uma estrutura de informa o de tamanho apropriado que transportar o sinal tribut rio enquanto este permanecer na rede SDH Sua fun o adaptar os tribut rios em espa os de carga padr o containers que ser o transportados atrav s da rede Existe um n mero limitado de containers definidos para as taxas mais comumente encontradas na rede Ver figura 3 9 A fun o de adapta o de um tribut rio na rede SDH feita atrav s de mapeamento do sinal tribut rio no container s ncrono Se o sinal tribut rio for plesi crono ou ass ncrono o processo de mapeamento inclui justifica o de bit Assim o tribut rio de 2 048 Mbps mapeado no tribut rio C 12 o tribut rio de 34 368 Mbps mapeado no C 3 e o o tribut rio de 139 264Mbps mapeado
96. s n s na camada de via A camada de meio f sico se ocupa com o meio de transmiss o em s fibra tica r dio ou par met lico a qual serve camada de se o Existe tamb m uma camada opcional denominada Camada Tandem Esta camada trata do transporte confi vel da carga til da camada de via e seu cabe alho atrav s da rede isto o prop sito da camada de conex o Tandem fornecer fun es de manuten o a n vel de rede A camada de z conex o Tandem composta por v rias se es multiplex 3 1 3 Taxas de Transmiss o da SDH Todos os sinais plesi cronos que aparecem nas redes atuais podem ser transportados sobre a SDH o que significa que a rede SDH completamente compat vel com as redes existentes Al m disso a capacidade de transporte da SDH tem flexibilidade para acomodar os mais avan ados sinais para servi os particulares como ATM FDDI DQDB entre outros Com a defini o de uma interface de rede padronizada Network Node Interface NNI os sistemas SDH permitir o a interconex o direta de equipamentos de transmiss o de diferentes fornecedores e possibilitar o a conex o destes diversos tipos de sinais rede SDH Na SDH definida uma estrutura b sica de transporte de informa o denominada STM 1 Synchronous Transport Module com taxa de 155 520Mbps Esta estrutura define o primeiro n vel da hierarquia As taxas de bit dos n veis superiores s o m ltiplos inteiros do STM 1
97. sso consiste em se fazer a inser o de informa es redundantes em intervalos de tempo reservados para tal nos quatro sinais CEFET RJ 14 SDH Hierarquia Digital S ncrona tribut rios de entrada Ap s este processo de sincroniza o os sinais tribut rios s o multiplexados em um sinal composto a 8 448 Kbps No caso do multiplex de 2 ordem para a sincroniza o dos sinais de cada tribut rio de entrada plesi crono realizado o armazenamento dos sinais de cada tribut rio em uma mem ria el stica A escrita nessa mem ria sequencial e comandada pelo rel gio de 2 048 MHz recuperado do pr prio sinal de entrada A leitura dessa mem ria sequencial realizada utilizando se um rel gio interno de 2 112 MHz Como o rel gio de leitura tem fregii ncia maior que o rel gio de escrita em determinado momento haveria uma sobreposi o de dois bits e consequentemente um erro de leitura Para evitar tal erro as fases do rel gio de escrita e do rel gio de leitura s o comparadas ente si e na imin ncia de um erro de leitura o comparador de fases comanda a inser o de um espa o vazio no rel gio de leitura o que significa paralisar a opera o de leitura da mem ria el stica Esse espa o vazio no rel gio de leitura impede a antecipa o do rel gio de leitura sobre o de escrita evitando assim erros de leitura da mem ria el stica Tal opera o denominada opera o de ju
98. stifica o Como a velocidade de leitura ligeiramente superior velocidade com que chegam os dados de cada tribut rio a mem ria el stica tende sempre a esvaziar se Ao ocorrer uma defasagem entre os rel gios de leitura e de escrita de um bit h uma ordem de ajuste stuffing O quadro seguinte ser marcado e na posi o designada para o bit extra receber um bit stuffing Ao gerar esse bit extra o multiplex deixa de ler a mem ria por um per odo de rel gio e ela volta a encher se com o bit do tribut rio que n o foi lido durante a inser o do bit extra Desta forma ocorre um ajuste da velocidade entre os tribut rios CEFET RJ 15 SDH Hierarquia Digital S ncrona 3 A HIERARQUIA DIGITAL S NCRONA 3 1 Princ pios B sicos da Hierarquia S ncrona 3 1 1 Generalidades A Hierarquia Digital S ncrona Synchronous Digital Hi3cl 6 608 Tw p 8 h 0 7 y T diferente do contexto PDH que possui tr s padr es europeu e japon s Um sistema unificado proporciona maior capac ger ncia das redes bem como uma consider vel CEFET RJ 16 SDH Hierarquia Digital S ncrona Outra caracter stica da SDH possuir um cabe alho grande o suficiente para permitir designar v rios canais de grande capacidade para fun es de supervis o opera o manuten o e ger ncia dos elementos de transporte da rede Os quadros dos tribut rios podem ser subdivididos segundo esquemas bem defin
99. t o sujeitos a esta padroniza o Todos os componentes eletr nicos elementares s o associados a taxa de erro do qual a disponibilidade obtida usando se a taxa de preparo u Al m disto componentes de software s o hoje t o complexos que a CEFET RJ 67 SDH Hierarquia Digital S ncrona probabilidade de erro no software tem que ser levada em conta A disponibilidade do equipamento determinada a partir destes dados A disponibilidade s vezes tamb m pode aumentar atrav s da pr tica de um eficiente projeto conhecida como prote o passiva a arquitetura do equipamento escolhida com tanto que a transmiss o de um servi o n o seja afetada desnecessariamente por um erro da fun o de ger ncia por exemplo 3 5 5 Redund ncia de Hardware Equipamentos em geral empregam prote o l n em certas classes de tribut rios de multiplexa o e portas cross connect Estes est o fora do alcance dos mecanismos de prote o de rede padronizados A prote o 1 1 tamb m empregada em certos subsistemas de chave tais como matrizes fonte de pot ncia e gerador de rel gios cujo erro ir afetar potencialmente uma grande quantidade de tr fego ou pode comprometer a capacidade dos elementos de rede de fornecer prote o rede 3 5 6 Seguran a do Software Defeitos no software podem ser detectados tanto por auto testes como por verifica o do desempenho durante a opera o mecanismos que
100. tal S ncrona process lo Deriva a informa o contida no cabe alho e a entrega aos processos internos correspondentes O mux recupera ent o o VC 4 ou seja vai copiando sequencialmente cada byte para uma mem ria FIFO first in first out Ao faz lo o mux processa o ponteiro da AU 4 para saber se h justifica o e poder copiar todos os bytes que efetivamente fazem parte do VC 4 Uma vez obtido o VC 4 este processado pelo mux Ele pode ser copiado para um AU 4 de um quadro que est gerando adiante Neste caso o mux indica atrav s do novo valor de ponteiro AU 4 em que posi o na rea de carga do novo quadro encontra se o in cio do VC 4 Por outro lado o mux pode ser o ponto terminal de uma via de VC 4 Neste caso o VC 4 tem seu cabe alho extra do e processado A rea de carga do VC 4 processada segundo sua composi o por exemplo caso se trate de um C 4 contendo um sinal de 140 Mbps o mux extrai os bits desse sinal e os encaminha a uma interface PDH correspondente Se por outro lado a rea de carga do VC 4 est subdividida em TU s o mux recupera os bytes VC s de menor ordem que s o necess rios para deriva o e cross conex o 3 1 6 Estrutura do Quadro STM N A estrutura de quadro do STM N obtida basicamente atrav s da multiplexa o dos payloads de m dulos STM 1 Al m da rea de carga o STM N tamb m possui informa es para supervis o SOH Assim da mesma forma que a
101. tar todos os alarmes gt Inibir ou n o o relato de alarmes gt Reportar sob demanda a condi o de inibi o ou n o de relato de alarmes Hist rico da Supervis o de Alarmes O hist rico da supervis o de alarmes est relacionado com a coleta de alarmes Os dados hist ricos coletados ser o armazenados em registros no NE Cada registro cont m todos os par metros de uma mensagem de alarme Os registros dever o permitir time stamping e que sua leitura seja feita periodicamente ou sob demanda O OS pode definir o modo de opera o dos registros tal como wrapping consiste em desprezar o dado mais antigo para permitir a coleta de um novo dado quando todos os registros estiverem cheios ou interrup o de coleta quando todos os registros estiverem cheios O OS tamb m pode decidir por flushing consiste em levar a zero os registros dos registros ou interrup o de coleta em qualquer instante Facilidades de Ger ncia Local Neste item est o relacionadas as facilidades que devem estar dispon veis nos equipamentos da SDH para facilitar os procedimentos de ger ncia local de falhas Existe um relacionamento visual sonoro entre as Anomalias e Defeitos com as facilidades de Ger ncia Local E tamb m entre as CEFET RJ 83 SDH Hierarquia Digital S ncrona indica es relativas a falhas internas das unidades n o relacionadas com as Anomalias e Defeitos Estas facilidades s o de tr s tipos
102. tecnologias que j est o causando muito impacto nas redes SHD Uma a dos amplificadores pticos que permitem transmiss es sem CEFET RJ 92 SDH Hierarquia Digital S ncrona usar repetidores por dist ncias de at 300km V rios sistemas submarinos j usam esses amplificadores A outra a dos multiplexadores por divis o de comprimento de onda ptica cuja sigla em ingl s WDM Wavelenght Division Multiplex Esses multiplexadores usando transponders modulam os sinais pticos fazendo com que cada um dos sinais ocupem um comprimento de onda diferente e todos os sinais s o transmitidos pela mesma fibra ptica J existem WDM que re nem 128 sinais STM 16 em uma nica fibra V rios fabricantes oferecem sistemas OADM que funcionam no dom nio da luz ou seja tribut rios s o extra dos ou inseridos sem que seja necess ria a convers o para sinais el tricos CEFET RJ 93 SDH Hierarquia Digital S ncrona 6 CONCLUS ES Uma rede s ncrona traz v rios benef cios mas de longe o principal deles a simplifica o das redes Um nico multiplexador s ncrono substitui uma grande quantidade de multiplexadores plesi cronos Uma esta o SDH mais simples sua manuten o mais barata ocupa menos espa o e consome menos energia Como f cil extrair e inserir enlaces PCM da SDH as operadoras podem oferecer servi os de banda larga mais facilmente porque n o necess r
103. tes em quadros de 125us Esse formato permite o uso eficiente de comutadores com est gio de comuta o e multiplexa o do tipo add drop insere deriva e adequado para transportar servi os baseados em 64 Kbps e seus m ltiplos Conforme visto anteriormente existem v rias possibilidades para forma o de um quadro STM 1 como por exemplo 1 TUG 3 a partir de 1 TU 3 ou 7 TUG 2s 1 TUG 2 a partir de 3 TU 12s 1 AUG a partir de 1 AU 4 1 STM a partir de 1 AUG Al m disso pode ser feita uma multiplexa o de 4 AUG s para forma o de um STM 4 ou 16 AUG s para forma o de um STM 16 Esse processo chamado de entrela amento de bytes e descrito na figura 3 20 Cabe salientar que quando se forma um STM 4 a partir de um entrele amento de bytes o SOH fica com uma capacidade quatro vezes maior que a de um SOH de um STM l1 por m nem todos os bytes se repetem Quando se forma um STM 4 a partir de quatro STM 1 torna se necess rio antes do entrela amento de bytes um ajuste de fase dos VC s de CEFET RJ 47 SDH Hierarquia Digital S ncrona cada STM 1 atrav s de processamento de ponteiros de AU s individuais Dessa forma poder o ser multiplexados os quatro AUG s dos quatro STM 1 com a mesma refer ncia de fase formando o quadro STM 4 O demultiplexador STM 4 por sua vez encontrar os AU s s ncronos dentro dos STM 1 Dentro de cada STM 1 os VC s ser o identificados pela refer ncia de
104. trav s dos quais uma TMN de qualquer complexidade pode ser implementada Os blocos funcionais s o constitu t ta 4 90 v r 4 Ji5S il Scomponent es CEFET RJ 12 SDH Hierarquia Digital S ncrona MF Atua na informa o que trafega entre OSF s e NEF s para garantir que as informa es sejam entendidas entre ambas as partes Um MF pode armazenar filtrar adaptar e condensar informa es b Componentes Funcionais A recomenda o M 3010 do ITU T tamb m estabelece componentes funcionais que constituem as subdivis es dos blocos de constru o do modelo de arquitetura funcional MAF Fun o de Aplica o de Gerenciamento Magement Applicattion Function Implementa realmente os servi os de gerenciamento podendo assumir o papel de gerente ou agente MIB Base de Informa o de Gerenciamento Management Information base Corresponde ao dep sito conceitual das informa es de gerenciamento Ela representa o conjunto de objetos gerenciados dentro de um sistema de ger ncia e al m disso cont m as propriedades que estes objetos possuem ICF Fun o de Convers o de Informa o Information Conversion Function utilizada para tradu o do modelo de informa o de uma interface para o modelo de outra interface PF gt Fun o de Apresenta o Presentation Function Executa todas as fun es necess rias para apresenta o das CEFET RJ 13
105. ts de enchimento R mais dois bits de overhead O byte X e seis bits de informa o I mais um bit de oportunidade de justifica o S mais um bit de enchimento R byte Z Os ltimos 12 bytes de cada bloco cont m bits de informa o I A figura 3 14 mostra a estrutura contendo todos os bytes citados em um mapeamento ass ncrono de um tribut rio de 139 264 Mbit s em um VC 4 CEFET RJ 35 SDH Hierarquia Digital S ncrona Os bits O s o reservados para comunica es adicionais de overhead O conjunto de 5 bits de controle de justifica o C em cada linha usado para definir a ocorr ncia ou n o de justifica o no bit de oportunidade de justifica o S Se CCCCC 00000 indica que o bit S conter informa o caso contr rio CCCCC 11111 indica que o bit S conter enchimento A decis o de justifica o dever ser feita usando vota o majorit ria de forma a garantir prote o contra esses erros simples e duplos nos bits C O conte do de S quando for bit de justifica o n o possui valor definido O receptor dever ignorar o valor de S quando esse bit for usado para justifica o Neste mapeamento o tipo de justifica o utilizada a justifica o positiva Em cada linha existe uma oportunidade de justifica o S e cinco bits de controle de justifica o C totalizando 9 bits de oportunidade de justifica o por quadro de 125 us Isto possibilita a
106. u das por um conjunto de ECC s Embedded Control Channel distintos e enlaces de comunica o de dados dentro de uma mesma rea Os ECC s e os enlaces interconectados formam uma rede de comunica o de dados de opera o em uma dada topologia de transporte da SDH Uma SMS representa uma Rede de Comunica o Local Local Communication Network LCN espec fica da SDH que parte da TMN ou de outra rede de dados para opera o O ECC fornece o canal l gico de opera o entre os NE s SDH e utiliza como camada f sica o DCC Data Communication Channel Dentro de um sinal STM N existem 2 canais DCC os Bytes D1 D3 dando um canal de 192 kbit s e os Bytes D4 D12 dando um canal de 576 kbit s O canal DDCr D1I D3 n o pode ser acessado por todos NEs SDH ao passo que o canal DCCm D4 Dl2 n o pode ser acessado pelos regeneradores logo o canal DDC utilizado pelos NEs SDH como suporte de transporte de informa es de ger ncia Est em estudos pelo ITU T utiliza o do canal DDCy D4 D12 em aplica es TMN e aplica es no gerenciamento do NE SDH A funcionalidade a ser suportada pelo NE SDH ir determinar o tipo de interface Q necess ria Os principais tipos s o os NE SDH com fun o de media o e os simples 4 2 3 Acesso SMS O acesso a SMS sempre feito atrav s das facilidades oferecidas pela MCF de um NE gt Interface Q para o acesso de um MD ou Os gt Interface F para o acesso de uma esta o
107. ultiplexadores da PDH nos quais o formato do quadro podia ser alterado em fun o do processo de justifica o O formato do quadro da SDH adequado para a localiza o de canais telef nicos cada byte em um quadro 64 Kbps O n mero total de bits por multiquadro de 500 us para o VC 12 1 120 sendo 1 023 bits de informa o b Mapeamento S ncrono a N vel de Bit Este mapeamento n o est mais definido pelo ITU T No modo floating o mapeamento s ncrono a n vel de bit um caso particular do mapeamento ass ncrono onde os bits Cl s o fixos em 1 os bits C2 s o fixos em 0 o bit S1 um bit de enchimento e o bit S2 um bit de informa o I N o necess ria a justifica o de bit pois o tribut rio de 2 Mbits s tem a mesma frequ ncia do VC 12 Na representa o do modo locked pode ser observada a aus ncia do POH de VC 12 byte V5 Um conjunto destas estruturas de 125 us mapeado em um VC N O mesmo dessincronizador pode ser utilizado para o mapeamento de 2Mbit s ass ncrono e s ncrono a n vel de bit Neste caso o bit S1 ser sempre enchimento e o bit S2 ser sempre informa o bits Sl e S2 sem justifica o Para tornar isso poss vel os bits Cl devem ser fixados em 1 e os bits C2 em zero Este tipo de mapeamento n o possibilita a visibilidade dos canais de 64 kbit s do sinal original CEFET RJ 42 SDH Hierarquia Digital S ncrona c Mapeamento S ncrono a N
108. uxos de informa o a velocidades altas exige uma tecnologia bastante complexa de multiplexadores Surge mais tarde a Hierarquia Digital S ncrona Synchronous Digital Hierarchy SDH com objetivo b sico de formar um padr o internacional unificado e facilitar o processo de extra o e inser o de tribut rios tornando as redes mais flex veis Desta forma a ger ncia das redes poderia tornar se mais eficaz e mais econ mica Al m do mais a demanda crescente por enlaces de comunica es de faixa larga poderia ser satisfeita mais facilmente Estas mesmas considera es aplicam se ao Modo de Transfer ncia Ass ncrono Assynchronous Transfer Mode ATM que j uma realidade principalmente em redes corporativas A partir da d cada de 60 os primeiros sistemas PCM foram introduzidos com o prop sito de aumentar a capacidade de transmiss o dos cabos existentes para interconectar localmente centrais eletromec nicas de comuta o At 1984 aproximadamente usava se a rede telef nica apenas para servi os de comunica es em faixa estreita Ainda hoje muitas redes telef nicas funcionam segundo o mesmo princ pio CEFET RJ 4 SDH Hierarquia Digital S ncrona A introdu o da Hierarquia Digital S ncrona SDH trouxe grandes benef cios no sentido de melhoria das possibilidades de ger ncia das redes gra as ao seu cabe alho overhead expandido e t cnica mais vers til de multiplexa o Os assinantes
109. vel de Byte Essa classe de sinais derivada de um mesmo rel gio de alta estabilidade distribu do pela rede A tend ncia que eles sejam os mais numerosos devido expans o das centrais de comuta o digitais Essa tamb m a classe de sinais para a qual a SDH tem sido otimizada A utiliza o deste tipo de mapeamento permite a visibilidade dos canais 64 Kbit s dentro da estrutura de quadro pois os sinais s o mapeados em posi es fixas dentro do VC As varia es de fase do VC que ocorrem devido a varia es nesses sinais s o acomodadas pelo mecanismo de ajuste de ponteiro Os sinais de 64 K e n x 64 Kbit s que transportam outros servi os al m da voz tamb m s o inclu dos nessa classe de sinais Os sinais s ncronos de 64 kbit s s o normalmente agrupados em 30 canais no sistema europeu MCP 30 para serem transmitidos no primeiro n vel da PDH 2 048 Mbit s O mapeamento s ncrono a n vel de byte foi desenvolvido para o VC de ordem inferior VC 12 que opera com esse sinal da PDH Isto facilita a transi o da PDH para a SDH Este tipo de mapeamento pode utilizar Sinaliza o por Canal Associado Channel Associated Signalling CAS ou Sinaliza o por Canal Comum Common Channel Signalling CCS No sistema europeu a CAS transportada no canal 16 formando multiquadro de 16 quadros Nesse tipo de sinaliza o a informa o de sinaliza o de cada canal transportada de forma sequencial associada com
110. work Element NNI Network Node Interface OC Optical Carrier OS Operations System PCM Pulse Code Modulation PDH Plesiochronous Digital Hierarchy POH Path Overhead QA Q Adaptor RSOH Regenerator Section Overhead SDH Synchronous Digital Hierarchy SDXC Synchronous Digital Cross Connect SMN SDH Management Network SMS SDH Management Sub network SOH Section Overhead SONET Synchronous Optical Network STM Synchronous Transport Network TDM Time Division Multiplex TU Tributary Unit TUG Tributary Unit Group VC Virtual Container WDM Wavelenght Division Multiplex WS Work Station CEFET RJ 100 SDH Hierarquia Digital S ncrona ALUNOS e Cezar Luiz Martins Mendes e Marcos Paulo Veit e Ana Paula Moreira Ribeiro e Carla Regina do Amaral Sabatino e C ssio de Azevedo Louren o CEFET RJ 101
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