FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA
MONITOREO Y CONTROL DE UNA RED DE
TRANSMISIÓN DE ALTA VELOCIDAD USANDO LA
TECNOLOGÍA JERARQUÍA DIGITAL SÍNCRONA (SDH)
INFORME DE SUFICIENCIA
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO ELECTRÓNICO
PRESENTADO POR:
WILDE ENRIQUE LEÓN VÁSQUEZ
PROMOCIÓN
1999-1
El presente informe describe el monitoreo y control de una red de transmisión de microondas basado en la Jerarquía Digital Síncrona (SDH). Para este propósito primero se estudia la tecnología de transporte SDH, el equipamiento del sistema de microondas de largo alcance del fabricante NEC, y finalmente el administrador de la red SDH con una aplicación en la ciudad del Cusco.
Asimismo se explica el sistema de monitoreo de alarmas por los bytes de supervisión presentes en la trama del SDH, específicamente en el encabezado de la trama, con lo cual se consigue una efectiva detección de alarmas en forma remota. El control del proceso se puede realizar de diversas maneras, sea localmente o remotamente vía un terminal conectado al equipo de radio SDH, mediante el software del fabricante; o mediante el servidor de gestión centralizado 21SMX, el cual gestiona toda la red creada en su base de datos.
PROLOGO ... 1
CAPITULO 1 PLANTEAMIENTO DE INGENIERIA DEL PROBLEMA ... 3
1.1 Descripción del Problema ... 3
1.2 Objetivo del trabajo ... 3
1.3 Limitación del trabajo ... .4
CAPITULO 11 MARCO TEORICO CONCEPTUAL ... 5
2.1 Fundamentos de SDH ... 5
2.1.1 Definición de SDH ... 5
2.1.2 Principio de la red PDH (Jerarquía Digital Plesiócrona) ... 6
2.1.3 Ventajas de SDH ... 8
2.1.4 Desventajas de la tecnología SDH ... 9
2.1.5 Comparación de la tecnología SDH y PDH ... 9
2.2 Elementos Básicos de un Sistema SDH ... 1 O 2.3 Funcionamiento del SDH ... 11
2.3.1 Estructura de las redes SDH ... 11
2.3.2 Estructura Básica de Multiplexación ... 12
2.3.3 Multiplexación a Altos Ordenes ... 14
2.3.4 Estructura de trama STM-1 ... 14
2.3.5 Sección del Encabezamiento del STM-1 (SOH) ... 16
2.4 Señales de Mantenimiento ... 18
2.4.1 Punteros ... 21
2.5 Sincronismo ... 21
CAPITULO 111 METODOLOGÍA PARA LA SOLUCIÓN DEL PROBLEMA ... 23
3.1 lntroducción ... 23
3.2 Equipos NEC usados para la red SDH ... 23
3.3 Descripción General del Sistema de Radio ... 24
3.3.1 Descripción ... 24
3.3.2 Configuración del Sistema ... 25
3.4 Equipo Transmisor Receptor (TRP) ... 29
3.4.1 Operación Funcional Unidad TX ... 29
3.4.2 Operación Funcional Unidad RX ... 30
3.4.3 Operación Funcional Unidad ATPC ... 31
3.5 Equipo Modulador/ Demodulador (MDP) ... 32
3.5.1 Composición del Equipo ... 33
3.5.2 Interface OPT, Interface de 140/150M ... 34
3.5.3 Modulador (MOD) ... 34
3.5.4 Demodulador {DEM) ... 35
3.5.5 Interface SOH ... 35
3.5.6 Distribuidor TR (TR 01ST) ... 35
3.5.7 SWO PROC ... 35
3.5.8 Interface del canal de servicio Wayside (opcional) ... 36
3.5.9 Distribución del CLK ... 36
3.6 Alarma y Control ... 36
3.6.1 Indicación y Reporte de Alarma ... 36
3.6.2 Control de Conmutación de Reloj de Referencia (Módulo CLK del equipo MDP) ... 38
3.6.3 Control de Módulo de Conmutación de Protección de Radio ... 38
3.6.4 Control Automático de Potencia de Transmisión ... 39
3.6.5 ítems de Medición ... 39
3.7 Conmutación de Protección ... 40
3.7.1 Sistema de Conmutación de Protección 1 + N ... 40
3.8 Función de Operación, Administración, Mantenimiento y Programación de las Unidades (OAM & P) ... 42
3.8.1 Funciones de la unidad del canal de Servicio ... .42
3.8.2 Funciones de Supervisión y Unidad de Monitoreo de Performance ... .42
3.8.3 Funciones de Conmutación de la Unidad de Control ... .46
3.8.4 Terminal de Control Local (LCT) ... .47
3.9 Administración de SDH ... .48
3.9.1 Error-performance - G.826 ... .49
CAPITULO IV ANALISIS Y PRESENTACIÓN DE RESULTADOS ... 51
4.1 lntroducción ... 51
4.2 Gestión, Operación y Mantenimiento del Radio SDH NEC ... 51
4.4 Ejemplo de Redes SDH ... 57 4.5 Supervisión centralizada radio SDH NEC 2000S ... 59 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...•... 61 ANEXO A
COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA SDH NEC 2000S A 64 QAM y 128 QAM ...•... 63 ANEXO B
ALARMAS EXTERNAS DEL SISTEMA DE ENERGÍA DEL SDH ... 66 ANEXO C
RECOMENDACIONES ITU-T A LOS SISTEMAS SDH .••.•..•...•...•...•..•...•..••..•... 69 ANEXO O
Los operadores de telecomunicaciones requieren el monitoreo y control de sus redes de transporte y por tanto la gestión de estas redes desde un único lugar remoto es una prestación importante para los operadores, al respecto existe el sistema de gestión de red 21 SMX que permite gestionar todos los nodos y caminos de tráfico desde un único computador. Con ello un operador puede gestionar una variedad grande de funciones tales como el aprovisionamiento de capacidad en respuesta a la demanda de clientes y la monitorización de la calidad de la red.
El propósito del presente trabajo es demostrar la forma como se realiza el monitoreo y control de una red de microondas SDH, actualmente en uso a nivel nacional sea como enlace troncal principal o como respaldo a la red de fibra óptica.
Para la elaboración se consultó las diversas recomendaciones de la ITU-T aplicada a esta tecnología como la G.780, G.784, etc., también información referida a la tecnología SDH, gestión centralizada y el manual del fabricante del equipo SDH NEC, para los equipos así como para la gestión.
El trabajo se aplica para todo radioenlace SDH NEC, tipo 2000S, aunque la filosofía para otros modelos, como el 3000S y el 5000S es el mismo, solamente que la tecnología del hardware se ve mejorada en cuanto al diseño de los transmisores y receptores así como a la parte de los moduladores y demoduladores. Es decir, siempre se usa un sistema de gestión centralizado y también un acceso local o remoto vía un terminal con el software apropiado.
El desarrollo de los temas es como sigue:
El primer capítulo trata sobre la descripción de la necesidad de un acceso centralizado a la red SDH, y las limitaciones del trabajo.
El segundo capítulo describe el marco teórico sobre la tecnología SDH, fundamentos de la red SDH y PDH, ventajas del uso, elementos del sistema, estructura de Multiplexación, explicación de la trama STM-1, las señales de mantenimiento y formas de sincronizar la red.
funciones de operación, administración y mantenimiento de las unidades. También se explica las funciones de administración del SDH.
El cuarto capítulo menciona una aplicación del monitoreo y control de la red SDH mediante el gestor 21SMX y un ejemplo práctico de gestión centralizado, en el caso de los radios de la zonal de Cusco.
Se presenta a continuación las conclusiones y recomendaciones del informe.
1.1 Descripción del Problema
Las actuales redes de telecomunicaciones se encuentran ampliamente implementadas en el Perú y se caracterizan por un constante incremento del número, complejidad y heterogeneidad de los recursos que los componen y que dificultan enormemente gestionar el rendimiento, encontrar y solucionar problemas, y planificar el crecimiento futuro de la red. Por ello, la gestión de la red integrada, así como el conjunto de actividades dedicadas al control y vigilancia de recursos de telecomunicaciones bajo el mismo sistema de gestión, se ha convertido en un aspecto de enorme importancia.
Puesto que las tramas SDH incorporan información de gestión de los equipos, es posible el monitoreo y control local y remotamente de sus redes (ITU-T G.784). La gestión local atiende a un control, no centralizado, de los distintos nodos mediante sistemas de operación local. La gestión centralizada, adecuada para entornos SDH puros sin PDH, se basa en el control de todos los nodos mediante un único sistema de operación central. La gestión del equipo comprende tareas tales como configuración del elemento de red, puesta en servicio, prueba de fallos, medida de prestaciones o calidad (ITU-T G.821, G.826 y M.2100), alarmas, etc.
La SDH es la primera tecnología que incluye dentro de las normas que la soportan, algunas dedicadas a especificar las facilidades de gestión bajo las directrices de la TMN (Telecommunication Management Network). La TMN se concibe como una red superpuesta a la red de telecomunicaciones, que interactúa con ella a través de interfaces normalizadas en ciertos puntos y obtiene información que le permite monitorear y controlar su operación. Su objetivo es dar soporte a la gestión, para los operadores de la red.
1.2 Objetivo del trabajo
1.3 Limitación del trabajo
2.1 Fundamentos de SDH
En este marco teórico se suministra información sobre lo que se conoce como Jerarqula Digital Síncrona, SDH, por sus siglas en inglés (Synchronous Digital Hierarchy), que constituye el estándar internacional para los sistemas de transmisión síncrona de alta capacidad.
Antes del SDH no había estándares comunes en 140 Mbps que asegure la compatibilidad entre diferentes proveedores de equipos. Esto requería tener el mismo proveedor en los extremos de una línea.
El trabajo de estandarización en SDH comenzó en junio de 1986. El objetivo fue producir un estándar común de transmisión por fibra óptica o radioenlace el cual proveería a las compañías operadoras una red simple, económica y flexible.
2.1.1 Definición de SDH
SDH significa Jerarquía Digital Síncrona y es básicamente un protocolo de transporte (primera capa del modelo OSI) basado en la existencia de una referencia temporal común (reloj primario), que multiplexa diferentes señales dentro de una jerarquía común flexible, y gestiona su transmisión de forma eficiente a través de fibra óptica o radioenlace, con mecanismos internos de protección.
En noviembre de 1988 se aprobaron los primeros estándares SDH (G.707, G.708 y G.709), publicados por la CCITT (hoy ITU-T). Estos definen las velocidades de transmisión, el formato de señal, las estructuras de multiplexaje y mapeo tributario para la Interfaz Nodal de Red (INR) que constituye la interfaz estándar internacional para la Jerarquía Digital Síncrona.
STM-1 puede portar un número de señales de menor tasa de transmisión formando parte de su carga útil. Las señales existentes PDH (Jerarquía Digital Plesiócrona) pueden ser portadas sobre la red SDH como carga útil.
Además de la definición de los estándares que cubre la INR, el CCITT se dedicó a obtener una serie de estándares para gobernar la operación de los multiplexores síncronos (G.781, G.782 y G.783) y la administración de la red SDH (G.784).
2.1.2 Principio de la red PDH (Jerarquía Digital Plesióc rona)
El primer estándar de transmisión digital fue PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy), y apareció durante los últimos años 60 y primeros 70. Los equipos PDH han copado el mercado de la transmisión, aún a principios de 1990, estando actualmente en pleno declive frente a SDH y DWDM, salvo en sistemas vía radio.
La tasa de bit de transmisión mínima o primaria utilizada es de 2 Mbps en Europa y 1.5 Mbps en USA y Japón. También son posibles tasas de bit superiores multiplexando dichas señales. Las tasas de bit en cada una de las normas no coinciden, y las superiores a 140 Mbps, como por ejemplo los 565 Mbps de la norma europea, son en todas ellas propietarias, es decir, no han sido estandarizadas.
Las redes de transmisión de alta capacidad en PDH, según la norma europea de aplicación en el Perú, se basan en una jerarquía de señales digitales multiplexadas como se indica en la figura 2.1. Las señales tributarias de más baja tasa de bits, por ejemplo 2.048 Mbps, se multiplexan en pasos asíncronos fijos para formar y transmitir una señal de más alta tasa de bits. Los niveles de señales tributarias se indican en la tabla 2.1.
Tabla 2.1 - Velocidades y niveles PDH
r:)_
Velocidad (Kbit/s) ., ..·· Niv�,,, )
í,", 1
L.
:. ,·ease 1544 Ba$e1�- Base _2_()48 .;:
PDH ''
JAPON · USA EUROPA
DO 64 64 64
D1 1544 (J1) 1544 (T1) 2048 (E1)
D2 6312 (J2) 6312 (T2) 8448 (E2)
D3 32064 (J3) 44736 (T3) 34368 (E3) D4 97728 (J4) 139264 (T4) 139264 (E4)
Figura 2.1 Multiplexación PDH punto a punto
El acceso a las señales tributarias individuales en cada nivel de la jerarquía, para propósitos de enrutamiento y de prueba, se consigue mediante puntos de "cross conexión" ( o conexión de cruce) de señal en el nivel correspondiente de la estructura de multiplexaje. Se observa que debido a la naturaleza asíncrona del multiplexaje, para lograr acceso a la señal de 2.048 Mbps para fines de re-enrutamiento o de prueba, toda la estructura de la señal de línea se debe demultiplexar paso a paso hasta descender al nivel de 2.048 Mbps.
En cada paso de multiplexaje, la tasa de bits de las señales tributarias individuales está controlada dentro de límites específicos y no está sincronizada con el equipo multiplexor. Debido a que las tasas de bits de los tributarios individuales están controladas, este tipo de multiplexaje se conoce a menudo como plesiócrono que significa casi síncrono.
En PDH la multiplexación es muy rígida y para extraer algunos sistemas PCM hay que demultiplexar desde el nivel superior, lo que implica mayor uso de equipos y poca versatilidad. En la figura 2.2 se observa dicha demultiplexación.
34M 34M
8M 8M
2M
Gracias a la Red Sincrónica, se logran beneficios de accesibilidad a los tributarios de baja velocidad. Si se comparan los accesos a los tributarios de PDH y SDH, las diferencias son notables, especialmente si consideramos la cantidad de equipos independientes a ser utilizadas y la flexibilidad que ofrece a la red la gestión de sus funciones. En la figura 2.3 se muestra un ejemplo de un Mux SDH.
MUX INSERCIÓN - EXTRACCIÓN
STM-1 STM-1
Figura 2.3 - Mux SDH
La tecnología de multiplexaje plesiócrono es una solución costosa para la construcción de redes de telecomunicaciones. Además la capacidad de apoyo al mantenimiento y administración de la red sea sumamente limitada, pues se basan en la cross-conexión manual de señales y en las técnicas de prueba de fuera de servicio. Por lo tanto, no había necesidad de agregar capacidad extra a las estructuras de trama de las señales multiplexadas para las funciones de administración y mantenimiento de red. Esta falta de capacidad de reserva de señal en estas estructuras de trama limita frecuentemente las mejoras que se pueden hacer en las posibilidades de administración y manejo de red para sustentar una red futura.
2.1.3 Ventajas de SDH
Las principales ventajas de SDH son:
a). Jerarquía internacional común para el mundo entero. SDH se puede emplear en las tres áreas tradicionales de aplicación de las telecomunicaciones, a saber: de largo alcance, red local y red de línea de abonado.
b). Facilidad de gestión de red. Proporciona capacidad de administración y mantenimiento avanzados de red. Aproximadamente el 5% de la estructura de la señal SDH se asigna para soporte de las prácticas y procedimientos de administración y mantenimientos avanzados.
d). Presenta posibilidades flexibles de transporte de señal. La señal SDH puede transportar todas las señales tributarias comunes que se encuentran en las redes de telecomunicaciones de hoy en día.
e). Necesidad de equipamiento reducida. Reducción de costos de los equipos. f). Gran fiabilidad.
g). Dispositivos de interface compatibles con las redes plesiócronas.
2.1.4 Desventajas de la tecnología SDH
a). La red debe ser síncrona, requiere un solo reloj.
b). Requiere una red de sincronización, regeneradores de reloj.
2.1.5 Comparación de la tecnología SDH y PDH
En la tabla 2.2 se observa la comparación de los dos sistemas en características generales:
Tabla 2.2 - Comparación en características entre PDH y SDH
', '
PDH
' 'No existen velocidades de
transmisión normalizadas por encima de 565 Mbps
Solo tiene facilidades básicas de control y almacenamiento.
Presenta cadenas de multiplexación caras y rígidas necesarias para extraer o incorporar canales individuales.
Los cambios en la provisión de servicio
consumen tiempo, son manuales y
costosos.
La reconfiguración y protección es cara y difícil de lograr.
Gestión sofisticada basada en normas de TMN.
Restauración implementada a bajo costo, basada en la nueva arquitectura.
Jerarquía PDH
E.E.U.U ..---. 1.5 mb/s
x6
274 mb/s 400 mb/s
Jerarqufa
SDH 1.5 ó 2 mb/sx63 34ó45mb/s
x21
STM - 1: 155 mb/s 1 STM - 4: 622 mb/s j
STM -16: 2.488 Gb/s STM- 64: 9.953 Gb/s
Figura 2.4 - Comparación en velocidades de la tecnología SDH y PDH
2.2 Elementos Básicos de un Sistema SDH
Para la SDH se han identificado diversos elementos de red (NE):
• Cross-Connection digital síncrona (SDXC): La SDXC permite la conmutación de líneas de transmisión con distintas velocidades de transmisión. Una SDXC puede conectar y desconectar señales de orden inferior. Este elemento de la red es el que más funciones tiene. Los elementos Cross-connect son sistemas que permiten conectar varios anillos de multiplexores SDH entre sí.
• Multiplexor de inserción y extracción (ADM): El ADM permite la inserción y extracción de señales de orden inferior, por ejemplo, una señal a 2 Mbps. Gracias a esta característica también 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. Una diferencia grande entre los Cross-connect y los ADM, es que los primeros pueden ser usados para conectar un mayor grupo de paquetes STM-1 que los ADMs.
• Multiplexores síncronos (MUX): Los multiplexores síncronos pueden funcionar como interfaz entre señales PDH y señales SDH y entre señales SDH múltiplex de orden inferior y señales SDH de orden superior. Un MUX será una parte de las SDXC y de los ADM.
• Regeneradores síncronos (REG): Restablecen la señal. de línea entrante. Los regeneradores síncronos supervisan también la calidad de transmisión de la línea. Obtienen sus señales de reloj del propio flujo de datos entrantes.
gestión de telecomunicaciones (TMN) para la operación y mantenimiento del propio NE y de la red completa. Los NE se ilustran en la figura 2.5.
STM-n
SlM-n Módulo de 1ransportesilcrono POH Jerarquía digital Plesiócrona
Figura 2.5 - Elementos de la red SDH
2.3 Funcionamiento del SDH 2.3.1 Estructura de las redes SDH
STM-n m<n
SlM-n
La expresión STM-n, se refiere a un Módulo de Transporte Síncrono de nivel n.
Este identifica el nivel de la señal SDH. La tasa de bits será usada en la red dependiendo de los requerimientos del Ancho de Banda (BW). Típicamente, el núcleo de una red tendrá enlaces punto a punto en una tasa alta disponible (por ejemplo STM-16). A nivel regional, también líneas punto a punto o anillos SDH proveerán distribución de la señal SDH dentro de una región. Un ejemplo se observa en la figura 2.6.
SlM-4
2.3.2 Estructura Básica de Multiplexación
La señal SDH es un conjunto de estructuras de transporte digital estandarizadas. El método para multiplexar niveles de bajo orden, dentro de la señal SDH se muestra en la figura 2.7. La ITU-T ha creado un procedimiento general recogido en la Rec. G.709 y cuya representación esquemática es la siguiente, para el caso Europeo (aplicación en el Perú). Además se han eliminado los casos que no nos afectan (niveles basados en la jerarquía de 1.5 Mbps.) de manera que el esquema simplificado para los niveles jerárquicos CEPT queda como sigue:
1 STMn
�
-
0
-
�
AU-4r
l
VC-4I:;
xn xl
AU-n =UnidadAdministrativa
AUG = Grupo de unidades adminim-ativas
C-n = Contenedor
STl\-I-n = l\1ódulo de transporte síncrono TU-n = Unidad tributal'ia
TUG-11 = Grupo de unidades adtn.ini.strativas VC-11 = Coutenedor ,,iJ:tual
Ivinltiplenóu -- - · Aliueamieuto ◄• ... . Mapeo
SDH MULTIPLE- AOICION DE ADICION DE XACION PUNTEROS DATOS PARA
O&M
MUL TIPLEXACION ADICION DE PUNTEROS
Figura 2. 7 - Estructura básica de multiplexación sistema europeo
El diagrama consiste de las siguientes velocidades de información: • 2048 kbps (2M)
• 34368 kbps (34M) • 139264 kbps ( 140M)
Para la Multiplexación en el SDH, se hace uso de los siguientes conceptos:
contenedor. Los niveles bajos son entramados o mapeados dentro de dos contenedores que son: el C-11 usado para el primer orden en el sistema americano con 1544 kbps y el C-12 usado para el primer orden en el sistema europeo con 2048 kbps.
VC-n (Contenedor Virtual-n): El contenedor virtual agrega facilidades para la supervisión y mantenimiento de las rutas punto a punto de un Contenedor o Grupo de Unidades Tributarias, debido a los bytes insertados como encabezado. El contenedor virtual lleva información punto a punto entre dos accesos de ruta a través del sistema SDH. El dígito "n" se refiere directamente con el nivel de contenedor que le corresponde directamente. Se han identificado dos tipos de contenedores virtuales:
- Contenedor Virtual-n de orden inferior (VC-n, donde n = 11, 12, 2); este comprende un solo contenedor
-n
(n = 11, 12, 2) más su POH para ese Contenedor Virtual de orden inferior.- Contenedor Virtual-n de orden superior (VC-n, donde n = 3, 4); este comprende un solo contenedor-n (n = 3, 4) o un conjunto de Unidades Tributarias (TUG-2 ó TUG-3), junto con su POH para ese Contenedor Virtual de orden superior.
TU-n (Unidad Tributaria-n): La Unidad Tributaria agrega punteros al Contenedor Virtual, es decir, alinea el contenedor virtual para ser multiplexado. Un puntero permite al SDH compensar las fases diferentes dentro de la red SDH con la PDH. El dígito "n" se refiere al nivel del contenedor virtual que corresponde directamente con la Unidad Tributaria. TUG-n (Grupo de Unidades Tributarias-n): Las unidades tributarias son multiplexadas luego de ser alineadas para conformar un Grupo de Unidades Tributarias. El dígito "n" se refiere al nivel de la unidad tributaria que corresponde directamente con el Grupo de Unidades Tributarias.
AU-n (Unidad Administrativa-n): Una Unidad Administrativa es la estructura de información que proporciona la adaptación entre la capa de trayecto de orden superior y la capa de sección de multiplexaje. En la Unidad Administrativa se le agrega un puntero al contenedor virtual (similar a las Unidades Tributarias). Se definen dos unidades administrativas: el AU-4 y el AU-3. La primera consta de un VC-4 más un puntero de unidad administrativa que indica la alineación de fase del VC-4 con respecto a la trama del módulo de transporte síncrono-n (STM-n). La segunda consta de un VC-3 más un puntero de unidad administrativa que indica la alineación de fase del VC-3 con respecto a la trama STM-n. En cada caso, la ubicación del puntero de unidad administrativa es fija con respecto a la trama STM-n.
definida por éste (AU-4).
STM-n (Módulo de Transporte Síncrono-n): En el Módulo de Transporte Síncrono se le agrega facilidades para la supervisión y mantenimiento (Section Overhead-SOH) de la sección de Multiplexación y Regeneración. El STM es la señal que es transmitida por la línea de SDH. El dígito n define el orden del STM así como también la cantidad de AUGs que lleva dentro de este módulo.
Por ejemplo, en la figura 2.8 se muestra como se llega a una STM-1 desde una señal PDH de 140Mb/s.
140mB/S
�
-VC4 AU4 STM-1
Figura 2.8 - Formación de la trama STM-1, a partir de la señal PDH de jerarquía E4
2.3.3 Multiplexación a Altos Ordenes
Las velocidades de transmisión de alto orden para SDH, son múltiplos de las velocidades de primer orden (155520 kbps). Entonces la velocidad de un STM-n será n*155520 kbps. La ITU-T recomienda que los órdenes usados sean 1, 4, 16, 64 y 256 dentro de redes SDH. En la tabla 2.3 se muestra los diversos órdenes y sus tasas.
Tabla 2.3-Tasas de datos para las señales SDH permitidas por la ITU-T
Nivel SDH STM-1 STM-4 STM-16 STM-64 STM-256
Tasa de datos
155 Mbps 622 Mbps 2.5 Gbps 10 Gbps 40 Gbps
En los sistemas SDH, para definir a una señal de n-ésimo orden (STM-n), ésta es lograda luego de la multiplexación de n señales de Primer Orden (STM-1).
2.3.4 Estructura de trama STM-1
l\ilódulo de transporte síncrono, nivel 1 (STl\il-1)
!Espacio para el punterol Espacio para la carga útil F¡Jas
125 microsegundos por trama, es decirS,000 tramas por segundo (155,5201\lbps)
Figura 2.9- Estructura básica de una señal SDH de primer orden (STM-1)
El flujo de bits de la señal SDH es una secuencia de bytes, cada uno de los cuales contiene 8 bits. El STM-1 puede ser visto como una trama de 9 filas de 270 bytes cada una. Lo cual aporta una capacidad total de señal de 2430 bytes, cada byte contiene 8 bits (19440 bits por trama). La tasa de repetición de la trama es de 8000 tramas por segundo, por lo que la duración de cada trama es de 125 µs, la cual es también la tasa utilizada para PCM (codificación de voz). La secuencia de transmisión es una fila a la vez, comenzando por la fila superior. Cada fila es transmitida de izquierda a derecha. Cada byte es transmitido con el bit más significativo primero.
Por lo tanto, la tasa de datos en un STM-1 es:
8000 tramas * 9 _fi_la_s __ * 270 bytes
seg trama filas * 8 bits bytes = 155 520 kbps
Los primeros 9 bytes de cada fila son para información y usados por el mismo sistema SDH. Dicha área está definida en tres partes:
-Cabecera de la Sección de regeneración (RSOH -Regenerator Section Overhead):
comprende 3 filas de 9 bytes cada una.
-Cabecera de la Sección de multiplexación (MSOH - Multiplex Section Overhead):
comprende 5 filas de 9 bytes cada una.
estructura de multiplexación ETSI acomoda un puntero.
Los 261 bytes restantes de cada fila proporcionan la capacidad de transporte del sistema SDH. Sin embargo, parte de esa capacidad de transporte la utiliza el sistema SDH para cabeceras adicionales. Estos 261 bytes ocupan un total de 2349 bytes son los que proveen la capacidad de transporte en los sistemas SDH. Esto aporta una oportunidad de canal de 150.34 Mbps en la estructura de señal STM-1 para transportar señales tributarias intactas a través de la red Síncrona.
Cuando se inserta un VC-4 en la trama de transporte STM-1, quedan disponibles unos bytes adicionales (denominados "punteros") en la SOH. Estos bytes contienen un valor de puntero que indica la ubicación del primer byte (J1) del VC-4. Se permite que el VC-4 fluctúe libremente dentro del espacio dado para su disposición, dentro de la trama de transporte (STM-1), de forma que puedan realizarse ajustes de fase de temporización según sea necesario entre un VC-4 y la trama de transporte (STM-1).
2.3.5 Sección del Encabezamiento del STM-1 (SOH)
Mostramos la estructura de la sección de encabezamiento en la figura 2.1 O. En este grafico se muestra el detalle de los 9 bytes de encabezamiento.
r:.:
RESERVADO PARA USO NACIONALlllll DISPONIBLE PARA RADIO
l!l!I PARA USO FUTURO
B 1 MONITOREO DE SECCION DE REGENER. 82 MONITOREO DE SECCION DE MULTIPLEX K1 K2 CONMUTACION AUTOMATICA
S1 MARCADOR DE SINCRONIZACION
Figura 2.10- Estructura de la sección de encabezamiento (SOH) en un STM-1
C1 : Byte identificador del 1. Número que identifica en forma individual los STM-1 s dentro de un STM-n de más alto orden.
81 : Se asigna un byte para la supervisión de errores (monitoreo de performance) en la sección de regeneración. Cumple esa función con un código de paridad con entrelazado de bits 8 (BIP-8) que utiliza paridad par. La BIP-8 se calcula basándose en todos los bits de la trama STM-n precedente, después de la aleatorización, y se sitúa en el byte 81 de la trama siguiente antes de la aleatorización. Un "byte-interleaved parity" (BIP-8) verifica la suma, la cual es monitoreada y calculada por cada regenerador y multiplexor dentro de una línea SDH.
E1 : Byte de Order Wire para la sección de Regeneración. Este byte provee un canal de 64 kbps, destinado para la transmisión de voz en la aplicación del mantenimiento como regenerador. Este viene a ser parte del RSOH y puede accederse a él en los regeneradores.
f 1 : Canal de usuario. Este byte es destinado para la transmisión de información digital en la aplicación del mantenimiento como regenerador. En el caso del SDH NEC se usa como comunicación del servidor 21 SMX.
01 - 03 : Estos 3 bytes proveen un canal de datos para comunicación (DCC) de 192kbps para la operación y administración de los regeneradores dentro de una línea SDH.
82 : Se usa como monitoreo de performance de la sección de multiplex BIP-24. Son 3 bytes que llevan "24 byte-interleaved parity" (BIP-24) verifica la suma, la cual es calculada e insertada dentro del byte 82 por los multiplexores que transmiten una señal SDH. El multiplexor que recibe esta señal SDH será igualmente verificada y comparada con el contenido del byte 82.
K1, K2 : Es un canal de conmutación de protección automática (APS). Son 2 bytes que son principalmente usados para señalización relacionada a la protección de la sección de multiplexación. El byte K1 indica una petición de un canal para acción de conmutación. En el byte K2, los bits 1 -5 indican el estado del puente en el conmutador MSP. Los bits 6-8 se reservan para uso futuro.
04 - 012 : Estos 9 bytes proveen un canal de datos para comunicación (DCC) para operación y mantenimiento de la sección de multiplexor dentro de la línea SDH. 512 kbps. E2 : Byte de Order Wire para la sección de multiplexación. Este byte proporciona canales de circuito de órdenes para comunicaciones vocales. Similar al byte E 1.
Z1, Z2 : Bytes reservados para uso futuro.
M1 : Sección FEBE (Error de bloque en extremo lejano). Este byte indica el número de bits de error 82 detectados por el lado remoto en las últimas tramas recibidas.
La figura 2.11 ilustra los elementos básicos funcionales utilizados por el sistema
Contene Ensam Regeneradores Ensam Contene
dor bh1dor Ensam Ensam blador dor
Figura 2.11 - Diagrama funcional de bloques para la construcción del paquete de información a transportar en el sistema SDH
2.4 Señales de Mantenimiento
Los problemas serios en la transmisión son indicados por las señales de mantenimiento, por ejemplo de alarmas y señal de estado.
Las principales condiciones de alarma, tales como pérdida de señal (LOS), pérdida de trama (LOF) y pérdida de puntero (LOP), provocan la transmisión de señales de indicación de alarma (AIS) a la siguiente etapa de proceso.
anteriores etapas del proceso para advertir de los problemas detectados en las siguientes etapas.
Esta señal, que se llama fallo de recepción en extremo remoto (FERF), se envía a etapas anteriores en el SOH de la sección multiplexara que haya detectado una condición de alarma AIS, LOS ó LOF; una condición de alarma remota (RAI) para un trayecto de orden superior se eleva después de que un equipo que termina un trayecto haya detectado una condición AIS o LOP de trayecto; de forma similar, una condición de alarma remota (RAI) para un trayecto de orden inferior se eleva después de que un equipo que termina un trayecto de orden inferior haya detectado una condición AIS o LOP de trayecto de orden inferior.
El monitoreo del rendimiento en cada nivel de la jerarquía de mantenimiento se basa en comprobaciones de paridad mediante entrelazado de bits (BIP) calculadas en cada trama. Estas comprobaciones BIP se insertan en los SOHs asociados a la sección de regeneración, la sección multiplexora y los tramos de mantenimiento de trayecto. El siguiente es un resumen de las señales de alarmas en una red SDH:
• LOS (Loss of Signal). Pérdida de señal. Se accede al estado LOS cuando el nivel de la señal recibida desciende por debajo del valor al que se prevé un BER de 10-3
.
Se abandona el estado LOS cuando se reciben dos patrones de trama válidos consecutivos (y durante ese tiempo no se detecta una nueva condición LOS).
• LOF (Loss of Frame). Pérdida de trama. Es decir, errores continuos en los bytes de creación de tramas A 1-A2. Si transcurren 625 useg sin que aparezcan palabras de identificación de tramas correctas, se considera como un estado de falta de trama (OOF). Si persiste el estado OOF, se considera como una alarma por pérdida de trama (LOF). Se abandona el estado LOF cuando un estado de trama existe continuamente durante más de 3 ms.
• LOP (Loss of Pointer). Pérdida de puntero. Se accede al estado LOP cuando se reciben N punteros no válidos consecutivos ( excepto en un indicador de concatenación), donde N=8, 9 ó 10. Se abandona el estado LOP cuando se reciben 3 punteros válidos iguales ó 3 indicadores AIS consecutivos.
• FERF (Far End Receive Failure). Fallo de recepción en el extremo lejano. Enviado a las etapas anteriores del proceso a partir del momento en que se detecta un estado LOS, LOF o MS-AIS en la señal entrante. Esto se señala definiendo los tres bits menos significativos del byte K2 en la cabecera de sección múltiplex como el valor binario 11 O.
• FEBE (Far End Block Error). Error de bloque en el extremo lejano. Un byte indica el número de errores de bits 82 detectado por el "extremo lejano" en la última trama recibida.
El mantenimiento de la señal es resultado de un problema detectado en la señal SDH entrante.
El término "extremo lejano" puede explicarse de la forma siguiente: Según la figura 2.12, hay una línea SDH entre las posiciones A y B. La línea consta de dos tramos distintos, uno que transporta señales de A a B (tramo 1) y otro que transporta señales de B a A (tramo 11).
Para el tramo 1, la posición B se considera como el "extremo lejano". Si se producen alarmas (o errores de paridad al nivel de la ruta) en la señal de A a B, estos se detectan en el "extremo lejano" del tramo 1 (es decir, en la posición B). La información se devuelve a la posición A en la otra mitad de la línea SDH (es decir, el tramo 11) como un Fallo de recepción en el extremo lejano (FERF) o un Error de bloque en el extremo lejano (FEBE), dependiendo de la naturaleza del problema.
Tramo II de la /
Extremo lejano del Tramo I En el emplazamiento B se monitorea la señal entrante Y la información se devuelve al emplazamiento A en el Tramoll
2.4.1 Punteros
Aun cuando SDH es una Jerarquía Digital Síncrona, la desviación de fase puede ocurrir dentro de una red. En adición, la desviación de frecuencia probablemente pueda ocurrir en los puntos de conexión entre dos redes SDH. Para compensar estas desviaciones, el sistema SDH utiliza punteros.
Además los punteros permiten el funcionamiento asíncrono en una red síncrona. SDH está ideada como una red síncrona. Es decir, todos los nodos de la red síncrona deberían obtener sus señales de temporización de un mismo reloj maestro de la red. Sin embargo, SDH está diseñada para permitir un funcionamiento asíncrono en la red. Esto es necesario para dar cabida a las diferencias de temporización que suceden cuando un nodo SDH pierde la referencia de temporización de la red y funciona de acuerdo con su reloj auxiliar y para hacer frente a las diferencias de temporización en el límite entre 2 redes SDH independientes. Para resolver las diferencias de temporización, el VC-4 puede moverse positiva o negativamente, 3 bytes a la vez, con respecto a la trama de transporte.
2.5 Sincronismo
En PDH lo normal es el sincronismo interno, mientras que los equipos SDH se configuran para recibir la temporización desde el exterior en condiciones normales de funcionamiento. Solo en caso de falla severa se pasa al sincronismo interno. Una particularidad de gran importancia en SDH es que todos los equipos multiplexores y de transmisión se encuentran sincronizados desde la misma fuente.
En la figura 2.13 se muestra los tipos de relojes que se adoptan en el sistema SDH.
(T3) RELOJ LOCAL ___.,,_ 2048 MHz __,,.,
(T4) RELOJ DE SALIDA 2048 MHz
t
t
(T2) RELOJ DE INTERFAZ PLESIOCRONO 2Mbps
(T1) RELOJ DE LINEA SINCRONA STM-N
a). Entradas de Reloj
• Señal de 2 Mbps: De mayor uso, se transporta sobre la red PDH
• Señal de línea síncrona STM-N: Se distribuye a nivel de agregado STM-N , se usa para transportar la señal de sincronismo de una localidad a otra y sincroniza a los equipos de transmisión que la transportan
• Señal de 2 MHz: Se distribuye localmente entre los equipos de un mismo lugar, desde un DRD, GPS o a través de una interface a 2MHz del equipo de transmisión.
b ). Salidas de Reloj
3.1 Introducción
En el capítulo II se explicó la teoría del SDH, las formas de uso, la estructura de multiplexación para llegar a una trama de STM-1, los bytes del encabezado para supervisión de la trama y las señales de mantenimiento. En este capítulo se explica una solución de monitoreo y control aplicada a la red de transporte de microondas SDH, actualmente en uso en el Perú, del fabricante NEC. Se va a explicar el proceso del equipamiento y control aplicados.
3.2 Equipos NEC usados para la red SDH
NEC Corporation es una compañía multinacional de tecnología y comunicaciones con oficina central en Minato-ku, Tokio (Japón). NEC proporciona soluciones IT (tecnologías de información), soluciones de comunicaciones a empresas, servicios de telecomunicaciones como portadores, etc.
Los productos de NEC para sistemas de transmisión inalámbricos, permiten realizar implementaciones rápidas y económicas en lugares en donde no hay infraestructura de comunicaciones instalada, se dificultan las obras civiles relacionadas con excavaciones y/o tendido de cables. El portafolio de productos de NEC incluye soluciones de baja y de alta capacidad, en tecnologías PDH, SDH o WLAN, punto-punto o punto-multipunto, con capacidad de operar en distintos rangos de distancias y frecuencias.
En el caso de las redes SDH (alta capacidad) se tiene lo siguiente:
• Radio SDH 2000S
Estos pueden operar en las bandas de frecuencia desde 4 GHZ hasta 11 GHz para transmisión de larga distancia. Los radios SDH de NEC transmiten una señal STM-1 de 155 Mbps más señales de tráfico adicional (wayside) opcionales.
Varias configuraciones del sistema tales como N+1 Diversidad de Frecuencia (FD) y Hot-Standby (HS) están disponibles. El sistema se puede ampliar fácilmente agregando módulos y/o sub-bastidores a la configuración existente para aumentar la capacidad de transmisión.
estándares de espaciamiento de canales de radiofrecuencia tal como lo recomienda la ITU-R: 30 MHz de espaciamiento para modulación 128 QAM y 40 MHz para 64 QAM.
• Radio SDH 3000S
Es similar al modelo 2000S, pero el transmisor y el receptor se han unido en uno solo. También el modulador y el demodulador se han unido y se llama Modem.
Este radio tiene funciones de loop. La frecuencia intermedia en el 2000S es de 70 Mhz, y en el 3000S es de 140 MHz. El cable Dade en el 3000S es reemplazado por una tarjeta. En el radio 3000S la tarjeta ACL es reemplazada por la tarjeta CTRL y solo hay una por bastidor.
• Pasolink SDH 5000S
Los sistemas de radio de microondas series SDH NEC 5000 y 3000 cubre la frecuencia de 4 a 11 GHz para las transmisiones de larga distancia.
El 5000S se ha diseñado utilizando la última tecnología y puede equipar hasta 1 O sistemas en un solo bastidor ETSI y su sistema de repetidor completo también ocupa sólo un rack ETSI. Soporta adicionalmente FastEthemet o GigabitEthernet.
• Radio Pasolink NEO
Usado en enlaces de acceso de corto alcance incluyendo la red troncal backhaul celular, y ofrece capacidades de transmisión de alta velocidad. El sistema está en capacidad de operar en múltiples bandas de radio frecuencia que van desde 6 GHz hasta 52 GHz, y con una capacidad de tráfico de 155 Mbps.
Con el uso de una unidad exterior ODU compatible, es posible hacer la actualización del sistema de manera fácil y así aumentar su capacidad o cambiar la modulación. Soporta interfaz LAN de alta velocidad (10BaseT/100BaseTx).
3.3 Descripción General del Sistema de Radio
3.3.1 Descripción
Se proporciona información sobre el sistema de radio de microondas digital de 150MB L6/U6/8 GHz para la transmisión de señales digitales de Jerarquía Digital Síncrona (SDH), del fabricante NEC, modelo DMR 2000S.
Aquí se incluye información sobre la configuración del sistema, comportamiento del sistema, alarma y control, conmutación de protección y mantenimiento.
de radiofrecuencia * con el método de modulación por amplitud en cuadratura 64/128 (QAM) y tiene una capacidad de transmisión de 155.52 Mbps.
Nota:*
Banda de Frecuencia en Sistema de 64 QAM: Banda de 4 GHz: 3.600 a 4.200 GHz Banda de 5 GHz: 4.400 a 5.000 GHz Banda de U6 GHz: 6.430 a 7. 11 O GHz Banda de 8 GHz: 7.725 a 8.275 GHz Banda de 11 GHz: 1 O. 700 a 11. 700 GHz Banda de Frecuencia en Sistema de 128 QAM:
Banda de 4 GHz: 3.8035 a 4.2035 GHz Banda de L6 GHz: 5.925 a 6.425 GHz Banda de 7 GHz: 7.125 a 7.425 GHz Banda de 8 GHz: 8.200 a 8.500 GHz Banda de 13 GHz: 12.750 a 13.250 GHz
3.3.2 Configuración del Sistema
La estación terminal consta del equipo Transmisor-Receptor TRP - [ ]G150MB6/7-900[ ] y el equipo Modulador-Demodulador MDP-[ ]150MB6T/7T-900[ ]. La estación repetidora regenerativa consta del equipo TRP -[ ]G150MB6/7-900[] y el equipo
MDP-150MB6R/9R-900[ ].
Las funciones de Operación, Administración, Aprovisionamiento y Mantenimiento (OAM&P) y Línea de órdenes telefónicas están equipados en el equipo de MDP.
Cada bastidor está provisto con los siguientes indicadores LEO de la parte superior del bastidor:
• Indicador NORM-Todo los equipos están en operación normal • Indicador PM - Ha ocurrido una alarma en uno de los equipos
• Indicador DM - No alarma de los equipos. Con mantenimiento diferido. • Indicador MAINT - El equipo está en mantenimiento
Un ejemplo de radio instalado como equipo terminal para el sistema SDH montado en un bastidor ETSI se ilustra en la figura 3.1. La sección de transmisión se encuentra en la parte superior y la sección modulador/demodulador en la parte central e inferior. Las fuentes se hallan en la parte inferior.
Figura 3.1 - Radio SDH NEC 2000S
Y el detalle de los módulos instalados se indica en la figura . 3.2, en forma esquemática, para un sistema 3+1 (4 sistemas).
TX
1-XREGl REG3
BR CKT : TX /RX /SD RX
---
--T
R
p
---
·
--
--
--
-
·
M
D
p
--- ª
FUENTES
DC-DC
-
---
·
Figura 3.2 - Bastidor ETSI del Radio SDH NEC - Configuración 3 + 1
DATA IN
MDP-150MB
---
TRP-150MB BRCKT-O
3.3.3 El sistema de alimentación de energía
El terminal de entrada para el suministro de energía se encuentra en la parte superior (PDB) del bastidor SDH. La línea de alimentación (-48 vee) del sistema de fuerza de energía se suministra al terminal de entrada de energía de e.e. por cada sistema (SIS 1 a SIS 4). Los terminales están ubicados en el tope del bastidor.
Los módulos de energía oe-oe eONV se encuentra en la parte inferior del bastidor. La energía de entrada se convierte en energía regulada de e.e. (-15.0 V, -5.5 V, -5.2 V, +3.3 V, +3.6 V, +5.0 V, +5.3 V y +8.0 V) por el módulo convertidor de e.e. en e.e. (DC-DC CONV).
Los módulos de energía oe-oe eONV del sistema 1 y 2 funcionan en paralelo con las tarjetas LMS, RMel, SWO PROC, AeL, eLK, TR DIST, OH INTFe, 140/150 INTFe y WaySide correspondientes.
Y los módulos de energía del sistema 3 y 4 funcionan en paralelo con las tarjetas 140/150 INTFe y WaySide correspondientes, según se muestra en la figura 3.4.
DC-DC
Figura 3.4 - Distribución compartida de energía para el MDP
3.4 Equipo Transmisor Receptor (TRP)
El equipo transmisor-receptor TRP consta de Unidades de Transmisión (Unidades TX), unidades de Recepción (Unidades RX), módulos ATPe y módulo AeL.
3.4.1 Operación Funcional Unidad TX
En caso de banda de 6 a 8 GHz, la unidad TX consta de los módulos TX RF, BPF, FET AMP y FET PS.
En caso de otros, la unidad TX consta de TX RF, BPF, FET AMP, FET PS y LO
La señal de FI modulada 64/128 QAM del equipo modulador-demodulador 64/128 QAM se alimenta al módulo TX RF, donde el nivel de señal de FI se amplifica por el amplificador de FI. Esta señal FI amplificada se mezcla con una señal local de RF generada por el oscilador local para producir una señal RF de transmisión. La señal RF obtenida se alimenta al módulo FET AMP a través del BPF donde se eliminan las señales indeseables generadas en el módulo TX RF. En el módulo FET AMP, la señal de FI es amplificada al nivel especificado con el circuito de control de nivel automático (ALC). En la figura 3.5 se muestra un esquema de lo indicado.
IFIN
Figura 3.5 - Diagrama de bloques del TX
3.4.2 Operación Funcional Unidad RX
TXOUT
La señal de entrada RF del filtro de derivación asociado se alimenta al módulo RX RF. Se mezcla con la señal local. Luego se convierte en una señal de Ft de banda de 70 MHz que se aplica al módulo RX IF a través del EQL BOARD. Donde se produce una señal de FI de nivel apropiado.
La señal de FI combinada se aplica al módulo RX RF de nuevo a través del EQL BOARD. Se muestra en la fig. 3.6 un diagrama de bloques de la recepción.
RXIF
Figura 3.6 - Diagrama de bloques del RX
3.4.3 Operación Funcional Unidad ATPC
IN
La función del ATPC (control automático de potencia de transmisión) es controlar automáticamente el nivel de salida de RF del transmisor opuesto de acuerdo al nivel RF de recepción. En la figura 3. 7 se muestra un diagrama en bloques funcionales.
Primero, en el extremo de recepción, el nivel RX IN se detecta por la unidad RX del equipo TRP y la señal de entrada se pasa al circuito de la unidad de procesamiento central (CPU) del módulo ATPC. El circuito de CPU determina si se debe controlar o no la potencia de salida de TX de la estación opuesta, de acuerdo a las características de histéresis preajustadas desde el Terminal Local Craft (LCT). La información concerniente a este control es enviada a través del circuito RFCOH INTFC para alcanzar el circuito RFCOH INS del módulo MOD del equipo MDP, donde se inserta. Esta información de control insertado se transmite luego a la estación opuesta por la unidad TX.
voltaje de suministro de energía producido en el FET PS.
OPERACION DEL CONTROL AUTOMATICO DE POTENCIA ATPC
�
,
o-(�
i D RX
DEM--- VELOCIDAD DE SEGUIMIENTO 100 db/seg
ATPC ,_______, ACL
- RANGO DINAMICO DEL FET AMP -13 A +2 db REGULADO POR VOLTAJE PRODUCIDO POR EL FET PS. - DE ACUERDO A LA SEÑAL DE CONTROL RECIBIDA, EL ATPC MANTIENE CONSTANTE, INCREMENTA
O DISMINUYE LA POTENCIA DE TX EN PASOS DE 1 dB DE ACUERDO AL NIVEL DE RX EN EL OTRO EXTREMO.
Figura 3. 7 - Configuración del ATPC
Se observa que el ATPC se comunica con el DEM, MOD, con el RX IF, con el Transmisor (FET PS) y FET AMP. Para activar esta función ATPC en margen dinámico de -13 a +2 dB para con el nivel especificado de salida del transmisor, la estación necesita establecer los siguientes ajustes a través del LCT:
• Ajuste de nivel mínimo de potencia de TX
• Ajuste de nivel de umbral: Nivel para iniciar el control de potencia de TX.
• Ajuste de nivel de histéresis: Rango dentro del cual la potencia de TX mínima puede ser elevada hasta alcanzar el dB máximo.
El ATPC varía automáticamente la potencia de salida del Transmisor de acuerdo a las condiciones de la trayectoria. Con ello se obtiene:
Ahorro en el consumo de energía.
Mejora la operación ante desvanecimientos.
3.5 Equipo Modulador/ Demodulador (MDP)
Tabla 3.1 -Aplicaciones de los Equipos a 128QAM
Sistema de conmutación de i---+---1 protección 1 + N, o Sistema de MDP-150MB7T Terminal
MDP-150MB7R Repetidor Regenerativo trayectoria doble
3.5.1 Composición del Equipo
Cada tipo de equipo MDP está compuesto por los módulos enchufables apropiados
para las aplicaciones descritas en la Tabla 3.2.
Tabla 3.2 - Módulos Componentes del MDP
DIG HYB 277-036012-001
·
x
COMUN OpcionalACL E6055A X X COMUN
MOD E6021C X X SYS
1/2/3/4
DEM E6022C X X SYS
1/2/3/4
WS/DSC INTFC E6023D/E/F X X SYS Opcional
1/2/3/4
ow
277-03629 X X COMUN OpcionalRMCI 277-053958-001 X X COMUN Opcional
LMS 277-053963-001 X X COMUN Opcional
SWO PROC 277-036010 X COMUN
SWO EXP 277-036011 X COMUN Opcional
SWO CTRL E6049A X COMUN Opcional
140/150M INTFC E6041A X SYS Opcional
1/2/3/4 OPT INTFC E6042A/B/C/D X
CONN CARO E6015A X
TR DIST E6044A X
OH INTFC E6047A X X SYS Opcional
1/213/4
OH EXT E6048A/B X X SYS2 Opcional
CLK E6046A X COMUN
Se va a describir la operación funcional del equipo para la sección del modulador, la
de la interface de lado lateral (wayside) y la sección del OAM&P.
3.5.2 lnteñace OPT, lnteñace de 140/150M
La sección de la interface OPT o de la interface de 140/150M y de la terminación SOH está provisto en el equipo tipo terminal para cada canal regular. Para el canal de protección, se provee el módulo OPT INTFC ó 140/1 S0M INTFC si se transmiten señales ocasionales en sistemas 1 + N.
Lado de Transmisión:
• Procesa la señal proveniente del MUX.
• Puede manejar señales STM1 y PDH 140Mbps.
• Procesa la cabecera MSOH, de donde extrae los bytes E2 y DCCm que los envía al módulo OH INTFC y de los bytes K2 y 82 envía las alarmas MS-AIS, MS-FERF, E SER y SD al módulo ACL.
• Conversión de datos ópticos a eléctricos -caso OPT INTFC • Conversión de código CMI/NRZ-caso 140/150M INTFC • Terminación SOH-OPT INTFC ó 140/150M INTFC
• Procesamiento del indicador-caso OPT INTFC ó 140/150M INTFC
Lado de Recepción:
• Conversión de datos eléctricos a ópticos -OPT INTFC • Conversión de código NRZ/CMI -140/150M INTFC • Terminación SOH- OPT INTFC ó 140/150M INTFC
• Procesamiento del indicador -OPT I NTFC ó 140/1 S0M I NTFC
3.5.3 Modulador (MOD)
La sección del modulador efectúa las siguientes funciones:
• Inserción de RSOH: los bytes E1, F1 y DCCr son entregados por el módulo OH INTF
• Aleatorización-1
• Velocidad y Conversión de 8-7
• Inserción de RFCOH: Se insertan los bytes de wayside, control automático de potencia ATPC, control de conmutación SW.
• Aleatorización-2 • Codificación MLCM • Modulación QAM
3.5.4 Demodulador (DEM)
En el demodulador se proveen las funciones ADP EQL, DEM, TRANSV EQL y MLCM DECOD.
• Igualación en la Banda IF • Demodulación QAM
• Igualación en el Dominio del Tiempo • Decodificación MLCM
• Sincronización de Trama • Desaleatorización
• Extracción de RFCOH, Se extraen los bytes de wayside, control automático de potencia ATPC, control de conmutación SW
• Velocidad y Conversión de 7-8
• Terminación RSOH, los bytes E1, F1 y DCCr son entregados al módulo OH INTF. • Código E6022A, E, J para 64 QAM y E6022C, G, L para 128QAM.
3.5.5 lnteñace SOH
Los bytes SOH (MSOH, RSOH y POH (VC4)) para extracción/inserción desde/hacia los datos STM-1, son conectados con un circuito externo a través del módulo OH INTFC y el módulo OH EXT (opcional). El módulo OH EXT provee acceso combinado con el módulo OH INTFC.
OH INTFC:
Procesa los bytes de cabecera E1, E2, F1, DCCr, DCCm.
Estos bytes los toma normalmente del Sistema 2, pero en caso de falla lo hace del Sistema 1. Se puede hacer esta elección mediante el LCT.
Se usa una Tarjeta OH EXT para usar bytes adicionales.
3.5.6 Distribuidor TR (TR DIST)
Las señales STM-1 transmitidas derivadas en el módulo OPT ó 140/150M INTFC de cada canal son alimentadas al módulo TR DIST. La señal STM-1 recibida del módulo DEM en el canal PROT es alimentada al módulo TR DIST el cual distribuye la señal a todos los canales descendentes.
Es decir, recibe las señales en paralelo de los módulos 140/150 INTFC, a la espera de las señales de control del módulo SWO PROC para entregarlas al MOD de Protección a través del TX SW y recibir del DEM a través el DIST SW. Solo se coloca en terminales.
3.5. 7 SWO PROC
lado de transmisión para iniciar el proceso de conmutación vía el RFCOH. • Envía señales de control al TR DIST durante el proceso de Conmutación. • Cuando se resetea queda abierta la ruta de protección.
• Solo se coloca en Terminales.
3.5.8 Interface del canal de servicio Wayside (opcional)
Tiene entradas de 2Mbps, cuando se usa modulación de 64QAM se pueden usar 2 E1's por sistema. Con 128QAM solo se usa 1 E1 por sistema. Cada tarjeta está asociada a 2 sistemas de radio. La primera tarjeta funciona con los sistema 1 y 2, la segunda tarjeta con los sistema 3 y 4. Las señales se entregan/reciben al/del Modulador/Demodulador.
3.5.9 Distribución del CLK
Se proveen dos módulos de CLK (lado derecho e izquierdo) en cada bastidor y estos distribuyen relojes de sincronización, pulsos de trama y señales de información en línea a los módulos de interface OPT INTFC ó 140/150M INTFC según sea el caso y al módulo TR DIST y CLK correspondientes al canal regular inferior de los otros bastidores. La selección ON UNE de CLK (L) y CLK (R) es efectuada detectando la existencia del módulo CLK mutuo a través de la señal X CONT o, por la señal de control del módulo ACL.
3.6 Alarma y Control
Las funciones de alarma y control en una estación terminal son las siguientes: • Indicación y reporte de alarma.
• Monitoreo de comportamiento/reporte de datos de medición.
• Control de desconexión automática de laser, caso del módulo óptico OPT. • Control de conmutación de reloj de referencia (módulo CLK del equipo MDP). • Control de módulo de conmutación de protección de radio.
• Control automático de potencia de transmisión, en caso del equipo TRP.
3.6.1 Indicación y Reporte de Alarma
Tabla 3.3- Indicación y Reporte de Alarma
LOS Pérdida de señal de entrada
•
140M/150M Falla lógico es detectada.
•
INTFCALM
LOF Pérdida de sincronización de trama.
•
E BER (RX) BER degradada peor que el valor preajustado (10-3)
•
SO (RX) El nivel de entrada en la señal de diversidad está degradada
•
peor que el valor preajustado (BER 10-5 a 10-9)
LOP Pérdida de Puntero.
•
TR OIST ALM Pérdida de Comunicación entre módulo TR DIST y el OAM&P.
•
MUXCLKALM Pérdida de reloj 0/1 desde la dirección MUX.
•
OMR CLKALM Pérdida de reloj 0/1 desde la dirección radio de microonda.
•
CLK LOSS Pérdida de reloj de salida externo
•
INPUT LOSS Pérdida de reloj de entrada externo
•
MAINTALM Conmutador MAINT SW del módulo ACL puesto en la posición
•
MAINT.
M OOALM El nivel de entrada de señal de FI disminuye.
•
OEM ALM Pérdida de sincronización de portadora.
•
TX PWRALM El nivel de salida de RF del FET AMP disminuye por debajo del
•
nivel preajustadoTXAPCALM Ocurre condición fuera de enganche de fase de APC del LO
•
ose
(TX)RX IN LEVALM El nivel de entrada de FI del módulo RX disminuye por debajo
•
del nivel preajustado.
RXAPCALM Ocurre condición fuera de enganche de fase de APC del LO
•
ose
(RX)MAIN IN LEV El nivel de entrada de FI del receptor principal disminuye.
•
ALMMAIN IN LEV EL nivel de entrada de FI del módulo RX disminuye por debajo
•
OOWN del nivel preajustado.
SO IN LEV ALM El nivel de entrada de FI del receptor SO disminuye.
•
SO IN LEV El nivel de entrada de FI del módulo RX disminuye por debajo
•
OOWN del nivel preajustado.
PHASE ALM La fase diferencial de FI entra principal y SO excede límite
•
especificado.
Nota: PM: mantenimiento prioritario DM: mantenimiento diferido
Aprovisionamiento y Mantenimiento (OAM&P). Todas las alarmas se indican conectando el LCT (Terminal Local Craft), terminal PC de acceso al equipo. La velocidad de transmisión de la señal de datos en serie se transmite a 9600 bps.
3.6.2 Control de Conmutación de Reloj de Referencia (Módulo CLK del equipo MDP) En caso de MST (Tara de sección de multiplexación), para producir el reloj a usar en el equipo, una de las fuentes de sincronización indicadas abajo se selecciona en el módulo CLK. Esta selección se puede hacer manualmente usando el LCT. Ambas direcciones, TX y RX, se sincronizan siempre desde la misma fuente.
Reloj EXT: Señal de reloj entrante desde la referencia externa (señal de reloj de 2.048 MHz)
Reloj MUX: Reloj extraído desde el flujo de datos entrante STM-1 (desde el equipo MUX)
Reloj DMR: Reloj demodulado por el demodulador desde el flujo de datos STM-1 proveniente de la estación distante.
Reloj INT: Reloj (12.96 MHz) producido por el oscilador interno en el módulo CLK.
El equipo se provee con la función de conmutación de reloj de referencia que conmuta automáticamente a otra referencia de reloj si ocurre alguna anormalidad en el reloj seleccionado. Esta función de conmutación de reloj de referencia puede ser ajustada con el Monitor ACL en cualquiera de los modos. Si se emite alguna de las alarmas en el reloj actualmente seleccionado, se selecciona el siguiente reloj. Sin embargo, cuando la alarma producida antes de retornar al estado normal, se conmuta nuevamente la operación al reloj con mayor prioridad.
3.6.3 Control de Módulo de Conmutación de Protección de Radio
El control de cada módulo OPT INTFC, 140/150M INTFC o WS/DSC INTFC puede ser llevado a cabo por el modo de control de conmutación manual, remota o automática con la prioridad asignada.
• Módulo TR DIST
Sistema de Conmutación de Protección 1 +N
• Módulo OPT, 140M/150M INTFC (HL SW) Sistema de Conmutación de Protección 1 + N
En el sistema de conmutación de protección 1 + N, el control de conmutación automática se lleva a cabo con el módulo SWO PROe (REG 1 a REG3) y SWO EXP (REG4 a REG7) y la conmutación manual se lleva a cabo con la operación del equipo de control de conmutación del LeT.
• Módulo CLK
Dos módulos de eLK se proveen en cada equipo de MDP y cuando falla el módulo eLK, el otro módulo eLK suministra las señales de reloj al módulo correspondiente.
3.6.4 Control Automático de Potencia de Transmisión
Este control automático de potencia de transmisión (ATPe) provee la función de variar automáticamente la potencia de salida de TX del equipo TRP de acuerdo a las condiciones del trayecto. La provisión de esta función permite los siguientes efectos:
• Reducción de interferencias a los sistemas cercanos. • Mejora de las características de desvanecimiento. • Mejora de las características de BER residual.
• Ahorros en el consumo de energía.
3.6.5 Ítems de Medición
Tanto para estaciones terminales como repetidoras se tienen los siguientes ítems de medición en los módulos TRP:
�:,JEM '· · .-
..
' ,•.Potencia de salida de TX Nivel de la señal recibida
• �� ',ti
:''""!,-_, V
Nivel de la recibida señal principal. Nivel de recibida señal de SO. Voltaje de APe del LO ose de TX. Voltaje de APe del LO ose de RX. Voltaje de salida del FET PS. Voltaje de salida del De-De eONV.
3. 7 Conmutación de Protección
En esta sección se explica el funcionamiento de la conmutación de protección.
3. 7 .1 Sistema de Conmutación de Protección 1 + N
El sistema de conmutación de protección 1 + N está compuesto de un canal de protección (PROT) y N canales (hasta 11 canales) regulares (REG) para permitir la conmutación de protección con la ayuda del OAM & P de control de conmutación por detección de alarma de sincronización de trama (F SYNC ALM) (trama de radio) y alarma de umbral (LOW SER ALM).
La operación de conmutación de protección es iniciada por el módulo DEM en el terminal de recepción por detección de alarma de sincronización de trama y alarma SER. El módulo DEM informa las condiciones a la unidad de SWO PROC en la OAM&P.
Si dos o más canales fallados en el mismo tiempo, el canal de más alta prioridad se conmuta al canal de protección. La prioridad de conmutación se selecciona por arreglo de prioridad en el aprovisionamiento con el LCT (Terminal Local Craft).
a). Conmutación de Protección en el Lado de Transmisión
La conmutación de protección en el extremo de transmisión es efectuada por el módulo TR DIST.
Si se detecta degradación en la calidad de la señal (F SYNC ALM o LOW SER ALM) por cualquier módulo DEM del canal REG del extremo de recepción, el módulo TR DIST recibe la señal TX CTRL y la señal TX ACS CONT OFF para la señal de acceso a protección desde la comunicación OAM&P. Con este control, la señal del canal REG correspondiente es transmitida en paralelo dentro del canal de PROT.
b ). Conmutación de protección en el lado de Recepción
La conmutación de protección en el extremo de recepción es efectuada por el SYNC SW en el módulo OPT, 140/150M INTFC.
Cuando se degrada la calidad de la señal se detecta F SYNC ALM o LOW SER ALM por cualquier módulo DEM del canal REG, la condición de REG es enviada al extremo de transmisión por la comunicación OAM&P y la STM-1 del canal REG correspondiente es recibida del canal PROT por el control de conmutación.
150M/140M/OPT INTFC
INTFC
INTFC
INTFC
�
---� 1 +3 NOTAS:
PROT : CANAL DE PROTECCION REG N : CANAL REGULAR N
Figura 3.8 - Conmutación de Protección del sistema 3 + 1
INTFC 150M/140M/OPT
INTFC
INTFC
INTFC
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