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Diferencia entre revisiones de «Red óptica síncrona»

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{{fusionar|SONETRed óptica síncrona}}
'''Synchronous Optical Network''' (SONET) es un [[Norma (tecnología)|estándar]] para el transporte de [[telecomunicación|telecomunicaciones]] en redes de [[fibra óptica]].
 
== Orígenes ==
La '''Red Óptica Síncrona''' [[SONET]] es un estándar creado para la transmisión digital de grandes cantidades de información en redes de fibra óptica mediante el uso de láser o diodos emisores de luz [[LED]].
La decisión de la creación de SONET fue tomada por la ECSA (Exchange Carriers Standard Association) en los [[Estados Unidos]] para posibilitar la conexión normalizada de los sistemas de fibra óptica entre sí, aunque estos fueran de distinto fabricante. En las últimas etapas de desarrollo de SONET entró también el [[CCITT]] (Comité Consultivo Internacional Telefónico y Telegráfico), antecesor del actual UIT-T, de la [[UIT]] (Unión Internacional de Telecomunicaciones, sector de estandarización de telecomunicaciones) para que se pudiera desarrollar una norma que posibilitara la interconexión mediante fibra de las redes telefónicas a nivel mundial.<br />
Este estándar, definido por el [[ANSI]] para la red pública de telefonía empleada en EE.&nbsp;UU. a mediados de los años ochenta, fue desarrollado para sustituir a la Jerarquía Digital Plesiócrona [[PDH]], sistema que permite el envío de varios canales sobre un mismo medio mediante la [[multiplexación]].
De esta etapa parte el desarrollo de la denominada Jerarquía Digital Síncrona, conocida popularmente como [[SDH]] (Synchronous Digital Hierarchy). A finales de los [[Años 1990|90]], se estima que los estándares SONET/SDH podrán proporcionar las infraestructuras de transporte para la red mundial de telecomunicaciones para las siguientes dos o tres décadas.<br />
Aún cuando tienen puntos de compatibilidad, el estándar SONET prácticamente solo es aplicado en Estados Unidos y [[Canadá]] mientras que el [[SDH]] se aplica en el resto del mundo.
 
== Señal básica y elementos de la red SONET ==
==Orígenes==
El uso de sistemas de transmisión de fibra óptica ha crecido en los últimos años,en lo que se refiere a aplicaciones de corta y larga distancia, lo cual depende en gran medida de la implementación de la red. Conforme han ido creciendo Internet y sus aplicaciones, también lo han hecho la demanda de conectividad y velocidades más rápidas, por ello surgieron estándares como SONET y [[SDH]], las cuales continúan creciendo hoy en día.
 
=== La señal básica de SONET ===
Antes que la SONET, la primera generación de los sistemas de fibra óptica para redes de telefonía pública, utilizaban arquitecturas, equipo, líneas de código, formas de multiplexación y procedimientos de mantenimiento propios.
 
SONET define una tecnología para transportar muchas señales de diferentes capacidades a través de una jerarquía óptica síncrona y flexible. Esto se logra por medio de un esquema de multiplexado por interpolación de [[byte]]s. La interpolación de bytes simplifica la [[multiplexación]] y ofrece una administración de la red extremo a extremo.<br />
Con el paso del tiempo fueron surgiendo distintos estándares estrechamente relacionados con la creación de redes de fibra ópticas, como son:
El primer paso en el proceso de la multiplexación de SONET implica la generación de las señales del nivel inferior de la estructura de multiplexación. En SONET la señal básica la conocemos como señal de nivel 1 o también STS-1 (Synchronous Transport Signal level 1). Está formada por un conjunto de 810 bytes distribuidos en 9 filas de 90 bytes. Este conjunto es transmitido cada 125 microsegundos, correspondientes a la velocidad del canal telefónico básico de 64 [[Kilobits por segundo|kbit/s]], por lo que la velocidad binaria de la señal STS-1 es 51,84 [[bps|Mbit/s]].
 
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* '''SDH''' o '''Jerarquía Digital Síncrona''' desarrollado por la [[Unión Internacional de Telecomunicaciones|ITU]] y documentada en la norma G.707 y su extensión G.708.
[[Archivo:SONET.png]]
* '''SONET''' o '''Red de Fibra Óptica Síncrona''' que fue definido a partir de la norma T1.105 del ITU.
 
Figura 1.- ''Estructura de trama de la señal STS-1''
El estándar de red SONET fue desarrollado para satisfacer las exigencias de los nuevos servicios de comunicación según el modelo americano, mientras que SDH también fue desarrollado para el resto del mundo.
</center>
 
Las señales de niveles más altos están formadas por la multiplexación de diversas señales de nivel 1 (STS-1), creando una familia de señales STS-N, donde la N indica el número de señales de nivel 1 que la componen. En la Tabla 1 se indican las denominaciones de las señales eléctricas y portadoras ópticas, así como sus velocidades y los puntos de coincidencia con los de la [[SDH|Jerarquía Digital Síncrona]].
Por tanto podemos decir que no es correcto pensar en SDH o SONET como protocolos de comunicación en sí, sino más bien como medios para el traslado de los contenedores que trasportan tanto datos como voz.
 
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== Estructura de SONET / Señales SDH ==
SONET Y SDH suelen utilizar términos diferentes para describir idénticas características o funciones, por lo que a veces esto lleva a la confusión. Con pocas excepciones, se puede decir que SONET es un subconjunto de SDH. Las dos principales diferencias entre ambos son:
* SONET puede utilizar una de las dos unidades básicas disponibles para crear los frames mientras que SHD sólo pueden utilizar uno.
* SDH ha mapeado las opciones adicionales que no están disponibles en SONET.
 
<TABLE border="1" align="center" >
== Unidades básicas de transmisión ==
<caption> '''Tabla 1.- Señales y velocidades binarias SONET'''</caption>
La unidad básica de transmisión que utiliza SDH es [[STM-1]] o Módulo de Transporte Síncrono de Nivel 1, que opera a 155,52 [[Mbps]]. SONET se referirá a esta unidad básica como [[STS-3c]] o Señal Síncrona de Transporte Nivel 3 Concatenada, coincidiendo su funcionalidad, tamaño y velocidad binaria con los de STM-1.
<TR><TH>Señal eléctrica<th>Portadora óptica<th>Velocidad binaria<br />(Mbit/s)<th>Equivalencia SDH</tr>
SONET ofrece otra unidad básica de transmisión denominada [[STS-1]], la cual tiene una velocidad de 51.84 Mbps, exactamente un tercio de la velocidad que tiene STM-1 / STS-3c.
<TR><TD>STS-1</td><td>OC-1</td><td>51,84</td><td>STM-0</td></tr>
<TR><TD>STS-3</td><td>OC-3</td><td>155,52</td><td>STM-1</td></tr>
<TR><TD>STS-9</td><td>OC-9</td><td>466,56</td><td> - </td></tr>
<TR><TD>STS-12</td><td>OC-12 </td><td>622,08</td><td>STM-4</td></tr>
<TR><TD>STS-18</td><td>OC-18</td><td>933,12</td><td> - </td></tr>
<TR><TD>STS-24</td><td>OC-24</td><td>1244,16</td><td> - </td></tr>
<TR><TD>STS-36</td><td>OC-36</td><td>1866,24</td><td> - </td></tr>
<TR><TD>STS-48</td><td>OC-48</td><td>2488,32</td><td>STM-16</td></tr>
<TR><TD>STS-96</td><td>OC-96</td><td>4976,64</td><td> - </td></tr>
<TR><TD>STS-192</td><td>OC-192</td><td>9953,28</td><td>STM-64 </td></tr>
<TR><TD>STS-256</td><td>OC-256</td><td>13271,04</td><td>-</td></tr>
<TR><TD>STS-384</td><td>OC-384</td><td>19906,56</td><td>-</td></tr>
<TR><TD>STS-768</td><td>OC-768</td><td>39813,12</td><td>STM-256 </td></tr>
<TR><TD>STS-1536</td><td>OC-1536</td><td>79626,24</td><td>-</td></tr>
<TR><TD>STS-3072</td><td>OC-3072</td><td>159252,48</td><td>-</td></tr>
 
</table>
===Framing===
En los paquetes orientados a la transmisión de datos, tales como [[Ethernet]], un [[frame]], por lo general, consiste en una cabecera y una sección de datos o payload. En el caso de un STS-1, el frame tiene un tamaño de 810 octetos, mientras que en un STM-1 o STS-3c, es de 2430 octetos. Para STS-1, cada frame se transmite de la siguiente manera, 3 octetos de cabecera seguidos de 84 octetos pertenecientes a la carga útil, repitiéndose este proceso hasta que los 810 octetos son trasmitidos por completo.
La cabecera es un número que indica en cada línea STS-1 el byte de inicio de los datos de [[trama de red|trama]], en consecuencia el puntero no estará vinculado a la estructura de trama, sino que “flota” respecto a la trama.
 
</center>
===Frame SDH===
 
=== Elementos de la Red SONET ===
[[Archivo:Stm 1.jpg|thumb|250px|la figura muestra una estructura rectangular de 270 columnas y 9 filas. Las 3 primeras filas y 9 columnas contienen el RSOH, y las últimas 5 filas y 9 columnas contienen el MSOH. Las 4 filas de la parte superior contiene los punteros.]]
El STM-1 es el [[frame]] básico para construir las tramas SDH, que constituyen el primer nivel de la Jerarquía Digital Síncrona SDH.
La trama básica SDH consiste en una matriz de bytes de 8 bits organizados dentro de 270 columnas y 9 filas. Como ya hemos dicho, la duración de cada trama de este tipo es de 125 microsegundos, y constan de tres áreas importantes: una sección de cabecera extra SOH, un puntero AU y la carga útil.
La señal básica de SONET es un STS-1 que consiste en una serie de frames, que disponen de 810 bytes organizados en 9 filas de 90 bytes. Este conjunto es transmitido cada 125 microsegundos, que es la velocidad del canal telefónico básico de 64 Kbps.
El STM es constante y se trasmite en serie, es decir, byte a byte y fila a fila. Cada uno de ellos está formado por:
* Contenido total = 9 x 270 bytes = 2430 bytes
:* General = 9 filas x 9 bytes
:* Carga útil= 9 filas x 261 bytes
* Periodo = 125 microsegundos
* Bitrate = 155520 Mbs (2430 x 8 bits x 8000 frames / [[segundo|s]])
:* Capacidad de carga útil = 150336 Mbps (2349 x 8 bits x 8000 frames / s)
 
'''1.- Multiplexor terminal'''
La transmisión de la trama se hace fila por fila, partiendo de la esquina superior derecha.
 
Es el elemento que actúa como un concentrador de las señales DS-1 (1,544 [[Megabits por segundo|Mbit/s]]) tributarias así como de otras señales derivadas de ésta y realiza la transformación de la señal eléctrica en óptica y viceversa. <br />
==Elementos de la red SONET==
* Multiplexor terminal: su función es combinar las señales de entrada plesiócronas y terminales síncronas en el caso de señales STM-N de mayor velocidad. Dos multiplexores terminales unidos por una fibra con o sin un [[regenerador]] intermedio conforman el más simple de los enlaces de SONET.
 
'''2.- Re generador'''
* Regeneradores: como su propio nombre indica, los regeneradores se encargan de regenerar el reloj y la amplitud de las señales de datos entrantes que han sido atenuadas y distorsionadas por la dispersión y otros factores.
 
Necesitamos un regenerador cuando la distancia que separa a dos multiplexores terminales es muy grande y la señal óptica que se recibe es muy baja.
* Multiplexores Add/Drop(ADM): permiten insertar o extraer señales pleisócronas y síncronas de menor velocidad binaria en el flujo de datos SDH de alta velocidad. Gracias a esta característica es posible configurar estructuras en anillo, que ofrecen la posibilidad de conmutar automáticamente a un trayecto de reserva en caso de fallo por parte de algún elemento del trayecto.
El reloj del regenerador se apaga cuando se recibe la señal y a su vez el regenerador reemplaza parte de la cabecera de la trama de la señal antes de volver a retransmitirla. La información de tráfico que se encuentra en la trama no se ve alterada.
 
'''3.- Multiplexor Add/Drop (ADM)'''
* Trasponedores digitales: este elemento de la red es el que más funciones tiene, ya que permite mapear las señales tributarias PDH en conectores virtuales, así como conmutar múltiples conectores, hasta VC-4 inclusive.
 
El multiplexor de extracción-inserción (ADM) permite extraer en un punto intermedio de una ruta parte del tráfico cursado y a su vez inyectar nuevo tráfico desde ese punto. En los puntos donde tengamos un ADM, solo aquellas señales que necesitemos serán descargadas o insertadas al flujo principal de datos. El resto de señales a las que no tenemos que acceder seguirá a través de la red.<br />
==Características==
Aunque los elementos de red son compatibles con el nivel OC-N, puede haber diferencias en el futuro entre distintos vendedores de distintos elementos. SONET no restringe la fabricación de los elementos de red. Por ejemplo, un vendedor puede ofrecer un ADM con acceso únicamente a señales DS-1, mientras que otro puede ofrecer acceso simultáneo a señales DS-1 (1,544 Mbit/s) y DS-3 (44,736 Mbit/s).
SONET se diseñó para cumplir con cuatro objetivos principales:
* Permitir la interconexión de redes de diferentes operadores, por lo que fue necesario fijar un estándar de señalización común con respecto a la longitud de onda, la temporización y la estructura de los marcos o frames empleados.
* Unificar los sistemas digitales estadounidense, europeo y japonés, que se basan en modulaciones por modificación de pulsos codificados PCM de 64 Kbps incompatibles entre sí.
* Garantizar la correcta multiplexación de varios canales digitales en portadoras de gran velocidad
* Proporcionas apoyo a la operación, la administración y el mantenimiento de la red, cuestiones que no habían sido abordadas en estándares anteriores.
 
== Configuración de la red SONET ==
==Enlaces externos ==
* [http://www.electrosofts.com/sonet Understanding SONET/SDH]
* [http://www.sonet.com The Sonet Homepage]
* [http://www.radioptica.com/Fibra/sonet_sdh_I.asp Redes ópticas basadas en el estándar SONET/SDH ]
 
'''1.- Punto a punto'''
==Véase también ==
* [[Synchronous Optical Networking]]
La configuración de [[red punto a punto]] está formada por dos multiplexores terminales, unidos por medio de una fibra óptica, en los extremos de la conexión y con la posibilidad de un regenerador en medio del enlace si éste hiciese falta.
* [[SDH]]
En un futuro las conexiones punto a punto atravesarán la red en su totalidad y siempre se originarán y terminarán en un multiplexor.
 
'''2.- Punto a multipunto'''
 
Una arquitectura [[punto a multipunto]] incluye elementos de red ADM a lo largo de su recorrido. El ADM es el único elemento de red especialmente diseñado para esta tarea. Con esto se evitan las incomodas arquitecturas de red de demultiplexado, conectores en cruz (cross-connect), y luego volver a multiplexar. Se coloca el ADM a lo largo del enlace para facilitar el acceso a los canales en los puntos intermedios de la red.
 
'''3.- Red Hub'''
 
La arquitectura de red ''hub'' está preparada para los crecimientos inesperados y los cambios producidos en la red de una forma más sencilla que las redes punto a punto. Un ''hub'' concentra el tráfico en un punto central y distribuye las señales a varios circuitos.
 
'''4.- Arquitectura en anillo:'''
 
El elemento principal en una arquitectura de anillo (Figura 2) es el ADM. Se pueden colocar varios ADM en una configuración en anillo para tráfico bidireccional o unidireccional. La principal ventaja de la topología de anillo es su seguridad; si un cable de fibra se rompe o se corta, los multiplexores tienen la inteligencia necesaria para desviar el tráfico a través de otros nodos del anillo sin ninguna interrupción.<br />
La demanda de servicios de seguridad, diversidad de rutas en las instalaciones de fibra, flexibilidad para cambiar servicios para alternar los nodos, así como la restauración automática en pocos segundos, han hecho de la arquitectura de anillo una topología muy popular en SONET.
<center>
[[Archivo:ADM3.png]]
 
Figura 2.- ''Arquitectura en anillo''
</center>
 
== Beneficios de la Red SONET ==
 
La clave de SONET es que permite interfaces con fuentes asíncronas por lo que los equipos existentes pueden ser sustituidos o soportados por la red SONET. De esta forma las transiciones se pueden realizar gradualmente.
 
Aquí podemos ver las ventajas que presenta la SONET frente a otros sistemas:
* La creciente flexibilidad de configuración y la disponibilidad de ancho de banda de SONET proporciona significativas ventajas frente a otros sistemas de telecomunicación más antiguos.
* Reducción de los equipos necesarios para la multiplexación y la extracción-inserción de tráfico en puntos intermedios de las grandes rutas.
* Aumento de la fiabilidad de la red, como consecuencia del menor número de equipos implicados en las conexiones.
* Proporciona bytes de cabecera que facilitan la administración de los bytes de información y el mantenimiento de los propios equipos.
* Definición de un formato síncrono de multiplexación para el transporte de señales digitales de la [[Jerarquía Digital Plesiócrona]] o PDH, en sus diversos niveles (como DS-1, DS-3) y una estructura síncrona que simplifica enormemente la interfaz de los conmutadores digitales, así como los conectores y los multiplexores.
* La existencia de una gran gama de estándares genéricos que permitan la interconexión de productos de diferentes fabricantes.
* La definición de una arquitectura flexible capaz de incorporar futuras aplicaciones, con una gran variedad de velocidades de transmisión.
 
Otras ventajas son:
* Interfaz centralizada, integrada y remota para los equipos de transporte y multiplexación.
* Rápido aislamiento de fallos.
* Monitorizado de rendimiento extremo a extremo.
* Soporte de nuevos servicios de alta velocidad.
* Permite REDES VIRTUALES privadas.
* La posibilidad de crear estructuras de red distribuidas de forma muy económica gracias a los multiplexores ADD/DROP (ADM)
* Estructura en doble anillo para mayor inmunidad a los fallos.
 
[[Categoría:Fibra óptica]]
[[Categoría:Telecomunicaciones]]
 
[[ru:Синхронная цифровая иерархия]]
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