06 - material 6

CAPTULO 6

Transmisso

Disciplina: Fundamentos de Telefonia

TRANSMISSO

CESJF - ENGENHARIA DE TELECOMUNICAES

Fundamentos de Telefonia

2

Transmisso Introduo

Transmisso: s.f. ato ou efeito de transmitir; etc. Transmitir: v.t. mandar de um lado para outro; fazer passar de um ponto para outro, etc.

Para aproveitar a capacidade extra disponvel, utilizado a tcnica denominado multiplexao, cuja finalidade permitir que vrios sinais possam ser transmitidos simultaneamente em um nico meio.

Multiplexao

Multiplexao a ao de se compartilhar um mesmo meio fsico para vrias comunicaes simultneas, separando-as de tal maneira que no haja interferncia entre as mesmas.

- Incialmente: cada circuito transporta uma conversao; - Capacidade do Meio >> Necessidade do Sinal; - Ex.: Sistema de telefonia tradicional: 1000kHz;

Capacidade do meio sub-utilizado!!!!

- Vrios canais em um mesmo meio fsico; - Otimizar a ocupao da Capacidade do Meio; - Ex.: 1000kHz cabem quantos canais?

Para se determinar a capacidade de canais preciso conhecer os parmetros fsicos do sistema de

transmisso.

MUX

MUX

TRANSMISSO



3

Tcnicas de Multiplexao

Qualquer que seja a tcnica de multiplexao, a mesma tem que garantir: - a simultaneidade de vrios canais; - a qualidade dos sinais transmitidos; - a no interferncia entre os canais;

A transmisso de vrios sinais em um nico meio, pode ser conseguido separando-se os sinais em freqncia ou em tempo. Conhecidos como:

- Multiplexao por Diviso de Freqncia: FDM (Frequency Division Multiplexing); - Multiplexao por Diviso de Tempo: TDM (Time Division Multiplexing);

Assim, podemos concluir que temos dois tipos de MUX:

- MUX FDM; - MUX TDM;

FDM e TDM Uma analogia

Podemos comparar os esquemas de multiplexao por diviso de frequncia e de tempo ao trfego de vrias ruas que se concentram em uma rua principal. Uma faixa de frequncias, nessa analogia, corresponder a uma faixa para a passagem de um fluxo de veculos. Nesse caso, a multiplexao por diviso de frequncia FDM pode ser comparada a uma rua com vrias faixas, cada uma dedicada ao trfego de um fluxo de veculos especfico.

TRANSMISSO



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J no caso do TDM, tem-se apenas uma faixa na rua principal de forma que os veculos devero se intercalar.

O estudo detalhado da tcnica de multiplexao por diviso de tempo, ser abordado na disciplina Transmisso Digital. Assim, vamos detalhar a tcnica de multiplexao por diviso de freqncia.

Transmisso Natural

Exerccio: Qual seria o resultado da conversao de Maria e Joo ao mesmo tempo? A mesma seria satisfatria?

TX RX (A1)

(A2)

A1 + A2

Al! Maria...

Al! Joo...

Al! Maria...

Al! Joo...

(B1)

(B2)

TRANSMISSO



5

Portadora

Tambm conhecido como freqncia portadora, a portadora utilizada para conduzir a informao em um sistema.

- Vrios canais em um mesmo meio fsico; - Qualidade na transmisso do sinal; - No interferncia entre os canais;

Multiplexao FDM

MUX

MUX

Como ????

INFORMAO

INFORMAO

TRANSPORTADORA (PORTADORA)

ESTAO TRANSMISSORA

ESTAO RECEPTORA

TRANSMISSO



6

A informao superposta freqncia portadora, segundo diversos processos, e o sinal resultante transmitido atravs do meio ao receptor.

Modulao

A superposio dos sinais de frequncias de informao portadora chamado modulao.

Em outras palavras, a modulao uma transformao aplicada a um sinal que faz com que o sinal original seja deslocado de sua faixa de frequncia para uma outra faixa. O processo inverso, ou seja, a transformao aplicada a um sinal previamente modulado que faz com que ele seja deslocado de volta a sua faixa de frequncia original conhecido como demodulao.

A modulao e a demodulao permitem que sinais sejam adaptados para a transmisso em canais com caractersticas diferentes daquelas do sinal original.

PORTADORA

INFORMAO

MODULADOR DEMODULADOR MEIO

PORTADORA PORTADORA

INFORMAO INFORMAO TX RX

TRANSMISSO



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Na figura anterior, a faixa de 300 a 3.400 Hz poderia ser deslocada para a posio da faixa de 4.300 a 7.400 Hz, por meio de uma portadora de 4 kHz. Isto possibilita o estabelecimento de duas comunicaes simultneas independentes no mesmo circuito, sem interferncia mtua. Uma transmisso de informao ocuparia a faixa normal de 300 a 3.400 Hz e a outra poderia utilizar a faixa de 4.300 a 7.400 Hz, resultante do processo de modulao.

300 3.400 Hz 4.300 7.400 Hz

ANTES DA MODULAO DEPOIS DA MODULAO

FAIXA DE FREQUNCIA ORIGINAL

FREQUNCIA DA PORTADORA 4.000 Hz

0 4.000 7.000

FREQUNCIA (Hz)

DEMODULAO

TX RX

300 3.400 Hz 300 3.400 Hz

MODULAO

300 3.400 Hz 4.300 7.400 Hz

300 3.400 Hz

4.300 7.400 Hz

300 3.400 Hz

4.300 7.400 Hz

TRANSMISSO



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H vrias maneiras de sobrepor a informao em uma portadora:

- fazer a amplitude da portadora variar ao longo do tempo; - fazer a frequncia da portadora variar ao longo do tempo; - transformar a portadora em uma sequncia de pulsos sendo modulados em amplitude, durao,

posio, etc.

Faixas laterais

A sada resultante do processo de modulao contm trs elementos bsicos: a frequncia portadora introduzida e as duas novas faixas de frequncias denominadas faixas laterais (inferior e superior). Por exemplo, se a frequncia portadora produzida pelo oscilador for de 12 kHz e o sinal modulante tiver banda de frequncia de 400 a 500 Hz, o sinal de sada do modulador conter as seguintes frequncias:

- Faixa Lateral Superior: 12,4 a 12,5 kHz; - Faixa Lateral Inferior: 11,5 a 11,6 kHz;

Observe que as duas frequncias laterais contm o sinal modulante original de 400 a 500 Hz. A portadora a frequncia fundamental usada no modulador para obteno do deslocamento de frequncias. Observe tambm que a informao est contida tanto na faixa lateral superior quanto na faixa lateral inferior.

Tambm no processo de demodulao, de forma semelhante, so produzidas faixas laterais. Digamos que foi recebido um sinal na faixa de 24,3 kHz a 27,4 kHz. Com a introduo de uma portadora de 24 kHz no demodulador, a sada resultante conter:

- Faixa Lateral Superior: 48,3 a 51,4 kHz; - Faixa Lateral Inferior: 300 a 3.400 Hz;

Em resumo, quando uma faixa de frequncia combinada com uma portadora em um modulador ou demodulador, a soma e a diferena entre a portadora e a faixa de frequncia modulante esto no sinal de sada.

11,5 kHz a 11,6 kHz 12,4 kHz a 12,5 kHz 12 kHz

Faixa Lateral Inferior Faixa Lateral Superior

Freqncia da Portadora

TRANSMISSO



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Filtros

No processo de modulao, aparecem componentes de vrias frequncias diferentes e se deseja transmitir apenas um grupo. Para este fim, foram projetados circuitos que provocam perdas de transmisso muito maiores nas frequncias indesejveis do que na que desejamos transmitir. Esses circuitos e seus componentes constituem filtros eltricos, comumente chamados apenas de filtros.

O princpio o mesmo utilizado para separar slidos e lquidos:

Usualmente, so empregados quatro tipos gerais de filtros nos sistemas de portadora: filtro passa-baixa, filtro passa-alta, filtro passa-faixa e filtro rejeita-faixa. Entende-se por filtro passa-faixa o filtro que deixa passar apenas uma faixa de frequncia, de zero at uma determinada frequncia, denominada frequncia de corte.

SLIDO E

LQUIDO

FILTRO

SLIDO

LQIDO

FILTRO F1, F2, F3, F4, ... , FN Fa, Fb, Fc

TRANSMISSO



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Filtro passa-alta aquele que deixa passar apenas uma faixa de frequncia, que se estende desde a sua frequncia de corte at uma frequncia infinitamente alta.

Filtro passa-faixa aquele que deixa passar apenas uma faixa de frequncias, delimitada por suas frequncias de corte inferior e superior.

Filtro rejeita-faixa aquele que no deixa passar as frequncias compreendidas entre suas frequncias de corte, inferior e superior.

GAN

HO

F (Hz) Fq

1

GAN

HO

F (Hz) Fqi

1

Fqs

GAN

HO

F (Hz) Fq

1

GAN

HO

F (Hz) Fqi

1

Fqs

TRANSMISSO



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Sistemas Multiplex

O multiplex telefnico foi amplamente utilizado nos sistemas de interconexo, para comunicao entre pontos remotos, reunindo em um nico meio de transmisso, um grande nmero de conversaes simultneas.

Em 1950 j existiam sistemas FDM para cabo coaxial operando na faixa de 4 MHz com 960 canais. Em 1958 foi instalado o primeiro sistema de 12 MHz para 2.700 canais, que era o limite para equipamentos ainda vlvulas. Na tcnica de semicondutores, a Ericsson desenvolveu, em 1971, um sistema coaxial para 10.800 canais operando em 60 MHz.

O custo decrescente por canal, era o fator motivador por trs destes desenvolvimentos de sistemas de alta capacidade.

CAPACIDADE EM CANAIS

CUSTO RELATIVO DO CANAL

120 180 480 80 960 30

1.200 35 2.700 10

10.800 4

Multiplex FDM

Na transmisso de vrios canais de voz, de 300 a 3.400 Hz, existem tambm freqncias para a sinalizao de equipamentos. Assim, com a finalidade de permitir a transmisso da sinalizao associada a cada conversao, necessrio adicionar aos sinais de conversao outras freqncias.

Dessa forma, definiu-se que a faixa de freqncia total de um canal telefnico usual de 4 kHz.

O que o equipamento multiplex faz transladar todos os canais telefnicos presentes na sua entrada, de acordo com as portadoras convenientemente escolhidas, de forma a obter uma disposio seqencial desses canais ao longo do espectro de freqncia.

A faixa de freqncias ocupada por esses canais de voz transladados que define a banda bsica do multiplex.

A ttulo de exemplo, a multiplexao sucessiva para se transportar 12 canais na faixa de 60 a 108 kHz. Cada canal de 0,3 a 3,4 kHz modulado por portadoras de 20, 16 e 12 kHz e deslocado para a faixa de 12 a 24 kHz.

3.400 300 0 4.000

CANAL DE

VOZ

BANDA DE

GUARDA

BANDA DE

GUARDA

BANDA DE

GUARDA

CANAL DE

VOZ + = CANAL

TELEFNIC

TRANSMISSO



12

TRANSMISSO



13

Quatro conjuntos como este (total de 12 canais de voz) so ento modulados por 84, 96, 108 e 120 kHz e transladados para faixas superiores de 60 a 108 kHz, constituindo, o que na hierarquia de FDM se chamou de grupo bsico.

TRANSMISSO



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Agrupando cinco grupos bsicos e multiplexando-os por portadoras obtemos o supergrupo bsico. Cinco supergrupos bsicos formam o prximo nvel hierrquico, o grupo mestre bsico. Trs grupos mestre bsico formam o supergrupo mestre bsico e trs supergrupo mestre bsico formam a Banda Bsica de 12 MHz.

A oportuna padronizao, pelo ITU-T, das interfaces (nveis e freqncias) entre as hierarquias da multiplexao FDM, permitiu mesclar equipamentos de fabricantes diferentes.

Resumindo, temos os seguintes estgios de translao:

i) Translao de Canal: reunio de 12 canais de voz diferentes (cada canal possui largura de banda de 4 kHz) na banda de 60 a 108 kHz. Este conjunto de 12 canais denominado GRUPO BSICO.

ii) Translao de Grupo: reunio de 5 grupos bsicos na banda de 312 a 552 kHz. Este conjunto de 60 canais de voz denominado SUPERGRUPO BSICO.

iii) Translao de Supergrupo: reunio de 5 supergrupos bsicos na banda de 812 a 2.044 kHz. Este conjunto de 300 canais de voz denominado GRUPO MESTRE BSICO.

iv) Translao de Grupo Mestre: reunio de 3 grupos mestres bsicos na banda de 8.516 a 12.388 kHz. Este conjunto de 900 canais de voz denominado SUPERGRUPO MESTRE BSICO.

v) Translao de Supergrupo Mestre: reunio de 3 supergrupos mestres bsicos na banda de 316 a 12.388 kHz. Este conjunto denominado Banda Bsica de 12 MHz. O sistema com Banda Bsica de 60 MHz engloba 12 supergrupos mestres, totalizando 10.800 canais de voz na banda de 4.332 a 59.684 kHz.

TRANSMISSO



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A tabela seguintes, apresenta um resumo dos procedimentos de translao preconizados pelo ITU-T para agrupamento dos canais de voz.

ESTGIO DE

TRANSLAO

No. DE CANAIS

NOME DO

AGRUPAMENTO

FAIXA DE

FREQNCIAS

(kHz)

PRO

CED

IMEN

TO

I

Translao de

Canal 12 canais Grupo Bsico 60 a 108

Translao de

Grupo

5 Grupos

60 canais Supergrupo Bsico 312 a 552

Translao de

Supergrupo

5 Supergrupos

300 canais

Grupo Mestre

Bsico 812 a 2.044

Translao de

Grupo Mestre

3 Grupos Mestre

900 canais

Supergrupo Mestre

Bsico 8.516 a 12.388

Translao

de

Supergrupo

Mestre

3 Supergrupos Mestre

2.700 canais

Banda Bsica de

12 MHz 316 a 12.388

12 Supergrupos Mestre

10.800 canais

Banda Bsica de

60 MHz 4.332 a 59.684

PRO

CEDI

MEN

TO

II

Translao de

Canal 12 canais Grupo Bsico 60 a 108

Translao de

Grupo

5 Grupos

60 canais Supergrupo Bsico 312 a 552

Translao de

Supergrupo

15 Supergrupos

900 canais

Conjunto Bsico de

15 Supergrupos 312 a 4.028

Translao

de

Conjunto

Bsico

3 Conjuntos

2.700 canais

Banda Bsica de

12 MHz 312 a 12.336

12 Conjuntos

10.800 canais

Banda Bsica de

60 MHz 4.044 a 59.580

TRANSMISSO



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HIERARQUIA DIGITAL PLESICRONA

INTRODUO

Os sistemas de multiplexao digital, podem ser divididos basicamente em trs, a saber:

i) PDH ou Hierarquia Digital Plesicrona; ii) SDH ou Hierarquia Digital Sncrona; iii) SONET ou Rede ptica Sncrona.

O assunto a ser abordado neste captulo, refere-se a Hierarquia Digital Plesicrona, tambm conhecida como PDH.

uma tcnica de transmisso que foi muito difundida em quantidade e geograficamente, at o advento da tecnologia, SDH (Hierarquia Digital Sncrona). O sistema PDH se desenvolveu num perodo em que o fornecimento de telesservios consistia quase inteiramente em telefonia.

A palavra plesicrona vem do grego, onde PLSIOS significa quase e KRONOS tempo. Assim, um hierarquia digital quase sncrona; ou seja, os relgios dos equipamentos so independentes entre si.

HIERARQUIAS PADRONIZADAS DE MULTIPLEXAO PARA A PDH O conceito hierarquia se refere multiplexao de nveis de capacidade em que, em vrios passos, uma quantidade de nveis mais baixos formam um nvel mais alto.

Exemplo: uma analogia com uma hierarquia padronizada a hierarquia militar. Um conjunto de soldados esto subordinados a um cabo, e assim sucessivamente.

Utilizando a mesma analogia apresentada no exemplo anterior, podemos dizer que existem variaes na padronizao da hierarquia. Como por exemplo, a hierarquia militar do exrcito pode ser diferente da marinha, que por sua vez pode ser diferente da aeronutica.

Padres Mundiais

Quanto padronizao das taxas de transmisso, os sistemas PDH so classificados em trs categorias: Europia, Japonesa e Americana.

Hierarquia militar - soldado;

- cabo; - sargento; etc...

Figura Hierarquia Militar

TRANSMISSO



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Nvel Taxas (kbit/s)

Europa Amrica do Norte Japo

0 64 64 64

1 2.048 1.544 1.544

2 8.448 6.312 6.312

3 34.368 44.736 32.064

4 139.264 274.176 97.728

Tabela Taxas por Hierarquia

No Brasil e na maior parte do mundo, empregado o padro europeu. Os outros sistemas so empregados em menor proporo em pases da Amrica do Norte e Japo.

Existe uma hierarquia adicional para a transmisso transatlntica uma hbrida entre as hierarquias americana e europia.

2.048 kbit/s 1.544 kbit/s




PCM MUX

PCM MUX

... ...

MUX DE 2a ORDEM

MUX DE 2a ORDEM

. . . . . .

Figura Multiplexao e Demultiplexao para o PDH

TRANSMISSO



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Taxas do PDH

O padro de hierarquia PCM europeu, adotado no Brasil, apresenta cinco ordens na sua disposio, conforme mostra a prxima figura:

O nvel mais baixo o de 64 kbit/s, no qual o equipamento de 1a ordem suporta at 30 canais. Na sada do equipamento de 1a ordem temos 2.048 bit/s, comumente denominada de sada 2 Mbit/s, ou simplesmente 2M (leia-se dois mega). O equipamento de 2a ordem tem como sada 8 Mbit/s; e assim sucessivamente, 34M, 140M e 565M.

O termo tributrio amplamente empregado para designar canais de entrada de um TM (terminal multiplexador), e agregado, para designar a sada do sinal multiplexado.

TM

1

n

.

.

. Tributrios Agregado

Figura - Termos

1a Ordem

1

30

.

.

.

2a Ordem

1

4

.

.

.

3a Ordem

1

4

.

.

.

4a Ordem

1

4

.

.

.

5a Ordem

1

4

.

.

.

2.048 kbit/s

8.448 kbit/s

34.368 kbit/s

139.264 kbit/s

564.962 kbit/s

Figura Hierarquia PCM Brasil (Europa)

64 kbit/s

TRANSMISSO



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Da mesma forma, o padro americano tem suas ordens:

Mesmo que os agregados de ordem superior das hierarquias americanas e europias tivessem a mesma taxas, os equipamentos no poderam ser interligados diretamente. Os fluxos so multiplexados de maneiras diferentes, as multiplexaes no so compatveis. Alm do mais, a voz tambm codificada de modo diferente. O silncio representado por uns na Amrica do Norte e por zeros na Europa, o que significa que cada canal de 64 kbit/s tem de ser novamente codificado nas conexes transatlnticas. (Siemens, 2001)

1a Ordem

1

24

.

.

.

2a Ordem

1

4

.

.

.

3a Ordem

1

7

.

.

.

4a Ordem

1

6

.

.

.

1.544 kbit/s

6.312 kbit/s

44.736 kbit/s

274.176 kbit/s

Figura Hierarquia PCM Americana

64 kbit/s

1a Ordem

1

24

.

.

.

2a Ordem

1

4

.

.

.

3a Ordem

1

5

.

.

.

4a Ordem

1

3

.

.

.

1.544 kbit/s

6.312 kbit/s

32.064 kbit/s

97.728 kbit/s

Figura Hierarquia PCM Japonesa

64 kbit/s

TRANSMISSO



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A hierarquia PDH japonesa semelhante a americana at o 2o nvel de multiplexao, os outros nveis so formados pela multiplexao por 5, 3 e 4, respectivamente. Equipamentos Multiplex da PDH

Os equipamentos aqui tratados referem-se PDH Europia e no a Americana.

Exemplos:

- MCP-30 ou MUX de 1a ordem; - MCP-120 ou MUX de 2a ordem ou MUX 2/8; - MCP-480 ou MUX de 3a ordem ou MUX 8/34; - MCP-1920 ou MUX de 4a ordem ou MUX 34/140; - Duplo-Salto ou MUX 2/34; - Triplo-Salto ou MUX 2/140;

Multiplex de 1a ordem

Tem como funo multiplexar 30 canais de voz (0,3 a 3,4 kHz) e/ou dados (64 kbit/s) em apenas uma nica sada de 2.048.000 bit/s (comumente chamado 2M).

Neste trem de 2 milhes de bits por segundo, na verdade temos 32 canais de 64 kbit/s, sendo 30 de informao (voz ou dados), 1 de sincronismo e 1 de sinalizao.

MCP 30

1

30

.

.

.

Voz ou dados 64 kbit/s

2M

Figura Mux de 1a

Ordem

Figura Constituio do 2M

MCP 30

1

30

.

.

.

Voz ou dados 64 kbit/s

2M

64 kbit/s Sincronismo

64 kbit/s Sinalizao

TRANSMISSO



21


Este equipamento multiplexa 4 tributrios de 2Mbit/s em apenas uma sada de 8Mbit/s (8,448 Mbit/s), com informao de 120 (4 x 30) canais.

Nota-se, que a soma das taxas dos 4 tributrios de 2.048 kbit/s no resultam na taxa nominal do agregado do MCP-120, 8.448 kbit/s. Existem 256 kbit/s de bits de overhead.


Este equipamento multiplexa 4 tributrios de 8Mbit/s em apenas uma sada de 34Mbit/s (34.368 Mbit/s), com informao de 480 (4 x 120) canais.

De modo semelhante, temos o equipamento multiplex de 4a ordem e 5a ordem.

Alguns fabricantes implementaram novos tipos de equipamentos, em funo da facilidade de implementao a nvel de hardware, conseqncia da multiplicao por 4 do padro europeu.

MCP 2/8

1

4

.

.

.

2M 8M

Figura Mux de 2a

Ordem

MCP 8/34

1

4

.

.

.

8M 34M

Figura Mux de 3a

Ordem

TRANSMISSO



22

Multiplex Duplo-salto e Triplo-salto

Esses equipamentos so conhecidos como duplo salto e triplo salto, o duplo salto multiplexa 16 tributrios de 2Mbit/s em um agregado de 34Mbit/s e o triplo salto multiplexa 64 tributrios de 2Mbit/s em um agregado de 140Mbit/s.

Estrutura de Multiplexao na PDH

A estrutura de multiplexao da PDH baseada em quadros, sendo que o primeiro nvel a intercalao byte-a-byte; e bit-a-bit para os demais nveis.

I

MCP 2/34

1

16

.

.

.

2M 34M

Figura Duplo-salto

MCP 2/140

1

64

.

.

.

2M 140M

Figura Triplo-salto

Mapeamento (justificao)

Alinhamento (overhead)

multiplexao

2 M

x 4

8 M

x 4

34 M

x 4

140 M

Figura Estrutura de Multiplexao na PDH

TRANSMISSO



23

Intercalao de Primeiro Nvel

No primeiro nvel da multiplexao PDH, temos intercalao do tipo byte-a-byte. Para cada um dos 30 circuitos de conversao so enviados, nos dois sentidos, 8.000 amostras por segundo em forma de palavras de cdigo de 8 bits. Portanto, em cada sentido deve haver a transmisso sucessiva de 30 palavras de cdigo de 8 bits dentro de 125 s. A essas 30 palavras de cdigo de 8 bits somam-se 8 bits para a sinalizao e 8 bits para alinhamento de quadro e palavra de servio.

Exerccio: Qual a durao de um time-slot em um quadro E1?

Intercalao de Segundo Nvel

A partir do segundo nvel PDH, a intercalao do tipo bit-a-bit, esquematicamente, temos:

Canal de

Sincro nismo

Canal Telef nico 01

Canal Telef nico 02

. . .

Canal Telef nico 15

Canal de

Sinalizao

Canal Telef nico 16

. . .

Canal Telef nico 30

Numerao dos time slots no quadro E1

0 1 2 15 16 17 31

Durao de um time slot

1 2 3 4 5 6 7 8

Durao de um quadro E1

Figura Quadro E1

MCP 2/8

1

4

.

.

.

2M 8M

Figura Intercalao de segundo nvel

1 2 3 4 5 6 7 8 1

tb

TRANSMISSO



24

Exerccio: Qual a durao de um bit (tb) em um quadro E1, representado na figura anterior?

Basicamente, o trem de pulsos est assim organizado:

Nota-se facilmente o intercalamento (interleaving) bit-a-bit na multiplexagem dos bits dos tributrios. Isto , os bits dos bytes de informao ficaram embaralhados.

Exerccio: Qual a durao de um bit (tb) no agregado de 8M, representado na figura anterior?

Palavra de Alinhamento de Quadro

As palavras de alinhamento de quadro sincronizam o emissor e o receptor do sistema PCM 30. Os bits 2 a 8 desta palavra tm sempre o mesmo formato: 0011011. O receptor determina a posio do quadro de pulsos baeado nas palavras de alinhamento dos quadros entrantes, para que os bits entrantes possam ser distribudos aos circuitos telefnicos na seqncia correta.

A palavra de alinhamento de quadro transmitida alternadamente com a palavra de servio no canal zero. O primeiro bit do canal 0 reservado para uso internacional.

Figura Intercalao bit-a-bit da taxa de 8M

1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4

tb

Canal de

Sincro nismo

Canal Telef nico 01

Canal Telef nico 02

. . .

Canal Telef nico 15

Canal de

Sinalizao

Canal Telef nico 16

. . .

Canal Telef nico 30

1 2 3 4 5 6 7 8

Figura Palavra de Alinhamento de Quadro

X 0 0 1 1 0 1 1

Nmero do bit

Valor binrio

TRANSMISSO



25

Palavra de Servio

Esta palavra transmite sinais de servio. O 3o bit da palavra o bit de sinalizao para o alarme urgente.

Sinalizao

Os sinais de comutao so transmitidos no canal 16 (out-slot). Aqui distinguido entre: - sinalizao associada ao canal, para 30 circuitos de conversao e; - sinalizao por canal comum, com 64 kbit/s.

Na sinalizao associada ao canal, o canal 16 subdividido de forma que, para cada um dos 30 canais estejam disponveis determinados bits. Para isto, 16 quadros so reunidos em um multiquadro.

X 1 U N Y Y Y Y

Reservado para uso nacional

0

1

Com alarme no-urgente

Sem alarme no-urgente

0

1

Sem alarme urgente

Com alarme urgente

Impede a falsa identificao de uma palavra de alinhamento de quadro

Reservado para uso internacional

Quadros pares

X 0 0 1 1 0 1 1

Palavra de alinhamento de quadro

Reservado para uso internacional

Quadros mpares

Figura Palavra de servio

Quadro 00

Quadro 01

Quadro 02 ...

Quadro 13

Quadro 14

Quadro 15

Quadro 03

Figura Associao de 16 quadros em um multiquadro

TRANSMISSO



26

No incio do multiquadro enviada uma palavra de alinhamento de multiquadro no time-slot do canal 16 do quadro de pulsos 0. O formato de bits desta palavra de alinhamento de multiquadro 0000.

Os demais time-slots 16 dos quadros do multiquadro so subdivididos em dois quadros de 4 bits. A cada um dos 30 canais telefnicos de um multiquadro atribudo um destes grupos de 4 bits, para a sinalizao. Quando o canal 16 no est sendo utilizado para a transmisso de sinalizao associada ao canal, ento ele poder ser usado para a transmisso de outros sinais digitais. Por exemplo, sinalizao por canal comum ou para transmisso de dados.

Canal telefnico: N + 15

a b c d a b c d

Canal telefnico: N

Quadro 1 ao

Quadro 15

N = nmero do quadro 1

N

15

Figura Quadro N de um multiquadro, sinalizao por canal associado

X, Y: bits reserva

0 0 0 0 X Y X X

Denominado MFAS (Multiframe Alignment Signal) ou seja, uma palavra de alinhamento de multiquadro

Quadro 0

Figura Primeiro quadro de um multiquadro, sinalizao por canal associado

Slot 0 Slot 16

Slot 0 Slot 16

TRANSMISSO



27

Exerccio: Qual a taxa de bits de sinalizao por canal telefnico?

A seguir, de forma resumida apresentada a tabela de alocao dos bits nos time-slots do canal 16 para sinalizao por canal associado.

Nmero do

Quadro

Bits nos times-slots do canal 16

a b c D a b c d

0 0 0 0 0 X Y X X

1 Canal Telefnico

1 Canal Telefnico

16

2 Canal Telefnico

2 Canal Telefnico

17

3 Canal Telefnico

3 Canal Telefnico

18

4 Canal Telefnico

4 Canal Telefnico

19

5 Canal Telefnico

5 Canal Telefnico

20

6 Canal Telefnico

6 Canal Telefnico

21

7 Canal Telefnico

7 Canal Telefnico

22

8 Canal Telefnico

8 Canal Telefnico

23

9 Canal Telefnico

9 Canal Telefnico

24

10 Canal Telefnico

10 Canal Telefnico

25

11 Canal Telefnico

11 Canal Telefnico

26

12 Canal Telefnico

12 Canal Telefnico

27

13 Canal Telefnico

13 Canal Telefnico

28

14 Canal Telefnico

14 Canal Telefnico

29

15 Canal Telefnico

15 Canal Telefnico

30

Tabela Alocao dos bits nos time-slots do canal 16 para sinalizao por canal associado

TRANSMISSO



28

Justificao

A multiplexao de diversos sinais digitais de mesma taxa nominal para formar um multiplex de ordem superior, geralmente no tem sincronismo perfeito entre os sinais; pois os sinais so gerados a partir de equipamentos com relgios de freqncia distintas (clock prprio). Por exemplo:

Os dois sistemas, 2M com + 20ppm e 2M com 30 ppm, so plesicronos entre si e no entanto ambos so considerados como dentro do padro PDH, conforme norma ITU-T que admite variao de 50 ppm (tolerncia). A multiplexao digital s possvel se os tributrios estiverem exatamente na mesma taxa. Por isso, na combinao de sinais plesicronos em equipamento multiplex digital, os sincronismos devem ser ajustados entre si. Para tal, utilizado um processo conhecido por justificao. A prxima figura, ilustra quatros sistemas PCM30 plesicronos que devem ser reunidos para formarem um sistema de transmisso de 120 circuitos de conversao. Cada um dos quatro sistemas tem uma taxa nominal de bits de 2.048 kbit/s que, contudo, pode desviar-se do valor nominal do equipamento multiplex por causa da tolerncia do gerador de sinal de sincronismo. Portanto, para a formao de um sistema de ordem superior, h a necessidade de justificao. Por este motivo, o sistema de ordem superior no tem somente o qudruplo da taxa de bits do sistema PCM30. Os bits adicionais transmitem os bits de justificao e os bits de informao de justificao e, alm disso, tambm as palavras de alinhamento de quadro para o sistema de ordem superior.

...

64 kbit/s

64 kbit/s

64 kbit/s

2048 kbit/s + 20 ppm

P C M

30

Figura 2M com + 20 ppm

...

64 kbit/s

64 kbit/s

64 kbit/s

2048 kbit/s - 30 ppm

P C M

30

Figura 2M com 30 ppm

TRANSMISSO



29

Na figura anterior, temos:

Sendo Delta:

- Bits de Justificao; - Bits de Controle de Justificao; - Bits de Palavra de Alinhamento de Quadro; - Bits de Gerncia;

...

64 kbit/s

64 kbit/s

64 kbit/s

2048 kbit/s

50 ppm

P C M

30

...

64 kbit/s

64 kbit/s

64 kbit/s

2048 kbit/s

50 ppm

P C M

30

...

64 kbit/s

64 kbit/s

64 kbit/s

2048 kbit/s

50 ppm

P C M

30

...

64 kbit/s

64 kbit/s

64 kbit/s

2048 kbit/s

50 ppm

P C M

30

P C M

1 2 0

8448 kbit/s

30 ppm

Figura Combinao de quatro sistemas de transmisso, cada um com 30 circuitos de conversao, formando um sistema de transmisso com 120 circuitos de conversao

8,448 Mbit/s = 4 x 2,048 Mbit/s + Delta

TRANSMISSO



30

Limitaes da PDH

Apesar da evoluo da tecnologia de componentes e fibras pticas e da evoluo das centrais de comutao, os equipamentos de transmisso at h poucos anos atrs vinham sendo utilizados nas redes apenas com a funo de interligar uma central a outra. Com esse propsito, a Hierarquia Digital Plesicrona vinha se mostrando adequada.

Com a necessidade de aumentar a capacidade de transporte para taxas de ordem de Gbit/s, oferecer servios com qualidade elevada e atender ao cliente mais rapidamente e sob demanda, a PDH se mostrou limitada.

So descritas a seguir as caractersticas da PDH que restringem a sua utilizao a aplicaes ponto-a-ponto, com poucos recursos para gerncia e com equipamentos de um nico fornecedor.

a. Padronizao Parcial

Uma das limitaes da PDH que o grau de padronizao existente no permite que uma rede seja formada por equipamentos de fabricantes distintos, isto , no permite a implementao de um ambiente multifornecedor.

b. Funcionalidades de Gerncia Proprietrias

As funcionalidades de gerncia dos equipamentos da PDH no so padronizadas. Os recursos gerenciados e as interfaces de gerncia dos equipamentos so proprietrios.

c. Dificuldade de Derivao e Insero de Tributrios

A PDH foi concebida para aplicaes ponto-a-ponto e, medida que a capacidade de trfego entre os ns da rede de transporte foi aumentando, foram sendo criados novos nveis hierrquicos com maior capacidade de transporte.

Em aplicaes com deriva e insere onde a partir de um sinal PDH de alta taxa passando por um n se deseja derivar e inserir alguns tributrios, a PDH no se mostra adequada, pois necessrio percorrer toda a cadeia hierrquica no processo de derivao e insero.

Derivao: 140M => 34M => 8M => 2M

Insero: 2M => 8M => 34M => 140M

Quadro - Cadeia hierrquica para o processo ADD/Drop

TRANSMISSO



31

Na figura ADD/Drop, ilustra uma rede de alta velocidade passando prximo ao usurio, e para atende-lo com um nico canal de 2M, representamos a derivao e insero de um tributrio de 2M a partir de um sinal de 140M.

Para obteno do nico canal de 2M, o canal de 140M dever ser completamente demultiplexado, via 34M e 8M. Uma vez que o canal de 2M requerido foi identificado e extrado, os demais canais devem ser novamente multiplexados at retrocederem a hierarquia de 140M; conforme quadro ADD/Drop.

J na figura Distribuio de um DID, o Distribuidor Intermedirio Digital (DID) onde os sinais de 2M so interconectados atravs de conexes feitas manualmente entre os cabos. Nesta aplicao, a alterao da configurao do DID lenta e cara. No viabiliza o atendimento a usurios que necessitam de atendimento rpido e a usurios que necessitam do servio por pouco tempo.

Obviamente, este o processo de insero e extrao de canais no faz deste um padro de conexo no muito flexvel, nem de proviso rpida de servios.

d. Pouca Capacidade para Gerncia de Rede

A estrutura de quadro padronizada para cada um dos quatro nveis hierrquicos da PDH destina poucos bits para a gerncia de rede.

140M

ETL

PCM 3a

PCM 4a

PCM 2a

ETL

PCM 3a

PCM 4a

PCM 2a

2M

140M

Figura ADD/Drop

TRANSMISSO



32

Se tomarmos como exemplo o segundo nvel hierrquico da PDH, temos que o quadro do sinal de 8.448 kbit/s tem 848 dgitos que se repetem a cada 100,38 s. Dos 848 bits apenas 2 esto reservados para gerncia de rede. Neste caso, destinado apenas 0,24% da capacidade do quadro de 8M para transporte de informaes de gerncia de rede.

140 140

64 x 2

140

64 x 2 .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Figura Distribuio em um DID

TRANSMISSO



33

Sistema de Transmisso PCM-24

O sistema americano, tambm conhecido como PCM-24 possibilita a transmisso simultnea de 24 conversaes simultneas. O quadro de pulsos contm, em ordem sucessiva, uma amostra de cada um dos 24 sinais telefnicos de um sentido de transmisso na forma de palavras de cdigo de 8 bits (24 x 8 = 192 bits) e mais um bit adicional. Com este bit adicional transmitido, alternadamente, o sinal de alinhamento de quadro e multiquadro ou alinhamento de quadro e sinalizao por canal comum.

A sinalizao nos sinais DS-1 enviada na estrutura do quadro apresentada na figura abaixo:

...

...

1 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8

Canais de voz codificados em oito bits por amostra

Frames contm, alternadamente, uma sequncia de alinhamento.

Canal 1 Canal N-1 Canal N Canal 24

Frame com 193 bits em 125 s

Figura Estrutura Quadro DS-1

TRANSMISSO



34

Na sinalizao por canal associado no DS-1, a sinalizao de cada canal de voz enviada no mesmo time slot (canal) por onde trafega a voz. Na sinalizao por canal associado no DS-1, o ltimo bit menos significativo de cada sexto quadro roubado dos dados e utilizado para transportar a sinalizao. Os outros 7 bits continuam a ser utilizados para carregar dados tais como voz PCM.

A distoro introduzida pelo roubo do bit menos significativo desprezvel e pode ser ignorada em um sinal de voz.

No caso do transporte de dados textuais como, por exemplo, dados advindos da comunicao entre computadores, esta distoro pode ser significativa.

Isto explica por que, no caso de dados textuais, a taxa de bits de dados suportada pelo sistema de 56 kbit/s ao invs de 64 kbit/s, pois apenas os 7 bits mais significativos so usados.

Na sinalizao por canal comum os bits no so reunidos em multiquadros, o que permite a utilizao do bit adicional para a sinalizao a uma taxa de 4 kbit/s.

LSB = bit de sinalizao MSB

Figura Representao do bit de sinalizao

TRANSMISSO



35

Hierarquia Digital Sncrona 1. INTRODUO Visando possibilitar a utilizao de equipamentos de vrios fabricantes e criar concorrncia entre fornecedores de equipamentos para entroncamento de centrais locais, o Laboratrios Bell iniciou esforos que posteriormente foram agregados pela ECSA (Exchange Carrier Standards Association) no sentido de estabelecer um padro para interconectar sistemas de diferentes fabricantes a nvel ptico. Esse padro denominado SONET (Synchronous Optical Network) veio mais tarde, nos seus ltimos estgios de desenvolvimento, servir de base para o CCITT desenvolver a especificao do NNI (Network No de Interface) e do padro que possibilitaria a interconectividade em nvel mundial denominado SDH (Syncrhnous Digital Hierarchy). (Soares Neto, 2000) Posteriormente, criao das recomendaes que abordaram requisitos de interfaces pticas, os padres SONET passaram a ser tratados como um subnvel dos padres mundiais de SDH.

A definio dos padres da Hierarquia Digital Sncrona (SDH) sinaliza o comeo da prxima etapa na evoluo das redes de telecomunicaes do mundo, comparada em escala por muitos como a que ocorreu logo aps a apresentao do PCM e das Fibras pitcas nos anos 70. Um esforo de concentrar padres foi envolvido em seu desenvolvimento numa oportunidade tambm usada para solucionar um nmero de outras dificuldades, tais como, a capacidade de gerenciamento de rede dentro da hierarquia, a necessidade de definir interfaces entre equipamentos.

As recomendaes do CCITT definiram que qualquer ndice em utilizao, inclusive a transmisso de pacotes, pudesse ser acomodado pela nova tecnologia. Fato que aliado s vantagens bvias sobre a PDH, ganhou aceitao imediata pelo mercado de telecomunicaes.

2. CARACTERSTICAS DA HIERARQUIA DIGITAL SNCRONA A seguir so descritas as caractersticas da SDH que mostram o grande avano que essa hierarquia traz para as novas redes de transporte.

2.1 Padronizao Total

Um dos objetivos da SDH permitir a convivncia de vrios fornecedores de equipamentos (ambiente multifornecedor) em uma mesma rede, tanto de transmisso quanto de referncia. Para atingir tal objetivo, o ITU-T (International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector) busca uma padronizao completa da SDH que envolve taxas de bit, estrutura de quadro e de multiplexao, interfaces de tributrios, interfaces de linha do sinal SDH, mecanismos de proteo, funcionalidades dos equipamentos de transmisso e gerncia e interfaces de gerncia.

2 1.

P P

. .

TRANSMISSO



36

2.1.1 Taxas de Bit da SDH

As taxas de bit padronizadas para a SDH so: 155.520 kbit/s, primeiro nvel da SDH denominado STM-1 (Synchronous Transport Module 1); 622.080 kbit/s, segundo nvel e denominado STM-4; 2.488.320 kbit/s, terceiro nvel e denominado STM-16. Cada nvel tem taxa equivalente a 4 vezes a taxa do nvel anterior. H a padronizao de um subnvel com taxa de 51840 kbit/s, denominado STM-0 e no reconhecido pelo ITU-T como um nvel hierrquico da SDH. (Nakamura, 1988)

NVEL SDH TAXAS (MBIT/S) DESIGNAO 1 155,520 STM-1 4 622,080 STM-4

16 2.488,320 STM-16 64 9.953,280 STM-64

Tabela 1 - Taxas de bit da SDH

2.1.2 Multiplexao Sncrona

A multiplexao sncrona baseia-se na obteno dos nveis superiores ao STM-1 pela intercalao de bytes de vrios STM-1's para formar o STM-N

1

N

STM-1

TM STM-N

Figura 1 - Representao de um multiplexador

TRANSMISSO



37

2.1.3 Entrelaamento de Byte

Nos processos de multiplexao para formao do sinal STM-N, o entrelaamento dos sinais realizado em nvel de byte, na PDH o entrelaamento feito em nvel de bit. O tratamento do sinal em nvel de byte facilita o uso da tecnologia de microprocessadores e a integrao de funes do equipamento em circuitos dedicados.

2.1.4 Interfaces de Tributrios e Mapeamento

Esto padronizadas as interfaces para os sinais 2M, 34M e 140M da PDH. O ITU-T padronizou a forma como os feixes de clulas ATM (Asynchronous Transfer Mode) sero transportados na SDH. O processo de acomodao dos sinais da PDH e dos feixes de clulas ATM em Containers adequados denominado mapeamento. De maneira genrica, a SDH pode ser vista como a camada fsica de transporte para os sinais das redes da PDH e para os sinais das redes ATM, sendo compatvel com ambas.

1

STM-1

2

STM-1

3

STM-1

N. STM-N

. . .

1

STM-1

2

STM-1

3

STM-1

N. STM-N

. . .

1

Ciclo 2

Ciclo

bit 1

bit 2

bit 3

bit 4

bit 5

bit 6

bit 7

bit 8

Figura 2 - Entrelaamento de byte

STM-1

TM STM-N

Figura 3 - Interfaces de tributrios

2M

34M

140M

TRANSMISSO



38

2.1.5 Interfaces de Linha

A interface STM-1 est padronizada para os meios ptico e eltrico, sendo definida tambm para enlace rdio. As interfaces STM-4, STM-16 e STM-64 esto padronizadas apenas para o meio ptico.

Mdulo Taxas (Mbit/s)

Padronizao STM-1

155,520 Eltrico e ptico STM-4

622,080 Somente ptico STM-16

2.488,320 Somente ptico STM-64

9.953,280 Somente ptico

Tabela 2 - Interfaces de Linha

2.1.6 Facilidades de Derivao e Insero de Tributrios

A estrutura de quadro dos sinais STM-N possui caractersticas que facilitam a derivao e insero de tributrios. Estas facilidades fazem com que a rede SDH seja altamente flexvel. Dessa forma, o usurios da rede pode ser atendido muito mais rapidamente e os usurios que necessitam de um servio apenas por pouco tempo podem ser atendidos a um custo relativamente baixo.

Dentre os diversos fatores que contribuem para a flexibilidade ADD/Drop, so:

a- Entrelaamento de byte;

b- Durao dos quadros: a durao do quadro de 125 s para qualquer nvel de sinal SDH. Se for necessrio extrair um tributrios de um sinal SDH e inseri-lo em outro sinal SDH, ainda que de nvel hierrquico diferente, o retardo necessrio para a operao minimizado pelo fato da durao dos quadros ser a mesma.

c- Presena de Ponteiros;

d- Novos Equipamentos: as facilidades de derivao e insero descritas permitem que dois novos tipos de equipamentos sejam viabilizados com a tecnologia da SDH, o ADM (Add-Drop Multiplexer) e o SDXC (SDH Digital Cross-Connect).

e- Novas Arquiteturas de Rede: a existncia do ADM e do SDXC permite que arquitetura de rede mais flexveis sejam implementadas, tais como cadeias de ADMs e redes de anel. Estas redes podem, com uma mesma arquitetura fsica, representar vrias configuraes lgicas em funo do padro de trfego existente ou mesmo em funo de reroteamento de trfego em caso de falha.

TRANSMISSO



39

2.1.7 Grande Capacidade para Gerncia de Rede

Cerca de 5% da capacidade dos sinais SDH reservada para o transporte de bytes de overhead. Esses bytes auxiliam a realizao das funes de gerncia da rede SDH. So definidos trs nveis de overhead: o Overhead de Seo de Regenerao (RSOH - Regeneration Section Overhead), o Overhead de Seo de Multiplexao (MSOH - Multiplex Section Overhead) e o Overhead de Caminho (POH - Path Overhead).

Figura 4 - Camadas de Gerncia

POH VC-3

RSOH

MSOH

POH VC-4

3 4 M

3 4 M

TRANSMISSO



40

3. MDULO DE TRANSPORTE SNCRONO O Mdulo de Transporte Sncrono (STM - Synchronous Transport Mode) formado de uma carga til, ponteiros e cabealhos de seo; denominados payload, pointers e section overhead, respectivamente.

Normalmente, a estrutura bsica de um STM analisada como uma matriz de bytes composta por N colunas e L linhas. Para facilitar a anlise matricial, vamos entender a migrao do anlise vetorial empregada nos estudo de PDH.

O multiquadro E1, por exemplo, analisado como uma seqncia de 16 quadros E1 (anlise vetorial).

Se formos efetuar uma disposio matricial do vetor "Figura 5", teremos:

Ou seja, teremos uma matriz composta por: - 1 coluna por 16 linhas de quadro E1, ou; - 32 colunas por 16 linhas de bytes E1, ou; - 256 colunas por 16 linhas de bits E1.

Na realidade os bits, bytes ou quadros so transmitidos de forma serial, linha por linha, da esquerda para a direita e de cima para baixo, sendo o bit mais significativo de cada byte transmitido primeiro.

Quadro 0 Quadro 1 Quadro 2 . . .

Quadro14 Quadro 15

Figura 5 - Disposio Vetorial da Estrutura de Multiquadro E1

Quadro 0

Quadro 1

Quadro 2

. . .

Quadro14

Quadro 15

Figura 6 - Disposio Vetorial da Estrutura de Multiquadro E1

TRANSMISSO



41

3.1 Mdulo de Transporte Sncrono STM-1

O STM-1 o elemento estrutural bsico da SDH e consiste em 2430 bytes arranjados em uma estrutura matricial composta por 9 linhas e 270 colunas. (v. figura 7) Nessa estrutura de 2430 bytes, sero mapeados com posies predeterminadas, os bytes que contero as informaes que sero transportadas pelo STM-1. Essas informaes so compostas pela payload e pelo cabealho.

Para melhor entendimento do que seja um quadro STM-1, vamos fazer um paralelo com o conceito de envelopamento de dados. Na transmisso de dados, ao payload so adicionados informaes de destino, tipo e controle. Essas informaes adicionais so colocadas no que chamamos cabealho (overhead) e que faz parte do quadro STM-1.

SOH - Section Overhead: permite informao de controle ser repassada entre elementos sncronos adjacentes Payload - Informao til a ser transportada. As primeiras 9 colunas desta estrutura constituem o SOH, enquanto as outras 162 colunas so a rea de Carga til.

As especificaes tcnicas estabelecem que um quadro STM-1 deve ser transmitido em 125 s. A seqncia de 2.430 bytes repetida 8.000 vezes por segundo, resultando em:

8 bits x 2.430 bytes x 8.000 vezes = 155.520.000 bit/s

resultando na velocidade de 155,520 Mbit/s.

3.1.1 rea de Cabealho de Seo Os bytes do Cabealho de Seo (SOH) so utilizados para comunicao entre partes adjacentes do equipamento sncrono.

So subdivididos em cabealho de seo de regenerao (RSOH), ponteiro de unidade administrativa (AU-POINTER) e cabealho de seo de multiplexao (MSOH), conforme ilustrado na Figura 8. O cabealho de seo de regenerao (RSOH) formado por 27 bytes em cada quadro STM-1 e utilizado para transportar informaes de superviso, alarme, manuteno e gerncia da seo de regenerador, alm de possibilitar o transporte de um canal de servio entre as duas pontas da seo de regenerao.

TRANSMISSO



42

O cabealho de seo de multiplexao (MSOH) formado por 45 bytes em cada quadro STM-1 e utilizado para transportar informaes de superviso, alarmes, manuteno, gerncia, comutao para caminho reserva, alm de possibilitar o transporte de canais de servio entre as pontas da seo de multiplexao.

O ponteiro de unidade administrativa (AU-POINTER) utilizado para identificar como a informao est estruturada na rea de carga til.

Figura 7 - Quadro STM-1

S O H

Carga til (Payload)

9 LIN

HAS

9 CO

LUN

AS 261 COLUNAS

81 bytes dos 2.430 do quadro STM-1

RSOH

MSOH

Pointer

Figura 8 - Diviso do SOH

TRANSMISSO



43

3.2 Estrutura de Multiplexao Sncrona para o Brasil

Como descrito anteriormente, todos os nveis da PDH podem ser acomodados numa rede sncrona sendo empacotadas na rea de payload de um quadro STM-1.

Os processos utilizados na formao de um STM-1 so:

- multiplexao; - alinhamento; - mapeamento.

3.2.1 Elementos da Estrutura de Multiplexao para o Brasil

A hierarquia sncrona se prope a prover o transporte de informao (tributrios de velocidades mais baixas) pelo processo de envelopamento dos tributrios e multiplexao das estruturas resultantes desse envelopamento. A seguir apresentamos as estruturas fundamentais da hierarquia sncrona para transporte de sinais digitais.

140 M

34 M

2 M

STM-N

VC-4

VC-12

VC-3 TUG

3 AU-4

TU-3 AUG

C-3

C-4

TU-12 C-12

x 3

x 7

x 3 TUG

2

MAPEAMENTO

ALINHAMENTO (PROCESSAMENTO DE PONTEIRO)

MULTIPLEXAO

Figura 9 - Estrutura de multiplexao para o Brasil

TRANSMISSO



44

Container (C) o elemento bsico do sinal STM e constitudo por um grupo de bytes alocados para carregar as taxas de transmisso da PDH. Este elemento recebe o nome de Container e tem a funo de adaptar os tributrios atravs do mapeamento destes no prprio container incluindo o processo de justificao se necessrio. Os containers especificados so:

Container Tributrios Mapeados (kbit/s) C-4 139.264 C-3 34.368 e 44.736 C-2 6.312 C-12 2.048 C-11 1.544

Tabela 3 - Mapeamento de tributrios nos Containers

Virtual Container (VC) formado pela adio de um cabealho de caminho (POH) ao container, o que possibilita o controle do caminho ponta a ponta, na rede SDH, percorrido pelo container desde seu ponto de entrada na rede at o ponto de sada da rede. O virtual container formado por um container e um cabealho de caminho.

O virtual container pode ser de ordem superior ou inferior.

P O H

CONTAINER +

P O H

C VC

Figura 10 - Virtual Container

TRANSMISSO



45

Unidade Tributria (TU) formada com a adio de um ponteiro de unidade tributria a um virtual container. O ponteiro de unidade tributria se faz necessrio para indicar o local exato onde comea o virtual container dentro da unidade tributria, uma vez que a sua posio no fixa.

Grupo de Unidade Tributria (TUG) formado pela intercalao de bytes de unidades tributrias de mesma ordem (multiplexao). Esta estrutura deve ser formada por um grupo de TU idnticos.

Por exemplo:

- Um TUG-2 a multiplexao de 3 TU-12 que ocupam posies fixas num VC-4; - E um TUG-3 formado a partir da multiplexao de 7 TU-2 ou de um nico TU-3;

Assim, para o VC de ordem superior a carga til pode ser um nmero de TU ou TUG em vez de simples VC.

Unidade Administrativa (AU) formada pela adio de um ponteiro de unidade administrativa a um virtual container de ordem superior mapeado dentro de um STM-1. O ponteiro da AU vinculado ao container encontra-se no cabealho de seo do STM-1 e indica o local exato onde o virtual container comea dentro do STM-1.

O ponteiro da unidade administrativa, alm de indicar o local do incio do virtual container, possibilita, ainda, a justificao por bytes.

Mdulo de Transporte Sncrono Nvel 1 (STM-1) o elemento bsico da hierarquia SDH e utilizado na formao de mdulos de transporte de ordem N. O STM-1 tem sempre uma unidade administrativa, pois o ponteiro dessa unidade administrativa fundamental na formao de sinais STM de ordem N.

Podemos esquematizar a estrutura de transporte de rede SDH at a formao do quadro STM-1, como mostra a figura 12.

Figura 11 - Unidade Administrativa

VC

PTR

TRANSMISSO



46

Na estrutura de multiplexao sncrona utilizada no Brasil (Figura 9), observamos que um STM-1 pode carregar 3 tipos de informaes na rea de payload.

- STM-1 com 63 tributrios de 2M; - STM-1 com 3 tributrios de 34M; - STM-1 com 1 tributrio de 140M;

CONTAINER Container de baixa ordem

CONTAINER Virtual container de baixa ordem

CONTAINER Unidade tributria

CONTAINER Grupo de unidade tributria

CONTAINER Virtual container de alta ordem

CONTAINER Unidade administrativa

CONTAINER STM-1 POH

PTR SOH

POH

PTR PTR

POH

PTR POH

PTR PTR

POH

POH

PTR PTR

POH

PTR PTR

POH

PTR

POH

Figura 12 - Formao do quadro STM-1

TRANSMISSO



47

Mdulo de Transporte Sncrono Nvel N (STM-N) Sendo N = 4, N = 16 ou N = 64, so mltiplos do quadro STM-1 e so compostos por 4, 16 ou 64 Grupo de Unidades Administrativas (AUG) intercalados byte a byte, acrescidos de um SOH apropriado.

Section Overhead (SOH) O section overhead uma carga de superviso adicionada ao AUG para formar a estrutura STM, a qual ser transmitida ao meio externo (de um equipamento a outro). O SOH dividido em duas partes, o MSOH (Multiplex Section Overhead) e o RSOH (Regenerator Section Overhead). O MSOH gerado/terminado somente em cada ponta de uma seo multiplex e passa transparente atravs dos regeneradores puros.

J o RSOH montado/terminado em cada ponto, seja apenas de regenerao ou tambm terminao de multiplexao.

9

1 9xN 270xN

5

3

1

Figura 13 - Estrutura de quadro STM-N

TRANSMISSO



48

STM-1 com Tributrio de 140M

O processo de formao do STM-1 com o mapeamento de um sinal PDH de 140M consiste na adaptao desse sinal a um container C-4, a agregao de cabealho de caminho, a agregao de um ponteiro de unidade administrativa e a agregao do cabealho de seo, formando ento o STM-1.

As figuras 14a e 14b, mostram esquematicamente a colocao do VC-4 dentro de um STM-1 e a posio do C-4 dentro do VC-4, bem como a colocao do tributrio de quarta ordem no C-4.

RSOH

MSOH

STM - 1

AU - 4

VC - 4 PTR

C - 4

P O H

140 Mbit/s

140 M

34 M

2 M

STM-1 VC-4

VC-12

VC-3 x 3

x 21

Figura 14a - Esquema de multiplexao do 140M

Figura 14b - Mapeamento do 140M dentro de um STM-1

TRANSMISSO



49

STM-1 com Tributrio de 34M

Uma outra possibilidade o mdulo de transporte sncrono STM-1 estar sendo utilizado para transportar trs sinais PDH de 34M. Nesta situao, primeiro temos de mapear o tributrio PDH de 34M em um container C-3, e a este agregado o cabealho de caminho POH. A cada container virtual VC-3 agregado um ponteiro de unidade tributria, formando uma unidade tributria TU-3. Trs unidades tributrias so multiplexadas e mapeadas em um container C-4. A este container C-4 agregado um cabealho de caminho, formando um virtual container VC-4 que sofre a agregao de um ponteiro de unidade administrativa e do cabealho de seo, formando o STM-1.

140 M

34 M

2 M

STM-1 VC-4

VC-12

VC-3 x 3

x 21

RSOH

MSOH

AU - 4

VC - 4 PTR

P

O

H PTR

TU-3

34 M

POH VC-3

C-3

Figura 15a - Esquema de multiplexao do 34M

Figura 15b - Mapeamento do 34M dentro de um STM-1

TRANSMISSO



50

Exerccio: de modo semelhante aos exemplos anteriores, faa o esquema de multiplexao do 2M e o mapeamento do 2M dentro do STM-1.

STM-4 com 4 Tributrios de 140M

Quando se necessita transportar 4 tributrios PDH de 140M em um mdulo de transporte sncrono STM-4, o procedimento o ilustrado nas figuras 16a e 16b.

140 M

34 M

2 M

STM-4 VC-4

VC-12

VC-3 x 3

x 21

x 4

RSOH

MSOH

STM -

4

AU - 4

VC - 4

C -

4

P OH

140 M

PTR

Figura 16b - Mapeamento de 4 x 140M dentro de um STM-4

Figura 16a - Esquema de multiplexao de 4 x 140M

TRANSMISSO



51

4. SINCRONISMO

Os elementos de rede SDH operam em sincronismo entre si, cadenciada por uma referncia nica de tempo. Como as redes atuais abrangem uma rea territorialmente extensa, quase impossvel sincronizar toda a rede em uma nica referncia de relgio.

Para isto, podem se utilizar de diversos processos, tais como criar uma referncia primria de relgio um relgio de csio de alta estabilidade, duplicado e calibrado manualmente. Esta referncia ento, seria por toda a rede SDH, utilizando uma rede de sincronismo que pode ser uma rede PDH.

Existe em desenvolvimento uma arquitetura de sincronismo, na qual fontes primrias de referncia de relgio so distribudas em vrios nveis da rede de sincronismo.

Os efeitos do escorregamento podem ser comparados a um estalo para o sinal audvel ou a um surto de erros para a transmisso de dados.

Algumas mtodos de sincronismo, baseados na arquitetura mestre-escravo so padronizados pelo ITU-T atravs das normas G.811, G.812 e G.813.

- Se clock-x > clock-y, a CPA-2 joga informao fora, pois no consegue "ler" na velocidade adequada.

- Se clock-x < clock-y, a CPA-2 vai ler informao duplicada.

C P A 1

C P A 2

clock-x clock-y

TRANSMISSO



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5. TIPOS DE EQUIPAMENTOS

H quatro tipos de equipamentos da SDH: terminal multiplexador, multiplexador com deriva e insere, roteador sncrono e regenerador.

5.1 Regenerador (REG) Equipamentos regeneradores tm a funo de regenerar o sinal de linha degradado devido transmisso no meio fsico. Os equipamentos regeneradores da SDH tm funo semelhante aos da PDH.

5.2 Terminal Multiplexador (TM) O Terminal Multiplexador (TM) tm o objetivo de montar o sinal que ser transmitido.

REG STM-N STM-N

Figura 17 - Representao do Regenerador

STM-M

TM STM-N

Figura 18 - Representao do Terminal Multiplexador (TM)

2M

34M

140M

TRANSMISSO



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5.3 Multiplexador com Deriva e Insere (ADM) O Multiplexador com Deriva e Insere (ADM) tm o objetivo de extrair e inserir informaes em tributrios de ordem superior.

5.4 Multiplexador Sncrono (SDXC) O Multiplexador Sncrono (SDXC) tm o objetivo de possibilitar a conexo de qualquer uma de suas entradas a qualquer uma de suas sadas, possibilitando a comutao de tributrios.

Estes equipamentos devem ser utilizados em pontos da rede onde necessria alta flexibilidade no roteamento de trfego.

Figura 19 - Representao do Multiplex ADD/Drop

ADM STM-N STM-N

STM-M 2M 34M 140M

SDXC

STM-N

STM-N 2 / 34 / 140M

STM-M 2 / 34 / 140M

...

...

...

...

...

Figura 20 - Representao do Cross Conect Digital

06 - material 6

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