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Jerarquía Digital Síncrona (SDH)

Autor: Jose Maria Domínguez Picazo
Curso:
8,88/10 (150 opiniones) |21268 alumnos|Fecha publicación: 07/05/2004
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Capítulo 9:

 Esquemas de protección II

Protección de Conexión de Subred (SNCP):

SNCP es similar a camino de protección, pero en el cual, el camino de protección dedicado involucra conmutación en ambos extremos del camino, mientras que la conmutación SNCP puede ser iniciada en un extremo de la ruta y llegar hasta un nodo intermedio. La red puede ser descompuesta con un número de subredes interconectadas. Con cada protección de subred se proporciona un nivel de ruta y la conmutación automática de protección entre dos caminos es proporcionada en las fronteras de subred.

La selección de la señal de mayor calidad se realiza, no únicamente por el elemento de red en el extremo del camino, sino que también en nodos intermedios a la salida de cada subred que es atravesada por la ruta.

El contenedor virtual no termina en el nodo intermedio, en cambio compara la calidad de la señal en los dos puertos entrantes y selecciona la señal de mejor calidad.

Ante un evento de dos fallos simultáneos, la conmutación de protección debe ocurrir en el nodo intermedio A para que el tráfico alcance el extremo contrario. SNCP genera una alta disponibilidad para la conexión que el camino dedicado porque SNCP permite a la red sobreponerse a dos fallos simultáneos cosa que el camino de protección no permite.

En principio, el camino de protección extremo a extremo parece tener mucho atractivo; una amplia protección en redes extremo a extremo es posible y las rutas individuales pueden ser selectivamente protegidas. Aun así, es requerido un complejo control que asegure realmente diversas rutas.

Una gran cantidad de capacidad es usada y es muy difícil de coordinar actividades de mantenimientos programados a lo largo de la red. El camino de protección llega a ser, de todos modos, cuando queda limitado al nivel de subred, es decir, SNCP. SNCP trabaja especialmente bien sobre anillos, porque se aseguran diversas rutas de fibra.

La resistencia puede ser ofrecida a un número de capas incluyendo el camino extremo a extremo (trazado), el nivel de subred y el nivel de sección de multiplexión. Los mecanismos descritos anteriormente ofrecían protección a la ruta extremo a extremo y al nivel de subred. Esto involucra la protección de contenedores virtuales individuales a través de una ruta punto a punto. Si existe un evento de fallo, únicamente el contenedor virtual en cuestión es conmutado a una ruta alternativa, así que la protección individual para un único VC es posible. Por ejemplo, un cliente puede requerir protección para una línea alquilada, de modo que el camino de este circuito pueda ser protegido a través de toda la red sin necesidad de proteger el resto de tráfico que por ella transita.

Cabe destacar que ambos esquemas, protección de camino punto a punto y camino de subred pueden ser aplicados tanto para caminos de alto orden como de bajo orden (tanto para VC-4 como para VC-12).

Los anteriores ejemplos describían una configuración extremo simple 1+1. Esto podría mencionarse que es posible una configuración extremo doble 1:1, permitiendo a tráfico de baja prioridad emplear las rutas de protección. Esta mención se ha recogido en la recomendación ITU-T G.841 pero sin definición formal.

Protección de Línea de la Sección de Multiplexación:

Este procedimiento opera con una sección de trafico ubicada entre dos nodos adyacentes. Entre estos dos nodos hay dos enlaces separados o dos diferentes fibras: la operativa y la de protección. Ante un evento de fallo del enlace, la señal entrante debe ser conmutada de la fibra activa a la de protección.

Hay dos tipos diferentes de protección de Sección de multiplexación (MSP):

- Protección 1:1 es un esquema de doble extremo. El tráfico es inicialmente enviado por el enlace activo únicamente. Se detecta un fallo en el extremo contrario cuando no recibimos tráfico por un periodo prolongado de tiempo. Una señal es enviada al extremo transmisor que dispara las conmutaciones de protección, enviando el tráfico hacia la línea de back-up en ambos extremos. Esto significa que tráfico de baja prioridad puede ser portado por el canal de protección mientras el tráfico viaje por el canal operativo. Este tráfico se perderá cuando se inicia un proceso de conmutación de protección.

- Protección 1:n es similar al tratado 1:1 con la excepción de que varios canales operativos pueden ser protegidos por un único canal de back-up.

- Protección 1+1 MSP donde el tráfico es inicialmente enviado tanto por la ruta activa como por la ruta de protección. Si se detecta una pérdida de tráfico, en el extremo receptor se comienza un proceso de conmutación  hacia el camino de protección. No hay necesidad de enviar señalización hacia atrás, aunque de todos modos, la sección de standby no puede ser utilizada para otro tráfico presentando unos altos requerimientos de capacidad de fibra.

MSP protegen tráfico entre dos elementos de red adyacentes, pero únicamente el enlace entre esos dos nodos, no aportando protección ante un fallo total de un elemento de red. Otra limitación es que requiere de diversos caminos físicos para fibra activa y de protección. Si ambas fibras se encuentran en la misma conducción y ésta es dañada, los dos caminos, el operativo y el de protección, se perderían. 

Dos rutas alternativas deben ser dispuestas entre dos nodos adyacentes. Estas consideraciones se han de tener en cuenta cuando desplegamos este tipo de esquema de protección.

La protección lineal de la sección de multiplexación es típicamente usada para redes lineales malladas. Los diversos caminos físicos son, sin embargo, requeridos haciendo que la malla sea incrementalmente más compleja a medida que crece. Ante la escasez de fibra convertida en una situación crítica muchos operadores han optado por el despliegue de anillos. Los anillos aseguran que entre cada par de nodos hay un camino físico diferente que puede ser usado como ruta de protección.

Anillos Auto-Recuperables:

Los procedimientos de protección de anillos auto-recuperables se están convirtiendo rápidamente en comunes, porque proporcionan diversos rutas de protección y por tanto, un uso eficiente de la fibra. Hay diferentes tipos de esquemas de anillos de protección. Estos pueden ser divididos en los que protegen la capa de sección y los que protegen la capa de camino. A su vez, estos pueden ser subdivididos en esquemas Uni-direccionales y Bi-direccionales. Dos tipos de mecanismos de anillos auto-recuperables serán considerados, puesto que son los más comúnmente desplegados en el mercado ETSI:

- Anillos bidireccionales de protección de camino (anillos de protección dedicada o anillos de protección de caminos).

- Anillos bidireccionales de protección compartida (SPRings).

Los anillos de protección dedicada son un tipo de protección de camino dedicado, aplicado a un anillo. Al entrar el tráfico al anillo por un nodo A es enviado simultáneamente por ambas direcciones en torno al anillo. Una dirección puede ser considerada como camino de trabajo "w" y la otra dirección el camino de protección "p".

El nodo receptor seleccionara la señal de mayor calidad. Por ejemplo asumimos que la mejor calidad es la de la señal "w"; ante un evento de rotura de fibra óptica entre  A y B en "w", B seleccionará el tráfico del camino "p".

Anillos de Protección Compartida de la Sección de Multiplexación:

Los anillos de protección compartida de la sección de multiplexación, comúnmente llamados "MS-SPRing" son unos mecanismos de protección de anillo. A diferencia del anillo de protección dedicado, el tráfico es enviado solo por una ruta en torno al anillo. No existe un camino de protección dedicado por cada ruta en producción, en cambio esta reservada capacidad del anillo  para protecciones y esta puede ser compartida para la protección de diversos circuitos en producción. La conmutación de protección es iniciada a nivel de sección de modo similar a la protección lineal para de la sección de multiplexación; ante un evento de fallo, todo el tráfico de la sección es conmutado. Este mecanismo se puede llevar a cabo salvando una importante cantidad de capacidad frente al mecanismo de anillo de protección dedicado, permitiendo al operador incrementar el número de circuitos activos en el anillo.

La ventaja en capacidad que se puede conseguir con MS-SPRing con respecto a un anillo con protección de ruta dedicada no es obvia hasta que no se analiza un ejemplo simple con diferentes caminos de tráfico sobre el anillo, como vamos a pasar a  presentar. Tomaremos como ejemplo un anillo con seis nodos con una capacidad STM-16, equivalente a 16 STM-1. Considerando un patrón de tráfico uniforme en el cual el tráfico entrante sale del anillo en el nodo adyacente. 

Si todo el tráfico existente y entrante a los nodos es posible que disponga de rutas activas entre todos los nodos adyacentes, esto es, ocho STM-1s son usados para tráfico activo girando en torno a todo el anillo y en cada sección otros ocho STM1 estarán aun disponibles para la protección compartida para estas rutas de trabajo.

Así, es posible tener rutas activas en cada una de las secciones (w1-w6) y que existan ocho canales STM-1 para cada sección, consiguiendo un total de 48 rutas (ocho canales por seis secciones) a establecer, comparados con los dieciséis que obteníamos con el anillo de protección dedicada.

Este patrón de tráfico no es típico, pero si los cálculos son realizados para un patrón  de tráfico uniforme, el cual es típico para circuitos entre grandes ciudades o redes de datos metropolitanas, entonces SPRings puede doblar la capacidad con respecto a un anillo de protección dedicada.

SPRings puede también incrementar la capacidad en fibras mediante la reutilización de canales reservados para protección. En muchas redes hay demanda de servicios de tráfico de gran ancho de banda de bajo coste donde el coste es prioritario sobre la disponibilidad como es por ejemplo el tráfico IP. En un SPRing el ancho de banda protegido es establecido dinámicamente ante una rotura de fibra. Esto significa que no se usa permanentemente gran cantidad de ancho de banda innecesariamente para protección y se encuentra disponible para algo de tráfico añadido a la carga completamente protegida. Esto proporciona una sencilla manera de integrar SPRings con esquemas de protección punto a punto  donde la protección para el tráfico del camino protegido es portada en los canales de tráfico extra compartiendo ancho de banda de protección entre la SPRing y la red de camino protegido.

De este modo protegiendo contra el fallo de un enlace, SPRings protege contra el fallo de algún nodo de la red, caso no posible con la protección MSP lineal.

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