2. Transmissão Digital SDH: Mapeamento de tributários Secção de Redes de Comunicações de Dados
Transporte de sinais PDH e ATM pelo SDH O processo de associação dos sinais à rede é designado por mapeamento. O contentor é a unidade de embalagem básica para canais tributários. Um contentor especial (C-n) é fornecido para cada sinal tributário PDH. Os contentores são muitas vezes muito maiores do que a carga a transportar. A capacidade restante é utilizada parcialmente para justificação (stuffing) de forma a eliminar as anomalias temporais dos sinais PDH. (...) 11/11/2005 Redes Comunicações 3 2
Transporte de sinais PDH e ATM pelo SDH Quando são mapeados sinais tributários síncronos são inseridos bytes de enchimento fixos em vez de bytes de justificação. Um contentor virtual (VC-n) é construído a partir dum contentor associado a um path overhead (POH). Este é transmitido sem modificações pelo caminho (path) através da rede. O passo seguinte para a formação de um sinal STM-N completo é a adição de um apontador para indicar o inicio do POH. 11/11/2005 Redes Comunicações 3 3
Inserção dum sinal tributário de 140Mbps no STM-1 PDH 140 Mbit/s Container C4 Path overhead Virtual Container VC4 Pointer Section overhead Administrative Unit Synchronous Transport Module AU-4 = AUG STM-1 11/11/2005 Redes Comunicações 3 4
Transporte de sinais PDH e ATM pelo SDH A unidade formada pelo apontador e pelo contentor virtual é designada por unidade administrativa (AU-n) ou unidade tributária (TU-n). Vários TUs juntos formam uma unidade de grupo tributária (TUG-n); estes por seu turno juntos formam um VC. Um ou mais AUs formam uma unidade de grupo administrativo (AUG). Por fim o AUG mais a section overhead (SOH) formam o STM-N. 11/11/2005 Redes Comunicações 3 5
Mapeamento de tributários PDH em tramas SDH STM-256 AUG-256 x1 AU-4-256c VC-4-256c C-4-256c x4 STM-64 AUG-64 x1 AU-4-64c VC-4-64c C-4-64c x4 STM-16 AUG-16 x1 AU-4-16c VC-4-16c C-4-16c x4 STM-4 AUG-4 x1 AU-4-4c VC-4-4c C-4-4c x4 STM-1 AUG-1 x1 x3 AU-4 VC-4 x3 TUG-3 x1 TU-3 VC-3 C-4 139.264 Mbps STM-0 AU-3 VC-3 C-3 x7 x7 TUG-2 x1 TU-2 34.368/44.736 Mbps VC-2 C-2 Processamento de apontadores x3 6.312 Mbps Mapeamento Multiplexagem Alinhamento x4 TU-12 TU-11 VC-12 VC-11 C-12 2.048 Mbps C-11 1.544 Mbps 11/11/2005 Redes Comunicações 3 6
STM-256 AUG-256 x1 AU-4-256c VC-4-256c C-4-256c x4 STM-64 AUG-64 x1 AU-4-64c VC-4-64c C-4-64c x4 STM-16 AUG-16 x1 AU-4-16c VC-4-16c C-4-16c x4 STM-4 AUG-4 x1 AU-4-4c VC-4-4c C-4-4c x4 STM-1 AUG-1 x1 AU-4 VC-4 C-4 x3 x3 TUG-3 x1 TU-3 VC-3 139.264 Mbps STM-0 AU-3 11/11/2005 Redes Comunicações 3 TU-11 VC-11 7 VC-3 Processamento de apontadores Mapeamento Multiplexagem Alinhamento x7 x7 TUG-2 x1 x4 x3 TU-2 TU-12 VC-2 VC-12 C-3 34.368/44.736 Mbps C-2 6.312 Mbps C-12 2.048 Mbps C-11 1.544 Mbps
Mapeamento de tributários PDH em tramas SDH FIGURA 6-2/G.707 UIT-T Metodo de Multiplexagem directa do Container-1 usando AU-4 VC-1 POH Container-1 Container-1 VC-1 TU-1 PTR VC-1 TU-1 TU-1 PTR TU-1 PTR VC-1 VC-1 TUG-2 TUG-2 TUG-2 TUG-3 VC-4 POH TUG-3 TUG-3 VC-4 AU-4 PTR VC-4 AU-4 AU-4 PTR VC-4 AUG SOH AUG AUG STM-N Logical association Physical association T1517960-95 NOTE Unshaded areas are phase aligned. Phase alignment between the unshaded and shaded areas is defined by the pointer (PTR) and is indicated by the arrow. 11/11/2005 Redes Comunicações 3 8
Mapeamento de tributários PDH em tramas SDH FIGURA 6-3/G.707 - UIT-T Metodo de Multiplexagem directa do Container-1 usando AU-3 Container-1 VC-1 POH Container-1 VC-1 TU-1 PTR VC-1 TU-1 TU-1 PTR TU-1 PTR VC-1 VC-1 TUG-2 VC-3 POH TUG-2 TUG-2 VC-3 AU-3 PTR VC-3 AU-3 AU-3 PTR AU-3 PTR VC-3 VC-3 AUG SOH AUG AUG STM-N Logical association Physical association T1517970-95 NOTE Unshaded areas are phase aligned. Phase alignment between the unshaded and shaded areas is defined by the pointer (PTR) and is indicated by the arrow. 11/11/2005 Redes Comunicações 3 9
Mapeamento de tributários PDH em tramas SDH FIGURA 6-4/G.707 - UIT-T Metodo de Multiplexagem directa do Container-3 usando AU-3 Container-3 VC-3 POH Container-3 VC-3 AU-3 PTR VC-3 AU-3 AU-3 PTR AU-3 PTR VC-3 VC-3 AUG SOH AUG AUG STM-N Logical association Physical association T1517980-95 NOTE Unshaded areas are phase aligned. Phase alignment between the unshaded and shaded areas is defined by the pointer (PTR) and is indicated by the arrow. 11/11/2005 Redes Comunicações 3 10
Mapeamento de tributários PDH em tramas SDH FIGURA 6-5/G.707 UIT-T Metodo de Multiplexagem directa do Container-4 usando AU-4 Container-4 VC-4 POH Container-4 VC-4 AU-4 PTR VC-4 AU-4 AU-4 PTR VC-4 AUG SOH AUG AUG STM-N Logical association Physical association T1517990-95 NOTE Unshaded areas are phase aligned. Phase alignment between the unshaded and shaded areas is defined by the pointer (PTR) and is indicated by the arrow. 11/11/2005 Redes Comunicações 3 11
Mapeamento de tributários PDH em tramas SDH X X X X VC-4 VC-3 T1518010-95 a) STM-1 com um AU-4 b) STM-1 com três AU-3s X AU-n AU-n pointer AU-n pointer + VC-n (ver clausula 8) FIGURA 6-7/G.707 UIT-T Administrative Units (AUs) em trama STM-1 11/11/2005 Redes Comunicações 3 12
Mapeamento de tributários PDH em tramas SDH X........ X X X........ VC-n........ VC-4 VC-n n = 1, 2, 3 VC-3 a) STM-1 com um AU-4 contendo TUs b) STM-1 com three AU-3s contendo TUs n = 1, 2 T1518020-95 X o AU-n TU-n AU-n pointer TU-n pointer AU-n pointer + VC-n (ver clausula 8) TU-n pointer + VC-n (ver clausula 8) FIGURE 6-8/G.707 UIT-T Multiplexagem em dois estagios 11/11/2005 Redes Comunicações 3 13
Transporte de sinais PDH e ATM pelo SDH Os sinais ATM podem ser transportados pelo SDH em contentores C11, C12, C3 e C4. Dado que a capacidade de transporte dos contentores não consegue acompanhar o aumento das necessidades em largura de banda do ATM, foram desenvolvidos métodos para transmitir a carga ATM em múltiplos (n) C-4 (concatenação virtual ou continua). Por exemplo um C-4 quadruplo pode ser transmitido em STM-4. 11/11/2005 Redes Comunicações 3 14
Mapeamento de tributários Mapeamento do sinal tributário PDH de 140 Mbit/s Mapeamento do sinal tributário PDH de 34 Mbit/s Mapeamento do sinal tributário PDH de 2 Mbit/s Mapeamento de sinais ATM 11/11/2005 Redes Comunicações 3 15
Mapeamento de tributários PDH em tramas SDH O STM-0 é utilizado em ligações SDH/SONET, rádio e satélite. O débito do STM-0 é de 51,84 Mbps. 11/11/2005 Redes Comunicações 3 16
Path OverHead (POH) O path overhead (POH) mais um Contentor formam um Contentor Virtual. O POH tem a missão de monitorar a qualidade e indicar o tipo de contentor. O formato e a dimensão do POH dependem do tipo de contentor. Existem dois tipos de POHs - VC-3/4 POH e VC- 11/12 POH. 11/11/2005 Redes Comunicações 3 17
Mapeamento do sinal PDH de 140Mbps Este sinal é encapsulado num contentor C4 O tamanho do C4 é 18720 bits (2340 bytes) O débito exacto de um sinal PDH de 140Mbps é de 139,264 Mbps, pelo que, em 125µs existem 139,264 Kbps / 8000 Hz = 17408 bits --> Excesso de capacidade O C4 contém justificação para alinhamento aproximado/preciso, e respectiva informação de controlo 11/11/2005 Redes Comunicações 3 18
Mapeamento do sinal PDH de 140Mbps Trama STM-1 contendo tributário de 140 Mbps: 9 261 3 SOH 1 13 AU-4 STM-1 1 AU-4 PTR J1 C 4 B3 VC-4 C2 5 SOH G1 F2 H4 F3 K3 N1 VC-4 POH 11/11/2005 Redes Comunicações 3 19
Mapeamento do sinal PDH de 140Mbps 1 byte 12 bytes POH W I X I Y I Y I Y I X I Y I Y I Y I X I Y I Y I Y I X I Y I Y I Y I X I Y I Z I W X =IIIIIIII =CRRRRRO O Y Z =RRRRRRRR =IIIIIISR I - bits de informação R - bits fixos O - bits de overhead (sem função) S - opportunity bit (justificação positiva) C - bits de justificação de controlo 1 linha de um C4 tem 2088 bits e este tributário requer uma capacidade de 17408/9=1934.2222 bits. Bits de informação de uma linha do C4 = (12bytes 20 8) dos campos I + 1byte 8 do campo W + 6 bits do campo Z o que dá um total de 1934 bits de informação. Existe 1 bit de justificação por cada linha. Uma linha de um C4 11/11/2005 Redes Comunicações 3 20
Mapeamento do sinal PDH de 140Mbps Construção da trama STM-1: 3 9 SOH 261 1 AU-4 PTR Payload 5 SOH SOH VC4 P O H AU-4 PTR Adição do POH Adição do AU4-PTR (indica o inicio do VC dentro da trama STM-1) Adição do SOH SOH 11/11/2005 Redes Comunicações 3 21
Mapeamento do sinal PDH de 34Mbps O tributário PDH de 34Mbps é encapsulado num contentor C3. Tamanho C3 = 9 linhas x 84 colunas = 756 byte = 756 8=6048 bits. Tributário de 34,368 Mbps 34,368 Mbps 125µs=4296 bits. Tamanho STM-1 disponível = 9 linhas 260colunas 8=18792 bits 3 tributários de 34Mbps por trama (3 6048 bits = 18144). (Ao acrescentar 3x9 bytes de POH resultam 18360 bits) 11/11/2005 Redes Comunicações 3 22
Mapeamento do sinal PDH de 34Mbps O C3 contém justificação para alinhamento aproximado/preciso, e respectiva informação de controlo Estrutura do VC-3 contendo sinais PDH de 34,368 Mbps: J1 B3 T1 3 C2 G1 F2 T1 3 VC-3 H4 F3 K3 T1 3 N1 1 VC-3 POH 84 11/11/2005 Redes Comunicações 3 23
Mapeamento do sinal PDH de 34Mbps Organização dos bits num VC-3 (conjunto de 3 linhas): 1 3 (...) Ti 3x84 bytes A B 8 I A B = RRRRRRRR = RRRRRRC 1 C 2 = RRRRRRRS 1 S 2 IIIIIII I - bits de informação R - bits fixos O - bits de overhead (sem função) S - oportunity bit ( justificação positiva) C - bits de controlo de justificação 11/11/2005 Redes Comunicações 3 24
Mapeamento do sinal PDH de 34Mbps Por cada 3 linhas, o C-3=2016 bits 1431 bits de informação (bits I) 2 bits de justificação (bits S1 e S2) 2 5 bits de controlo de justificação (bits C) 573 bits fixos de enchimento. Sinal PDH de 34Mbps tem 4296 bits por cada 125µs 4296/ 3 = 1432 bits, que devem ser transmitidos por cada 3 linhas de um VC-3. Justificação: Débito nominal bit S2 com informação + bit S1 sem informação Débito inferior 2 bits S de justificação sem informação (just. positiva) Débito superior 2 bits S usados como informação (justificação negativa) 11/11/2005 Redes Comunicações 3 25
Mapeamento do sinal PDH de 34Mbps Intercalação de três C-3 num VC-4 Adição do VC-3 POH a cada VC-3 Adição do TU-3 Pointer Criação do TUG-3 11/11/2005 Redes Comunicações 3 26
Mapeamento do sinal PDH de 34Mbps Intercalação do TUG-3 num VC-4: Intercalação byte a byte Ajuste do TUG-3 ao VC-4 através de justificação fixa 11/11/2005 Redes Comunicações 3 27
Mapeamento do sinal PDH de 34Mbps Intercalação do VC-4 num STM-1: Adição do AU4 PTR e do SOH 11/11/2005 Redes Comunicações 3 28
Diagrama esquemático do mapeamento C-3 9 261 RSOH AU-4 PTR H1 H1 H1 MSOH H2 H3 H2 H3 H2 H3 POH POH POH POH C-3 34 Mbit/s 84 11/11/2005 Redes Comunicações 3 29
Mapeamento do sinal PDH de 2Mbps O tributário PDH de 2Mbps é encapsulado num contentor C-12. Tamanho C-12 = 34 bytes = 272 bits. Tributário de 2 Mbps 2048 Kbps 125µs=256 bits. O C-12 contém bits de justificação para alinhamento aproximado/preciso, e respectiva informação de controlo 11/11/2005 Redes Comunicações 3 30
Mapeamento do sinal PDH de 2Mbps Criação do VC-12 e da multitrama VC-12 A cada C-12 é adicionado 1 POH de 1 byte Existem 4 POH que são atribuídos alternadamente 35 byte V5 C-12 125us 35 byte 35 byte J2 C-12 N2 C-12 125us 125us 500us Multitrama VC-12 35 byte K4 C-12 125us POH 11/11/2005 Redes Comunicações 3 31
Mapeamento do sinal PDH de 2Mbps Criação do TU-12 A criação do TU-12 é feita adicionando um apontador a cada VC-12. São necessários 500µs (4 tramas) para transmitir um apontador completo V1+V2+V3+V4 V1+V2 contêm o endereço 11/11/2005 Redes Comunicações 3 32
Mapeamento do sinal PDH de 2Mbps Criação de um TUG-2 A criação de um TUG-2 é feita com a multiplexagem byte a byte de 3 TU-12 11/11/2005 Redes Comunicações 3 33
Mapeamento do sinal PDH de 2Mbps Criação de um TUG-3 A criação de um TUG-3 é feita com a multiplexagem byte a byte de 7 TUG-2 (21 tributários de 2 Mbps) 11/11/2005 Redes Comunicações 3 34
Mapeamento do sinal PDH de 2Mbps Intercalação do TUG-3 no VC-4 A intercalação do TUG-3 no VC-4 é feita com a multiplexagem byte a byte de 3 TUG-3 11/11/2005 Redes Comunicações 3 35
Mapeamento do sinal PDH de 2Mbps Intercalação do VC-4 num STM-1 A intercalação do VC-4 na trama STM-1 é o passo final para a transmissão dos tributários de 2 Mbps. Assim, resta adicionar o AU-4PTR e o SOH. 9 261 3 SOH 1 AU-4 PTR Payload 5 SOH SOH VC4 P O H AU-4 PTR SOH 11/11/2005 Redes Comunicações 3 36
Mapeamento de células ATM Estrutura das células ATM ATM Cell 48 5 Transmission Direction Payload 48 Octets 8 1 3 16 8 4 Cell head (5 octets) HEC CLP PLT VCI VPI GFC CLP Cell Loss Priority (1 bit) PLT Payload Type (3 bits) GFC Generic Flow Control (4 bits) VCI Virtual Channel Identifier (16 bits) HEC Header Error Control (8 bits) VPI Virtual Path Identifier (8 bits) 11/11/2005 Redes Comunicações 3 37
Mapeamento de células ATM Transmissão de células ATM em SDH: As células ATM são transportadas na rede SDH dentro de um contentor C-4, C-3 ou C-1. A dimensão do C-4 é de 2340 bytes e um contentor C-4 é gerado por cada 125µs. A dimensão do C-3 é de 756 bytes. O número de células ATM que podem ser transportadas num contentor C-4 é de 2340 : 53 = 44,15 células --> há 1 célula ATM a ser transmitida num 2º C-4. Podem ser transportadas num C-3 756 : 53 = 14,2 células. 11/11/2005 Redes Comunicações 3 38
Mapeamento de células ATM Transmissão de células ATM em SDH As células ATM podem ser transportadas na rede SDH num contentor C-4. 9 261 3 1 SOH AU-4 PTR STM-1 5 SOH 3 1 SOH AU-4 PTR VC-4 5 SOH ATM Cell VC-4 POH 11/11/2005 Redes Comunicações 3 39 53 Octets
Mapeamento de células ATM Interleaving do C-4 na trama STM-1 O C-4 recebe o POH. O bloco resultante é chamado VC-4. Como existe uma flutuação do começo da informação quando o VC-4 é inserido na trama STM-1, acontece que parte do VC-4 é transmitida numa trama STM-1 e a outra parte na próxima trama. O apontador indica o principio dos VC's na payload. 11/11/2005 Redes Comunicações 3 40
Hierarquias SONET e SDH Trama SONET STS-1 OC-1 STS-3 OC -3 STS-9 OC -9 STS-12 OC -12 STS-18 OC -18 STS-36 OC -36 STS-48 OC -48 STS-192 OC -192 Débito Binário 51.84 Mbit/s 155.52 Mbit/s 466.56 Mbit/s 622.08 Mbit/s 933.12 Mbit/s 1.244.84 Mbit/s 2.488.84 Mbit/s 9.953.84 Mbit/s 39.813 Mbit/s Trama SDH STM-0 STM-1 STM-4 STM-16 STM-64 STM-256 11/11/2005 Redes Comunicações 3 41
Conversão entre SDH e SONET Existem pontos onde a transição entre os dois sistemas (SDH e SONET) é possível. O problema foi tomado em consideração quando da especificação do SDH. Só é necessário ajustar determinados bytes do overhead. 11/11/2005 Redes Comunicações 3 42
Esquema de multiplexagem SONET STS-N STS-3c STS-3 SPE x1 E4 xn STS-1 STS-1 SPE x1 DS3; E3; ATM x7 VT Group x1 x3 VT6 VT6 SPE DS2; ATM VT2 VT2 SPE E1; ATM Processamento de ponteiros x4 VT1.5 VT1.5 SPE DS1;ATM 11/11/2005 Redes Comunicações 3 43
Sumário e bibliografia Sumário: Mapeamento de tributários: PDH: E4, E3 e E1 Células ATM Bibliografia: Transmission Networking: SONET and Synchronous Digital Hierarchy, Mike Sexton and Andy Reid, Artech House. ITU-T G.707 Network Node Interface for SDH 11/11/2005 Redes Comunicações 3 44