Planeamento e Projecto de Redes. Capítulo 3. Redes de Transporte

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1 Planeamento e Projecto de Redes Capítulo 3 Redes de Transporte João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 93

2 Estrutura Estratificada das Redes de Telecomunicações Camada de rede de serviços Tecnologias usadas: PDH, SDH, OTN Camada de rede de transporte PDH: Plesiochronous Digital Hierarchy; SDH: Synchronous Digital Hierarchy; OTN: Optical Transport Network Camada de serviços: Consiste em redes de diferentes serviços (circuitos, IP,etc.) Camada de transporte: Fornece à camada superior uma plataforma apropriada para transferência de informação, que se pretende independente dos serviços. João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 94

3 Rede de Transporte (Transport Network) A rede de transporte (transport network) é uma plataforma tecnológica que assegura uma transferência transparente e fiável da informação à distância, permitindo suportar diferentes serviços. A rede de transporte garante diferentes funcionalidades, como sejam, transmissão, multiplexagem, encaminhamento, protecção, supervisão e aprovisionamento de capacidade. A rede de transporte é constituída por diferentes elementos de rede ligados entre si segundo uma certa topologia física (anel ou malha) e interagindo directamente com o plano de gestão. João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 95

4 Multiplexagem (Multiplexing) Multiplexagem (multiplexing) designa a operação pela qual vários sinais analógicos ou digitais são combinados num único sinal tendo em vista a sua transmissão sobre um único canal. O dispositivo que realiza a operação de multiplexagem designa-se multiplexador (MUX), enquanto o dispositivo que realiza a operação inversa designa-se desmultiplexador (DEMUX). A multiplexagem pode ser realizada no domínio do tempo (TDM, Time-Division Multiplexing), no domínio da frequência (FDM, Frequency Division Multiplexing) ou no domínio do comprimento de onda (WDM, Wavelength Division Multiplexing). A operação de multiplexagem inversa (inverse multiplexing) consiste em separar um fluxo de informação em vários fluxos, os quais são transmitidos por diferentes canais e agregados na recepção. João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 96

5 FDM e WDM Na multiplexagem por divisão na frequência (FDM) cada sinal (analógico ou digital) vai modular uma portadora com uma frequência própria. f f f 1 f N M U X f 1 f N f Aplicações: Redes de TV por cabo D E M U X f 1 f N f f Na multiplexagem por divisão no comprimento de onda (WDM) os sinais ópticos obtidos a partir da modulação de lasers são multiplexados. L 1 L 2 L N Laser λ 1 λ 2 λ N M U X Fibra Óptica λ 1, λ 2,...λ Ν Aplicações: Redes OTN e WDM D E M U X λ 1 λ 2 λ Ν R1 R2 R3 Receptor Óptico Na emissão N sinais eléctrícos vão modular N lasers, cada um emitindo num comprimento de onda próprio. Na recepção os N sinais ópticos obtidos a seguir ao DEMUX são convertidos para o domínio eléctrico e regenerados com receptores ópticos. João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 97

6 Multiplexagem por Divisão no Tempo (I) A multiplexagem por divisão no tempo (TDM) permite que uma via de transmissão seja usada simultaneamente por vários utilizadores (canais, channels). Trama (frame) N M U X N canais de entrada (N input channels) Bits de sincro Bits do canal 1 multiplexador Bits do canal 2 Bits do canal 3 Via de transmissão Bits do canal N desmultiplexador D E M U X N N canais de saída (N output channels) Desvantagem do TDM A transmissão da informação na via é organizada em tramas (frames). Cada trama contém um número fixo de time-slots. Cada time-slot é atribuído a um determinado canal de entrada. Se esse canal não transmitir informação o time-slot correspondente está vazio. João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 98

7 Multiplexagem por divisão no tempo (II) A multiplexagem TDM pode-se realizar usando interposição de bit (bit interleaving) ou interposição de palavra (word interleaving). No primeiro caso, a cada canal atribui-se um time-slot constituído por um único bit, enquanto no segundo caso a cada canal corresponde um time-slot constituído por vários bits (palavra). Interposição de palavra (word interleaving): Exemplo da multiplexagem de 4 canais: Palavra de 8 bit do canal C1 Multiplexagem Desmultiplexagem C C 1 1 C 2 Trama C 2 C 4 C 3 C 2 C 1 C 3 C 4 t 4 t 3 t 2 t 1 Time-slot Sincronismo (Synchronism) C 3 C 4 João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 99

8 Relógios e Sincronismo (Clocks and Synchronism) A geração de sinais de sincronismo é feita por relógios (clocks). Um relógio ideal gera sinais isócronos (isochronous signals), ou seja sinais em que a frequência é constante (pelo menos em valor médio). Sinais de relógio (Clock signals) T o Relógio isócrono T 0 t t t Relógio real Desfasagem positiva Desfasagem negativa t Frequência nominal f 0 =1/T 0 A precisão (accuracy) de um relógio expressa em ppm (parte por milhão) traduz o afastamento da frequência real (f r ) da nominal (f 0 ). Estão definidas quatro hierarquias de precisão (níveis stratum). Precisão = f 0 f f 0 r Nível Precisão (ppm) Stratum 1 Stratum 2 Stratum 3 Stratum Os relógios de stratum 1 são relógios atómicos (césio ou rubídio) João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 100

9 Redes Síncronas e Plesiócronas (Synchronous and Plesiocronous Networks) Dois relógios são síncronos (synchronous) se operam com a mesma frequência e com uma diferença de fase constante. Os relógios não síncronos designam-me por assíncronos (asynchronous). Os relógios assíncronos dividem-se em: mesócronos (mesochronous), plesiócronos (plesiochronous) e heterocronous (heterochronous). Relógios mesócronos: têm a mesma frequência, mas a relação de fase é aleatória. Relógios plesiócronos: têm a mesma frequência nominal, mas a real pode ser ligeiramente diferente. Relógios heterocronous: têm a frequência e fases diferentes. Redes síncronas e plesiócronas Relógio de stratum 1 Rede plesiócrona Rede síncrona Relógios com a mesma frequência nominal, mas independentes NE 1 NE 2 NE 3 NE 4 Relógios com a mesma frequência nominal, controlados por um relógio central NE 1 NE 2 NE 3 NE 4 João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 101

10 Redes de Sincronização: Mestre-Escravo Na arquitectura mestre-escravo (master-slave) a rede apresenta uma topologia em árvore com diferentes níveis hierárquicos. O nível mais elevado contém o PRC (Stratum 1), o qual pode ser duplicado de modo a garantir uma reserva em caso de falha. Percurso de distribuição de sincronismo normal Percurso de distribuição de sincronismo alternativo PRC SEC PRC: Primary Reference Clock SSU: Synchronisation Supply Unit SEC: Synchonous Equipment Clock Não são permitidas malhas fechadas SSU SSU SSU Os PRC e SSU são elementos da rede de sincronismo. Os SEC são relógios do equipamento síncrono. Anel SSU SEC Cadeia SSU Sub-rede com capacidade de auto-reconfiguração do sincronismo em caso de falha Nas redes SDH usa-se o octeto SSM (Status Message byte) para informar os elementos da rede, do estado da fonte se sincronismo. João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 102

11 Estrutura de uma Trama TDM (E1) A frequência de amostragem (sampling frequency) mínima (f a ) de um sinal deve ser igual ou superior ao dobro da frequência máxima do sinal (f a 2B). Um canal telefónico usa uma banda entre os 300 e os 3400 Hz. Para uma frequência máxima de 4000 Hz, tem-se uma frequência de amostragem de 8 khz, ou seja, um período de amostragem de 125 μs. Codificando cada amostra com 8 bits tem-se um débito de 64 kbit/s. A trama (frame) de um sinal E1 é consituída por 32 time-slots, a que correspondem 32 canais (30 de informação). Time-slot 8 bits μs Trama E1 (E1 frame) Cada conjunto de 8 bits (time-slot) não poderá durar mais de 125μs/32=3.9 μs, o que corresponde a ns por bit, ou seja, um débito binário (bit rate) de Mbit/s. João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 103

12 Sistema de Multiplexagem Primário E1 (ITU-G704) A trama correspondente ao sinal E1 tem uma duração de 125 μs e está dividida em 32 intervalos de tempo (time slots). Os intervalos de tempo numerados de 1 a 15 e 17 a 32 são atribuídos a canais de informação, cada um com um débito de 64 kbit/s. Os intervalos de tempo 0 e 16 são usados, respectivamente, para fins de sincronização de trama (framing) e sinalização (signalling). No intervalo de tempo 0 das tramas ímpares é transmitido o padrão de enquadramento de trama (PET) (frame alignment word), enquanto nas tramas pares é transmitido um padrão de não enquadramento (NPET) PET 1 2 S1 S PEM: padrão de enquadramento de multitrama de sinalização NPET 1 2 S3 S PET 1 2 S5 S PET 1 2 S29 S NPET 1 2 PEM xxxx Multitrama de sinalização (16x125μs=2 ms) Si: sinalização correspondente ao canal i. A sinalização de cada canal é actualizada de 2 em 2 ms. João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 104

13 Hierarquia Plesiócrona Europeia Na hierarquia PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) os relógios dos diferentes elementos de rede (regeneradores e multiplexadores) não estão perfeitamente sincronizados. A primeira hierarquia PDH (sistema multiplex primário) europeia (european plesiochronous hierarchy) corresponde à multiplexagem de 30 canais de 64 kbit/s, enquanto as hierarquias de ordem superior obtêm-se multiplexando 4 de ordem inferior. 30 canais (64 kb/s) Mux Mux primário primário X30 X30 E Mbit/s (30 canais) E Mbit/s (120 canais) X4 X4 X4 X4 E Mbit/s (480 canais) X4 X4 E Mbit/s (1920 canais) Os relógios da hierarquia europeia requerem as seguintes precisões: Hierarquia E1 E2 E3 E4 Precisão 50 ppm 30 ppm 20 ppm 15 ppm João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 105

14 Hierarquia Plesiócrona Americana A nível mundial para além da hierarquia europeia há também as hierarquias plesiócronas americana e japonesa as quais têm a particularidade de serem incompatíveis entre si. As primeiras hierarquias PDH americana e japonesa usam como sistema multiplex primário um sistema com 24 canais de 64 kb/s. Hierarquia plesiócrona americana: 24 canais (64 kb/s) Mux Mux primário primário X24 X24 DS Mbit/s (24 canais) X4 X4 DS Mbit/s (96 canais) DS Mbit/s (672 canais) X7 X7 DS-n: Digital Signal ol Level n X6 X6 DS Mbit/s (4032 canais) Os sinais DS-n são transportadas usando um carrier system (inclui a componente de transmissão e as interfaces) designado por T-n. Assim, o DS1 é transportado através do T1. O DS2 através do T2, etc João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 106

15 Desvantagens da PDH (1) Não há normalização para débitos superiores a 140 Mbit/s. Incompatibilidade entre equipamento de diferentes fabricantes. Falta de flexibilidade. É díficil usar o equipamento PDH para funções de inserção/extracção de canais. Difícil a monitorização do desempenho dos canais ao longo da transmissão. Capacidade muito limitada para funções de gestão centralizada (não há canais nas tramas destinados a esta função). Não tem interfaces normalizadas a nível óptico (ex. definição dos códigos a usar, do nível de potência, da largura de linha das fontes). João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 107

16 Desvantagens da PDH (2) Cascata de multiplexadores/desmultiplexadores usados para extrair um E1 de um E4. Terminal de linha de 140 Mb/s DMUX Mb/s 8 Mb/s 2 Mb/s MUX Terminal de linha de 140 Mb/s Mb/s As interfaces só estão normalizadas a nível eléctrico MUX Interface eléctrica normalizada (G.703) Terminal de linha óptica Interface óptica proprietária do fabricante Códigos de linha, níveis de potência óptica, tipo de fibra, não normalizados. Fibra óptica João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 108

17 Redes de Transporte SDH (SDH Transport Networks) João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 109

18 A hierarquia Digital Síncrona A hierarquia SONET (Synchronous Optical Network) foi proposta pela Bellcore (Telecordia) em 1985, com o objectivo de transportar os sinais DS-n no domínio óptico. A hierarquia SDH (Synchronous Digital Hierarchy) foi definida posteriomente pelo ITU-T como uma norma internacional, compatível com a SONET e com capacidade para transportar os sinais PDH E-n. A informação transmitida na SDH/SONET está organizada em tramas TDM. O sinal básico SDH designa-se por Synchronous Transport Module (STM). O sinal básico SONET no domínio eléctrico designa-se por Synchronous Tranport Signal (STS), enquanto no domínio óptico designa-se por Optical Carrier (OC). João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 110

19 Débitos SONET/SDH Hierarquias SONET e SDH SONET SONET SDH Débito Binário (Óptico) (Eléctrico) (Mb/s) OC-1 STS OC-3 STS-3 STM OC-12 STS-12 STM OC-48 STS-48 STM OC-192 STS-192 STM OC-768 STS-768 STM As hierarquais SDH também foram definidas para o transporte de células ATM e pacotes IP empacotados em PPP (point-to-point protocol) ou HDLC (high-level data link control). João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 111

20 VantagensdaSDH (1) Há normas até 10 Gbit/s: Apropriada para as rede de transporte. STM Mbit/s, STM Mbit/s, STM Mbit/s, STM Mbit/s, STM Gbit/s (STM: Synchronous Transport Module). Compatibilidade entre o equipamento de diferentes fabricantes e entre as hierarquias europeias e americanas. Função de inserção/extracção simplificada. Como a tecnologia é síncrona é fácil identificar os canais de ordem inferior. Gestão centralizada fácil. A trama SDH dispõe de um número elevado de octetos para comunicação entre os elementos de rede e um centro de gestão centralizada, usando o sistema TMN (Telecommunications Management Network). João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 112

21 VantagensdaSDH (2) Elevada disponibilidade permitindo uma provisão rápida dos serviços requeridos pelos clientes. Tal deve-se ao facto da SDH fazer uso intensivo de software, em contrapartida com a PDH cuja funcionalidade reside no hardware. Elevada fiabilidade. As redes SDH usam mecanismos de protecção que permitem recuperações rápidas a falhas (da ordem dos 50 ms), quer das vias de comunicação, quer dos nós da rede. Normalização das interfaces ópticas (definindo os códigos a usar, os níveis de potência, as características dos lasers e das fibras, etc.). Possibilidade de monitorizar o desempenho dos diferentes canais. Plataforma apropriada para diferentes serviços. João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 113

22 Desvantagens da SDH Técnica complexa devido à necessidade de registar a relação de fase entre os sinais dos tributários e o cabeçalho. A justificação por octeto usada na SDH é mais problemática relativamente ao jitter originado no processo de desmultiplexagem, do que a justificação por bit. A estrutura de multiplexagem não está organizada de modo muito eficiente no que diz respeito ao transporte dos tributários CEPT. Por exemplo, só é possível transportar 3x34 Mbit/s numa trama STM-1, embora a capacidade do STM-1 permitisse 4x34 Mbit/s. A estrutura de multiplexagem não está organizada de modo uniforme no que diz respeito ao transporte dos tributários plesiócronos. Um determinado tributário pode ser transportado usando diferentes opções de multiplexagem. Não suporta de modo eficiente as tramas Ethernet. SDH nova geração João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 114

23 Definição dos Elementos de Rede (1) Regenerador: Regenera o relógio e a forma dos sinais de entrada. Possui canais de comunicação a 64 kb/s para transmitir mensagens. STM-N R STM-N Multiplexador terminal: Agrega sinais plesiócronos ou síncronos de modo a formar sinais STM-N de débito mais elevado. PDH SDH (STM-M) MT STM-N (N>M) Multiplexador de inserção/extracção (add/drop multiplexer): Permite extrair/inserir, quer sinais PDH, quer sinais SDH de débito mais baixo do que o da linha. STM-N Oeste STM-N Este Tributários PDH, SDH (STM-M) M<N João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 115

24 Definição dos Elementos de Rede (2) Comutador de cruzamento ou cruzador (DXC, digital cross-connect): Proporciona funções de comutação apropriadas para estabelecer ligações semi-permanentes a nível do VC-1, VC-3, VC-4, e permite o restauro das redes. STM-N STM-N STM-N STM-N Os comutadores de cruzamento são usados para interligar anéis SDH, ou como nós de redes em malha. 1 E3 C,2 E3 B,3 A DXC 4 C 2 4 Fibra Óptica 1 B João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 116

25 Topologias Físicas (1) Topologia em cadeia PDH SDH MT STM-N R STM-N MT PDH SDH PDH SDH PDH SDH Topologia em anel com duas ou quatro fibras Duas fibras ópticas Quatro fibras ópticas João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 117

26 Topologias Físicas (2) Anéis unidireccionais e bidireccionais Anel unidireccional Anel bidireccional Topologia emalhada (usada no núcleo central da rede) DXC DXC DXC DXC DXC DXC A presença dos DXC permite implementar um sistema de restauro dinâmico para fazer face a falhas na rede. Com esta técnica o sistema de gestão da rede reencaminha o tráfego por percursos alternativos àqueles onde ocorreram falhas. João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 118

27 Arquitectura de uma Rede de Transporte DXC DXC DXC DXC DXC DXC Rede Dorsal ( STM-64) DXC Rede Metropolitana (STM-4 ou STM-16) Nó concentrador (Hub) TM Rede de Acesso (STM-1) João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 119

28 Exemplificação do Papel do Transporte A rede de transporte neste exemplo é representada pelo plano inferior e é constituída por multiplexadores interligados por fibras ópticas. A camada de rede de serviços é representada por centrais de comutação telefónica (CC). d Camada de rede de serviço CC CC c Tecnologias de rede para o transporte: SDH (Synchronous Digital Hierarchy), WDM, (Wavelength Division Multiplexing), OTN (Optical Transport Network) CC a CC E A Camada de rede de Transporte B b D C João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 120

29 Rede de Transporte em Aplicações de Dados CR Rede de Serviços (pacotes) ER CR CR ER ER Elementos de rede SDH DXC: Cruzador digital (digital crossconnect) : Multiplexador de inserção/extracção (add/drop multiplexer) 2.5 Gbit/s Elementos de rede de pacotes ER: Edge router CT: Core router DXC Rede de Transporte (SDH) Mbit/s Usada para interligar diferentes routers de uma rede IP ou diferentes comutadores de uma rede Ethernet Numa rede IP (Internet Protocol) os routers são usados para encaminhar os pacotes Os edge routers são aqueles que estão mais próximos do utilizador, enquanto os core routers fazem parte da dorsal da rede. João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 121

30 Estabelecimento de Caminhos Fases do estabelecimento: 1) O sistema de gestão configura os diferentes elementos de rede envolvidos no circuito; 2) Os elementos de rede de serviço iniciam a sua actividade. Interligações representadas: 1: CL3 CT1 2: CL2 CT3 CT3 Rede de Serviços (circuitos) CL2 CL3 CT1 CT2 CL1 Sistema de Gestão de Rede 2.5 Gbit/s DXC Rede de Transporte (SDH) Mbit/s A informação de gestão é enviada através do DCC (Data Communication Channel) João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 122

31 Modelo de Camadas da SDH (1) (layers model) Rede de transporte SDH Camada de caminho Camada de transmissão Ordem superior Ordem inferior Camada de secção Camada física Sub-camada de secção de multiplexagem Sub-camada de secção de regeneração João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 123

32 Modelo de Camadas da SDH (2) Algumas das funcionalidades das camadas (layers): Caminho (path) : Identificação da integridade da ligação, especificação do tipo de tráfego transportado no caminho e monitorização de erros. Secção de multiplexagem (multiplexing section): Sincronização, comutação de protecção, monitorização de erros, comunicação com o sistema de gestão. Secção de regeneração (regeneration section): Enquadramento de trama, monitorização de erros, comunicação com o sistema de gestão. Física (physical): Forma dos pulsos ópticos, nível de potência, comprimento de onda, sensibilidade dos receptores, etc. João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 124

33 Modelo de Camadas da SDH (3) Cada camada (com excepção da física) tem um conjunto de octetos que são usados como cabeçalho da camada (layer overhead). Estes octetos são adicionados sempre que a camada é introduzida e removidos sempre que esta é terminada. MT Regenerador R Multiplexador de inserção/extracção Multiplexador terminal MT S. Regeneração S. Regeneração S. Regeneração Secção de Multiplexagem S. de Multiplexagem Caminho Inserção de cabeçalhos Serviços Camadas: Caminho Cabeçalho de caminho Secção de Multiplexagem Cabeçalho de secção de multiplexagem Secção Regeneração Física Cabeçalho de secção de regeneração Multiplexador terminal Regenerador Multiplexador Multiplexador terminal João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 125

34 Modelo de Camadas SDH (4) CL3 CT1 CT3 Rede de Serviços (circuitos) CL2 CL3 CT1 CT2 CL1 2.5 Gbit/s Caminho Mbit/s TM S. multiplexagem Rede de Transporte DXC: crossconnect TM: multiplexer terminal : multiplexer de inserção/extracção CT: central de trânsito CL: central local João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 126

35 Estrutura da Trama Básica Uma trama SDH básica (STM-1) contém três blocos: - Cabeçalho de secção (SOH, section overhead) - Ponteiro (PT, pointer): permite localizar a informação transportada no VC - Contentor virtual (VC, virtual container): capacidade transportada (payload) + cabeçalho de caminho (path overhead). A duração da trama é igual a 125 μs, o que corresponde a 8000 tramas/s. Cabeçalho da secção de regeneração Ponteiro Cabeçalho da secção de multiplexagem SOH PT SOH Contentor Virtual Representação bidimensional de uma trama STM-1: matriz com 9 linhas e 270 colunas, a que correspondem 2430 octetos. Os diferentes octetos são transmitidos linha a linha, começando pela 1ª linha e 1ª coluna. Uma trama STM-1 suporta 63 E1, ou 3 E3, ou 1 E4 125 μs Contentores virtuais usados: VC-12 para o E1, VC-3 para o E3 e VC-4 para o E4 João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 127

36 Cabeçalho de Secção da Trama STM-1 (1) Estrutura do cabeçalho de secção (section overhead) Cabeçalho de secção de regeneração Ponteiro A1 B1 D1 H1 A1 Δ Δ h1 A1 Δ Δ h1 A2 E1 D2 H2 A2 Δ Δ h2 A2 h2 J0 F1 D3 H3 X X H3 X X H3 X: usados para uso nacional Δ: informação dependente do meio de transmissão (fibra óptica, feixe hertziano, etc). B2 B2 B2 K1 K2 Cabeçalho de secção de multiplexagem D4 D7 D10 S1 D5 D8 D11 M1 D6 D9 D12 E2 X X Ex: Comandos de aprovisionamento remoto de capacidade; reportagem de alarmes; reportagem de parâmetros de desempenho, etc. Cabeçalho de secção de regeneração A1, A2 : Padrão de enquadramento de trama (A1= , A2= ). Jo: Traço de secção de regeneração. Verifica a integridade da ligação a nível de secção. B1: Monitorização de erros a nível da secção de regeneração. D1- D3: Canal de comunicação de dados. Transporta informação de gestão de rede. E1: Canal de comunicação de voz (64 kb/s) entre regeneradores. F1: Canal de utilizador. Diferentes aplicações. Ex: transmissão de dados, alarmes, etc. João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 128

37 Cabeçalho de Secção da Trama STM-1 (2) Cabeçalho de secção de multiplexagem B2: Monitorização de erros a nível da secção de multiplexagem. K1- K2: Comutação de protecção automática (Transporta o protocolo APS). D4- D12: Canal de comunicação de dados a 576 kbit/s. Transporta informação de gestão de rede entre os elementos que terminam a secção de multiplexagem e entre estes e o sistema de gestão de rede. S1: Indicador da qualidade do relógio. Transporta mensagens referentes ao tipo de relógio usado no processo de sincronização. M1: É usado para transportar uma indicação de erro remoto ou REI (remote error indication) a nível de secção de multiplexagem. O alarme REI é enviado para o ponto onde a secção de multiplexagem é originada e indica o número de blocos detectados errados a partir da informação dada pelo B2. E2: Canal de comunicação de voz (64 kb/s) para comunicações vocais entre as extremidades da camada de multiplexagem. Ponteiro H1, H2: Octetos de ponteiro. Indicam o início do contentor virtual na trama. H3: Octetos de acção do ponteiro. Usados para justificação negativa. h1, h2: Octetos com um valor invariável. João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 129

38 Formação da Trama STM-N Sinais SDH multiplex de ordem superior são obtidos através de uma multiplexagem por interposição de palavra (octeto) de vários STM-1 O débito binário do sinal STM-N é N Mbit/s STM-1 #1 STM-1 #2 STM-1 #N SOH SOH SOH PT VC PT VC PT VC SOH SOH SOH 125 μs 125 μs 125 μs 9 N SOH PT SOH 261 N Contentor virtual N 125 μs João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 130

39 Subestruturas Modulares do STM-1 Contentor (C) Unidade básica usada para transportar informação dos tributários (ex PDH). Inclui ainda octetos de justificação fixa (sem informação) para adaptar os débitos dos tributários aos débitos dos contentores e bits usados para justificação dos tributários PDH. Contentor Virtual (VC) O contentor virtual consiste num contentor mais o cabeçalho de caminho. O VC é uma entidade que não sobre modificações desde o ponto onde o caminho é originado até ao ponto onde é terminado. Os VCs transmitidos directamente no STM-1 designam-se contentores virtuais de ordem superior, e os restantes de ordem inferior. Unidade Administrativa (AU) Consiste num contentor virtual de ordem superior mais um ponteiro de unidade administrativa. O ponteiro regista a relação de fase existente entre o contentor virtual e a trama e específica o início do contentor virtual. João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 131

40 Subestruturas modulares do STM-1 (2) Grupo de unidade administrativa (AUG) Resulta da combinação por interposição de octeto de várias unidades administrativas. Adicionando o cabeçalho de secção à AUG obtem-se a trama STM-1. Unidade tributária (TU) A unidade tributária consiste num contentor virtual de ordem inferior mais um ponteiro da unidade tributária. Como o VC de ordem inferior pode flutuar dentro do VC de ordem superior, o início do primeiro dentro do segundo é indicado pelo ponteiro da unidade tributária. Grupo de unidade tributária (TUA) Resulta da combinação de várias unidades tributárias por interposição de octeto. Em alguns casos é necessário proceder a justificação fixa, para adaptar débitos binários. João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 132

41 Transporte das Hierarquias E3 e E4 no STM-1 Transporte do E3 e E4 E3 E4 Octetos sem informação Octetos sem informação Mapeamento do E3 C-3 C-4 Cabeçalho de caminho de ordem superior Cabeçalho de caminho de ordem superior Alinhamento VC-3 VC-4 Ponteiro da AU-3 Ponteiro da AU-4 Multiplexagem por interposição de octeto AU-3 Unidade administrativa Multiplexagem de 3 AU-3 AU-4 Unidade administrativa AUG AUG Cabeçalho de secção Cabeçalho de secção STM-1 STM-1 João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 133

42 Estrutura de Multiplexagem Estrutura de multiplexagem do SDH ATM E3: Mb/s DS3: Mb/s DS2: Mb/s C-3 C-2 VC-3 VC-2 TU-3 TU VC-3 AU-3 3 AUG 1 STM-N=N Mb/s N STM-N E1: Mb/s DS1: Mb/s E4: Mb/s ATM C-12 C-11 C-4 VC-12 VC-11 C - Contentor VC - Contentor Virtual TU - Unidade Tributária TUG - Grupo de Unidade Tributária AU - Unidade Administrativa AUG - Grupo de Unidade Administrativa TU-12 TU-11 3 Em TUG TUG-3 3 Alinhamento Mapeamento Multiplexagem VC-4 AU-4 A informação entre os routers IP pode ser enviada usando o esquema Packet over Sonet/SDH. Os pacotes IP são encapsulados no protocolo PPP (Point-to- Point Protocol) e o signal resultante é depois transmitido num STM-N. existe processamento de ponteiros João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 134

43 Contentores Virtuais de Ordem Superior Os contentores virtuais VC-3 e VC-4 obtêm-se adicionando, respectivamente, aos contentores C-3 e C-4 um cabeçalho de caminho de ordem superior J1 J1 B3 B3 VC-4 C2 G1 F2 H4 C4 VC-3 C2 G1 F2 H4 C3 Cabeçalho de caminho de ordem superior F3 K3 N1 Duração=125 μs F3 K3 N1 O cabeçalho de caminho de ordem superior é constituído por 9 octetos iniciando-se com octeto J1, que é também o primeiro octeto do VC. O contentor VC-4 é constituído por 261 9=2349 octetos, o que dá um débito de Mbit/s. Ao VC-3 corresponde um débito de Mb/s. João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 135

44 Unidade Administrativa AU-4 Uma AU-4 é uma estrutura síncrona constituída por 9x261+9 octetos, que inclui um VC-4 mais um ponteiro de unidade administrativa AU-4 (PTR AU-4). 261 colunas PTR AU-4 AU-4 9 linhas H1 h1 h1 H2 h2 h2 H3 H3 H3 J1 B3 C2 VC-4 G1 F2 C4 H4 No ponteiro do AU-4 têm-se h1=1001xx11 e h2= F3 K3 N1 O VC-4 pode flutuar dentro do AU-4. O ponteiro do AU-4 contém a posição (endereço) do primeiro octeto (J1) do cabeçalho de caminho do VC-4. Cada modificação do ponteiro de 1 unidade corresponde a uma deslocação do VC-4 no AU-4 de 3 octetos. João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 136

45 Esquema de Endereçamento do Ponteiro do AU-4 A cada posição do ponteiro da AU-4 correspondem 3 octetos. A cada posição do ponteiro do AU-3 corresponde um octeto. 261 colunas Cabeçalho de regeneração Posição indicada pelo ponteiro: 87 Um valor de 0 do ponteiro indica que o J1 do VC-4 se encontra na posição 0 H1 h1 h1 H2 h2 h2 H3 H3 H3 Cabeçalho de multiplexagem Cabeçalho de regeneração H1 h1 h1 H2 h2 h2 H3 Cabeçalho de multiplexagem Trama #n-1 VC-4 #n μs Trama #n João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 137

46 Esquema de Endereçamento do Ponteiro do AU-4 (II) A cada posição do ponteiro da AU-4 correspondem 3 octetos. A cada posição do ponteiro do AU-3 corresponde um octeto. 261 colunas Cabeçalho de regeneração Posição indicada pelo ponteiro: 522 Um valor de 0 do ponteiro indica que o J1 do VC-4 se encontra na posição 0 H1 h1 h1 H2 h2 h2 H3 H3 H3 Cabeçalho de multiplexagem Cabeçalho de regeneração H1 h1 h1 H2 h2 h2 H3 Cabeçalho de multiplexagem Trama #n μs VC-4 #n Trama #n João Pires Planeamento e Projecto de Redes (11/12) 138

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