Jerarquía Digital Sincrónica (SDH)

Introducción a SDH:

Synchronous Digital Hierarchy (Jerarquía Digital Sincrónica) es un estándar internacional para redes ópticas de telecomunicaciones de alta capacidad. Un sistema de transporte digital sincrónico diseñado para proveer una infraestructura más sencilla, económica y flexible para redes de telecomunicaciones.

Esencialmente, es un protocolo de transporte 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, con mecanismos internos de protección. Debido a que todos los terminales de la red disponen de una referencia de reloj estable, no es necesario ningún tipo de bits de relleno o de trama durante el multiplexado de señales.

SDH es normalmente considerado un protocolo de la capa física de transporte, y como tal, actúa como portador de tráfico en forma de paquetes de información como ser voz, video, multimedia, paquetes de datos como los que genera ATM, IP, o de aplicaciones tales como PDH.

Para ello, su papel es, esencialmente  gestionar la utilización de la infraestructura de fibra, lo que significa gestionar el ancho de banda eficientemente mientras porta varios tipos de tráfico, también detectar fallos y recuperar de ellos la transmisión de forma transparente para las capas superiores.

Origen del SDH

Los sistemas de transmisión síncronos han sido desarrollados a partir de la necesidad de los operadores en solucionar principalmente los problemas que son enumerados a continuación:

a)    desplegar redes flexibles y resistentes,

b)    definir interfaces estándar entre equipamientos de diferentes fabricantes,

c)    facilitar interconexión de redes entre jerarquías de transmisión de Norte América y Europa.

El estándar culminó en 1989 en las recomendaciones de la ITU-T G.707, G.708, y G.709 que definen la Jerarquía Digital Síncrona.

Las recomendaciones definen un número de tasas básicas de transmisión que se pueden emplear en SDH. La primera de estas tasas es 155.52 Mbps, normalmente referidas como un STM-1 (donde STM significa Módulo de Transporte Síncrono). Mayores tasas de transmisión como el STM-4, el STM-16, y el STM-64 (622.08 Mbps, 2488.32 Mbps y 9953.28 Mbps respectivamente) están también definidas.

Las recomendaciones definen una estructura de multiplexación en donde una señal STM-1 transporta o acomoda un número de señales de menor tasa de transmisión, como ser señales PDH de todos los niveles, con el objetivo de transportar las antiguas tramas en la nueva, empaquetándolas en un área de su carga útil (payload), utilizando un proceso multipaso en un número diferente de estructuras.

Ventajas:

a)   Operaciones de multiplexión y demultiplexión más sencillas y flexibles, permitiendo extraer e insertar circuitos sin tener que desmontar la señal y utilizando un simple multiplexor, y que permite una rápida provisión de servicios punto a punto a petición.

b)   Fácil de migrar hacia órdenes superiores de multiplexación, ya que emplean la misma filosofía de trabajo.

c)   La provisión de la capacidad de gestión de la red es definida en el estándar.

d)   Las cabeceras permiten mejorar los procedimientos de operación, administración y mantenimiento de la red (OAM).

e)   Administración y transporte de una gran variedad de servicios de ancho de banda fijo como son las señales de tráfico PDH a 2 Mbps, 34 Mbps y 140 Mbps, G.702, ATM, Interfaces Ethernet que toman datos IP o datos provenientes de LAN, Interfaces de voz analógicas, Interfaces RDSI/ADSL.

f)    Cuenta con mecanismos integrados de protección, con re-enrutamiento automático del tráfico sin interrupción del servicio

g)     Define una interfaz eléctrica y óptica estandarizada y abierta para permitir la interconexión con otros equipos.

Características de la red de transporte SDH:

a)     Multiplexión digital: Las señales de comunicaciones analógicas son portadas en formato digital sobre la red. El tráfico digital puede ser portado mucho más eficientemente y permite monitorización de errores, para propósitos de calidad.

b)    Fibra óptica: Éste es el medio físico comúnmente utilizado en las redes de transporte actuales, debido a su mayor capacidad de portar tráfico, lo que conduce a una disminución de los costes asociados al transporte de tráfico.

c)    Esquemas de protección: Éstos han sido estandarizados para asegurar la disponibilidad del tráfico. En eventuales fallas o roturas de fibra, el tráfico podría ser conmutado a una ruta alternativa, de modo que el usuario final no sufriera disrupción alguna en el servicio.

d)    Topologías en anillo: Éstas están siendo desplegadas cada vez en mayor número, debido a eventuales pérdidas de enlace, hay un camino de tráfico alternativo por el otro lado del anillo, minimizando el número de enlaces y cantidad de fibra óptica desplegada en la red.

e)    Gestión de red: La gestión de estas redes desde un único lugar remoto es una prestación importante para los operadores. Se ha desarrollado software que permite gestionar todos los nodos y caminos de tráfico desde un único computador. Un operador puede gestionar una variedad grande de funciones tales como el aprovisionamiento de la capacidad respondiendo a la demanda de clientes y la monitorización de la calidad de una red.

f)     Sincronización: Operadores de red deben proporcionar temporización sincronizada a todos los elementos de la red para asegurarse que la información que pasa de un nodo a otro no se pierda. La sincronización se está convirtiendo en un punto crítico, proveyendo a SDH un camino ideal de filosofía de red.

José Alberto Benitez Gómez
IPT - FIUNA
Centro de Innovación Tecnológica
de la Facultad de Ingeniería de Paraguay