Jerarquías Digitales: Estructura y Funcionamiento de SDH y PCM

Conceptos Básicos

• Tributario: Es el flujo de información más pequeño.
• Trama: Está formada por ranuras de tiempo en la que se colocan varios símbolos digitales pertenecientes a distintos tributarios.
• Transmisión: Puede llevarse a cabo de forma síncrona, asíncrona o plesiócrona.

PCM (Modulación por Impulsos Codificados)

El proceso de PCM consta de las siguientes etapas:

• Filtrado: Se limita el espectro de frecuencia.
• Muestreo: Reduce la señal a un tren de pulsos.
• Cuantificación: Reduce el tren de pulsos a valores numéricos.
• Codificación: Asigna a cada nivel de cuantificación un código digital binario.

Variantes de PCM

• PCM24 (Sistema Americano)
  • T1: 1.544 Mbps
  • T2: 6.312 Mbps
  • T3: 44.736 Mbps
• PCM30 (Sistema Europeo)
  • E1: 2.048 Mbps
  • E2: 8.448 Mbps
  • E3: 34.368 Mbps
  • E4: 139.264 Mbps (Banda Ancha)

SDH (Jerarquía Digital Síncrona)

SDH es un estándar mundial que presenta las siguientes características:

• Puede incluir en su mecanismo tributarios plesiócronos de los estándares basados en E1 y T1.
• Multiplexación síncrona: Se realiza octeto por octeto, facilitando la recuperación de tributarios de baja velocidad a partir de velocidades de alto orden.
• Red estratificada en capas: Utiliza octetos adicionales para gestionar los tributarios, permitiendo un aumento de velocidad y la gestión individual de cada tributario, así como la gestión de la red.

Estructura SDH

• Cabecera (Overhead):

  • RSOH (Regenerator Section Overhead): Abarca las filas 1 a 3 y transporta octetos de gestión útiles a nivel de los nodos de multiplexación.
  • Punteros: La fila 4 está asignada a los punteros de alto orden que ayudan a localizar la carga. Están asignados a los tributarios de 1.544 Mbps, 44.736 Mbps y 34.368 Mbps.
  • MSOH (Multiplex Section Overhead): La fila 5 a 9 se utiliza para transportar información de gestión y administración a nivel de multiplex.

• Payload (Carga Útil): La carga útil es un arreglo de 9 filas x 261 columnas que sirve para transportar tributarios. También se incluyen octetos de gestión. Velocidad: 155.52 Mbps.

Mapeo de Tributarios en la Estructura SDH

El mapeo de tributarios en la estructura SDH se realiza de la siguiente manera:

E4/C4 ---------------------------------/> VC-4/> AU4/> AUG-4/> xN/> STM-N

                /> VC-3/> TU-3/> TUG-3/> x3/> VC-4

T3/E3/C-3      

              */> VC-3/> AU-3/> x3/> ----------------------/> AUG-4

T2 /C-2   /> VC-2     /> TU-2   /> x1/> TUG-2*

E1 /C-12 /> VC-12  /> TU-12 /> x3/> TUG-2*/> x7

T1 /C-11 /> VC-11  /> TU-11 /> x4/> TUG-2*

• Tributario plesiócrono + relleno = C-X (Contenedor)
• El añadido de la tara de trayecto lo convierte en VC-X (Contenedor Virtual). La tara de trayecto contiene información operativa del tributario, como la identificación del origen, destino y tipo de capa.
• El añadido de un puntero al VC lo convierte en una Unidad Tributaria TU-X. Esto es para tributarios de bajo orden (T1, E1, T2) y alternativamente para T3/E3.
• Unidad Administrativa AU-X: Se forma al añadir un puntero de orden superior desde la fila 4 a un contenedor de alto orden (140 Mbps) y alternativamente para T3/E3.
• Grupo de Unidades Administrativas (AUG): Se forma por la multiplexación simple de unidades administrativas para contenedores de orden superior.
• La última etapa consiste en la formación del STM (Módulo de Transporte Síncrono) de nivel N, para lo cual se multiplexa de forma simple.

Descripción de los Octetos de la Cabecera STM-1

• A1, A2: Indican el inicio de la trama SDH.
• J0: Define el estado del trayecto y lo identifica como STM-1 dentro de una trama de orden superior.
• B1: Octeto de control de errores por chequeos de paridad (PEB-8). Somete a control de error a las filas 5 a 9 de la cabecera y a la integridad de la carga útil.
• E1: Canal de ingeniería de 64 Kbps orientado al mantenimiento de la red. Se puede utilizar en todos los nodos de la red.
• F1: Canal de 64 Kbps que puede utilizarse para mediciones remotas o mantenimiento.
• D1, D2, D3: Son canales de datos que forman parte del DCC (Canal de Comunicación de Datos) de administración y gestión. Sirven para transmitir comandos de gestión de la red que administra. Se insertan y extraen de todos los nodos de la red.
• R: Son octetos que se pueden utilizar en función del medio físico de propagación. Tienen un significado específico para transmisión digital por radio y no se utilizan en transmisión por fibra óptica.
• H1, H2, H3: Octetos asociados a los punteros de alto orden cuya asignación forma unidades administrativas a partir de VC-4 o VC-3. Pueden apuntar por separado a 3 contenedores virtuales.
• B2: Octetos de control de error que utilizan DEB-24 y tienen la función de chequear errores que se presentan en la carga útil, de forma más detallada que DEB-8.
• K1, K2: Están orientados a proporcionar conmutación de protección. Pueden provocar cambios en equipos o sistemas que tengan algún nivel de redundancia en la red.
• D4, D5... D12: Son octetos que forman parte del DCC de 576 Kbps. Se insertan o extraen solo en los nodos multiplexores, orientados a apoyar funciones de gestión de red.
• S1: Es un octeto de sincronismo del cual solo se utilizan 4 bits para definir el tipo de sincronismo.

Punteros

El uso de punteros da lugar a una forma de entramado de tributarios, asignando columnas específicas dentro de la trama SDH para cada uno de ellos.