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1
Reti di Accesso e di Trasporto
Ing. Stefano Salsanoe-mail: [email protected]
AA2010/11 – Blocco 5 – v1
2
Obiettivi della parte di Reti di trasportoObiettivi della parte di Reti di trasporto
• Conoscere le architetture delle reti di trasporto numeriche per la telefonia e per i dati e la loro evoluzione.
• Acquisire una conoscenza delle problematiche del trasporto di IP sulle dorsali di rete e della tecnologia MPLS.
• Comprendere le architetture e i protocolli per il trasporto della Voce su IP, sia dal punto di vista della segnalazione che dal punto di vista del trasporto dei flussi audio.
3
ProgrammaProgramma
• Multiplazione numerica PCM. Multiplazione numerica asincrona (PDH) e sincrona (SDH).
• Il trasporto della voce a circuito, la rete ISDN.
• Evoluzione delle tecnologie di trasporto per i dati: X.25, Frame-relay, ATM.
• Il trasporto di IP sulle dorsali di rete: da IP su ATM a IP su Ottica.
• La tecnologia MPLS.
• Il trasporto della voce su IP. Architetture e protocolli di segnalazione per la voce su IP (H323, SIP).
• Il trasporto dei flussi vocali: cenni alle codifiche vocali (G.711, G.723, iLBC), il protocollo RTP.
4
L’informazione scambiata nelle moderne reti (numeriche) è in forma digitale, cioè come sequenza di cifre binarie 1 o 0 (bit=BInary digiT).
� Informazione intrinsecamente digitale → Dati
� Informazione digitalizzata proveniente da sorgenti analogiche
A/DTras-
duttore0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0
t
V
0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0
Rete TLC
D/ARipro-duttore
0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0
t
V
Rete TLC 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0
La Natura Digitale dell’InformazioneLa Natura Digitale dell’Informazione
5
• Vi sono fondamentalmente due modalità per trasferire l’informazione digitale attraverso la rete
modalità a circuito
modalità a pacchetto
Trasferimento dell’informazione digitale nella reteTrasferimento dell’informazione digitale nella rete
Orientata alla connessione
Orientata alla connessione
Senza connessione
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• Tecniche di multiplazione, PCM e PDH
» Tecniche di multiplazione (FDM, TDM, CDM)
» Multiplazione numerica PCM
» Multiplazioni numeriche, multiplazione plesiocrona, PDH
• SDH, multiplazione, apparati e reti
» Multiplazione sincrona
» Motivazioni per l’SDH
» Stratificazione, Trama SDH
» Puntatori e sincronizzazione
» Apparati, interconnessione in rete e protezione
Dove siamo ?Dove siamo ?
Le slides relative a “Tecniche di multiplazione, PCM e PDH” ed a “SDH, multiplazione,
apparati e reti” sono quasi integralmente tratte dal corso del prof. Andrea Baiocchi, cui vail mio ringraziamento [http://net.infocom.uniroma1.it/corsi/st/st.htm]
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• Obiettivo: far condividere uno stesso sistema trasmissivo a piùflussi informativi di utente (es. segnali telefonici), mantenendone la separabilità (ortogonalità dei segnali)
• Tecniche di multiplazione» Tecnica a divisione di spazio:
» assegnare a ogni segnale telefonico un singolo portante fisico (es. doppino telefonico)
» Tecnica a divisione di frequenza (FDM)
» Tecnica a divisione di tempo (TDM)
» multiplazione PCM, numerica asincrona e sincrona
» Tecnica a divisione di codice (CDM)
MultiplazioneMultiplazione
8
Tassonomia delle tecniche di multiplazioneTassonomia delle tecniche di multiplazione
9
• Frequency Division Multiplexing, FDM
tempo
Fre
qu
en
za
bande di stazione
bande di guardia
Multiplazione a divisione di frequenzaMultiplazione a divisione di frequenza
10
Nella multiplazione a divisione di frequenza, i flussi tributari sono trasportati
in diverse porzioni dello spettro disponibile sul canale.
Si sfrutta ovviamente il fatto che i segnali elettromagnetici a frequenze
diverse non interagiscono tra di loro.
Il principio è esattamente lo stesso che consente alle diverse emittenti radio o
televisive di trasmettere contemporaneamente “via etere”.
Ogni stazione ad esempio radiofonica trasmette il suo segnale associandolo ad
una frequenza (detta “portante”) diversa.
Il ricevitore (nell’esempio la radio in ascolto) si “sintonizza” sulla portante in
questione ed estrae dall’etere solo il flusso desiderato, de-multiplandolo
dall’insieme dei flussi trasmessi da tutte le stazioni radio.
11
• Nella trasmissione ADSL (sta per Asymmetric Digital Subscriber Line) il modem divide la banda disponibile sul “doppino” telefonico (cioè il cavo in rame che collega l’utente alla centrale telefonica) come segue:
Esempio divisione frequenza: ADSLEsempio divisione frequenza: ADSL
1 Mhz4 khz
Segnale vocale
Upstreamdati
Downstreamdati
Nella parte bassa dello spettro viene trasmesso il segnale vocale, quindi a frequenze crescenti vengono multiplati i dati in “upstream” (cioè dal modem verso la centrale) e poi i dati in “downstream” (cioè dalla centrale verso il modem)
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Multiplazione a divisione di frequenza: altri esempiMultiplazione a divisione di frequenza: altri esempi
• Nello spettro radio, i diversi sistemi operano a divisione di frequenza tra di loro (es. il broadcast televisivo, le reti cellulari, le reti wifi)
• Nei sistemi trasmissivi ottici, molti canali trasmissivi (es. 40 o 100) possono essere multiplati su una stessa fibra ottica operando con divisione di frequenza, che viene in questo caso chiamata WDM Wavelenght Division Multiplexing
13
• Consideriamo il caso di segnali telefonici in forma analogica tempo-continua (banda B = 4 kHz)
• Consiste nel ripartire la banda disponibile sul mezzo in sotto-bande larghe 4 kHz, una per ogni segnale da multiplare (modulazione di ampiezza a banda laterale unica a portante soppressa)
FDM MUX
4 kHz
4 kHz
4 kHz
4 kHz 4 kHz 4 kHz
f
f
f
f
1
2
3
321
(ricordo storico…) Multiplazione a divisione di frequenza del segnale telefonico
(ricordo storico…) Multiplazione a divisione di frequenza del segnale telefonico
14
• La formazione del segnale multiplex viene effettuata attraverso più stadi di multiplazione
Gruppo Primario48 kHz - 12 canali
Gruppo Secondario60 canali
Gruppo Terziario300 canali
Gruppo Quaternario900 canali
Gruppo Pseudo-quaternario900 canali (Italia)
(ricordo storico…) Gerarchia di multiplazione FDM(ricordo storico…) Gerarchia di multiplazione FDM
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• Tecnica conosciuta anche come spread-spectrum (SS), nata per applicazioni militari, ora diffusissima nelle reti wireless
• Si parla di trasmissione SS quando la banda impiegata dal sistema trasmissivo è molto maggiore (almeno un ordine di grandezza) rispetto alla banda di Nyquist del segnale utile
• Consiste nel trasmettere simultaneamente e nella stessa banda di frequenza un insieme di N segnali
» moltiplicando ciascuno per una sequenza di codice, scelta tra uninsieme di sequenze (pseudo)ortogonali (DS, Direct Sequence)
» cambiando velocemente la frequenza portante più volte in ogni tempo di simbolo secondo un sequenza prestabilita e diversa per ciascun segnale (FH, Frequency Hopping)
Multiplazione a divisione di codiceMultiplazione a divisione di codice
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• Tecnica conosciuta anche come spread-spectrum (SS), nata per applicazioni militari, ora diffusissima nelle reti wireless
• Si parla di trasmissione SS quando la banda impiegata dal sistema trasmissivo è molto maggiore (almeno un ordine di grandezza) rispetto alla banda di Nyquist del segnale utile
• Consiste nel trasmettere simultaneamente e nella stessa banda di frequenza un insieme di N segnali
» moltiplicando ciascuno per una sequenza di codice, scelta tra uninsieme di sequenze (pseudo)ortogonali (DS, Direct Sequence)
» cambiando velocemente la frequenza portante più volte in ogni tempo di simbolo secondo un sequenza prestabilita e diversa per ciascun segnale (FH, Frequency Hopping)
Multiplazione a divisione di codiceMultiplazione a divisione di codice
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Media su un intervallo di bit
(=8 chips)
codice A
Canale trasmissivo ideale Ricevitore per utente A
X Y = -- Σ XiYi
1
8 i=1
8
• Code Division Multiple Access, CDMA
Multiplazione a divisione di codiceMultiplazione a divisione di codice
Codice A
Segnale 1
Codice B
Segnale 2
Segnale aggregato Segnale 1ricevuto
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La slide precedente mostra lo schema a blocchi della multiplazione a
divisione di codice di tipo Direct Sequence.
I due segnali 1 e 2 vengono moltiplicati per i due codici A e B, sommati tra
loro e trasmessi.
In ricezione il ricevitore che vuole estrarre il segnale 1 effettua una
correlazione del segnale ricevuto con il codice A (cioè effettua il prodotto tra
segnale ricevuto e codice e fa la somma del risultato su un intervallo di tempo
corrispondente ad un bit del segnale trasmesso)
Un esempio di sistema che opera in questo modo è il cellulare di terza
generazione (UMTS)
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• Code Division Multiple Access, CDMA
tempo
Fre
qu
en
za
Flussi tributari
Multiplazione a divisione di codiceMultiplazione a divisione di codice
20
• I flussi tributari occupano “contemporaneamente” l’intera porzione di spettro disponibile per il sistema per tutta la durata delle comunicazioni.
• Tra i vantaggi della multiplazione a divisione di codice vi sono:- una maggiore efficienza spettrale (ad esempio le bande di stazione non sono più necessarie)- una maggiore flessibilità (mediante i codici è possibile assegnare in modo semplice capacità diverse ai diversi flussi tributari)
Multiplazione a divisione di codiceMultiplazione a divisione di codice
21
t
V
Campionamento
(discretizzazione nel tempo)
t
V
Tct
000
001
100
101
110
111
010
011
110 011 010 100 110 100
Quantizzazione
(discretizzazione nel range dinamico)
......
Tc intervallo di campionamento (sec)
fc=1/Tc frequenza di campionamento (Hz)
Codifica
n bits di codifica per campione
(→ 2n intervalli di quantizzazione di ampiezza )
Ritmo di emissione o bit-rate:
cT
n
cc
T
nfnR =⋅=
Es. codifica PCM per la voce:
fc=8Khz Tc=125µs n=8P=64Kb/s
12
max
−=
n
Vb
Vmax
range d
inam
ico
0
b
Conversione A/DConversione A/D
22
Nella slide precedente abbiamo visto che la conversione A/D produce N bit ogni
Tc secondi.
Possiamo quindi definire il ritmo di emissione R della sorgente, cioè il numero di
bit emessi nell’intervallo di tempo come:
R = Nb/Tc = Nb⋅⋅⋅⋅fc [b/s]
Il ritmo di emissione di una sorgente è un parametro fondamentale per valutare
il servizio che la rete dovrà offrire alla sorgente, cioè le capacità trasmissive che
dovranno essere impiegate per trasportare il flusso generato dalla sorgente.
23
Nella slide successiva viene rappresentato il processo inverso, cioè la conversione
Digitale/Analogica. Tale processo consente di convertire un flusso di bit in una
forma d’onda analogica, che dovrebbe essere quanto più fedele possibile alla
forma d’onda originale.
Dal flusso di bit vengono estratte le sequenze di bit che rappresentano i valori
discreti di tensione, quindi un generatore di tensione controllato fornisce negli
istanti di riferimento il valore di tensione corrispondente a tale valore, infine
viene prodotto un segnale in uscita che “interpola” in forma continua i valori
discreti.
24
Nella figura si vede che la distanza tra il segnale originale e quello ricostruito
dipende:
(1) dall’errore di quantizzazione
(2) dal fatto che il segnale potrebbe avere delle oscillazioni tra due istanti di
campionamento non riprodotte dalla interpolazione
Il primo fenomeno si controlla riducendo gli intervalli di quantizzazione cioè
aumentando il numero Nb di bit per campione.
Il secondo fenomeno è possibile se l’intervallo di campionamento è troppo lungo,
ossia la frequenza di campionamento è minore di due volte la banda B del
segnale.
25
Differenza tra xDM e xDMADifferenza tra xDM e xDMA
• Notate la differenza tra FDM, CDM, TDM e FDMA, CDMA, TDMA
• Nel primo gruppo di termini M sta per Multiplexing (es. Time Division Multiplexing)
• Nel secondo gruppo MA sta per Multiple Access (es. Code Division Multiple Access)
26
V
110 011 010 100 110 100 ......
Decodificat
000
001
100
101
110
111
010
011
t
V
Interpolazione
Il segnale ricostruito è tanto più simile a quello originario quanto...
Segnale originario
Segnale ricostruito
�...minore è l’intervallo di quantizzazione b
�...minore è l’intervallo di campionamento Tc maggiore freq. di camp. fc
maggior numero n di bits di cod.
migliore
qualitàdi riproduzione
maggiore
ritmo di emissione (bit-rate)
Conversione D/AConversione D/A
27
• Ogni segnale analogico tempo-continuo s(t) può essere convertito in forma numerica attraverso due operazioni
• Si rende discreto l'asse temporale (campionamento)» Si sostituisce il segnale analogico tempo-continuo con una serie di
campioni analogici (teorema del campionamento: fc ≥≥≥≥ 2B)
• Si rende discreto l'asse delle ampiezze (quantizzazione)» l'ampiezza analogica dei campioni che ricadono in un intervallo è
approssimata con un singolo valore (ampiezza quantizzata)
» ad ogni intervallo dell'asse si associa un numero
» la quantizzazione di solito non è uniforme
Conversione analogico-digitaleConversione analogico-digitale
28
Utilizzata ad esempio nella codifica PCM della voce
t
000001
100
101
110
111
010
011
Vmax
range d
inam
ico
0
Quantizzazione non uniformeQuantizzazione non uniforme
I valori più alti del range dinamico sono rappresentati in modo più
grossolano
29
• Parametri chiave per la qualità del segnale riprodotto:
» periodo di campionamento Tc = 1/ fc ≤≤≤≤ 1/2B
» numero di bit per campione Nb
• Tecniche di compressione possono ridurre il ritmo binario (bit rate) “originario” ossia R = fcNb
• Esempi
» segnale telefonico: fc = 8 kHz, Nb = 8 bit ⇒⇒⇒⇒ 64 kbit/s
» segnale audio GSM: 1/fc = 20 ms, Nb = 260 bit ⇒⇒⇒⇒ 13 kbit/s
» segnale CD hi-fi (ogni canale): fc = 44.1 kHz, Nb = 16 bit ⇒⇒⇒⇒ 705.6 kbit/s per canale
Parametri di un segnale numericoParametri di un segnale numerico
30
Nota: abbiamo ora definito il ritmo binario di una sorgente espresso in bit/s. Si
definisce analogamente in bit/s la “capacità” di un canale per il trasferimento di
informazione digitale.
Nel gergo delle reti si trova spesso indicata la capacità di un canale come
“larghezza di banda” e questa viene espressa in bit/s (o kbit/s o Mbit/s …). In
realtà la larghezza di banda propriamente detta si esprime in Hz (o kHz o
MHz…) e misura la porzione di banda elettromagnetica disponibile per un
segnale elettromagnetico.
Vi è ovviamente una relazione tra la capacità in bit/s e la larghezza di banda
fisica, ma i due concetti a rigore non sono interscambiabili. In particolare,
l’efficienza spettrale ηηηη misura il rapporto tra la capacità trasmissibile C e la
larghezza di banda utilizzata B e dipende dallo specifico sistema di
comunicazione utilizzato: ηηηη = C / B [bit/s/Hz]
L’uso dell’espressione “larghezza di banda” al posto di “capacità” è comunque
(purtroppo) largamente diffuso.
31
• Time Division Multiple Access, TDMA
Fre
qu
en
za
tempo
Intervallo TemporaleTrama
Multiplazione a divisione di tempoMultiplazione a divisione di tempo
32
• Tecnica duale della FDM nel dominio del tempo
• Caso notevole: segnali telefonici campionati a fc= 8 kHz
» si divide l'intervallo di campionamento Tc = 125 µµµµs in n sub-intervalli (channel time-slot) allocati ai campioni degli n canali da multiplare(trama TDM)
» in ogni time slot viene trasmesso un campione del canale telefonico corrispondente
» tutte le linee in ingresso sono servite ciclicamente
» ogni linea in ingresso invia un campione ogni Tc
Multiplazione a divisione di tempoMultiplazione a divisione di tempo
33
Multiplazione numerica TDMMultiplazione numerica TDM
• I flussi tributari sono inseriti in un flusso aggregato
• Il flusso aggregato ha una struttura di trama
• Nella trama si distinguono le informazioni provenienti dai flussi tributari più una parte di over-head (extra-informazione)
• L’over-head consente di effettuare le funzioni di:
» sincronizzazione (allineamento) di trama
» giustificazione: per compensare la mancanza di sincronizzazione
» supervisione, controllo del link trasmissivo, gestione
34
• Tecniche di multiplazione, PCM e PDH
» Tecniche di multiplazione (FDM, TDM, CDM)
» Multiplazione numerica PCM
» Multiplazioni numeriche, multiplazione plesiocrona, PDH
• SDH, multiplazione, apparati e reti
» Multiplazione sincrona
» Motivazioni per l’SDH
» Stratificazione, Trama SDH
» Puntatori e sincronizzazione
» Apparati, interconnessione in rete e protezione
Dove siamo ?Dove siamo ?
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• Il principio della multiplazione PCM si riassume in tre funzioni:
» campionamento (fc = 8 kHz)
» quantizzazione (non uniforme: Legge A, Legge µµµµ)
» codifica (8 bit/campione)
• i segnali Multiplex PCM Primari sono alla base delle gerarchie PDH
» standard europeo: 2.048 Mb/s, 30 canali telefonici (Legge A)
» standard americano: 1.544 Mb/s, 24 canali telefonici (Legge µµµµ)
• L'apparato che esegue la multiplazione PCM, e all'inverso la demultiplazione, si chiama multiplex(er) PCM
Multiplex PCM primarioMultiplex PCM primario
36
• Il multiplex primario opera le funzioni di codifica e decodifica PCM e la multiplazione TDM, mediante le seguenti operazioni:
� codifica di sorgente a 64 kbit/s
» filtraggio per limitare la banda a 4 kHz
» campionamento ad 8 kHz (periodo 125 µµµµs)
» codifica PCM ad 8 bit
� creazione di una trama a 2048 kbit/s
» multiplazione TDM di 30 canali telefonici byte a byte
» inserimento parola di allineamento e bit di servizio (8 bit)
» eventuale inserimento della segnalazione associata al canale (8 bit)
Poiché tutte le temporizzazioni dei flussi numerici sono ricavate
da un unico clock, non esistono problemi di sincronizzazione
Funzioni del multiplex PCM primarioFunzioni del multiplex PCM primario
37
Schema del Multiplex PCM primarioSchema del Multiplex PCM primario
38
• La trama è organizzata in 32 intervalli temporali (TS = Time Slot) ciascuno contenente 8 bit:
� TS0: parola di allineamento
» A = X0011011 (trama pari)
» B = X1S1XXXXX (trama dispari): X = bit di servizio per uso nazionale,
S1 = allarme terminale lontano (ATL)
� TS1 ÷÷÷÷ TS15 e TS17 ÷÷÷÷ TS31: 30 canali telefonici
� TS16: segnalazione associata o un ulteriore canale telefonico
• La nomenclatura corrente definisce� payload i bit che costituiscono l’informazione utile dell’utente
� over-head i bit aggiuntivi che servono per il funzionamento e la gestione del collegamento trasmissivo
Trama del multiplex PCM primario europeoTrama del multiplex PCM primario europeo
39
N.B. La struttura di trama americana è costituita
da 24 canali di 8 bit (traffico + segnalazione)ed un bit per l’allineamento, in totale 193 bit.
La velocità di cifra è pertanto 193⋅8000=1544 kbit/s
Trama dispari
125 µs
ch1
TS0 TS1 TS2 TS15 TS17 TS30 TS31 TS0
ch2 ch15 ch16 ch29 ch30 BA
Allineamento A e B
- A = X0011011
- B = X1S1XXXXX
segnalazione
S
Trama pari
125 µs
Time Slot = 8 bit
256 bit
Struttura di Trama a 2048 kbit/sStruttura di Trama a 2048 kbit/s
40
• La procedura di allineamento controlla continuamente la presenza alternativa delle parole A e B nel flusso numerico ricevuto
• Se si rivelano tre parole consecutive diverse da quelle attese il sistema si dichiara in fuori allineamento e si attiva una procedura di ricerca del nuovo allineamento
• Si sposta la trama di un bit per volta esaminando se nella nuova condizione di allineamento si ritrova l’esatta alternanza delle parole A e B
� Si passa dalla fase di fuori allineamento a quella di allineamento se si trovano due parole A intercalate da una parola B in posizione corretta
� La perdita di allineamento è un malfunzionamento gravissimo in quanto rende impossibile l’estrazione dei tributari dal flusso aggregato
Strategia di allineamentoStrategia di allineamento
41
• La segnalazione è l’informazione necessaria alla instaurazione, mantenimento e abbattimento di una connessione
• La segnalazione può essere:� In banda (es. multitoni, selezione a impulsi)
� Fuori banda
SegnalazioneSegnalazione
42
• Nelle reti telefoniche tradizionali, la segnalazione fuori banda può essere:
� associata: si trasmette la segnalazione insieme ai canali foniciutilizzando il 16esimo time slot
� a canale comune: si utilizzano flussi dedicati a 64 kbit/s attraverso i quali le centrali di commutazione si scambiano i messaggi di segnalazione
SegnalazioneSegnalazione
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• Disponendo di un solo Time Slot per trama è necessario utilizzare ciclicamente più trame per trasmettere la segnalazione di tutti i canali (multitrama di segnalazione)
• La multitrama di segnalazione è costituita da 16 trame (2 ms) e contiene 8××××16=128 bit
� 8 per allineamento multitrama (0000XS2XX, dove S2=1 indica perdita di allineamento di multitrama)
� 30 posti fissi ad 1
� 2 bit di segnalazione veloce per canale, cioè 2 ×××× 30 = 60
� 1 bit di segnalazione lenta per canale, cioè 1 ×××× 30 = 30
• Segnalazione veloce = 2 bit/2 ms = 1 kbit/s
• Segnalazione lenta = 1 bit/2 ms = 0.5 kbit/s
Segnalazione associataSegnalazione associata
44
Trama 0
Trama 1
Trama 2
Trama 14
Trama 15
Trama 0
Mu
ltitram
a2 m
s
Time Slot 16
1 1
11
1
1 1
1
0 0 0 0 X S2 X X
0 0 0 0 X S2 X X
Multitrama di segnalazioneMultitrama di segnalazione
45
• Tecniche di multiplazione, PCM e PDH
» Tecniche di multiplazione (FDM, TDM, CDM)
» Multiplazione numerica PCM
» Multiplazioni numeriche, multiplazione plesiocrona, PDH
• SDH, multiplazione, apparati e reti
» Multiplazione sincrona
» Motivazioni per l’SDH
» Stratificazione, Trama SDH
» Puntatori e sincronizzazione
» Apparati, interconnessione in rete e protezione
Dove siamo ?Dove siamo ?
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• La multiplazione numerica permette a più flussi numerici, denominati tributari, di essere affasciati a divisione di tempo in un unico flusso a più alta velocità, denominato aggregato
• Le apparecchiature corrispondenti sono denominate multiplatori
• Caratteristica distintiva di un multiplex numerico è che i segnali da multiplare sono già in forma numerica
• Il flusso multiplex numerico si ottiene per interallacciamento di cifra (bit interleaving) dei tributari, in trame di durata in generale diversa da 125 µµµµs
Poiché le sorgenti di temporizzazioni sono molteplici, tributari
ed aggregato, si pone il problema della loro sincronizzazione
Multiplazione numericaMultiplazione numerica
47
• Fase di scrittura: i bit dei tributari sono scritti nei rispettivi buffer con frequenza di scrittura uguale alla loro frequenza istantanea di cifra
• Fase di lettura: i buffer dei tributari sono letti ciclicamente, con frequenza di lettura fr0 = n/Tm0 ≥≥≥≥ ft (n=cifre di tributario per trama)
Nt tributari
ft0
ft0
ft0
ft0fm0 ≥ Ntft0
Multiplazione numericaMultiplazione numerica
fm0 = 1/Tm0*n. totale bit/trama
48
• Segnale periodico, che definisce gli “istanti caratteristici”attraverso eventi univocamente (e facilmente) individuabili p.e.:
� sinusoide: attraversamenti dello zero
� onda quadra: fronti di salita o di discesa
� segnale impulsivo: posizione degli impulsi
Segnale(AMI-RZ)
Cronosegnale
(onda quadra)
Cronosegnalecon jitter
Tb
CronosegnaleCronosegnale
49
I flussi numerici vengono trasmessi utilizzando dei segnali (elettrici, elettromagnetici,
ottici) codificati utilizzando delle opportune “codifiche di linea”. Ad esempio nella
slide precedente il segnale più in alto rappresenta una codifica chiamata AMI-RZ
(Alternate Mark Index – Return to Zero), in cui il valore “1” è rappresentato da un
impulso (alternativamente positivo e negativo) e il valore “0” è rappresentato dalla
assenza di impulso.
Per estrarre l’informazione da un segnale numerico è necessario “sincronizzarsi” e
valutare il segnale codificato nei suoi “instanti caratteristici”. Ad esempio nella slide
precedente si mostra nella seconda riga un “crono segnale” sincronizzato che
consente di estrarre correttamente l’informazione dal segnale codificato.
L’operazione di generazione del cronosegnale deve essere effettuata dall’apparato di
ricezione per estrarre correttamente l’informazione. Questa procedura è detta
sincronizzazione di linea.
Se la procedura non è effettuata in modo ideale, si verifica che il cronosegnale non è
sincronizzato con il segnale codificato (vedi terza riga nella slide precedente) e la
decodifica può essere affetta da errori.
50
• Due flussi numerici sono detti:
� sincroni: quando i rispettivi cronosegnali hanno la stessa frequenza istantanea (quindi differenza di fase costante)
� mesocroni: quando i cronosegnali hanno esattamente la stessa frequenza media a lungo termine ma fase variabile
� plesiocroni: quando i cronosegnali hanno la stessa frequenza nominale e i possibili scostamenti del valore istantaneo sono contenuti in un intervallo di tolleranza prefissato
� eterocroni: quando i cronosegnali hanno frequenza nominale diversa
• Multiplatori mesocroni (comunemente detti sincroni)
� i tributari hanno tutti la stessa frequenza media di cifra
• Multiplatori plesiocroni (comunemente detti asincroni)� i tributari hanno frequenze nominalmente uguali e con fluttuazioni
circoscritte entro intervalli specificati (p.e. 2048 kbit/s ±50 ppm)
Classificazione dei flussi numericiClassificazione dei flussi numerici
51
• I cronosegnali delle sorgenti tributarie operano a frequenze solo nominalmente uguali, ma in effetti diverse e indipendenti (tributari plesiocroni)
• Il cronosegnale del multiplex numerico non è in rapporto fisso con le frequenze istantanee di cifra dei tributari
• La sincronizzazione di cifra viene attuata mediante la tecnica di giustificazione di bit o pulse stuffing (a riempimento di impulsi). La gestione dello stuffing è eseguita a livello di singolo tributario
• I formati di multiplazione PDH sono definiti nella Racc. ITU-T G.702. Le caratteristiche elettriche e fisiche delle interfacce PDH sono invece specificate nella Racc. ITU-T G.703
Multiplazione numerica plesiocronaMultiplazione numerica plesiocrona
52
• Ogni differenza di frequenza media (multiplazione plesiocrona) tra scrittura e lettura conduce, prima o poi, al riempimento o allo svuotamento del buffer (slip “periodici”)
• Nel caso di slip periodici, dette fS e fL le frequenze di scrittura e lettura del buffer tampone, N la sua dimensione in bit, la frequenza di slip è
Fslip = 86400fL − fS
N(slip/giorno)
Slip di sincronizzazioneSlip di sincronizzazione
53
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4
7
5
6
tempo
IV
III
II
I
Indirizzo di
memoria
TS TL
Inizio slip (rilettura
dei bit 4, 5, 6 e 7)
TL < TS
• L’esempio considera la sincronizzazione di un singolo tributario a prescindere dalla successiva multiplazione.
• La sequenza prodotta è la seguente:
1-2-3-4-5-6-7-4-5-6-7-8-9-10-11-12
Slip: esempio graficoSlip: esempio grafico
54
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
tempo
IV
III
II
I
Indirizzo di
memoria
TS TL
Inibizione lettura
TL < TS
• Poiché la lettura della locazione di memoria IV è eseguita prima della sua scrittura, essa è ripetuta due volte
• La sequenza prodotta è la seguente:
1-2-3-4-5-6-7-4-8-9-10-11-12
Minimizzazione dell’entità dello SlipMinimizzazione dell’entità dello Slip
55
• Questo meccanismo non è in realtà efficace nel risolvere il problema, perché “minimizza” l’entità dello slip (ma in pratica il sistema si deve risincronizzare comunque) ed inoltre la frequenza degli slip passa da:
Fslip = 86400fL − fS
N(slip/giorno)
Minimizzazione dell’entità dello SlipMinimizzazione dell’entità dello Slip
a:
SLslip ffF −= 86400 (slip/giorno)
56
• All'ingresso del multiplatore le cifre binarie dell' i-esimo tributario vengono scritte nella relativa memoria di multiplazione con una frequenza di scrittura pari a fti
• La frequenza di lettura fr0, ricavata dall'orologio locale, ha un valore leggermente maggiore di quello massimo ammesso per la frequenze di scrittura
• Si verifica il progressivo svuotamento delle memorie
Riempimento di bitRiempimento di bit
57
Tributario entrante
Uscita multiplatore
Uscita demultiplatore
Tributario uscente
•Lo svuotamento del buffer di lettura si evita inserendo nel flusso binario di tributario cifre non significative (stuffing)
•La cifra di riempimento, non essendo un bit informativo, deve essere rimossa dal demultiplatore
Riempimento di bitRiempimento di bit
58
• Lo svuotamento del buffer di lettura è rilevabile comparando l’indirizzo di lettura e scrittura
• Quando si è prossimi allo svuotamento, la lettura del buffer di tributario è inibita in corrispondenza di predeterminate posizioni di cifra della trama del segnale multiplex numerico (opportunità di giustificazione)
• Sono inserite cifre di riempimento non significative
• La presenza o l'assenza delle cifre di riempimento è segnalata dalle cifre di segnalazione di riempimento
Riempimento di bitRiempimento di bit
59
Stuffing positivo: se C=0 il bit S è un bit del tributario,
se C=1, S diventa un bit di riempimento
Stuffing negativo: se C=0 il bit S è un bit di riempimento, se C=1 S diventa un bit del tributario
Trama N Trama N+1
Bit non appartenenti ai flussi tributari (overhead)
Bit del tributario 1
C=Bit di segnalazione di riempimento del tributario 1
S=Bit di opportunità di riempimento del tributario 1
Bit di altri tributari
Bit di segnalazione e opportunità di riempimento di altri tributari
Segnalazione di riempimentoSegnalazione di riempimento
60
• Si scrivono i bit del tributario di ingresso nella memoria tampone con un clock ricavato dal flusso entrante
• Si legge la memoria con un clock a frequenza leggermente superiore della massima frequenza di scrittura.
• Poiché la velocità di lettura è superiore a quella di scrittura per evitare lo svuotamento della memoria il multiplatore inserisce, quando opportuno, un bit privo di significato (di stuffing) segnalandolo al demultiplatore
Tecnica di Multiplazione PlesiocronaTecnica di Multiplazione Plesiocrona
61
• Sia N la dimensione in bit di una trama, di cui M+1 siano i bit utili a disposizione di un tributario
• Siano:
ft la frequenza del tributariofa la frequenza dell’aggregatofta la frequenza del tributario all’interno dell’aggregato (si considera la frequenza massima possibile cioè utilizzando sempre come dati i bit di opportunità di giustificazione)
• Sia e l’errore in parti per milione (ppm), le frequenza effettive si ricavano a partire da quelle nominali:
ft-eff = ft-nom ± ∆∆∆∆ft-nom = ft-nom ± e/106 ft-nom
fa-eff = fa-nom ± ∆∆∆∆fa-nom = fa-nom ± e/106 fa-nom
fta-eff = fta-nom ± ∆∆∆∆fta-nom = fta-nom ± e/106 fta-nom
Tecnica di Multiplazione PlesiocronaTecnica di Multiplazione Plesiocrona
62
• Affinché la multiplazione plesiocrona funzioni correttamente, devono essere rispettate le condizioni di non overflow e di non underrun. Considerando le frequenze effettive esse si possono esprimere così:
non overflow: ft-eff < fta-eff
non underrun: fta-eff •M/(M+1)< ft-eff (a)
oppure fslip < fa-eff / N (b)
oppure fslip < fta-eff / (M+1) (c)
dove fslip = fta-eff - ft-eff
Condizioni di funzionamentoCondizioni di funzionamento
63
• Le tre condizioni di non underrrun sono equivalenti:
(b) fslip < fa-eff / N
(fta-eff - ft-eff)< fa-eff /N
fta-eff - ft-eff< fta-eff •N /(M+1) /N
(c) fta-eff - ft-eff< fta-eff /(M+1)
fta-eff -fta-eff /(M+1) - ft-eff< 0
fta-eff (1-1/(M+1)) - < ft-eff
(a) fta-eff •M/(M+1)< ft-eff
Condizioni di funzionamentoCondizioni di funzionamento
64
• Considerando le frequenze nominali e gli errori, le condizioni di corretto funzionamento si possono esprimere così:
non overflow: ft-nom + ∆∆∆∆ft-nom < fta-nom - ∆∆∆∆fta-nom
non underrun: (fta-nom + ∆∆∆∆fta-nom )•M/(M+1)< ft-nom - ∆∆∆∆ft-nom (a)
oppure (fta-nom + ∆∆∆∆fta-nom - ft-nom + ∆∆∆∆ft-nom)< (fa-nom + ∆∆∆∆fa-nom) /N (b)
oppure (fta-nom + ∆∆∆∆fta-nom - ft-nom + ∆∆∆∆ft-nom)< (fta-nom + ∆∆∆∆fta-nom)/(M+1) (c)
Condizioni di funzionamentoCondizioni di funzionamento
65
Overhead
GENERATORE TEMPI
DI TRAMA
OROLOGIO MULTIPLEX
Inibizione per
overhead e altri
tributari
CONTROLLO GIUSTIFICAZIONE
ESTRAZ. TEMP.
CONTAT. SCRITT.
CONTAT. LETT.
BUFFER
~
SINCRONIZZATORE
TRIBUTARIO
Altri tributari
SEGNALE MULTIPLO
OROLOGIO "BUCATO"
Giustificazione
Indirizzo scrittura
Gestione dell'opportunità di giustificazione
OROLOGIO "REGOLARE" Inibizione per
giustificazione
OROLOGIO "REGOLARE"
Indirizzo lettura
+ -+
Schema del Multiplatore PlesiocronoSchema del Multiplatore Plesiocrono
66
PLL
CONTAT. SCRITT.
CONTAT. LETT.
ESTRAZ. TEMP.
ALLINEAT. TRAMA
BUFFER
SEGNALE MULTIPLO
DESINCRONIZZATORE
TRIBUTARIO
OROLOGIO "REGOLARE"
OROLOGIO "BUCATO"
CONTROLLO GIUSTIF.
OROLOGIO "REGOLARE"
Inibizione per overhead e altri tributari
Inibizione per giustificazione
Indirizzo scrittura
Indirizzo lettura
Schema del Demultiplatore PlesiocronoSchema del Demultiplatore Plesiocrono
67
Gerarchia PDH EuropeaGerarchia PDH Europea
68
SA
210
T
200 4
MG T
208 204
Multiplex E2
210 380 376
Multiplex E3
4
MG T
208 4
MG
4
OG T
SA T
372 4
MG T
4
MG T
4
MG
4
OG T
380
Multiplex E4
412 480
SA T
472 4
MG T
4
MG T
4
MG
4
OG T
484 484484
T
484 4
MG T
4
MG
Trame della gerarchia plesiocrona EuropeaTrame della gerarchia plesiocrona Europea
MG : Messaggio di GiustificazioneOG : Opportunità di giustificazione
T : TributariA : Allineamento
69
SA
210
T
200
IIIII IVI
4
MG
T
208
IIIII IVI
4
MG
T
208
IIIII IVI
4
MG
T
204
IIIII IVI
4
OG
A
212 212 212 212
A Parola di allineamento (1111010000)
S Bit di Servizio (B11, B12)
T Bit Informativi ottenuti leggendo ciclicamente bit a bit i quattro tributari
MG Messaggio di Giustificazione (ripetuto tre volte per correggere errori singoli)
OG Bit di opportunità di giustificazione
Struttura di trama del multiplex E2Struttura di trama del multiplex E2
70
I bit di segnalazione di giustificazione (chiamati “Messaggio di giustificazione”) nella
trama E2 sono ripetuti 3 volte per ciascun tributario.
In ricezione viene presa una decisione con la tecnica del “voto a maggioranza”. Ad
esempio se due bit indicano che ci deve essere giustificazione e un bit no, il ricevitore
assume che ci sia giustificazione. In questo caso si risolvono i problemi dovuti ad un
eventuale errore singolo su un bit.
71
SA
210
T
200
IIIII IVI
4
MG
T
208
IIIII IVI
4
MG
T
208
IIIII IVI
4
MG
T
204
IIIII IVI
4
OG
A
212 212 212 212
Esempio trama del multiplex E2 (8 Mbit/s):
F0 = 8448 kbit/s
Bit per trama N =848
Bit per tributario M = 205, M+1 = 206 (con o senza stuffing)
Periodo di trama = 848/8448000 ≈≈≈≈ 100 µµµµs
Fta-min = 205 ×××× 8448000/848 = 2042 kbit/s
Fta-max = 206 ×××× 8448000/848 = 2052 kbit/s
Ft_min = 2048 kbit/s – 50ppm = 2047.88 kbit/s
Ft_max = 2048 kbit/s + 50ppm = 2048.11 kbit/s
⇒Fta-min < Ft_min < Ft_max < Fta-max
N.B. Per semplicità in questo esempio si è considerato per il flusso aggregato la velocità nominale e non quella effettiva
Capacità di sincronizzazioneCapacità di sincronizzazione
72
Singolo Salto Doppio Salto
Tributario x Aggregato y
2 8
8 34
34 140
140 565
Tributario x Aggregato z
2 34
8 -
34 565
140 -
M
U
X
D
E
M
U
X
Tributari Aggregato
Tx
Rx
Tx
Rx
y
x/y
y
x
x
x
x
x
x
x
x
1
2
3
4
1
2
3
4
M
U
X
D
E
M
U
X
Tributari Aggregato
Tx
Rx
Tx
Rx
z
x/z
z
x
x
x
x
x
x
x
x
1
2
16
1
2
16
Schema di un Multiplatore PDHSchema di un Multiplatore PDH
73
M
U
X
M
U
X
D
E
M
U
X
D
E
M
U
X
DEM
MUX
MUX
MUX
MUX
DEM
DEM
DEM
DEM
DEM
DEM
MUX
MUX
MUX
DEM
MUX
2/34 34/140
2/34
2/34
2/34
34/140 2/34
2/34
2/34
2/34
2 Mbit/s 34 Mbit/s 140 Mbit/s 34 Mbit/s 2 Mbit/s
Multi-Demultiplazione 2/140 Mbit/sMulti-Demultiplazione 2/140 Mbit/s
74
• Tecniche di multiplazione, PCM e PDH
» Tecniche di multiplazione (FDM, TDM, CDM)
» Multiplazione numerica PCM
» Multiplazioni numeriche, multiplazione plesiocrona, PDH
• SDH, multiplazione, apparati e reti
» Multiplazione sincrona
» Motivazioni per l’SDH
» Stratificazione, Trama SDH
» Puntatori e sincronizzazione
» Apparati, interconnessione in rete e protezione
Dove siamo ?Dove siamo ?
75
• I cronosegnali delle sorgenti tributarie operano tutti alla stessa frequenza istantanea (almeno in media)
• Il cronosegnale del multiplex numerico è sincrono (in effetti, mesocrono) con i tributari e a frequenza multipla degli stessi
• Non è possibile mantenere sincronismo perfetto per:» fluttuazione del tempo di propagazione nei mezzi trasmissivi
» instabilità dei clock
» estrazione del clock per la rigenerazione…
• Le variazioni di fase vengono dette:
» jitter (variazioni “veloci”)
» wander (variazioni “lente”)
Multiplazione numerica mesocronaMultiplazione numerica mesocrona
76
• Una memoria (buffer) viene inserita tra la lettura del flusso tributario e il suo inserimento nel flusso aggregato (lo stesso si faceva con la multiplazione plesiocrona…)
• Il buffer serve per:» assorbire le variazioni di fase tra i tributari e l’aggregato
» consente di inserire l’overhead nel flusso tributario
• La frequenza del multiplex è maggiore della somma di quelle dei tributari per dare spazio alle cifre addizionali:
» parola di allineamento
» informazioni di servizio (allarmistica e gestione)
Multiplazione numerica mesocronaMultiplazione numerica mesocrona
77
Memoria elasticaa N celle
Indirizzo
di scrittura
Indirizzo
di lettura
Contatoredi lettura
Comparatoreindirizzi
Estrazione
clock
Contatoredi scrittura
Orologionon regolare
Tributario
Circuito dicontrollo
Aggregato
Orologioregolare = FT
Orologio
multiplatore F0
Generatoretempi ditrama
Altri tributari
Bit ausiliari
Inibizione perbit ausiliari ealtri tributari
Inibizione per slip: in teoria non ènecessaria… in pratica si !
Schema del Multiplatore mesocronoSchema del Multiplatore mesocrono
78
Memoria elastica
Contatorescrittura
Contatorelettura
TributarioAggregato
Indirizzo
di scrittura
Indirizzo
di letturaEstrazioneclock
Allineamentotrama
Controllotemporizzazione
Orologionon regolare
Orologioregolare = FT
Inibizione perbit ausiliari ealtri tributari
� Anche il demultiplatore ha una memoria tampone di pochi bit
per riempire i vuoti presenti nel flusso dovuti all’estrazione
dei bit di allineamento e di servizio
Schema del Demultiplatore mesocronoSchema del Demultiplatore mesocrono
79
• Fluttuazioni di fase abbastanze ampie possono portare al riempimento (perdita di bit) o svuotamento (ripetizione di bit) del buffer tampone (slip “statistici”)
• Anche nelle reti mesocrone sono necessari meccanismi di sincronizzazione.
Slip di sincronizzazioneSlip di sincronizzazione
80
• Tecniche di multiplazione, PCM e PDH
» Tecniche di multiplazione (FDM, TDM, CDM)
» Multiplazione numerica PCM
» Multiplazioni numeriche, multiplazione plesiocrona, PDH
• SDH, multiplazione, apparati e reti
» Multiplazione sincrona
» Motivazioni per l’SDH
» Stratificazione, Trama SDH
» Puntatori e sincronizzazione
» Apparati, interconnessione in rete e protezione
Dove siamo ?Dove siamo ?
81
• In passato le reti trasmissive realizzavano collegamenti punto-punto la cui capacità era limitata dalla banda disponibile dei portanti e dalla massima complessità degli apparati. L’overheadera limitato allo stretto indispensabile
• Oggi, grazie alle fibre ottiche in grado di trasmettere flussi di capacità virtualmente illimitata (terabit/s) ed all’evoluzione tecnologica, una rete trasmissiva, oltre al trasferimento, deve offrire altre caratteristiche:
� disponibilità del collegamento (protezione - protection): 1+1 o 1:N; ripristino (restoration): reistradamento dei flussi
� flessibilità (sistemi di gestione centralizzati): add-drop; permutazione
� qualità: misura delle prestazioni; monitoraggio allarmi
� basso costo operativo (sistemi di supervisione centralizzati)
� fast provisioning
Requisiti di una rete trasmissivaRequisiti di una rete trasmissiva
82
• Multiplatore Add-Drop (ADM): inserisce e preleva i tributarida un flusso aggregato. Le sue due interfacce di linea, East e West, permettono di inserirlo lungo un collegamentotrasmissivo
• In figura è mostrato un ADM in configurazione lineare diAdd-Drop con protezione 1+1
ADM ADM
1
2
3
4
n
ADM
1 2 3 4 n
Tri
buta
ri
......
1
2
3
4
n
Esercizio
Protezione
Esercizio
Protezione
Aggregato Aggregato
Tri
buta
ri
Tributari
Wes
r
Eas
t
Multiplatore Add-DropMultiplatore Add-Drop
83
• RED o Digital Cross Connect (DXC): permuta i flussi contenutinegli aggregati ad alta velocità e gli eventuali tributari attestatilocalmente. Monitorizza la qualità dei flussi.
Multi/
demultiplexing
Matrice di
Permutazione
MUXMUX
MUXMUX
MUXMUX
MUXMUX
MUXMUX
MUXMUX
Aggre
gat
i
Aggre
gat
i
1 2 3 4 nTributari
Multi/
demultiplexing
RED (Ripartitori Elettronici Digitali)RED (Ripartitori Elettronici Digitali)
84
X
Tributario
• La rete magliata, la ridondanza della capacità installata e la permutazione automatica dei nodi consentono la creazione agevole dei percorsi trasmissivi (path) e, nel caso di malfunzionamenti, il ripristino della connessione attraverso un percorso alternativo
X
TributarioRED A
RED B
RED C
RED D
Percorso normale
Percorsi alternativi
Permutazione automatica dei nodiPermutazione automatica dei nodi
85
• Scarsa capacità disponibile nella trama per scopi di esercizio e manutenzione (in pratica, gestione a livello di collegamento)
• Approccio manuale per la gestione del sistema (es. per il reinstradamento dei flussi) e la manutenzione della rete, con conseguente difficoltà di operare riconfigurazione e protezione del traffico
• Necessità di demultiplazione completa del segnale di linea fino al livello gerarchico del tributario che si vuole estrarre (multiplazione asincrona)
• Mancanza di uno standard mondiale comune, con difficoltà di interconnessione delle reti di diversi operatori
• Sistemi di linea proprietari, con conseguenti difficoltà di creare un effettivo ambiente “multi-vendor”
Svantaggi della PDHSvantaggi della PDH
86
• Flessibilità di gestione dei flussi trasmissivi
• Interfacce ottiche standard
• Protezione automatica del traffico
• Funzioni evolute di esercizio e manutenzione
Vantaggi della SDHVantaggi della SDH
87
• Nell’aggregato PDH sono visibili solo i tributari di ordine gerarchico immediatamente inferiore a causa del meccanismo di stuffing concatenato
• Si deve perciò multiplare/demultiplare l’aggregato fino alla velocità pari a quella del tributario da inserire o prelevare
• L’onerosità di tali operazioni porta a ridurne l’occorrenza riservandole ai livelli gerarchici più alti (34, 140 Mbit/s); la rete èpoco flessibile e con modesto utilizzo della capacità nominale
• L’SDH fornisce, invece, l’accesso diretto a tutti i tributari di interesse attraverso un’entità informativa, detta puntatore
• Ciò consente una rete più flessibile ed efficiente in quanto tutti gli apparati in rete sono in grado di eseguire operazioni di add-drop distribuite a 2, 34 e 140 Mbit/s
Flessibilità di gestione:Efficienti funzioni di Add-Drop
88
D
E
M
U
X
M
U
X
D
E
M
U
X
M
U
X
D
E
M
U
X
M
U
X
Rx Tx
140/34
34/8
8/2 2/8
8/34
34/140
f.o. f.o.
2 Mbit/s 2 Mbit/s
Add-Drop di un 2 Mbit/s da un 140 Mbit/s in PDHAdd-Drop di un 2 Mbit/s da un 140 Mbit/s in PDH
89
• Per garantire la compatibilità trasversale (Multi-Vendor e Multi-Operator environment: mid-fiber meet) fra apparati di differenti costruttori sono state specificate le caratteristiche trasmissive (Racc. ITU-T G.957). Ad esempio:
� lunghezza d’onda
� larghezza spettrale
� dispersione
� riflessione
� sensibilità del ricevitore (minima potenza accettabile @ BER=10-10)
� saturazione del ricevitore (massima potenza accettabile @ BER=10-10)
Interfacce ottiche standardInterfacce ottiche standard
90
• Nel PDH le informazioni di overhead sono molto ridotte. Sono disponibili soltanto alcuni bit di allarmistica e di controllo della qualità, non associati ai singoli tributari, ma al flusso aggregato
• Nel PDH sono state sviluppate sovrastrutture di supervisione degli allarmi e di misura della qualità (p.e. BER sulla parola di allineamento) non standard e di difficile gestione
• Nell’SDH le informazioni di allarmistica, controllo della qualità e di supervisione sono molto complete e associate anche ai singoli tributari. Si dispone anche di indicativi anagrafici del percorso e delle caratteristiche di equipaggiamento del flusso per verifiche di congruenza da parte degli apparati attraversati
• Tutto l’overhead è inserito nella trama SDH senza sovrastrutture
Funzioni evolute di esercizio e manutenzioneFunzioni evolute di esercizio e manutenzione
91
• Pro’s
� Struttura stratificata della rete trasmissiva
� Multiplazione di flussi di capacità diversa e con standard differenti,
� Efficienti funzioni di Add-Drop e Cross-Connect (one step multiplexing)
� Funzioni di supervisione evolute
� Protezione automatica del traffico
� Compatibilità trasversale (un’unico standard mondiale)
� Concepito per una rete trasmissiva (PDH è orientato al collegamento)
� Crescita verso velocità superiori facilitata da modularità e parallelismo permesso dal sincronismo
• Con’s
� Trasporto di 63 flussi a 2 Mbit/s, o 3 flussi a 34 Mbit/s nella trama STM-1 rispetto a rispettivamente 64 flussi a 2 Mbit/s, o 4 flussi a 34 Mbit/s trasportati nella trama a 140 Mbit/s
� Necessità di distribuire i cronosegnali di sincronizzazione
SDH: Elementi caratteristiciSDH: Elementi caratteristici
92
• giugno 1986 (Ginevra)
» inizio lavori in SG-XVIII CCITT su proposta degli USA
• gennaio 1988 (Seul)
» prima bozza Racc. G.707, G.708 e G.709
• novembre 1988 (Ginevra)
» approvate Racc. G.707, G.708 e G.709
» si lavora sulle altre Racc.
• febbraio 1990 (Parigi)
» primo accordo in ETSI/TM3
• maggio 1992 (Dusseldorf)
» approvate le prime Racc. CCIR su ponti radio SDH
• Raccomandazioni sulla rete di trasporto dal 1995 al 1997
Cronologia della SDHCronologia della SDH
93
• La multiplazione SDH definisce quattro livelli (Racc. ITU-T G.707), tutti basati su trame di durata 125 µµµµs
» Le trame e i segnali dei vari livelli gerarchici SDH sono detti STM-N (Synchronous Transport Module di livello N)
» i segnali dei vari livelli gerarchici SONET sono detti STS-N (Synchronous Transport Signal di livello N) o anche OC-N (Optical Carrier di livello N)
Livelli gerarchici SDH e SONETLivelli gerarchici SDH e SONET
94
• Tecniche di multiplazione, PCM e PDH
» Tecniche di multiplazione (FDM, TDM, CDM)
» Multiplazione numerica PCM
» Multiplazioni numeriche, multiplazione plesiocrona, PDH
• SDH, multiplazione, apparati e reti
» Multiplazione sincrona
» Motivazioni per l’SDH
» Stratificazione, Trama SDH
» Puntatori e sincronizzazione
» Apparati, interconnessione in rete e protezione
Dove siamo ?Dove siamo ?
95
Strato di Circuito
Strato di CamminoStrato di Cammino di Ordine Inferiore
Strato di Cammino di Ordine Superiore
Strato dei Mezzi diTrasmissione
Strato del Mezzo FIsico
Strato di Sezionedi Multiplazione
Strato di SezioneStrato di Sezionedi Rigenerazione
Stratificazione della SDHStratificazione della SDH
96
Strato diCammino di
OrdineInferiore
Strato diCammino di
OrdineSuperiore
Strato deiMezzi
Trasmissivi
SONET ETSI SDH
VC-11 (1664 kbit/s)
VC-12 (2240 kbit/s)
VC-2 (6848 kbit/s)VC-2-nc (n x 6848 kbit/s)
VC-11 (1664 kbit/s) (*)
VC-12 (2240 kbit/s)
VC-2 (6848 kbit/s)VC-2-nc (n x 6848 kbit/s)
VC-3 (48960 kbit/s)
VC-3 (48960 kbit/s)VC-4 (150336 kbit/s)
VC-4-nc (n x 150336 kbit/s)
VC-4 (150336 kbit/s)VC-4-nc (n x 150336
kbit/s)
OC-1 o STM-0 (51840 kbit/s)
OC-3 o STM-1 (155520 kbit/s)OC-12 o STM-4 (622080 kbit/s)
OC-48 o STM-16 (2488320 kbit/s)
OC-192 o STM-64 (9953280 kbit/s)
STM-1 (155520 kbit/s)
STM-4 (622080 kbit/s)
STM-16 (2488320 kbit/s)STM-64 (9953280 kbit/s)
(*) Portato nella capacità di un VC-12
Strati e capacità della SDHStrati e capacità della SDH
97
Strato di Circuito
Strato di Cammino
Strato dei Mezzi diTrasmissione
Stratificazione della SDHStratificazione della SDH
MUX SDH RIG. SDH MUX SDH MUX SDH
Tributari PDH STM-N STM-N STM-N
Tributari PDH
Sezione dirigenerazione
RSOH
Cammino (Path) POH
Sezione dirigenerazione
RSOH
Sezione dirigenerazione
RSOH
Sezione dimultiplazione
MSOH
Sezione dimultiplazione
MSOH
MultiplexerSDH
RigeneratoreSDH
98
1 2 3 4 5 6 7 8 270
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Byte
A = Parola di allineamento
1
2Sequenza
di trasmissione
270 x 9 byte
A A A A A A
Rappresentazione della trama STMRappresentazione della trama STM
9
A A A A A A A A A A A AA A A A A A
99
Trama STM-N
Schema della trama SDHSchema della trama SDH
100
• La matrice è trasmessa per righe, da sinistra a destra
• 2430 byte (19440 bit) per trama STM-1 in 125 µµµµs; ogni byte della trama rappresenta un canale a 64 kbit/s
• Section Overhead
» è diviso in
» Regenerator Section OverHead (RSOH)
» Multiplexer Section OverHead (MSOH)
» svolge funzioni di allineamento di trama, monitoraggio delle prestazioni, trasporto di informazioni di gestione
• Puntatore AU
» indica dove leggere il carico pagante
Schema della trama SDHSchema della trama SDH
101
• Gli schemi di multiplazione descrivono le modalità con cui ogni segnale della gerarchia PDH viene inserito (mapped) nella trama SDH come tributario
• La multiplazione sincrona in SDH è basata su regole complesse che combinano diversi "mattoncini" (strutture numeriche) via via come scatole cinesi secondo lo schema di multiplazione
» le strutture numeriche sono insiemi di byte costruiti in accordo a prefissati formati, aventi dimensione fissa
» le strutture numeriche possono essere inserite una dentro l'altra o interallacciate byte a byte
Multiplazione sincrona SDHMultiplazione sincrona SDH
102
• Tra le strutture numeriche, i Virtual Container (VC) sono ilmattone di base e l'elemento più innovativo rispetto al PDH
» Virtual: sono strutture logiche, esistono solo all’interno di STM-N
» Container: contengono informazione degli strati “clienti”
• Un VC è un insieme strutturato di byte nel quale è possibileinserire i bit di un tributario (es. un flusso PDH) o altre strutturenumeriche
• I VC sonoindividualmente e indipendentementeaccessibili attraversoun puntatore associatoad essi (multiplazionesincrona)
I Contenitori VirtualiI Contenitori Virtuali
103
• Le regole di multiplazione che combinano le strutture numeriche fino a formare una trama STM-N sono descritte dagli standard
• Sono definiti tre tipi di relazioni tra strutture numeriche:
» mapping di un carico informativo (es. segnale PDH) in un Container
(eventualmente con giustificazione per inserire un segnale con
frequenza variabile in un Container di dimensione fissa)
» multiplazione sincrona di uno o più strutture numeriche in un'altra
(per es. interallacciamento byte a byte, aggiunta di byte) con relazione fissa di fase
» allineamento di fase di una struttura dentro un'altra con codifica della
relazione di fase in un puntatore
Regole di multiplazioneRegole di multiplazione
104
• Sono le strutture numeriche che costituiscono il supporto per il livello di sezione della rete SDH; esse rappresentano le trame dei diversi ordini gerarchici della gerarchia sincrona
• Ogni STM è costituito da» una capacità utile di trasporto (AUG)
» una capacità di servizio relativa alle sezioni, Section OverHead(SOH), con funzioni di allineamento di trama, controllo del tasso di errore e di O&M
• Il formato del STM-N contiene» N AUG interallacciati byte a byte
» un SOH di struttura analoga a quella che si otterrebbe interallacciando byte a byte N SOH di trame STM-1
Synchronous Transport Module STM-NSynchronous Transport Module STM-N
105
Servizio a circuito@ 64 kbit/s
Servizio a pacchetto
Linee a circuitoaffittate
VC-11 VC-12 VC-2 VC-3
VC-3 VC-4
AUG + MSOH + RSOH (STM-N)
AUG + MSOH
AUG + MSOH + RSOH (STM-N)
Strato di
Circuito
Strato diCammino
Ordine
Inferiore
OrdineSuperiore
Strato deiMezzi
Trasmissivi
Sezione di
Multiplazione
Sezione di
Rigenerazione
MezziTrasmissivi
Stratificazione e strutture numericheStratificazione e strutture numeriche
106
1 261
1
H1 Y Y H2 1 1 H3 H3 H3
J1
B3
C2
G1
F2
H4
F3
K3
N1 9
VC-4
AU-4
Inserimento di un VC-4 nell’AU-4Inserimento di un VC-4 nell’AU-4
107
• 261 x 9 byte in 125 µµµµs = 150336 kbit/s di capacità ditrasporto
1 261
1
9
0 - - 1 - - 2 - - --86--85
--88--87
--782--781
--89 --173--172
--696
H1 Y Y H2 1 1 H3 H3 H3
Administrative Unit AU-4: strutturaAdministrative Unit AU-4: struttura
108
Percorso di multiplazione di un flusso PDH a 140 Mbit/s
EsempioEsempio
109
• il C-4 ha dimensione fissa
» 260 colonne x 9 righe = 2340 byte...
• ...ma ospita un numero variabile di bit di tributario 139.264 Mb/s grazie alla giustificazione positiva
» 1 bit di opportunità di giustificazione per riga
» 5 cifre C di segnalazione giustificazione per bit di opportunità: sonocorretti fino a due errori
• i bit di opportunità di giustificazione permettono disistemare i bit in più o in meno che arrivano dal tributario139.264 Mb/s (±15 ppm di tolleranza di frequenza), èl’esempio del “mapping di un carico informativo”
Composizione del C-4Composizione del C-4
110
Schema di una riga di C-4Schema di una riga di C-4
111
• Tecniche di multiplazione, PCM e PDH
» Tecniche di multiplazione (FDM, TDM, CDM)
» Multiplazione numerica PCM
» Multiplazioni numeriche, multiplazione plesiocrona, PDH
• SDH, multiplazione, apparati e reti
» Multiplazione sincrona
» Motivazioni per l’SDH
» Stratificazione, Trama SDH
» Puntatori e sincronizzazione
» Apparati, interconnessione in rete e protezione
Dove siamo ?Dove siamo ?
112
• Puntatore AU: è utilizzato per specificare l’offset del carico utile di un VC di ordine superiore rispetto alla struttura di trama dimultiplazione che lo contiene
» Ad esempio, il puntatore AU-4 indica la posizione del primo byte del VC-4, libero di muoversi all'interno della trama
I puntatori permettono l'allineamento dinamico deiVC, è il caso dell’ “allineamento di fase”
• Puntatore TU: è usatoper specificare l’offsetdel carico utile di un VC di ordine inferiorerispetto alla trama del VC di ordine superiorein cui è inserito
Funzione dei puntatoriFunzione dei puntatori
113
• I VC possono averefase variabilerispetto alla strutturanumerica che licontiene
• Il puntatore è riferitoal primo byte a destra della IV riga diOH
• I VC si trovano a cavallo di più trame
Allineamento di fase del VC-4 nel STM-1Allineamento di fase del VC-4 nel STM-1
114
• Per compensare in un NE le fluttuazioni di fase tra
• i VC in ingresso (clock del NE che li origina)
• il segnale STM-1 in uscita (clock locale)
Perché allinearsi dinamicamente?Perché allinearsi dinamicamente?
115
• Orologio di apparato: Synchronous Equipment Clock (SEC)
• Il buffer assorbe le variazioni di fase tra i VC in ingressoall'apparato e le trame in uscita
• Il valore del puntatore èaggiornatoquando lo statodi riempimentodel buffer supera la soglia inferioreo quellasuperiore
Generazione del puntatoreGenerazione del puntatore
116
• Il puntatore è aggiornato quando il buffer del Pointer Processor si riempe o si svuota oltre le soglie a causa dellevariazioni di fase relative degli orologi
Aggiornamento del puntatoreAggiornamento del puntatore
117
H1 H1 H1 H2 H2 H2 H3 H3 H3
H1 H2 H3
V1 V2 V3
N N N N s s I D I D I D I D I D
1 4 75 6 1698
Valore del puntatore
Opportunità di
giustificazionenegativa
Opportunità di
giustificazionepositiva
AU-4
AU-3TU-3
TU-11TU-12TU-2
Formato dei byte di puntatoreFormato dei byte di puntatore
118
• I byte H1 e H2 non usati per il puntatore nel caso di AU-4 sono codificati con 1001ss11 e 11111111 rispettivamente
• I valori dei campi Valore del Puntatore e Signal Type (ss) del puntatore sono codificati come segue
Puntatore Signal Type Valore del puntatore
AU-4 10 0 - 782
AU-3 10 0 - 782
TU-3 10 0 - 764
TU-2 00 0 - 427
TU-12 10 0 - 139
TU-11 11 0 - 103
Formato dei byte di puntatoreFormato dei byte di puntatore
119
Codifica del puntatore AU-4Codifica del puntatore AU-4
120
• bit 1-4: NDF
» indica una reinizializzazione del valore del puntatore
• bit 5-6:» indica il tipo di AU contenuto (informazione utilizzata solo nel caso di
schema di multiplazione ITU-T)
• bit 7-16: puntatore
» il valore numerico della posizione del VC-4 nella trama (da moltiplicare per 3)
» i valori legali sono 0-782
» con 0 si indica il primo byte a destra del terzo H3
Codifica del puntatore AU-4Codifica del puntatore AU-4
121
Esempio di giustificazione positivaEsempio di giustificazione positiva
122
Esempio di giustificazione negativaEsempio di giustificazione negativa
123
• In condizioni normali NDF=0110, puntatore = inizio VC-4
• In caso di giustificazione positiva, si invertono i bit I, i byte di opportunità di giustificazione non contengono dati significativi, e dalla trama seguente il puntatore è incrementato di 1 (modulo 783)
• In caso di giustificazione negativa, si invertono i bit D, i byte H3 contengono 3 byte di dati, e dalla trama seguente il puntatore èdecrementato di 1 (modulo 783)
• Se l'allineamento del VC-4 cambia bruscamente di più di 3 byte, si inverte NDF e il puntatore è immediatamente aggiornato
• Dopo una giustificazione non sono permessi altri movimenti per le 3 trame seguenti
Regole di generazione del puntatore AU-4Regole di generazione del puntatore AU-4
124
• L’STM-N potrebbe presentare lunghe sequenze di 0 o di 1. Per impedire questo si usa un Frame Synchronous Scrambling, applicato a ciascuna trama con esclusione della prima riga di SOH (che contiene la parola di allineamento
• Il polinomio generatore dello scrambler è 1+x6+x7; l’inizializzazione è 1111111
1 1 1 1 1 1 1
y(k)
z(k)
z(k) = y(k) + y(k-6) + y(k-7)
ScramblingScrambling
125
SincronizzazioneSincronizzazione
Estrazione del clock daiflussi
Tx
Rx Tx
Rx
FMaster
ETRx
Tx
Tx
Rx
ET
126
SincronizzazioneSincronizzazione
SEC SECSEC SEC SECSEC SEC SECSEC
» PRC = Primary Reference Clock (Orologio Principale, OP; nazionale)
» SSU = Synchronization Supply Unit (Orologi Asserviti, OA; in centrale)
» SEC = Synchronization Equipment Clock (Orologi Asserviti Secondari; OAS, nell’apparato)
PRC
SSU SSU SSU
Rete di sincronizzazione ad albero
127
• Tecniche di multiplazione, PCM e PDH
» Tecniche di multiplazione (FDM, TDM, CDM)
» Multiplazione numerica PCM
» Multiplazioni numeriche, multiplazione plesiocrona, PDH
• SDH, multiplazione, apparati e reti
» Multiplazione sincrona
» Motivazioni per l’SDH
» Stratificazione, Trama SDH
» Puntatori e sincronizzazione
» Apparati, interconnessione in rete e protezione
Dove siamo ?Dove siamo ?
128
• Permette l'inserimento/estrazione di flussi tributari(sincroni e plesiocroni) in/da un flusso aggregato STM-N in transito
• Solo alcuni flussi sono terminati, lasciando passareinalterati i VC in transito
• Contiene le matrici di permutazione dei VC di ordine basso LPC (Lower order Path Connection) e dei VC di ordine alto HPC (Higher order Path Connection)
• Le matrici LPC e HPC sono riconfigurabili per permutare i flussi o inserire nuovi tributari (matrici “NBSS” Non Bloccanti in Senso Stretto – ossia è possibile qualsiasiconfigurazione di permutazione)
Multiplatori Add-Drop (ADM)Multiplatori Add-Drop (ADM)
129
Multiplatori Add-Drop (ADM)Multiplatori Add-Drop (ADM)
130
Esempi di inserimento in reteEsempi di inserimento in rete
131
• I multiplatori ADM-1 possono essere integrati con interfacce per servizi di fonia e dati per originare apparati di accesso SDH direttamente dagli attacchi di utente
• Un esempio importante è il cosidetto Digital Loop Carrier (DLC) o Multiplex di Abbonato (MPX1)
• L’ MPX1 è un’apparecchiatura da esterno usata nella rete diaccesso per raccogliere i segnali dagli utenti, multiplarli e trasportarli verso la rete trasmissiva per mezzo di un flusso STM-1
• L’MPX1 può multiplare:
� linee telefoniche analogiche (fino a 480), fornendo tutte le funzioni diinterfaccia verso l’utente (BORSCHT – vedi prossima slide)
� linee digitali affittate
� tributari a 2 Mbit/s
Il Multiplex di abbonatoIl Multiplex di abbonato
132
• Le funzioni eseguite dall'attacco d'utente possono essereriassunte dall’acronimo BORSCHT:
» Battery (alimentazione);
» Overvoltage prot. (protezione da sovratensioni)
» Ringing (generazione del tono di chiamata)
» Supervisory (supervisione della linea)
» Coding (codifica del segnale vocale)
» Hybrid (passaggio da 2 a 4 fili)
» Testing (accesso per prove sulla linea)
Interfaccia verso l’utente telefonicoInterfaccia verso l’utente telefonico
133
66 Stadi di Gruppo di Transito (SGT)
660 Stadi di Gruppo Urbani (SGU)
~10.000 nodi Stadi di Linea (SL)
SGT SGT
SGU SGU
SL SL
MUX
Struttura della rete telefonica tradizionaleStruttura della rete telefonica tradizionale
134
Struttura della rete telefonica tradizionaleStruttura della rete telefonica tradizionale
• La struttura della rete telefonica presentata in queste slide si riferisce ad una rete telefonica prima dell’avvento della tecnologia IP (in particolare si descrive la rete di Telecom Italia alla fine degli anni ’90). In questo contesto, il trasporto della voce avviene esclusivamente in modalità a circuito.
• Vedremo più avanti nel corso che con l’avvento della tecnologia IP si introduce il trasporto della voce a pacchetto, ad iniziare dalle sezioni interne della rete.
135
Sede SL
Rete di transitonazionale
SL
AD
M
AD
M
Sede SGU
AD
MRaccordo con TL
DXC
4/4
Sede A1
DXC
4/4
Sede A1
DXC4/3/1
AD
M
AD
M
DXC4/3/1
AD
M
AD
MDXC4/3/1
DXC4/3/1
AD
MA
DM
VC12, VC3
VC4
SGT
SGT
SGU
Trasporto SDH su Rete NazionaleTrasporto SDH su Rete Nazionale
Anello a 622 Mb/s
Anello a 155 Mb/s
Anello a 622 Mb/s
136
• Gli elementi costitutivi di una rete trasmissiva (apparati, collegamenti e loro parti componenti) sono specificati con prefissati requisiti prestazionali
• Se le effettive prestazioni operative scendono al di sotto di una prefissata soglia, l’elemento va “fuori servizio” (es. guasto)
• Le attività svolte in una rete trasmissiva (in modo sempre più automatizzato) per migliorarne le prestazioni sono
» controllo costante dello stato di integrità degli elementi che la compongono
» interventi “protettivi” in presenza di fuori servizio, allo scopo di rimuoverne effetti e cause
Robustezza della rete trasmissivaRobustezza della rete trasmissiva
137
• Ripristino (orientato al servizio): insieme di attività che hanno l’obiettivo di mantenere la continuità del servizio fornito agli utenti, utilizzando una aliquota condivisa di risorse (es. capacità di trasporto) riservate al reinstradamento del traffico.
» Il ripristino del servizio è controllato da un centro di supervisione usando procedure semi-automatiche (es. usato nella rete nazionale)
» Opera entro un tempo massimo di pochi minuti (es. due)
• Protezione (orientata alla risorsa): attività che hanno come obiettivo evitare il fuori servizio di una risorsa, usando ridondanze predisposte allo scopo (es. una capacitàtrasmissiva di riserva preassegnata – si possono usare sia risorse dedicate che condivise).
» E’ un’operazione automatica programmata in modo distribuito (a livello di apparato, collegamento o parte componente). Ad esempio, è tipicamente usata nella rete locale e regionale
» opera in maniera molto veloce (decine di ms)
Robustezza della rete trasmissivaRobustezza della rete trasmissiva
138
• La funzione di protezione consente attraverso ridondanze ed una azione di commutazione di mantenere uno stato funzionale corretto anche in caso di fuori servizio di una risorsa operativa
• Protezione 1+1» Esempio nel caso di un collegamento: il segnale viene trasmesso sia
sulla via di esercizio che su quella di riserva; in ricezione viene selezionato il segnale migliore
• Protezione 1:N
» Esempio nel caso di un collegamento: il canale di riserva è condiviso fra più canali di esercizio; il segnale è trasmesso sulla riserva solo in occasione di avaria del corrispondente canale di esercizio e la riserva viene rilasciata al ristabilimento delle condizioni normali
Robustezza della rete trasmissivaRobustezza della rete trasmissiva
139
Nota sulla terminologiaNota sulla terminologia
• Il termine protezione può essere usato in modo generico per comprendere sia i meccanismi di protezione propriamente detti sia i meccanismi di ripristino
140
• Gli anelli sono topologie di particolare interesse perchèrappresentano il minimo grafo di interconnessione di un insieme di nodi che garantisce due percorsi distinti tra una qualunque coppia di nodi
Architetture di protezione ad anelloArchitetture di protezione ad anello
141
Relazioni cliente-serventeRelazioni cliente-servente
PSTNISDN
Lineededicate
64 kbit/s
ATM-VP
IP
Frame Relay
300-3400 Hz
ATM-VC
VC-128 Mbit/s
34 Mbit/s
140 Mbit/s
VC-3
VC-4
MS
RS
2 Mbit/s
Sistemi di linea PDH
Optical Section Radio Section Satellite Section
142
La rete ISDNLa rete ISDN
143
ISDNISDN
• La ISDN è una rete digitale che, evolvendo dalla PSTN di tipo telefonico, è in grado di offrire un'ampia gamma di applicazioni sia vocali che non-vocali (voce, immagini, dati, video, fax, ecc.) alle quali si può accedere attraverso un insieme limitato di interfacce
• La limitazione del numero di interfacce ha lo scopo di superare le difficoltà di accesso ai servizi di rete che sono tipiche delle reti dedicate
• La rete ISDN può essere vista come un client della rete di trasporto SDH. Con la ISDN si definiscono i servizi offerti all’utente
144
ISDNISDN
• Ruolo chiave per la diffusione di ISDN: le applicazioni» accesso a banche dati e immagini
» trasferimento file tra PC e hosts
» messaggistica
» videotelefonia a colori
» trasferimento di immagini fisse e in movimento
» comunicazioni multimediali
» interconnessioni tra LAN
» telesorveglianza, telemarketing, ecc.IP!
145
ISDNISDN
• Servizi ISDN» connettività numerica a 64 kb/s
» connessioni con capacità di trasferimento superiore (n x 64 kb/s) ad esempio utilizzati per la video-comunicazione
• Servizi di rete intelligente (gli stessi della rete telefonica)
» Numero verde
146
Servizi di telecomunicazione
Servizi Portanti Teleservizi
Servizioportantedi base
Servizioportante di
base+servizisupplementari
Teleserviziodi base
Teleservizio dibase+servizi
supplementari
Servizi ISDNServizi ISDN
147
- Reti dedicate- Reti a lunga
distanza
Centro diservizio
- PABX- LAN- Reti private
Singoloterminale
ISDNmultiservizio
TerminaliISDN in
configurazionemultipla
ISDN
Architettura funzionaleArchitettura funzionale
• Tipi di interfaccia
148
Canali di accessoCanali di accesso
• Un canale rappresenta una specifica porzione della capacità di trasferimento dell'interfaccia utente-rete
• Un'interfaccia comprende una specifica combinazione di diversi tipi di canali
149
Canali di accessoCanali di accesso
• Canale B» ha capacità di trasferimento uguale a 64 kb/s con relativa
temporizzazione
» può trasportare diversi tipi di informazione:
» voce telefonica a 64 kb/s o a ritmi binari inferiori
» voce a qualità migliorata a 64 kb/s
» dati a circuito o a pacchetto a ritmo binario inferiore o uguale a 64 kb/s
• Canale D
» capacità di trasferimento: 16 kb/s o 64 kb/s
» scopo principale: trasporto della segnalazione
» alternativamente può trasportare informazioni strutturate a pacchetto (X.25, basso bit rate)
» organizzato a messaggi, multiplati statisticamente
150
Profili di accessoProfili di accesso
• Accesso BASE (BRI)» 2 canali B a 64 kb/s - linee numeriche indipendenti
» 1 canale D a 16 kb/s - segnalazione
» totale: 144 kb/s, su doppino di rame, punto-punto e punto-multipunto
• Accesso PRIMARIO (PRI)
» 30 canali B a 64 kb/s
» 1 canale D a 64 kb/s - segnalazione
» utilizza normale linea PCM a 2048 kb/s punto-punto
151
Tipo
Struttura base
Struttura
primaria
Struttura
con canali
H0
Struttura
con canali H1
Capacità
canale D
16 kb/s
64 kb/s
64 kb/s
64 kb/s
64 kb/s
---
64 kb/s
---
Ritmo
binario
144 kb/s
2.048 Mb/s
1.544 Mb/s
2.048 Mb/s
1.544 Mb/s
1.544 Mb/s
2.048 Mb/s
1.544 Mb/s
Composizione
2B + D
30B +D
23B +D
5H0+D3H0+D
4H0
H12+DH11
Strutture di interfacciaStrutture di interfaccia