PORTADA SDH

RED SDH

Introducción SDH

En el año 1985 la empresa Bell Core, le hace una propuesta al ANSI de estandarizar las velocidades mayores a 140Mb/s, que hasta el momento eran propietarias de cada empresa.
En 1986, la Bell Core, y La AT&T, proponen al CCITT, posibles velocidades de transmisión para que las mismas sean estandarizadas, cada una de estas empresas propone diferentes velocidades de transmisión posibles.

En el año 1988 se produce la primera regulación de la Jerarquía Digital Sincrónica (JDS), o más conocida por sus siglas en la lengua inglesa "Synchronous Digital Hierarchy" (SDH). La CCITT saca entonces, en su "Serie azul", las recomendaciones G707,G708 y G709 que constituyen la primera regulación de esta forma de transmisión.
Desde 1988 al día de hoy, han habido 6 modificaciones de las recomendaciones, estando vigente hoy en día solamente la recomendación G707, que es la que se utiliza actualmente.

SDH es un estándar para redes de telecomunicaciones de "alta velocidad, y alta capacidad". Más específicamente es una jerarquía digital sincrónica.

Este es un sistema de transporte digital realizado para proveer una infraestructura de redes de telecomunicaciones más simple, económica y flexible.

Las viejas redes fueron desarrolladas en el tiempo en que las transmisiones punto a punto eran la principal aplicación de la red. Hoy en día los operadores de redes requieren una flexibilidad mucho mayor.

Fundamentos teóricos SDH: Definición y velocidades.

• Definición

SDH son un conjunto de estándares para la transmisión o transporte de datos síncronos a través de redes de fibra óptica. SONET significa por sus siglas en inglés, Synchronous Optical NETwork; SDH viene de Synchronous Digital Hierarchy. Aunque ambas tecnologías sirven para lo mismo, tienen pequeñas diferencias técnicas, de manera semejante con el T1 y el E1. SONET, por su parte, es utilizada en Estados Unidos, Canadá, Corea, Taiwán y Hong Kong; mientras que SDH es utilizada en el resto del mundo. Los estándares de SONET están definidos por la ANSI (American Nacional Standards Institute) y los SDH por la ITU-T (International Telecommunicatios Union). En la tabla 2 se muestra la equivalencia entre SDH y SONET en cuestión de velocidades o tasas de bits.
La tasa de bits se refiere a la velocidad de información que es transportada a través de la fibra óptica. Una porción de estos bits sobre la línea son designados como overhead. El overhead transporta información que provee capacidades de tales como ensamblado de tramas, multicanalización, estatus de la red, rastreo, monitoreo de desempeño y funciones conocidas como OAM&P (Operations, Administration, Maintenance and Provisioning). Los bits restantes es la carga útil, es decir el ancho de banda disponible para transportar los datos de los usuarios tales como paquetes o celdas ATM (Asynchronous Transfer Mode) o cualquier otro tipo de información.
Tanto SONET como SDH convergen en el nivel base de SDH de 155 Mbps, definido como STM-1. El nivel base para SONET es STS-1 (OC-1) y es equivalente a 51.84 Mbps. Así, STM-1 de SDH es equivalente a STS-3 de SONET (3 x 51.84 Mbps = 155.52 Mbps) y así sucesivamente.

• Velocidades SONET/SDH. 

Las señales de niveles más altos están formadas por la multiplexación de diversas señales de nivel 1 (STM-1), creando una familia de señales STM-N, donde la N indica el número de señales de nivel 1 que la componen. En la Tabla 1 se indican las denominaciones de las señales eléctricas y portadoras ópticas, así como sus velocidades y los puntos de coincidencia con los de SONET.



En la tabla anterior, el ancho de banda de carga es la velocidad de línea menos el ancho de banda de las línea y de sección.

Hay que resaltar que la progresión de velocidad de datos comienza en 155 Mbit/s y aumenta en múltiplos de 4. La única excepción es OC-24, que está normalizado en ANSI T1.105, pero no es una velocidad SDH estándar de la ITU-T G.707. A veces se describen otras tasas como OC-9, OC-18, OC-36 y OC-96 y OC-1536, pero probablemente nunca han sido desplegados. Sin duda no son comunes y no son compatibles con las normas.

La siguiente velocidad de 160 GB/s OC-3072/STM-1024 no se ha normalizado todavía, debido al coste de transceptores de alta velocidad, al ser más baratos los multiplex de longitudes de onda a 10 y 40 Gbit/s. Por otro lado, este incremento en las necesidades de ancho de banda, ha supuesto un rápido desarrollo de WDM (Wavelength Division Multiplexing); tecnología que ofrece en la actualidad la posibilidad de transportar hasta 160 canales de 10 Gbps sobre una única fibra óptica. En efecto, la red de transporte está en estos momentos pasando por un período de transición, evolucionando desde las tradicionales redes ATM y SONET/SDH basadas en la multiplexación en el tiempo con WDM utilizado estrictamente para incrementar la capacidad de la fibra óptica, hacia una red fotónica basada en la multiplexación en frecuencia óptica; realizando no sólo el transporte, sino también la multiplexación, encaminamiento, supervisión y protección en la capa óptica. Las ventajas de una red totalmente óptica son, entre otras, una menor complejidad, una mayor transparencia respecto a las señales transportadas, un mayor ancho de banda y mayores distancias de transmisión.

Fundamentos teoricos del SDH : Componentes y caracteristicas.

Las redes SDH actuales están formadas básicamente por cuatro tipos de elementos. La topología (estructura de malla o de anillo) depende del proveedor de la red.

• Regeneradores: Se encargan de regenerar el reloj y la amplitud de las señales de datos entrantes que han sido atenuadas y distorsionadas por la dispersión y otros factores. Obtienen sus señales de reloj del propio flujo de datos entrante. Los mensajes se reciben extrayendo varios canales de 64 kbit/s de la cabecera RSOH.
• Multiplexores: Se emplean para combinar las señales de entrada plesiócronas y terminales: síncronas en señales STM-N de mayor velocidad.
• Multiplexores add/drop (ADM): Permiten insertar (o extraer) señales plesiócronas y síncronas de menor velocidad binaria en el flujo de datos SDH de alta velocidad. Gracias a esta característica es posible configurar estructuras en anillo, que ofrecen la posibilidad de conmutar automáticamente a un trayecto de reserva en caso de fallo de alguno de los elementos del trayecto.
• Transconectores digitales (DXC): Este elemento de la red es el que más funciones tiene. Permite mapear las señales tributarias PDH en contenedores virtuales, así como conmutar múltiples contenedores, hasta VC-4 inclusive.

Gestión de los elementos de la red.
Todos los elementos SDH mencionados hasta ahora se controlan por software, lo que significa que pueden monitorizarse y controlarse desde un lugar remoto, una de las ventajas más importantes de los sistemas SDH.


La fibra óptica es el medio físico más habitual en las redes SDH. La ventaja de las fibras ópticas es que no son susceptibles a las interferencias y que pueden transportar las señales a velocidades muy elevadas (citadas anteriormente cuando hablamos del multiplexado DWDM). La desventaja es el costo relativamente alto de la fibra y su instalación. Las fibras monomodo son la opción preferida para la segunda y tercera ventana óptica (1310 y 1550 nm). Otro método posible para transmitir las señales SDH es un radio enlace o un enlace por satélite, ambos particularmente adecuados para configurar rápidamente circuitos de transmisión, o para formar parte de redes de comunicaciones móviles o en terrenos difíciles. Las desventajas en este caso son el ancho de banda limitado (actualmente hasta STM-4) y la complejidad que plantea integrar esos trayectos en el sistema de gestión de la red.

Fundamentos Teoricos SDH: Configuracion

• Configuración de la red SDH:

La configuración más común es el anillo SDH. Está constituido por multiplexores ADM interconectados a través de enlaces ópticos, estos enlacen están constituidos por dos ó cuatro fibras ópticas. Además la baja atenuación de la señal en su propagación por la fibra permite distancias sin amplificadores de hasta 60Km.

1.- Punto a punto

La configuración de red punto a punto está formada por dos multiplexores terminales, unidos por medio de una fibra óptica, en los extremos de la conexión y con la posibilidad de un regenerador en medio del enlace si éste hiciese falta. En un futuro las conexiones punto a punto atravesarán la red en su totalidad y siempre se originarán y terminarán en un multiplexor.

2.- Punto a multipunto

Una arquitectura punto a multipunto incluye elementos de red ADM a lo largo de su recorrido. El ADM es el único elemento de red especialmente diseñado para esta tarea. Con esto se evitan las incomodas arquitecturas de red de demultiplexado, conectores en cruz (cross-connect), y luego volver a multiplexar. Se coloca el ADM a lo largo del enlace para facilitar el acceso a los canales en los puntos intermedios de la red.

3.- Red Hub

La arquitectura de red hub está preparada para los crecimientos inesperados y los cambios producidos en la red de una forma más sencilla que las redes punto a punto. Un hub concentra el tráfico en un punto central y distribuye las señales a varios circuitos.

4.- Arquitectura en anillo

El elemento principal en una arquitectura de anillo (Figura Nro. 03) es el ADM. Se pueden colocar varios ADM en una configuración en anillo para tráfico bidireccional o unidireccional. La principal ventaja de la topología de anillo es su seguridad; si un cable de fibra se rompe o se corta, los multiplexores tienen la inteligencia necesaria para desviar el tráfico a través de otros nodos del anillo sin ninguna interrupción. La demanda de servicios de seguridad, diversidad de rutas en las instalaciones de fibra, flexibilidad para cambiar servicios para alternar los nodos, así como la restauración automática en pocos segundos, han hecho de la arquitectura de anillo una topología muy popular en SONET.

Los Multiplexores de Add/Drop (ADM) la inserción y quita payload del usuario originado de las fuentes de información, como un interruptor de ATM, en los marcos de SONET/SDH que circulan en el anillo. Los anillos duales habilitan tolerancia de la falta ejecutando el cambiando del anillo del funcionamiento al anillo alternado de protección cuando un fracaso ocurre.

Producto de red SDH

Huawei Metro 1000

• Interruptor de Capacidad: TDM: 21.25Gbit / s (136 × 136 VC4, orden superior), 5Gbit / s (32 × 32 VC4, de orden inferior) de paquetes: 8 Gb /s
• Las ranuras de servicios: 5 ranuras para tarjetas de procesamiento
• Interfaces soportadas: Interfaces de MSTP: STM-1/4/16, E1 / E3 / T1 / T3, FE / GE, DDN, ATM, SHDSL. Interfaces de PCM: E1, RS232 / RS422, / interfaces de audio de cuatro hilos enmarcadas de dos hilos V.35 /V.24/X.21/RS449/EIA-530/RS-530/RS-530A. Interfaces de transporte de paquetes: E1 CES, FE / GE
• Fuente de alimentación: DC: 48V DC / DC -60V / + 24V DC AC: 220V / 110V AC
• Interfaz auxiliar: Entrada de la interfaz de salida de señal de limpieza /, RS232 / RS422 interfaz de comunicación puerto serie de módem, interfaz NM interfaz del teléfono circuito de servicio

Actualmente el SDH

Se tiende hacia velocidades mayores, tal como en el sistema STM-64 (multiplexado por división en el tiempo, TDM de 10 Gbps), pero los costos de los elementos de ese tipo son aún muy elevados, lo que está retrasando el proceso. La alternativa es una técnica llamada DWDM (multiplexación densa por división de longitud de onda) que mejora el aprovechamiento de las fibras ópticas monomodo, utilizando varias longitudes de onda como portadoras de las señales digitales y transmitiéndolas simultáneamente por la fibra. Los sistemas actuales permiten transmitir 16 longitudes de onda, entre 1520 nm y 1580 nm, a través de una sola fibra. Se transmite un canal STM-16 por cada longitud de onda, lo que da una capacidad de unos 40 Gbit/s por fibra. Ya se ha anunciado la ampliación a 32, 64 e incluso 128 longitudes de onda. Conectada al empleo del multiplexado DWDM se observa una tendencia hacia las redes en las que todos los elementos son ópticos. Ya existen en el mercado multiplexores add/drop (inserción / extracción) ópticos y se están realizando pruebas de dispositivos ópticos de transconexión (cross-connects). En términos del modelo de capas ISO-OS, este desarrollo significa básicamente la aparición de una capa DWDN, adicional debajo de la capa SDH. Probablemente pronto veremos velocidades binarias aún más elevadas gracias a la tecnología DWDM.

En estos momentos, los operadores de telecomunicaciones, tras varias pruebas piloto durante los primeros años de 1990s, están introduciendo ampliamente sistemas SONET/SDH en sus redes. El mercado de sistemas SDH/SONET se estima que pasará de los 11.890 millones de dólares del año 1999 a los 31.260 millones de dólares en el 2004, de acuerdo con el grupo Cahners In-Stat. De los 11.890 millones de dólares en 1999, el mercado europeo totalizó alrededor de 4.600 millones de dólares.
Entre los principales fabricantes y suministradores de sistemas SDH están: Alcatel, Fujitsu, Lucent, Marconi, Nortel, Ericsson, Siemens y Tellabs. La cuota de mercado mundial de sistemas SONET/SDH de cada uno de ellos durante el año 1999, según datos de Probe Research, se muestra en la Figura 1. Los principales suministradores actuales de sistemas SDH en España, son: Alcatel, Ericsson y Lucent. Estos tres fabricantes son los únicos proveedores de la red SDH más importante de nuestro país, la construida por Telefónica de España, con más de 15.000 sistemas de hasta 2,5 Gbps en servicio. Telefónica fue, además, una de las primeras operadoras del mundo en introducir sistemas SDH de 2,5 Gbps; pues sus pruebas en campo con esta tecnología empezaron durante 1990, con el fin de prepararse ante la demanda de ancho de banda que los medios de comunicación iban a requerir durante los Juegos Olímpicos de Barcelona en 1992. Durante el año 2001, Telefónica ha empezado a introducir en sus redes SDH los sistemas trabajando a 10 Gbps. Por otro lado, Alcatel también suministra principalmente a Ono y a Uni2, Ericsson a R y a Canarias Telecom , y Lucent a Madritel y a Supercable.