2. Redes y Protecciones SDH

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Red SDH y

Protecciones

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Objetivos

Al terminar este curso, usted estar en capacidad de:

Describir las topologas ms comunes de la red SDH y sus

caractersticas.

Explicar el mecanismo de proteccin


Contenido

1. Topologas de la Red SDH

2. Redes autosostenibles y sus mecanismos de proteccin.


Contenido


1.1 Introduccin a las redes pticas

1.2 Clasificacin de las topologas

1.3 Sub Redes


Introduccin a las Redes pticas

Una red SDH consiste en Elementos de Red (NE)

interconectados con fibra ptica.

La disposicin geomtrica de los NEs y las lneas de

transmisin pticas es llamada la topologa de la red.

La eficiencia, confiabilidad y el costo de desempeo de

una red dependen principalmente de su topologa.


Clasificacin de las Topologas

Cadena

Estrella

rbol

Anillo

Malla


Clasificacin de las Topologas (Cont.)

La red en Cadena se usa cuando los nodos estn dispuestos

en una lnea larga.

Ej.: Por lneas frreas, autopistas, lneas elctricas, etc.

NE A NE B NE C NE D

Red en Cadena (Red punto a punto o punto a multipunto)

En una red en cadena, todos los nodos estn conectados

uno tras otro en una lnea con sus dos extremos abiertos.


La topologa en estrella se usa principalmente en redes de

acceso o redes telefnicas rurales en las cuales los nodos

estn dispersos y el trfico no es muy importante.

Red en Estrella

Existe un nodo central al cual los otros nodos se conectan

directamente. No hay enlaces directos entre otros nodos.

NE A

NE B

NE C NE D

NE E



La topologa en rbol se usa principalmente para servicios

de broadcast como CATV.

Red en rbol

Se considera una combinacin de las topologas en estrella

y en cadena.

NE A

NE B

NE C NE D

NE E



La red en Anillo es muy utilizada en la Red SDH gracias a su

gran capacidad de autosostenimiento.

Red en Anillo

Es una estructura en la cual los nodos se conectan uno tras

otro para formar un circulo. NE A

NE B

NE C NE D

NE E



La red en Malla es apropiada para regiones con gran

volumen de trfico y para redes con jerarqua de alto orden.

Red en Malla

Es una estructura en la cual muchos nodos se interconectan

por medio de enlaces directos. NE A

NE B

NE C NE D

NE E



Otras posibles combinaciones de redes



Una sub-red funciona igual que un contenedor. Puede

incluir NEs, enlaces e incluso subredes de menor nivel.

Sub-Red

Sub-Red

En redes backbone o grandes redes regionales, existe un

gran nmero de NEs y de enlaces. Para simplificar la

administracin de las redes, una gran red puede ser

dividida en varias sub-redes de acuerdo a la administracin

regional.


Sub-Red (Cont.)

Sub-Red A

Sub-Red B Sub-Red C

Sub-Red D

Sub-red


Contenido




Contenido


2.1 Introduccin a las redes autosostenibles

2.2 Tipos de proteccin


Introduccin a las Redes

Autosostenibles

Causas de fallas en la red

Accidentes: Ruptura de Cable/fibra

Errores Humanos: Mantenimiento incorrecto, instalacin,

Riesgos Ambientales: Inundaciones, incendios,

Sabotajes: Fsicos, electrnicos,

Interrupciones Operacionales: Ventanas de actualizacin,

mantenimiento, apagones,

Fallas de Hardware/software: Fallas en unidades de lnea,

lser en mal estado, bloque de software


Introduccin a las Redes Autosostenibles

(Cont.) Las redes autosostenibles pueden restaurar el trfico en

caso de que suceda alguna falla.

Los requerimientos para el autosostenimiento de una red

incluyen

Equipos robustos (Gran capacidad Cross-conectora, nodos

inteligentes)

Seguridad (Fsica, electrnica)

Disear las redes con suficientes recursos

Rutas redundantes como rutas de proteccin

Rpida deteccin de fallas y gil re-enrutamiento a las rutas

redundantes

Ausencia de intervencin humana


Tipos de Proteccin

Lnea

Anillo

Nodo

1+1 lineal MS

M:N lineal MS

Proteccin de Path (PP)

Anillo PP de 2-fibras unidireccionales

Anillo PP de 2-fibras bidireccionales

Anillo de 4-fibras bidireccional (4f-MS SPRing)

Proteccin de la seccin de Multiplexacin (MSP)

Anillo MSP de 2-fibras bidireccionales (2f-MS SPRing)

Anillo MSP de 2-fibras unidireccionales (2f-MS SPRing)

Proteccin de conexin de sub-red (SNCP)


Proteccin de Lnea

Canales de Trabajo

Canales de Proteccin

NE A NE B NE C NE D

Usada en redes punto a punto o cadena

La conmutacin se hace entre dos nodos interconectados


Lineal 1+1 MS

El nodo origen enva el trfico por los canales de trabajo y proteccin

(Transmisin Concurrente).

El nodo destino recibe el trfico por el canal de trabajo (Recepcin

selectiva).

Cuando el canal de trabajo falla, el nodo destino conmuta para recibir el

trafico por el canal de proteccin.

NE A NE B


Lineal 1+1 MS (Cont.)

Modos de conmutacin

Single-ended (Unidireccional)

Dual-ended (Bidireccional)

Modos de restauracin

Reversible (WTR Default: 600 seg.)

No reversible

Si se selecciona Single-ended y No reversible no se

requiere la conmutacin de proteccin automtica (APS).


Lineal M:N MS

Canal de Proteccin

Canal de Trabajo 1

Canal de Trabajo 2

Canal de Trabajo

N

NE A NE B

Trafico Extra Trafico Normal

Switching Switching Switching Switching

M Canales de proteccin N Canales de trabajo


Lineal M:N MS (Cont.)

Modo de conmutacin:

Conmutacin bidireccional

Modo de restauracin:

Modo reversible


Protecciones de Lnea

Tipos de Proteccin de Lnea

Lineal 1+1 MS

Lineal M:N (M=1)

Criterios de Conmutacin:

Falla de Seal (SF): R_LOS, R_LOF, MS_AIS, B2_EXC.

Degradacin de la Seal (SD): B2_SD.

Comando de conmutacin de proteccin inicializado

externamente

Capacidad de la Red:

1+1 lineal MS: 1 x STM-N.

1:N lineal MS sin trfico extra: N x STM-N.

1:N lineal MSP con trfico extra: (1+N) x STM-N.


Preguntas

Cul es la proteccin lineal que conmuta ms rpido?

Cul puede transportar trfico extra?


Proteccin de Anillo

Tipos de proteccin de anillo:

Proteccin de Path (PP)

Proteccin de seccin de multiplexacin (MSP)

Direccin del trfico:

Unidireccional (PP Diversely routed, MSP Dedicated)

Bidireccional (PP Uniformly routed, MSP Shared)

Nmero de fibras:

2 fibras

4 fibras


Anillo MS Shared Protection de 2-fibras

bidireccionales (2f-MS SPRing)

Requerimientos de conexin de fibras y slots:

2 fibras

Las tarjetas de lnea deben

estar insertadas en slots

duales.

Tarjeta de lnea izquierda W

Tarjeta de lnea derecha E

A

C

B

OUT

IN


S1 S2

2f-MS SPRing (Cont.)

NE B

NE C

NE D

NE A

2f-MSSPRing

STM-16

P1

Canales de Proteccin (P): VC4 #9 ~ VC4 #16

P2

Canales de Trabajo (S): VC4 #1 ~ VC4 #8



Vista conceptual de una fibra con STM-16 en 2f-

MSSPRing

VC-4 #1 VC-4 #2 VC-4 #3 VC-4 #4 VC-4 #5 VC-4 #6 VC-4 #7 VC-4 #8 VC-4 #9 VC-4 #10 VC-4 #11 VC-4 #12 VC-4 #13 VC-4 #14 VC-4 #15 VC-4 #16

Canales de

Trabajo (S)

Canales de

Proteccin (P)

Fibra

Encabezados de

Seccin



Flujo normal de trafico entre NE A & NE C

NE B

NE C

NE D

NE A

2f-MS SPRing

STM-16

S1

S2



Trafico conmutado entre NE A & NE C

NE C

NE D

NE A

2f-MS SPRing

STM-16 NE B

S1

P1

S2

P2

P2

Bridge &

Switch

Pass-through



Cuando se repara la fibra, el trafico conmuta nuevamente al los

canales de trabajo despus del tiempo WTR

NE B

NE C

NE D

NE A

2f-MS SPRing

STM-16

S1

S2



Condiciones de activacin de la conmutacin de proteccin:

APS

Falla de seal (SF): R_LOS, R_LOF, MS_AIS, B2_EXC (Default)

Degradacin de la seal (SD): B2_SD (Opcional)

Comando de conmutacin de proteccin iniciado externamente

Conmutacin forzada

Conmutacin Manual

Conmutacin de Prueba

Restauracin de la conmutacin de proteccin:

APS

Limpiar SF: R_LOS, R_LOF, MS_AIS, B2_EXC

Limpiar SD: B2_SD

WTR (Wait to Restore): 10 minutos (5-12 minutos configurable)

Comandos externos

Limpiar la conmutacin forzada

Limpiar la conmutacin de prueba



Controlador APS:

Procesa el protocolo APS, el cul es cargado en los bytes K1 y K2.

Transicin del estado del controlador APS

P

WTR

WTR P

I

I

I I

P

S

S P

I = Idle

P = Pass-through

S = Switching

WTR = Wait to Restore



Propiedades del 2f-MSSPRing:

Ventajas:

Reutilizacin de time slots

Gran capacidad de la red: x M x STM-N

M es el numero de nodos en el anillo, STM-N es el nivel de STM

Desventajas:

Mecanismo Complicado

Mximo numero de nodos en una anillo:16

Aplicaciones:

Principalmente para STM-4, STM-16 o superiores

Distribucin de trfico


Anillo MS Shared Protection de 4-fibras

bidireccionales (4f-MS SPRing) Estructura:

4 fibras

Canales de trabajo (fibras) S1, S2, transportan el trafico normal

Canales de Proteccin (fibras) P1, P2, protegen el trfico normal

A

D C

E F

B

S1

S2

P1

P2



Flujo del trfico en condiciones normales de la red:

Canales de trabajo = S1, S2

Canales de proteccin = P1, P2

A

D C

E F

B

A D

D A

A D

D A

S1

S2

P1

P2



Flujo del trfico cuando se rompe slo el/los canal/es) de

trabajo :

Span switching

A

D C

E F

B

S1

S2

P1

P2

A D

D A

A D

D A



Flujo del trafico cuando se rompen los canales de trabajo

y de proteccin:

Conmutacin de anillo

A

D C

E F

B

S1

S2

P1

P2

A D

D A

A D

D A



Condiciones de activacin de la conmutacin de proteccin:

Conmutacin automtica de proteccin: Ring o Span

SF: R_LOS, R_LOF, MS_AIS, B2_EXC

SD: B2_SD

Conmutacin de Proteccin iniciada externamente: Ring o Span

Conmutacin forzada

Conmutacin Manual

Conmutacin de Prueba



Restauracin de la conmutacin de proteccin:

APS: Ring or Span

Limpiar SF: R_LOS, R_LOF, MS_AIS, B2_EXC

Limpiar SD: B2_SD

WTR: 10 minutes (5-12 minutes configurable)

Comando externo: Ring or Span

Limpiar la conmutacin forzada

Limpiar la conmutacin manual

Estado del Controlador APS:

Disponible

Conmutando (Switching)

Pass-through

WTR



Caractersticas del 4f_MSSPRing:

Ventajas:

Reutilizacin de los timeslots

Gran capacidad de la red: M*STM-N

Desventajas:

Nmero mximo de nodos en un anillo : 16

Mecanismo complicado

Costoso

Aplicacin:

Principalmente anillos STM-16 o superiores

Trfico distribuido

Sistemas de back bone


Resumen

MSP ring 2f_MSSPRing 4f_MSSPRing

Similitud

Necesario el protocolo

Numero de nodos en el anillo MSP 16

La unidad SCC configura el protocolo MSP

Slots duales

Trafico bidireccional y disperso

Diferencia

Capacidad M*STM-N/2

(sin trafico extra)

Capacidad M*STM-N

(sin trfico extra)

Los bytes K1 & K2 estn en la fibra

de proteccin


Condiciones de transmisin y recepcin de

trafico en condiciones normales.

A

B

C

D

in

out

out

out

out

out

out

out

in

in

in

in

in

in

in

PP Ring

2M

2M

Tx Concurrente

Rx Selectiva

out

Proteccin de Path de Anillo unidireccional con

dos fibras (Anillo PP con enrutamiento diverso)


Anillo PP con enrutamiento diverso

Condiciones de transmisin y recepcin de

trafico en situacin de falla.

A

B

C

D

in

out

out

out

out

out

out

out

in

in

in

in

in

in

in

PP Ring

2M

2M

Tx Concurrente

Rx Selectiva

Switchin

g

out


Anillo PP con enrutamiento diverso

Condiciones de activacin de la conmutacin de proteccin

TU_AIS, TU_LOP, BIP_EXC

Caractersticas:

Cada path (2M) conmuta independientemente.

Modo de restauracin reversible.


Preguntas

Pueden protegerse los

servicios entre

A y E?

A

B

C

D

in

out

out

out

out

out

out

out

in

in

in

in

in

in

in

PP

2M

2M

STM-N

Tx Concurrente

Se recibirn los servicios

de forma selectiva?

out

E


Proteccin de nodo

Tipo de proteccin de nodo:

Proteccin de conexin de subred (SNCP)

Caractersticas de proteccin:

Transmisin concurrente, recepcin selectiva

Trafico unidireccional por dos fibras (Enrutamiento diverso)

Proteccin 1 + 1 single-ended

Condiciones para la conmutacin de proteccin:

SF

SD

Comando iniciado externamente


Proteccin de conexin de subred

(SNCP)

SNC

Nodo

Fuente

SNC

Nodo

Destino

SNC

Proteccin

SNC

Trabajo

Sub-Red 1

Sub-Red 2

NE A NE E Selecto

r

Entrada Trafico Salida Trafico

Condiciones Normales Falla en el Canal de Trabajo

Canal de Trabajo

Canal de Proteccin

Bridge Switch Switch Bridge

Entrada Trafico Salida Trafico


SNCP (cont.)

Condiciones de Tx y

Rx de trafico en

condiciones

normales

A

B

C

D

in

out

out

out

out

out

out

out

in

in

in

in

in

in

in

SNCP Ring

2M

2M

STM-N

Sub-Red 1 Sub-Red 2

Tx Concurrente

Rx Selectiva

out


SNCP (cont.)

Condiciones de Tx y

Rx de trafico en

caso de falla

de fibra

A

B

C

D

in

out

out

out

out

out

out

out

in

in

in

in

in

in

in

SNCP Ring

2M

2M

STM-N

Sub-Red 1

Tx Concurrente

Rx selectiva

Switchin

g

out


SNCP (cont.)

Condiciones de activacin de la conmutacin de

proteccin:

Por defecto

AU_AIS, AU_LOP, TU_AIS, TU_LOP, HP_LOM, HP_UNEQ B3_EXC,

Desconexin de la tarjeta de lnea

Opcional

HP_TIM, HP_SLM, B3_SD


SNCP (cont.)

Restauracin de la proteccin:

Tiempo de Wait to restore 10 minutos (5-12 minutos

config.)

10 minutos despus

A

B

C

D

switching

S1

P1

A

B

C

D

S1

P1


Preguntas

Cul es la diferencia entre trafico unidireccional (uniforme) y

bidireccional (diverso)?

Cul es la diferencia entre los esquemas de proteccin SNCP

(PP) y MSP?

Cul tipo de proteccin de red puede transportar trfico extra?


Abreviaciones y Acrnimos CATV Cable Television (Televisin por Cable)

WTR Wait To Restore (Esperar para Restaurar)

APS Automatic Protection Switch (Conmutacin

Automtica de Proteccin)

MSP Multiplex section protection (Proteccin en la

seccin de Multiplexacin)

PP Path protection (proteccin del Camino)

SNCP Sub-Network Connection Protection (Proteccin de

Conexin de Subred)

SF Signal Failure (Falla de Seal)

SD Signal Degrade (Degradacin de la Seal)


Resumen

Una red autosostenible est en la capacidad de restaurar los

servicios en corto tiempo, sin intervencin humana, en caso de

falla.

Las redes con proteccin de lnea se clasifican en Lineal 1+1

MS y lineal 1:N MS.

Las redes con proteccin de anillo se pueden clasificar en Anillo

de Proteccin de Path (PP) y Anillo de proteccin de seccin de

multiplexacin (MSP) .

La proteccin de conexin de Sub-Red (SNCP) se usa para

proteccin de nodo.


tem 2f_MSSPRing SNCP

Protocolo APS Necesario No necesario

Servicios tpicos Bidireccional y distribuido Unidireccional y

centralizado

Nivel de conmutacin (objetivo) MS Servicios SNC

Red apropiada Solo anillo Cualquier topologa

Tarjetas que conmutan LU, XC LU, XC

Tiempo de conmutacin 50ms 50ms

Capacidad de la red (sin trafico

extra) K*STM-N/2 STM-N

Trafico extra Soportado No soportado

Resumen (cont.)


Resumen (cont.)

Equipo Linear

MS

2f-MS

SPRing

4f-MS

SPRing PP SNCP

Metro 100 Soporta No No No Soporta

Metro 200/500 Soporta No No Soporta Soporta

Metro 1000V2 Soporta Soporta No Soporta Soporta

Metro 1000V3/1050 Soporta Soporta No No Soporta

Metro 2050/3000 Soporta Soporta Soporta Soporta Soporta

Metro 5000, OSN

1500/2500/3500/7500/95

00

Soporta Soporta Soporta No Soporta

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