 |
Introducción a la Jerarquía Digital Síncrona (JDS).Características de la JDS
Velocidades binarias.
Ventajas de la Jerarquía Digital Síncrona
Resumen de conceptos.
AntecedentesLa Modulación por Impulsos Codificados utiliza los procedimientos de,
El proceso de muestreo junto con el de cuantificación constituye la base para la digitalización de señales analógicas. La señal cuantificada es una señal digital, ya que los niveles de amplitud continuos de la señal de entrada se transforman en un conjunto de niveles discretos en la salida. CUANTIFICACION UNIFORME: Todos los niveles de cuantificación son iguales. La relación S/Rc empeora al disminuir la amplitud de las muestras. CUANTIFICACION NO UNIFORME: Se proporcionan estructuras de cuantificación más finas cuanto menor sea el nivel de la señal. Mejora la relación S/Rc en los niveles de amplitud más bajos. La Ley de Compresión es aquélla que define los valores relativos de los intervalos de cuantificación utilizados en el proceso de cuantificación/codificación. Las leyes de características por segmentos son aproximaciones lineales, a trazos, de las leyes de variación continua. Ley u, implementada en EE.UU y Japón. Tiene 15 segmentos de recta. La Multiplexación por División en el Tiempo (MDT) consiste en introducir muestras codificadas de varios canales o circuitos, entre dos muestras consecutivas de un mismo canal. Para asegurar que la muestra de un canal tomada en el extremo emisor es entregada al mismo canal en el extremo receptor se utiliza, generalmente, el procedimiento de Alineamiento de Trama. La estructura de la Trama básica, denominada de Nivel 1, está subdividida en 32 Intervalos de Tiempo. Tiene una longitud de 256 bits y una duración de 125 microsegundos, lo que se traduce en una velocidad binada de 8.000 x 8 x 32 = 2.048 Kb/s. El Intervalo de Tiempo 0 se utiliza para transportar la señal de Alineamiento de Trama y los bits destinados a alarmas y otros usos. Para aumentar las facilidades de Gestión, en las tramas básicas de Nivel 1 se ha definido una multitrama extendida (E1) que permite implementar un proceso de monitorización de errores extremo a extremo. Se denomina CRC-4. Las señales eléctricas generadas por los dispositivos electrónicos no son las más adecuadas para su transporte por los medios de transmisión. Suelen ser transformadas en otras señales que, manteniendo el contenido de información de la señal original, cumplen, entre otros, los siguientes requerimientos:
Las Señales de Interfaz, son señales normalizadas que responden a Recomendaciones Internacionales. Son de uso generalizado por los distintos Operadores de Redes y Fabricantes de Equipos y, por tanto, compatibles entre los diferentes Elementos de Red. Los Códigos de Línea, son las señales generadas por los Equipos Terminales de Línea (ETL's), para adaptar las señales de Interfaz al portador de transmisión. No han sido objeto de una normalización internacional que las haga compatibles. Multiplexando 4 señales de Orden Inferior se obtiene una señal de Orden Superior, denominada Trama de Orden Superior. Sucesivas multiplexaciones dan lugar a cuatro niveles normalizados que forman la Jerarquía Digital Plesiócrona. El máximo nivel especificado es el Nivel 4 (E4) que corresponde a la señal de 139.264 Kb/s. (140 Mb/s). La Trama Primaria de Nivel 1 es síncrona. Es decir, los canales que la componen están multiplexados octeto a octeto, de forma rígida. Sin embargo, la multiplexación de orden superior se realiza bit a bit en modo plesiócrono. Dispone de técnicas de relleno (Justificación). Este proceso de multiplexación no permite identificar las tramas de Orden Inferior en la señal de Orden Superior Para tener acceso a la información de una trama cualquiera es necesario recuperar antes su Alineamiento de Trama. El proceso de Justificación consiste en transmitir en unas posiciones de bit denominadas de Oportunidad de Justificación, datos informativos de tributario, en unas tramas y, en otras, bits de relleno, con objeto de compensar desviaciones de velocidad de los tributados, en relación a la velocidad con la que son admitidos en el multiplexador. La estructura de Trama de Orden Superior contiene una palabra de Alineamiento de Trama, unos bits para transmisión de alarmas y cuatro espacios de carga destinados a transportar los bits informativos de cuatro tributarios o afluentes de Orden Inferior Contiene, además, los bits para el Control de la Justificación. Por este motivo, la capacidad de transmisión requerida en una señal múltiplo es superior a cuatro veces la velocidad de las señales tributadas. La longitud en bits y la duración de las distintas tramas de Orden Superior son totalmente arbitradas, aunque estas longitudes y duraciones están perfectamente definidas en Recomendaciones Internacionales. Se denominan tramas estructuradas. Para efectuar la demultiplexación, los bits de un cierto nivel jerárquico, son encauzados hacia un procesador específico que, a partir de la señal de Alineamiento de Trama, localiza los bits de los cuatro tributarios separándolos en cuatro cauces distintos. La Jerarquía Digital Plesiócrona presenta un importante número de limitaciones y carencias que han impedido su avance hacia niveles superiores:
Principios y conceptos fundamentales de la JDS.La Jerarquía Digital Síncrona (JDS), especifica una Velocidad de Transmisión Básica normalizada, así como un Formato de Trama y una Estructura de Multiplexación que han de transportarse a través de un Interfaz Normalizado denominado: INTERFAZ DE NODO DE RED (NNI/INR), que permite la compatibilidad transversal de los equipos, facilitando la interconexión directa entre portadores y elementos de red. Las características básicas que definen la Jerarquía Digital Síncrona pueden resumirse así:
Las tramas tributarias son adaptadas para contener cargas útiles (señales JDP, células ATM, etc. ) y se denominan CONTENEDORES. Como no disponen de interfaces eléctricos dentro de la señal de línea, se denominan CONTENEDORES VIRTUALES (VC). El Contenedor Virtual incluye un espacio de carga para la señal informativa y una Tara de Trayecto (POH). El tramo de Red de Transmisión comprendido entre los puntos de ensamblado y desensamblado de los VC's, se denomina TRAYECTO.
Los Contenedores Virtuales se transportan en UNIDADES, que son espacios de carga asignados en posiciones fijas de la trama a la que pertenecen,
La trama básica de la JDS se denomina Módulo de Transporte Síncrono de nivel 1 (STM-1). Tiene una longitud de 2.430 octetos y una duración de 125 microsegundos, lo que representa una velocidad binaria de, (2,430 x 8)/ 125.10-6 = 155.520 Kb/s. El tramo de Red de Transmisión comprendido entre los puntos de multiplexado y demultiplexado de una trama básica se denomina: SECCION. La trama básica está formada por los encabezados de sección (Tara de Sección = SOH), los Punteros de Unidades Administrativas y un gran espacio destinado al transporte de señales útiles. La estructura de multiplexación de la jerarquía ETSI contempla que la trama básica STM-1, siempre contiene un VC-4, el cual puede contener a su vez:
La multiplexación de tramas STM-1, en tramas de línea de alta velocidad, STM-N se realiza de forma completamente síncrona, mediante entrelazado de octetos. La velocidad binaria de nivel N es un múltiplo entero del nivel inferior.
El Entramado o Mapeado consiste en acomodar las señales de acceso (señales de la JDP, células ATM, Señales de Redes Metropolitanas, etc.) en los contenedores apropiados. Este entramado se efectúa, fundamentalmente, en modo asíncrono, el cual necesita de un proceso de justificación que permita acomodar los señales plesiócronas en el contenedor apropiado. Un Contenedor al que se añade la Tara de Trayecto (POH) forma un Contenedor Virtual. La Multiplexación en JDS, se basa en el procedimiento de entrelazado de octetos de las diferentes Unidades a multiplexar Es un procedimiento completamente síncrono, que crea espacios de carga rígidos, para ubicar los Contenedores Virtuales. Mediante el proceso de Multiplexación se combinan varias Unidades Tributarias (TU's) para formar Grupos de Unidades Tributarias (TUG's). También se pueden combinar varios TUG's para forman a su vez, otro TUG de tamaño superior o un Contenedor Virtual (VC) de Orden Superior. Asimismo, multiplexando una AU-4 se obtiene un Grupo de Unidades Administrativas (AUG), el cual está ubicado en relación de fase fija con respecto a la trama de línea. Combinando "N" Grupos de Unidades Administrativas se obtiene la señal de línea STM-N. El Puntero es un número binado, situado en posición fija respecto de la trama donde está ubicado, que indica a qué distancia del inicio del área de carga de la Unidad se encuentra el primer octeto de la trama del Contenedor Virtual.
Los Punteros posibilitan dos tipos de acciones:
Las Taras (OH) son conjuntos de octetos ubicados en las tramas y subtramas sincronas, que transportan información correspondiente al propio sistema, para poder gestionar las cargas útiles. Existen dos tipos de Taras:
La Tara de Sección (SOH) se asigna a la señal STM e incluye siempre el Alineamiento de Trama a nivel STM-1. Permite funciones de Operación, Administración y Mantenimiento.
La Tara de Trayecto (POH) forma parte de los Contenedores Virtuales permitiendo la integridad y gestión de la información entre los puntos de ensamblado y desensamblado de los Contenedores. Determina el Trayecto.
Características y configuraciones de equipos JDSLos Elementos de Red de la JDS pueden definirse en términos de funciones (elementales y compuestas), que se combinan para formar los bloques necesarios en la construcción de redes de cualquier tipo. Estas funciones se describen mediante el, Modelo Funcional de Referencia La definición de funciones es independiente de la construcción física de los equipos JDS, lo que asegura la interoperatividad en una red con equipos de diferentes suministradores, siempre que cumplan los mismos requisitos funcionales. Las funciones descritas en el Modelo Funcional de Referencia se agrupan en vanas categorías:
Los Elementos de Red JDS también pueden describirse, de manera genérica, en forma de Diagramas de Bloques Lógicos, facilitando esta descripción la estructura interna del sistema, la flexibilidad que puede obtenerse, así como los pasos que han de seguirse para ensamblar diversas cargas útiles, dando lugar a diferentes grupos de Elementos de Red. Los Equipos Multiplexores Terminales proporcionan funciones de Multiplexación y Terminación de Línea de modo integrado. Contienen los interfaces de acceso para las distintas señales útiles, denominadas tributarias, las cuales se acomodan, según la estructura de multiplexación, en una única señal de llena o Agregado STM-N. Los Equipos Multiplexores con función de Extracción/Inserción (ADM's), integran las funciones de línea de dos señales agregadas (Este y Oeste) y los interfaces para las señales tributarias. Mediante estos elementos de red es posible extraer o insertar señales tributarias de cualquiera de las dos señales agregadas, así como dejar en paso aquéllas que se desee. Los Equipos Distribuidores/Multiplexores (DXC), proporcionan una plataforma para interconectar señales a un nivel igual o inferior al nivel de acceso a los mismos, mediante Matrices de Interconexión. Todos estos equipos pueden soportar una amplia variedad de configuraciones en la red, incluso, un mismo equipo, puede funcionar indistintamente en diversos modos, dependiendo de la funcionalidad requerida en el Nodo donde se Ubica. Las configuraciones más elementales que pueden encontrarse en la red son:
Los Equipos de la JDS pueden, además, proporcionar otras funcionalidades en la Red, como son:
Para garantizar unos niveles mínimos de funcionalidad y homogeneizar el equipamiento a implementar en la Red JDS, existen Especificaciones de Requisitos de los distintos equipos, así como un Informe de Análisis en el que se recogen las características básicas más importantes. Los Equipos de aplicación más común en la Red JDS son:
La red de Transporte JDSUna Red de Transporte se describe definiendo las asociaciones existentes entra los Puntos de la Red mediante un Modelo Tridimensional. Verticalmente se distribuye en Capas. A su vez, cada capa se subdivide horizontalmente para describir la Topología y la Conectividad de la misma. Los Componentes de Arquitectura asociados conjuntamente de forma específica, constituyen los Elementos de Red, a partir de los cuales se construyen las Redes. Se clasifican en:
La Distribución en Capas permite definir Redes de Capa como el conjunto completo de Puntos de Acceso similares. Existe una Red de Capa para cada tipo de Punto de Acceso. La relación entre Capas adyacentes es una asociación Cliente/Servidor. La Red JDS se caracteriza por dos Capas de Trayecto: LOP y HOP. Una Capa de Sección subdividida en dos Subcapas: Regeneración y Multiplexación y la Capa de Medios Físicos. Una Conexión de Subred (SNC) es una Entidad de Transporte que transfiere información de Capa entre Puntos de Conexión, en los que el Trayecto no tiene su origen ni destino. No existe información acerca de la integridad de la información. Se denomina Camino a la Entidad de Transporte que transfiere información característica entre Puntos de Acceso. Suele denominarse Trayecto, concepto genérico que equivale a Sección en la Capa de Sección y Trayecto en la Capa de Trayecto. Se dispone de información relativa a la integridad de la información. La Disponibilidad de un recurso, en un período de tiempo, se define como la relación entre el tiempo en que dicho recurso está disponible y el tiempo total. Los recursos son Entidades de Transporte tales como, Caminos (Trayectos y Secciones) y Conexiones. La mejora de la disponibilidad de la Red se consigue mediante sustitución de las Entidades de Transporte con fallo, por Entidades de Transporte (recursos) redundantes. Se utilizan básicamente dos mecanismos:
Los mecanismos de Protección pueden clasificarse según las Entidades de Transporte que protejan:
Los sistemas de Restablecimiento responden a los fallos utilizando la inteligencia de la Red para obtener nuevas alternativas de enrutamiento que restauren la demanda existente. Utilizan DXC de alta capacidad desplegados en Malla. La Diversificación consiste en dividir los flujos a ser transportados por la Red en dos grupos y encaminados por rutas físicas independientes. No es un método capaz de incrementar la seguridad de la Red, pero puede considerarse como un procedimiento de mejora de disponibilidad estructural. La Red de Transporte JDS está constituida por Niveles:
El Nivel Regional de la RTLD divide el territorio nacional en Regiones que agrupan varias provincias, interconectadas por Anillos Regionales de nivel STM-16. Estos anillos disponen de Protección de la Sección de Multiplexación Compartida (MS-SPRING). Cada Anillo Regional tiene dos Nodos Cabecera, ubicados en una provincia y dos Nodos Sumidero en cada una del resto de las provincias que lo componen. Los Nodos Sumidero equipan Multiplexores de Extracción/Inserción y los Nodos Cabecera, además, equipos Distribuidores Multiplexores 4/1, para facilitar la interconexión con otras regiones. El acceso de los Nodos Sumidero al nivel Nacional sólo puede hacerse a través de los Nodos Cabecera. El Nivel Nacional posee una Estructura Mallada que facilita la conexión entre las distintas regiones. está soportado sobre sistemas configurados punto a punto, para la interconexión de Nodos y en equipos Distribuidores Multiplexores 4/4, para la distribución de flujos de nivel 4 y restauración de la Red basada en la reconfiguración de los mismos. El Nivel Nacional tiene dos tipos de Nodos:
Los Nodos de Tránsito pueden coincidir en ubicación con los Nodos Sumidero del nivel Regional, pero sus funciones no están interconectadas. Las Redes Metropolitanas están soportadas, básicamente, por uno o vados anillos, en función del tamaño del Area Metropolitana, cada uno de los cuales agrupa un determinado número de Nodos. Los Anillos Primarios, característicos de Areas Metropolitanas pequeñas, interconectan Nodos Primarios, mediante equipos Multiplexores de Extracción/Inserción. Dos de estos Nodos Primarios coinciden con Nodos de la RTLD, dónde se efectúa la interconexión de la Red Metropolitana con ésta. Estos anillos disponen de protección de Conexiones de Subred para los flujos individuales. Las Areas Metropolitanas grandes pueden estar constituidas por varios Anillos Primarios, cada uno de los cuales está asociado a dos Nodos Secundados, donde se realiza la interconexión entre Anillos Primarios y con la RTLD. Estos Nodos Secundados pueden equipar Distribuidores Multiplexores 4/1. Las Areas Metropolitanas más grandes están constituidas por Anillos Secundados, cada uno de los cuales interconecta varios Anillos Primarios. Los Anillos Secundados disponen de Protección MS-SPRING. Las Redes Provinciales presentan particularidades muy especificas, que hacen difícil elaborar un modelo genérico para las mismas. No obstante, deben ser flexibles, fáciles de gestionar y con posibilidad de garantizar protecciones selectivas a los diferentes tipos de tráfico, para lo cual se apoyan en las distintas configuraciones de red que proporcionan los equipos JDS. Última modificación: Noviembre de 1997. |