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Redes e Sistemas de Telecomunicações

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incluídos implicou em uma enorme
diferença entre o estimado e a necessidade real. Na verdade, uma grande
parcela dos usuários usa a largura de banda equivalente a 180 minutos em
uma hora, mantendo-se as mesmas fórmulas de determinação. Como con-
seqüência, uma enorme quantidade de largura de banda vem sendo re-
querida para prover os serviços demandados pelos consumidores. As ne-
cessidades demandadas com base nas aplicações emergentes (vídeo) são
da ordem de terabits (trilhões de bits por segundo [Tbps]). Com a taxa de
um Tbps, é possível transmitir 20 milhões de chamadas full duplex simul-
taneamente ou transmitir os textos diários gerados em 300 anos por um
jornal, em 1 segundo.
Para atender essa necessidade não prevista entra em cena o DWDM,
juntamente com uma nova hierarquia chamada de SDH para padrões in-
ternacionais ou SONET nos Estados Unidos.
O padrão SDH ou SONET fornece hierarquia síncrona óptica com flexibili-
dade suficiente para acomodar os sinais correntes e os futuros (altíssima
demanda). O SDH, mais propriamente dito e de interesse maior no mo-
mento, define taxas e formatos padrão, bem como as interfaces ópticas. O
SDH possui uma estrutura de blocos que são identificados por STM-n
(Synchronous Transporter Modules) e que iniciam a transformação das
redes como são hoje conhecidas para redes de transmissão de alta veloci-
dade com seus métodos padronizados de multiplexação, de interfaces pa-
dronizadas, e de formatos bem definidos.
O modo síncrono de transmissão significa que os sinais de laser através da
fibra deverão ser sincronizados por um clock externo. O benefício resultante
é que os streams de informação (dados, áudio, vídeo) serão devidamente
regulados e estabilizados de tal modo que cada stream possa ser identifica-
do e facilmente extraído para a entrega final ou para o roteamento.
Com o DWDM, os provedores de serviço poderão planejar o crescimento
de largura de banda conforme o crescimento das necessidades, de forma
bastante flexível, além de permitir o crescimento em partes de uma rede
onde porventura estejam ocorrendo problemas de congestionamento. Com
o DWDM, os provedores, ao invés de comercializar uma fibra inteira, pode-
rão comercializar comprimentos de onda em uma fibra. Comparando com
aplicações baseadas em repetidores, a infra-estrutura do DWDM aumenta
as distâncias entre os elementos de rede, o que faz com que se reduzam
substancialmente os custos de investimento em redes de longa distância.
Redes 118811
O componente amplificador óptico do DWDM faz com que os provedores
tenham economia de escala em face a não necessitar converter o sinal
óptico para sinal elétrico. Além do mais, o DWDM permite que os provedo-
res façam essa amplificação em um vasto range de comprimentos de onda
na região de 1,55µm.
O QUE É WDM?
A tecnologia WDM (Wavelength Division Multiplexing) aumenta a capaci-
dade das fibras ópticas existentes. Como? Os dados são transmitidos atra-
vés da fibra em um comprimento de onda em particular também conhecido
como cor. O WDM vem a ser um modo de aumentar a largura de banda
pela operação simultânea de mais de um comprimento de onda.
A tecnologia WDM multiplica a capacidade das fibras ópticas já existentes
o que faz com que se elimine a necessidade de alugar ou instalar linhas
adicionais.
DWDM
DWDM é a tecnologia que coloca os dados de diferentes fontes juntos em
uma única fibra em seus comprimentos de onda de luz separados. Usando
o DWDM, até 80 (e teoricamente mais) canais ou comprimento de onda
podem ser multiplexados em um feixe de luz transmitido sobre uma única
fibra. DWDM é também chamado algumas vezes de Wave Division Multi-
plexing (WDM).
DWDM promete resolver o problema de exaustão da fibra nas redes ópti-
cas no futuro.
A diferença entre WDM and DWDM é relacionada ao gap entre diferentes
cores de luz transportadas ao longo de uma fibra. WDM usualmente su-
porta 2 canais. DWDM suporta mais canais. Com DWDM, o espaçamento
entre diferentes feixes de luz é menor que 200 GHz.
SDH (Synchronous digital hierarchy)
Definição
SDH se refere a um grupo de taxas de transmissão por fibra óptica que
pode transportar sinais digitais com diferentes capacidades. Tradicional-
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mente os sistemas de transmissão digitais eram baseados na hierarquia
PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) conforme mostram as próximas
tabelas. As limitações existentes nessa hierarquia são:
! Dificuldade de se identificar os canais nos streams de mais alta ordem
(140Mbps).
! Capacidade limitada no gerenciamento de rede.
! Não havia padronização para taxas superiores a 140 Mbps.
! Diferentes hierarquias em uso no mundo. Era necessário equipamentos
específicos para interfacear redes de padrão diferente.
O formato básico de um sinal SDH permite carregar vários serviços dentro
de um Container Virtual (VC), em função de sua flexibilidade em largura de
banda. No entanto, SDH ainda permite transportar e formar redes em 2
Mbps, 32 Mbps e 140 Mbps, acomodando a hierarquia existente (PDH),
bem como no padrão americano (1,5 Mbps). A hierarquia SDH é mostrada
nas tabelas a seguir:
Table 1. Non-Synchronous, PDH Hierarchy
Signal Digital Bit Rate Channels
E0 64 kbit/s One 64 kbit/s
E1 2.048 Mbit/s 32 E0
E2 8.448 Mbit/s 128 E0
E3 34.366 Mbit/s 16 E1
E4 139.264 Mbit/s 64 E1
Table 2. SDH Hierarchy
Bit Rate Abbreviated SDH SDH Capacity
51.84 Mbit/s 51 Mbit/s STM-0 21 E1
155.52 Mbit/s 155 Mbit/s STM-1 63 E1 or 1 E4
622.08 Mbit/s 622 Mbit/s STM-4 252 E1 or 4 E4
2488.32 Mbit/s 2.4 Gbit/s STM-16 1008 E1 or 16 E4
9953.28 Mbit/s 10 Gbit/s STM-64 4032 E1 or 64 E4
STM = Synchronous Transport Module
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Estrutura do Frame SDH
O frame STM-1 é o formato básico de transmissão do SDH. O frame dura
125 microsegundos fazendo com que ocorram 8000 frames por segundo.
O frame STM-1 consiste de um overhead mais a capacidade do container
virtual (Virtual Container – VC), conforme figura 3.36.
As primeiras nove colunas de cada frame formam a seção de overhead e
as últimas 261 colunas formam o Container Virtual (VC). O VC mais os
ponteiros (bytes H1, H2, H3) formam o que se chama de Unidade Admi-
nistrativa.
Figura 3.36
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O SDH suporta o conceito chamado de VC. Através do uso de ponteiros e
de valores de compensação, os VCs podem ser transportados em uma
carga útil de SDH como pacotes independentes de dados. Os VCs são
usados para transportar sinais tributários de mais baixa velocidade. A ta-
bela abaixo mostra os nomes e alguns dos parâmetros dos VCs:
SDH Digital Bit Rate Size of VC
VC-11 1.728 Mbit/s 9 rows, 3 columns
VC-12 2.304 Mbit/s 9 rows, 4 columns
VC-2 6.912 Mbit/s 9 rows, 12 columns
VC-3 48.960 Mbit/s 9 rows, 85 columns
VC-4 150.336 Mbit/s 9 rows, 261 columns
Multiplexação SDH
Os princípios da multiplexação SDH são os seguintes:
! Mapeamento: é um processo usado quando os tributários são adapta-
dos dentro dos VCs pela adição de bits de justificação e de informação
no overhead de Path (POH).
! Alinhamento: é um processo que toma lugar quando um ponteiro é in-
cluído na unidade tributária (TU) ou em uma unidade administrativa
(AU) para permitir que o primeiro byte do VC seja alocado.
! Multiplexação: Este processo é usado quando múltiplos sinais da ca-
mada de path de baixa ordem são adaptados dentro do sinal da cama-
da de path de alta ordem, ou quando sinais do path de alta ordem são
adaptados na seção de multiplex.
! Enchimento (stuffing): Como os sinais tributários são multiplexados e
alinhados, determinada reserva de capacidade foi projetada dentro do
frame SDH para prover espaço suficiente para todas as taxas tributári-
as existentes. Como conseqüência, em certos pontos na hierarquia de
multiplexação, essa capacidade é preenchida com bits de enchimento
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