2.3.3.- SONET/SDH
SONET (Synchronous Optical Network, Red Optica Síncrona) y SDH (Synchronous Digital Hierarchy, Jerarquía Digital Síncrona) en terminología UIT-T, es un estándar internacional, desarrollado por el Working Group T1X1 de ANSI para líneas de telecomunicación de alta velocidad sobre fibra óptica (desde 51,84 Mbps a 2,488 Gbps). SONET es su nombre en EE.UU. y SDH es su nombre europeo. Son normas que definen señales ópticas estandarizadas, una estructura de trama síncrona para el tráfico digital multiplexado, y los procedimientos de operación para permitir la interconexión de terminales mediante fibras ópticas, especificando para ello el tipo monomodo.
Para entender el funcionamiento de SDH es conveniente hacer una introducción previa a PDH (Plesiochronous Digital Hierachy).
PDH surgió como una tecnología basada en el transporte de canales digitales sobre un mismo enlace. Los canales a multiplexar denominados módulos de transporte o contenedores virtuales se unen formando tramas o módulos de nivel superior a velocidades estandarizadas 2 Mbps, 8 Mbps, 34 Mbps, 140 Mbps y 565 Mbps.
Es una jerarquía de concepción sencilla, sin embargo contiene algunas complicaciones, que han llevado al desarrollo de otras jerarquías más flexibles a partir del nivel jerárquico más bajo de PDH (2 Mbps) equivalente a una trama MIC de RDSI (30B+D).
La principal problemática de la jerarquía PDH es la falta de sincronismo entre equipos. Cuando se quiere pasar a un nivel superior jerárquico se combinan señales provenientes de distintos equipos. Cada equipo puede tener alguna pequeña diferencia en la tasa de bit. Es por ello necesario ajustar los canales entrantes a una misma tasa de bit, para lo que se añaden bits de relleno. Sólo cuando las tasas de bit son iguales puede procederse a una multiplexación bit a bit como se define en PDH. El demultiplexor debe posteriormente reconocer los bits de relleno y eliminarlos de la señal. Este modo de operación recibe el nombre de plesiócrono, que en griego significa cuasi síncrono.
Los problemas de sincronización ocurren a todos los niveles de la jerarquía, por lo que este proceso ha de ser repetido en cada etapa de multiplexación.
Este hecho genera un gran problema de falta de flexibilidad en una red con diversos niveles jerárquicos. Si a un punto de la red se le quieren añadir canales de 64 Kbps, y el enlace existente es de 8 Mbps o superior, debe pasarse por todas las etapas de demultiplexación hasta acceder a un canal de 2 Mbps y luego volver a multiplexar todas las señales de nuevo.
La falta de flexibilidad dificulta la provisión de nuevos servicios en cualquier punto de la red. Adicionalmente se requiere siempre el equipamiento correspondiente a todas las jerarquías comprendidas entre el canal de acceso y la velocidad del enlace, lo que encarece en extremo los equipos.
Otro problema adicional de los sistemas basados en PDH es la insuficiente capacidad de gestión de red a nivel de tramas. La multiplexación bit a bit para pasar a un nivel de jerarquía superior y con bits de relleno convierte en tarea muy compleja seguir un canal de tráfico a través de la red.
Jerarquía Digital Síncrona (SDH)
Una red síncrona es capaz de incrementar sensiblemente el ancho de banda disponible y reducir el número de equipos de red sobre el mismo soporte físico que otro tipo de tecnologías. Además la posibilidad de gestión de red dota a ésta de mayor flexibilidad.
El desarrollo de equipos de transmisión síncronos se ha visto reforzada por su capacidad de interoperar con los sistemas plesiócronos (PDH) existentes destinados principalmente al transporte de telefonía vocal. SDH define una estructura que permite combinar señales plesiócronas y encapsularlas en una señal SDH estándar.
Las facilidades de gestión avanzada que incorpora una red basada en SDH permiten un control de las redes de transmisión. La restauración de la red y las facilidades de reconfiguración mejoran la incorporación y prestación de nuevos servicios.
Este estándar de transmisión síncrona se recoge en las recomendaciones G.707,G.708, y G.709 del ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones) bajo el epígrafe SDH (Synchronous Digital Hierachy).
Las recomendaciones del ITU definen un número de velocidades de transmisión básicas en SDH:
Estas recomendaciones definen también una estructura de multiplexación, donde una señal STM-1 puede portar señales de menor tráfico, permitiendo el transporte de señales PDH entre 1,5 Mbps y 140 Mbps.
SDH define un número de contenedores, cada uno de ellos correspondiente a una velocidad de transmisión PDH. La información de la señal PDH se introduce en su contenedor correspondiente y se añade una cabecera al contenedor, que permite monitorizar estas señales. Cabecera y contenedor forman un denominado contenedor virtual.
En una red síncrona todo el equipamiento se sincroniza con un mismo reloj de red. Variaciones de retardo asociadas a un enlace de transmisión inciden en una posición variable de los contenedores virtuales, lo que se resuelve asociándoles un puntero en la trama STM -1.
Ventajas de una red SDH:
Uno de los mayores beneficios de la jerarquía SDH es la simplificación de red frente a redes basadas exclusivamente en PDH. Un multiplexor SDH puede incorporar tráficos básicos (2 Mbps en SDH) en cualquier nivel de la jerarquía, sin necesidad de utilizar una cascada de multiplexores, reduciendo las necesidades de equipamiento.
En una red SDH los elementos de red se monitorizan extremo a extremo y se gestiona el mantenimiento de la integridad de la misma. La gestión de red permite la inmediata identificación de fallo en un enlace o nodo de la red. Utilizando topologías con caminos redundantes la red se reconfigura automáticamente y reencamina el tráfico instantáneamente hasta la reparación del equipo defectuoso.
Es por esto que los fallos en la red de transporte son transparentes desde el punto de vista de una comunicación extremo a extremo, garantizando la continuidad de los servicios.
La inclusión de canales de control dentro de una trama SDH posibilita un control software total de la red. Los sistemas de gestión de red no sólo incorporan funcionalidades típicas como gestión de alarmas, sino otras más avanzadas como monitorización del rendimiento, gestión de la configuración, gestión de recursos, seguridad de red, gestión del inventario, planificación y diseño de red.
La posibilidad de control remoto y mantenimiento centralizado permite disminuir el tiempo de respuesta ante fallos y el ahorro de tiempo de desplazamiento a emplazamientos remotos.
Los estándares SDH permiten la interconexión de equipos de distintos fabricantes en el mismo enlace. La definición de nivel físico fija los parámetros del interfaz, como la velocidad de línea óptica, longitud de onda, niveles de potencia, y formas y codificación de pulsos. Asimismo se definen la estructura de trama, cabeceras y contenedores.
Esta estandarización permite a los usuarios libertad de elección de suministradores, evitando los problemas asociados a estar cautivo de una solución propietaria de un único fabricante.
Las redes de transmisión de telecomunicaciones que se desarrollan e implantan en la actualidad se basan principalmente en soluciones técnicas de jerarquía digital síncrona (SDH). Tanto las operadoras o PTT’s en sus redes públicas, como empresas y organismos oficiales en sus redes privadas, están implantando SDH, que permite una integración de todos los servicios de voz, datos y vídeo a nivel de transmisión, lo que facilita la gestión de las redes y las beneficia de los niveles de protección y seguridad intrínsecos a SDH. Otra ventaja adicional de esta tecnología es que sobre ella se pueden desarrollar otras soluciones del tipo Frame Relay o ATM.
En conclusión cabe decir que actualmente SDH es la alternativa tecnológica de más futuro para la transmisión en las redes de comunicaciones. La tecnología PDH juega un papel todavía importante en la transmisión, al permitir segregar el tráfico en canales de comunicación de baja velocidad (menores de 64 Kbps). Es por ello que los equipos PDH se integran en el denominado acceso de usuario a las redes de transmisión en su jerarquía más baja (PDH a 2 Mbps). No obstante el resto de niveles de jerarquía superior en PDH (8, 34, 140 Mbps) están siendo desplazados por equipos de tecnología SDH, compatibles con PDH, pero más versátiles y económicos.