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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 6:

 La trama STM-1

Los sistemas de transmisión pleusíncronos permiten a los tributarios desviarse de una tasa de bits predefinida.  Los métodos de justificación entonces llevan a todos los tributarios a la misma tasa de bits antes de la multiplexación. El método de justificación usando bits extra de relleno en el flujo de datos hace imposible la identificación de un canal tributario específico interno a un canal multiplexado.

En sistemas síncronos todos los elementos del sistema están sincronizados al mismo reloj maestro por lo que la justificación no es necesaria para tener una tasa de bits común previa a la multiplexión.

La tasa de transmisión básica de SDH estándar es 155,520 Mbps (STM-1). La trama STM-1 consiste en 2430 bytes, los cuales corresponden con una duración de 125 us. también están definidas tres tasas de bits de mayor velocidad  como son 622,08 Mbps (STM-4), 2488,32 Mbps (STM-16) y 9953,28 Mbps (STM-64).

La trama STM-1 está estructurada como 270 columnas (bytes) por 9 filas en las que las nueve primeras columnas de la estructura corresponden con la cabecera de sección, y las restantes 261 columnas son el área de payload.

La jerarquía digital sincronía elimina la necesidad de un número de niveles menores de multiplexión definido en PDH. Los tributarios de 2 Mbps son multiplexados a nivel de STM-1 en un solo paso. De todos modos, para mantener la compatibilidad con equipos no síncronos, las recomendaciones SDH definen métodos de subdivisión del área de payload de la trama STM-1 de varias formas, de modo que puedan portar diversas combinaciones de señales tributarias, tanto síncronas como asíncronas. Usando este método, los sistemas de transmisión síncrona pueden acomodar señales generadas por equipamiento de varios niveles de jerarquía digital pleusíncrona.

Una trama STM-1 consta de 2430 bytes, los cuales pueden dividirse en tres áreas principales:
- Area de payload (2349 bytes).
- Área de puntero de Unidad Administrativa (9 bytes).
- Área de cabecera de sección (72 bytes).

El Área de Payload: Señales de todos los niveles de PDH pueden ser acomodadas en SDH empaquetándolas juntas en el área de payload de la trama STM-1. El proceso de empaquetado de señales PSH es un proceso multipaso que involucra un número de diferentes estructuras.

Los tributarios pleusíncronos están mapeados en un contenedor de tamaño apropiado, y un número de bytes conocido como cabecera de camino (Path Overhead o POH)  es añadido al mismo para formar el contenedor virtual (VC) en el que se basa esta trama. La cabecera de camino proporciona información para su uso en la gestión extremo a extremo de un camino síncrono. La información de la cabecera de camino asociado con un VC-1/VC-2 difiere a la recogida en la cabecera asociada a los VC-3/VC-4. Veamos la información que encontraremos en cada una de ellas:

La cabecera de camino para los VC-1/VC-2 recogen los bytes V5, J2, Z6 y Z7. El byte V5 es el octeto posicionado al inicio del contenedor virtual. La función de varios de los bits de este byte se describe a continuación:

- BIP-2: Los bits 1 y 2 son usados para monitorizar errores usando bits de paridad concatenada (BIP) comprobando todos los bytes en el VC-1/ VC-2 previo.
- REI: El bit 3 es el indicador remoto de error o REI del camino. Será puesto a 1 binario y enviado en dirección opuesta al recibido hacia el extremo original del VC-1/VC-2 si uno o más errores son detectados al chequear el BIP-2.
- RFI: El bit 4 es el indicador remoto de fallo o RFI y es puesto a 1 binario y enviado en dirección opuesta a la recibida por el ensamblador del   VC-1/VC-2 si se detecta un fallo.
- Etiqueta de señal: Indica el tipo de carga del contenedor virtual. Estas codificaciones pueden ser "camino inequipado", "mapeado asíncrono", "mapeado de byte síncrono", o camino equipado por ser definido.
- RDI: El bit 8 es el indicador de defecto remoto o RDI en el camino. Este bit es colocado a 1 binario y enviado hacia atrás por el ensamblador de VC-1/VC-2.

La cabecera de camino para contenedores VC-4 está ubicada en la primera columna de las nueve filas por las 261 columnas de la estructura VC-4. Para los VC-3, la cabecera de camino está colocada en la primera columna de las nueve filas para la estructura de 85 columnas. . La función de cada byte la vemos a continuación:

J1: Traza de ruta: Este byte verifica la conexión del camino VC-3/VC-4.
B3: BIP-8 de ruta: Este byte proporciona monitorización de bits con error sobre la ruta, usando un código de paridad par BIP-8.
C2: Etiqueta de señal: Este byte indica la composición de la carga VC3/VC-4.
G1: Estatus del camino: Este byte permite que el estatus de la señal recibida sea enviada de vuelta al extremo transmisor del camino desde el extremo receptor.
F2, Z3: Canales de usuario: Este byte proporciona un canal de comunicación para el usuario.
H4: Indicador de posición: Este byte proporciona un indicador de posición generalizado de payload y puede ser usado como un indicador de posición de multitrama para VC-2/VC-1.
K3 (bits 1 - 4): APS: Estos bits son empleados para la conmutación automática de protección (APS) para la protección a nivel de camino de alto nivel.
K3 (bits 5 - 8): Spare: Estos bits están reservados para uso futuro.
Z5: Operador nacional: Este byte esta empleado para propósitos de gestión específica así como mantenimiento de conexión tandem.

El Puntero de Unidad Administrativa: Tras añadir la cabecera de camino al contenedor virtual, se le posiciona en una unidad tributaria (TU) o una unidad administrativa (AU) con un puntero indicando al comienzo del contenedor virtual relativo al TU o al AU, según sea el caso. Los VC-1s y VC-2s son posicionados en TU mientras que los VC-4 son posicionados en un AU tal y como veíamos en la figura 3.13. En Europa, los   VC-3 son posicionados en TU-3 mientras que en SONET son posicionados en AU-3. Los AU´s y los TU´s son empaquetados en sus respectivos grupos; grupos de unidades tributarias (TUG´s) para unidades tributarias y grupos de unidades administrativas para AU´s. Los TUG´s son multiplexados en contenedores virtuales de alto nivel. Los cuales, en su turno, son posicionados en AU´s con un puntero indicando al inicio del contenedor virtual relativo al AU. Es el puntero AU el cual indica la posición del AU con relación a la trama STM-1 y forma parte del área de cabecera de sección de la trama.

El área de payload de la trama STM-1 contiene un VC-4 o tres VC-3 con la posición del primer byte siendo indicada por el respectivo puntero AU. El uso de punteros en la trama STM-1 significa que las señales pleusíncronas pueden ser acomodadas en el seno de la red sincronía sin necesidad de emplear buffers.

Esto es porque la señal puede ser empaquetada en un contenedor virtual e insertada en la trama en cierta posición de modo que el puntero indique esta posición. Usar el método de punteros es posible al definir los contenedores virtuales síncronos ligeramente mayores que la carga útil que portan. Esto permite a la carga deslizarse un tiempo relativo a la trama STM-1 en la cual está contenido. El ajuste de puntero también es posible ante la ocurrencia de cambios de frecuencia o fase como consecuencia de variaciones de retardo de propagación.

El resultado de esto es que, para cualquier flujo de datos, es posible identificar sus canales tributarios individuales, e insertar o extraer información, y de este modo superar uno de los principales inconvenientes del PDH.

La Cabecera de Sección: Los bytes de la cabecera de sección (SOH) son usados para la comunicación entre elementos adyacentes de equipos síncronos. De este modo, además de ser utilizados para la sincronización de trama, también realizan una gran variedad de facilidades de gestión y administración.

Esta estructura de cabecera de sección STM-1 se detalla a continuación:

A1, A2: Enganche de trama.
J0: Traza de la sección de regeneración.
D1 a D12: Los bytes D1 a D3 forman un canal de comunicación de datos de 192 Kbps para la sección de regeneración. Los bytes D4 a D12 forman un canal de comunicación de datos para la sección de multiplexación. El uso de ambos canales de comunicación es para gestión de red.
E1, E2: Canales de instaladores. Empleado para comunicaciones directas entre nodos de equipos.
F1: Canales para usuario.
B1, B2: Estos bytes son comprobaciones de paridad simple para detección de errores.
K1, K2 (bit1 a  bit5): Canal dedicado a la conmutación de protección automática.
K2 (bit6 s bit8): Indicador de RDI para la sección de multiplexación.
S1 (bit5 a bit8): Indicador de estatus de sincronización.
M1: Indicador de REI para la sección de multiplexación.
Z1, Z2: Aún por definir, sin uso.

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