Sistemas de telecomunicaciones. Concepto de IP en las nuevas redes Integradas

Partes: 1, 2, 3

OBJETIVO

El trabajo
será complementario a lo visto en clase y
permitirá al estudiante entender como se está
comenzando aplicar el concepto de IP en las nuevas redes
integradas desde el punto de vista del manejo de la voz en
centros de conmutación Cx públicos y privados,
hacia el nuevo concepto de redes integradas universales. Desde el
punto de vista público, la tradicional red PSTN en conjunto con las
redes de CxP, están siendo integradas hacia un nuevo
concepto de redes de próxima generación.

INTRODUCCIÓN

Uno de los desafíos más importantes de lo
que se supone constituirán la nueva generación de
redes IP en esta investigación, será la
provisión de servicios de
multiconferencia multimedia y los
diferentes protocolos a
emplear. Además de la introducción de nuevos servicios, Con esta
idea, aparte de tener que tratar los problemas
típicos asociados a los servicios en tiempo real
(como la QoS), debemos tener en cuenta la necesidad de buscar
mecanismos de señalización y control que
permitan un despliegue eficaz de los servicios
suplementarios.

Los dos enfoques más prometedores son el conjunto
de protocolos que la ITU-T ha desarrollado bajo la
denominación de H.323, y la propuesta del lado del IETF:
el SIP. Aunque la arquitectura que
proponen es muy similar, se pueden encontrar profundas
diferencias en su planteamiento. H.323 es la solución
más madura, y ha seguido un desarrollo
orientado principalmente a la Telefonía IP (TIP), centrándose, por
tanto, en la interoperabilidad con la PSTN y el soporte de los
servicios suplementarios. SIP se ha desarrollado sin embargo con
un objetivo mucho
más amplio, centrándose en la provisión del
desarrollo de nuevas funcionalidades y servicios que no se vean
coartadas en el futuro, es un protocolo pensado
para aplicaciones que vayan más allá de la TIP
(videoconferencia, streaming de vídeo, mensajería
instantánea).

Parece claro que se ve venir un periodo de convivencia
de ambas soluciones, de
manera que nos encontramos con varias iniciativas conjuntas que
persiguen un escenario donde la interoperabilidad
constituirá un requisito absolutamente imprescindible;
todo pensado en un entorno de Comunicación Universal e independiente del
medio o dispositivo que se utilice en cada momento para acceder a
los servicios.

El objetivo de la investigación es ofrecer una
breve descripción de las características
generales, motivación
y alcance que ha tenido el desarrollo del protocolos H.323, SIP,
H.248 ò (Megago), y las redes IP sobre WDM, en el
ámbito de las tecnologías relacionadas con las
redes y los servicios IP, en pleno escenario de convergencia
tecnológica.

Durante el desarrollo de la investigación, se
dará una definición de los protocolos y se
indicará sobre las características, arquitectura y
componentes de los protocolos antes descritos. Se dará una
visión general de las posibles aplicaciones de esta
tecnología
en convergencia; se dará un repaso muy breve a las
principales líneas de trabajo y los esfuerzos de
estandarización en los frentes de interoperabilidad en un
escenario de necesaria convivencia con tecnologías
tradicionales.

En esta investigación, no podemos pretender
abarcar todo el dinamismo de las tecnologías relacionadas,
de manera que cuando se hable de tendencias o líneas de
trabajo, e incluso aplicaciones o servicios de esas
tecnologías, se plantearan de forma genérica con la
única intención de proporcionar una visión
lo más amplia posible de la tecnología y el
escenario donde se presenta.

La responsabilidad es ahora de los operadores el usar
sus existentes redes de fibra para satisfacer lo que el mercado necesita.
Desde 1980, SONET/SDH ha cubierto estas necesidades suministrando
protección.

Esto mientras soporta una mezcla transparente y flexible
de protocolos de tráfico incluido IP, Fiber Channel,
Ethernet y
GFP. Mientras que el despliegue de las redes WDM
(Múltiplexación por división de onda)
durante la década siguiente sirvieron para incrementar el
ancho de banda de la fibra existente, escasean severamente las
capacidades de protección y de gestión
inherentes a la tecnología SONET/SDH.

También el desarrollo WDM vino con un nuevo y
completo conjunto de Elementos de Red (NE – Network Elements)
incluidos amplificadores, conmutadores, multiplexadores y
desmultiplexadores ópticos, los cuales introducen un
subnivel en la red mereciendo una monitorización constante
para garantizar el fallo de tráfico libre.

La meta de la OTN (Optical Transport Network), es
combinar los beneficios de la tecnología SONET/SDH con el
aumento del ancho de banda del WDM. En pocas palabras, OTN
aplicará la funcionalidad de la Operación, Administración, Mantenimiento
y Aprovisionamiento del SONET/SDH a las redes ópticas WDM.
Este OTN recientemente desarrollada se especifica en la ITU-T
G.709 Network Node Interface for Optical Transport Network (OTN).
Esta recomendación – a veces referida como Digital
Wrapper (DW) – toma la tecnología SONET/SDH de una
única longitud de onda como un paso a las redes
transparentes gestionables de longitud de onda de muchas
longitudes de onda. El FEC (Forward Error Correction)
añade una característica adicional a la OTN
ofreciendo el potencial para los operadores de red para reducir
el número de regeneradores usados lo que a su vez reduce
los costes de la red.

CAPITULO 1

INTEGRACIÓN DE IP SOBRE CANALES
WDM

1. INTEGRACIÓN DE IP SOBRE CANALES
WDM.

El estudio de la integración de IP sobre redes
ópticas. Estudiando la encapsulación de los
distintos niveles IP sobre los distintos niveles WDM. Analizando
la gestión, la funcionalidad y arquitectura de las redes
ópticas.

En un principio lo que se quiere exponer el estado
actual y el desarrollo futuro de equipos y redes IP, de
cómo WDM propone las medidas para implementar estas
funciones y
mejora la funcionabilidad de las redes.

Con este trabajo se pretende introducir aspectos
importantes a tener en cuenta cuando se considera la posibilidad
de IP sobre WDM. Provee un buen fondo para cualquiera que trabaje
en lo concerniente a la reducción de la cabecera necesaria
para el transporte de
paquetes IP en canales ópticos. Uno de los aspectos a
tratar es la de tener una perspectiva de la capa IP. Mirar lo que
está disponible en términos de funcionalidad,
software y
hardware en la
capa IP.

IPv6 es probablemente la mejor elección en las
futuras redes IP sobre WDM. Esta investigación, muestra
también el desarrollo al que tienden los routers y valorar
los router
Gigabit, así como estos forman la base para las redes de
transporte IP sobre WDM. Algunos cambios en configuraciones de
hardware están también identificados, esto es
necesario a la hora de hacer routers capaces de manejar paquetes
de velocidades de Gigabits, como usar switch en vez de
buses. Esto muestra que para clasificar los paquetes IP dentro
del flujo y conmutándolos en las capas inferiores en vez
de enrutarlos, mirando las tablas de enrutamiento en cada nodo
puede reducir significativamente la latencia de la
red.

Una técnica de la que hablaremos en particular es
MPLS (Multi Protocol Label Switching) la cual fue
propuesta por la IETF (Internet Engineering Task Force) y
ya esta implementada en muchos routers. MPLS tiene la ventaja de
aliviar el peso de las largas tablas de enrutamiento en los
routers y al mismo tiempo soporta la realización de
funcionalidades de la red, como VPN (Virtual
Private Network) y CoS (Class of Service). Las
técnicas que se necesitan para la
integración de la capa IP sobre la capa WDM, dando una
visión general de los diferentes métodos de
encapsulamiento de los paquetes IP preparándolos para ser
transportados en una longitud de onda.

En la adaptación de los paquetes IP sobre WDM se
evalúa los diferentes mecanismos de encapsulación
de la cantidad de cabecera necesaria para transportar los
paquetes IP.

El trabajo muestra algunas de las posibilidades que WDM
puede dar en términos de funcionalidad. Tres diferentes
posibilidades se puede dar para soportar CoS usando longitudes de
onda:

Mejora en la capacidad de los nodos y por tanto CoS
para sobre aprovisionamiento.
Paso por los routers a través de enrutamiento
de longitud de onda así como el decremento del retraso
en las redes.
Uso de longitudes de onda como etiquetas para la
clasificación de CoS.

También veremos las diferentes opciones de
conexión cruzada y enrutado de los flujos IP la ayuda de
las longitudes de onda y por consiguiente obteniendo una menor
latencia en la red. En este, se identifican las tendencias
predominantes en IP sobre WDM. Estas tendencias discutidas
son:

Routers más rápidos à 2,5 Gb/s de hoy a
los 10 Gb/s.
Aumento del número de longitudes de
onda à
32 sistemas de
longitudes de onda a 200 sistemas de canal.
Moviendo el enrutamiento a las capas inferiores y
aminorando la latencia de las redes.
Nuevos protocolos dedicados a adaptar IP sobre
WDM.
Menor conversión de protocolos entre las
distintas partes de la red.

1.1. WDM (Múltiplexación por
División de Onda).

La tecnología WDM permite transmitir
múltiples longitudes de onda en una misma fibra
óptica simultáneamente. El rango de longitudes
de onda utilizado en la fibra puede ser dividido en varias
bandas, Cada uno de estos canales, a distinta
longitud de onda, puede transmitir señales
de diferentes velocidades y formatos.

WDM, incrementa la capacidad de transmisión en el
medio físico (fibra óptica), asignando a las señales
ópticas de entrada, específicas frecuencias de
luz
(longitudes de onda), dentro de una banda de frecuencias
inconfundible. Una manera de asemejar esta multiplexación
es la transmisión de una estación de radio, en
diferentes longitudes de onda sin interferir una con otra (ver
Figura # 1),

porque cada canal es transmitido a una frecuencia
diferente, la que puede seleccionarse desde un sintonizador
(Tuner). Otra forma de verlo, es que cada canal corresponde a un
diferente color, y varios
canales forman un "arco iris".

Figura # 1.
Incremento de la capacidad con WDM.

En un sistema WDM, cada
longitud de onda es enviada a la fibra y las señales son
demultiplexadas en el receptor. En este tipo de sistema, cada
señal de entrada es independiente de las otras. De esta
manera, cada canal tiene su propio ancho de banda dedicado;
llegando todas las señales a destino al mismo
tiempo.

La gran potencia de
transmisión requerida por las altas tasas de bit (Bit
Rates) introduce efectos no-lineales que pueden afectar la
calidad de las
formas de onda de las señales.

La diferencia entre WDM y Dense WDM (DWDM) es
fundamentalmente el rango. DWDM espacia las longitudes de onda
más estrechamente que WDM, por lo tanto tiene una gran
capacidad total. Para sistemas DWDM (Dense Wavelength Division
Multiplexing) el intervalo entre canales es igual o menor que 3.2
[nm]. La ITU (International Telecommunication Union) ha
estandarizado este espaciamiento, normalizando una mínima
separación de longitudes de onda de 100 [GHz] (o 0.8
[nm]), también esta la posibilidad de separación de
200 [GHz] (o 1.6 [nm]) y 400 [GHz] (3.2 [nm]).

Nota: WDM y DWDM utilizan fibra mono-modo para
enviar múltiples Lightwaves de diferentes frecuencias. No
confundir con una transmisión multi-modo, en la cual la
luz es introducida en una fibra a diferentes ángulos,
resultando diferentes "modos" de luz. Una sola longitud de onda
es usada en transmisión multi-modo.

La principal ventaja de DWDM es que ofrece una capacidad
de transmisión prácticamente ilimitada. Aparte del
ancho de banda, DWDM ofrece otras ventajas:

Transparencia. Debido a que DWDM es una arquitectura
de capa física, puede soportar transparencia en
el formato de señal, tales como ATM, GbE
(Gigabit Ethernet), ESCON, TDM, IP y Fibre Channel, con
interfaces abiertas sobre una capa física común.
Por lo mismo, puede soportar distintos Bit Rates.
Escalabilidad. DWDM puede apalancar la abundancia de
fibra oscura en redes metropolitanas y empresariales, para
rápidamente satisfacer la demanda de
capacidad en enlaces punto-a-punto y en tramos de anillos ya
existentes.
Iniciación dinámica. Rápida, simple y
abastecimiento dinámico en las conexiones de redes, dada
la habilidad de proveedores
de proveer servicios de alto ancho de banda en días,
antes que en meses.

El auge de la fibra óptica está
estrechamente ligado al uso de una región
específica del espectro óptico donde la
atenuación óptica es baja. Estas regiones, llamadas
ventanas, se ubican en áreas de alta absorción. Los
primeros sistemas en ser desarrollados operan alrededor de los
850 [nm], la primera ventana en fibra óptica basada en
Silica. Una segunda ventana (Banda S), a 1310 [nm], se
comprobó que era superior, por el hecho de tener menor
atenuación. La tercera ventana (Banda C), a 1550 [nm],
posee la menor pérdida óptica de manera uniforme.
Hoy en día, una cuarta ventana (Banda L), cerca de los
1625 [nm], está en bajo desarrollo y en sus primeros usos.
Estas cuatro ventanas se pueden observar en el espectro
electromagnético mostrado en la Figura
C.2.

Figura C.2. Espectro
Electromagnético.

1.2 Evolución de la tecnología
DWDM.

Los primeros comienzos de WDM, a fines de la
década de los 80’s, utilizaban dos longitudes de
onda ampliamente espaciadas en las regiones de los 1310 [nm] y
1550 [nm] (o 850 [nm] y 1310 [nm]), algunas veces llamadas WDM
banda ancha
(Wideband WDM). A comienzos de los 90’s floreció una
segunda generación de WDM, algunas veces llamada WDM Banda
estrecha (Narrowband WDM), en la cual se utilizaban entre dos a
ocho canales, que estaban separados a intervalos de
aproximadamente 400 [GHz] en la ventana de los 1550
[nm].

A mediados de los 90’s, emergieron los sistemas
DWDM con 16 a 40 canales con una separación entre ellos de
100 [GHz] y 200 [GHz]. A fines de los 90’s, los sistemas
DWDM evolucionaros, a tal punto que eran capaz de utilizar de 64
a 160 canales paralelos, empaquetados densamente a intervalos de
50 [GHz] y 25 [GHz]. La Figura C.3 muestra la
evolución de esta tecnología, que puede ser vista
como un incremento en el número de longitudes de onda
acompañada de una disminución en el espaciamiento
entre las mismas. Con el crecimiento en la densidad de
longitudes de onda, los sistemas también avanzaron en la
flexibilidad de configuración, por medio de funciones de
subida/bajada (Add/Drop) y capacidades de administración.

El incremento de la densidad de canales, como resultado
de la tecnología DWDM, tuvo un impacto dramático en
la capacidad de transmisión en la fibra. En 1995, cuando
los primeros sistemas a 10 [Gbps] fueron demostrados, la tasa de
incremento de la capacidad fue de un múltiplo lineal de
cuatro cada cuatro años a cuatro cada año (ver
Figura C.4).

Figura C.4.
Crecimiento de la capacidad en la fibra.

"Investigaciones
de laboratorio
han podido realizar experimentos para
transmitir 1022 l
en una misma fibra, sistema denominado Ultra Dense
Wavelength Division Multiplexing (UDWDM), con una
separación entre canales de 10 [GHz]".

1.3 Funcionamiento de un sistema DWDM.

En su núcleo, DWDM involucra un pequeño
número de funciones de capa física. Estas son
bosquejadas en la Figura C.5, la que muestra un sistema DWDM de
cuatro canales. Cada canal óptico ocupa su propia longitud
de onda.

Figura C.5. Esquema
funcional DWDM.

El sistema ejecuta las siguientes funciones
principales:

Generación de la señal. La fuente, un
láser
de estado
sólido, puede proveer luz estable con un
específico ancho de banda estrecho, que transmite la
información digital, modulada por una
señal análoga.
Combinación de señales. Modernos
sistemas DWDM emplean multiplexores para combinar las señales.
Existe una pérdida asociada con multiplexión y
demultiplexión. Esta pérdida es dependiente del
número de canales, pero puede ser disminuida con el uso
de amplificadores ópticos, los que amplifican todas las
longitudes de onda directamente, sin conversión
eléctrica.
Transmisión de señales. Los efectos de
Crosstalk y degradación de señal óptica o
pérdida pueden ser calculados en una transmisión
óptica. Estos efectos pueden ser minimizados controlando
algunas variables,
tales como: espaciamiento de canales, tolerancia de
longitudes de onda, y niveles de potencia del láser.
Sobre un enlace de transmisión, la señal puede
necesitar ser amplificada ópticamente.
Separación de señales recibidas. En el
receptor, las señales multiplexadas tienen que ser
separadas. Aunque esta tarea podría parecer el caso
opuesto a la combinación de señales, ésta
es hoy, en día, difícil
técnicamente.
Recepción de señales. La señal
demultiplexada es recibida por un fotodetector.

Además de estas funciones, un sistema DWDM
podría ser equipado con una interfaz Cliente-Equipo
para recibir la señal de entrada. Esta función es
desempeñada por transpondedores.

1.4 Cambios en la transmisión.

La transmisión de luz en una fibra óptica
presenta varios cambios que originan los efectos que se enumeran
a continuación:

Atenuación. Decaimiento de la potencia de la
señal, o pérdida en la potencia luminosa, con la
propagación de la señal en la fibra.
Dispersión Cromática. Esparcimiento del
pulso luminoso cuando éste viaja por la
fibra.
No-Linealidades. Efectos acumulados por la interacción de la luz con el material a
través del cual ésta viaja, resultando en cambios
en el lightwave y en interacciones entre
lightwaves.

Cada uno de estos efectos se puede deber a una serie de
causas, no todas las cuales afectan DWDM. Un estudio detallado de
estos fenómenos se realiza en el anexo A: "Conceptos
Básicos".

1.5 Transpondedor, interfaz clave en sistemas
DWDM.

Dentro de un sistema DWDM, un transpondedor convierte la
señal óptica del equipo terminal en señal
eléctrica y desempeña la función 3R (ver
Figura C.6). Esta señal eléctrica es, por
consiguiente, usada para dirigir un láser WDM. Cada
transpondedor dentro de un sistema WDM, convierte está
señal "cliente" en una longitud de onda levemente
diferente. Las longitudes de onda provenientes desde todos los
transpondedores de un sistema son entonces multiplexadas
ópticamente.

En la dirección del receptor se efectúa el
proceso
inverso. Las longitudes de onda individuales son filtradas desde
la fibra multiplexada y alimentan a un transpondedor individual,
el cual convierte la señal óptica en
eléctrica y conduce una interfaz estándar hacia el
"cliente".

Figura C.6.
Función de un transpondedor.

Diseños futuros incluyen interfaces pasivas, las
cuales aceptan los estándares de luz de la ITU
directamente de un switch o router incluido, con una interfaz
óptica.

La operación de un sistema basado en
transpondedores se puede explicar considerando la Figura
C.7

Figura C.7. Esquema
de un sistema DWDM.

Los siguientes pasos explican el sistema mostrado en la
Figura C.7.

El transpondedor acepta entradas en la forma
estándar de láser mono-modo o multi-modo. La
entrada puede llegar desde diferentes medios
físicos, de distintos protocolos y tipos de
tráfico.
La longitud de onda de cada señal de entrada
es identificada a una longitud de onda DWDM.
Las longitudes de onda DWDM provenientes del
transpondedor son multiplexadas dentro de una sola señal
óptica y lanzadas dentro de la fibra. El sistema puede
también incluir la habilidad de aceptar señales
ópticas directas para ser multiplexadas; tales
señales podrían llegar, por ejemplo, de un nodo
satelital.
Un post-amplificador amplifica la potencia de la
señal óptica, del mismo modo que emigra el
sistema (opcional).
Amplificadores ópticos son utilizados cada
cierta distancia de enlace, de ser necesarios
(opcional).
Un pre-amplificador amplifica la señal antes
de que ésta entre en el nodo receptor
(opcional).
La señal recibida es demultiplexada en lambdas
individuales DWDM (o longitudes de onda).
Las longitudes de onda individuales DWDM son
identificadas para el tipo de salida requerido (por ejemplo,
2.5 [Gbps] fibra mono-modo) y enviadas a través del
transpondedor.

1.6 Topologías y esquemas de protección
para DWDM.

Las arquitecturas de redes están basadas en
muchos factores, incluyendo tipos de aplicaciones y protocolos,
distancia, utilización y estructura de
acceso, y toplogías de redes anteriores. En el mercado
metropolitano, por ejemplo, topologías punto-a-punto
pueden ser usadas para conectar puntos de empresas,
topología de anillo para conectar
instalaciones Inter.-oficinas (IOFs) y para acceso residencial, y
topologías de malla pueden ser usadas para conexiones
Inter-POP (Inter Punto-a-punto) y en backbones. En efecto, la
capa óptica puede ser capaz de soportar muchas
topologías y, puesto al desarrollo impredecible en esta
área, estas topologías pueden ser
flexibles.

Hoy en día, las principales topologías en
uso son la punto-a-punto y anillo.

1.6.1 Topología punto-a punto.

La topología punto-a-punto puede ser implementada
con o sin OADMs. Estas redes están caracterizadas por
velocidades de canales ultra rápidos (10 a 40 [Gbps]),
alta integridad y confiabilidad de la señal, y
rápida restauración de trayectoria. En redes
long-haul (larga distancia), la distancia entre transmisor y
receptor puede ser varios cientos de kilómetros, y el
número de amplificadores requeridos entre ambos puntos, es
típicamente menor que 10. En redes MANs, los
amplificadores no son necesarios frecuentemente.

La protección en topologías punto-a-punto
puede ser proveída en una pareja de caminos. En los
equipos de primera generación, la redundancia es un nivel
del sistema. Líneas paralelas conectan sistemas
redundantes a ambos extremos.

En los equipos de segunda generación, la
redundancia es al nivel de tarjeta. Líneas paralelas
conectan un solo sistema en ambos extremos que contienen
transpondedores, multiplexores y CPUs redundantes.

Un esquema de este tipo de topología se puede
observar en la Figura C.8

Figura C.8.
Topología punto-a-punto.

1.6.2 Topología de anillo.

Los anillos son las arquitecturas más comunes
encontradas en áreas metropolitanas y en tramos de unas
pocas decenas de kilómetros. La fibra anillo puede
contener sólo cuatro canales de longitudes de onda, y
típicamente menos nodos que canales. El Bit Rate
está en el rango de los 622 [Mbps] a los 10 [Gbps] por
canal.

Con el uso de OADMs, los que bajan y suben longitudes de
onda en forma transparente, es decir que las otras no se ven
afectadas, las arquitecturas de anillo permiten a los nodos tener
acceso a los elementos de red, tales como routers, switches y
servidores,
con la subida y bajada de canales de longitudes de onda en el
dominio
óptico. Con el incremento en el número de OADMs, la
señal está sujeta a pérdidas y se pueden
requerir amplificadores.

Para la protección en esta topología se
utiliza el esquema 1+1. Se tiene dos líneas de
conexión, la información se envía por una de
ellas. Si este anillo falla, se switchea la trayectoria al otro
anillo. Un esquema de esta topología se puede observar en
la Figura C.9.

Figura C.9.
Topología anillo.

1.6.3 Topología de malla.

La arquitectura de malla es el futuro de redes
ópticas. Como las redes evolucionan, las arquitecturas de
anillo y punto-a-punto tendrían un lugar, pero la malla
sería la topología más robusta. Este
desarrollo sería habilitado por la introducción de
los OxCs (Optical Cross-Connects) y switches configurables, que
en algunos casos reemplazarían, y en otros suplementarian,
a los dispositivos DWDM fijos.

A partir del punto de vista del diseño,
hay una airosa trayectoria evolutiva de topologías de
punto-a-punto y malla. Al comienzo de enlaces punto-a-punto,
dotados de nodos OADM al principio para flexibilidad, y
posteriormente en las interconexiones, la red puede evolucionar
en una malla sin un rediseño completo. Adicionalmente, las
topologías de anillo y malla pueden ser conectadas a
enlaces punto-a-punto (ver Figura C.10).

Figura C.10.
Arquitecturas malla, punto-a-punto y anillo.

Las redes DWDM tipo malla, consistiendo en nodos
totalmente ópticos interconectados, necesitarían de
la próxima generación de protección. Donde
los esquemas de protección previos están basados en
redundancia del sistema, de tarjeta, o al nivel de fibra, la
redundancia ocurriría al nivel de longitud de onda. De
esta forma, entre otras cosas, un canal de datos
podría cambiar de longitud de onda a medida que viaja a
través de la red, debido a una falla en el ruteo o
switcheo.

Las redes tipo malla, por lo tanto, requerirían
de un alto grado de inteligencia
para realizar las funciones de protección y
administración de ancho de banda, incluyendo a la fibra y
al switcheo de longitud de onda. Los beneficios en flexibilidad y
eficiencia,
realmente, son potencialmente grandes. El uso de fibra, el cual
puede ser bajo en soluciones anillo puesto que requieren de
protección de fibra en cada anillo, puede ser mejorado en
un diseño de malla. La protección y
restauración pueden estar basadas en caminos compartidos,
por esta razón se requiere de pocos pares de fibra para la
misma cantidad de tráfico y no desperdiciar longitudes de
onda sin usar.

1.7.- Descripción y funcionamiento de la
WDM.

La multiplexación por división de longitud
de onda (WDM), nace para aprovechar de una manera más
eficiente y económica los medios ya existentes. La
capacidad de transmisión de información se
incrementa usando una sola fibra. Con WDM, todos los canales
transmiten simultáneamente y utilizan cada uno de ellos
todo el ancho de banda del medio de transmisión. Se les
asigna una longitud de onda en particular, por medio de un
modulador electro – óptico, el cual convierte la
señal eléctrica en energía luminosa, con una
longitud de onda específica, que se distribuye en forma
simultánea en toda la fibra óptica. Para alimentar
la energía luminosa a la fibra, se utilizan dispositivos
que se les llama distribuidores selectivos de longitudes de onda,
éstos tienen aplicación en sistemas de distancias
cortas y enlace sin repetidores. Un sistema completo se muestra a
continuación

Figura 18.Sistema de
transmisión de fibra óptica con WDM

Fuente: Jardón. Sistemas de Comunicaciones
por Fibras Ópticas. 1995 Los multiplexores de este tipo
pueden ser unidireccionales o bidireccionales. En los WDM
unidireccionales, las señales se transmiten en una misma
dirección con varios portadores ópticos con
diferentes longitudes de onda. Los WDM bidireccionales transmiten
la información en dos sentidos sobre la misma fibra,
utilizando diferente longitud de onda en cada sentido. Cada uno
de los dispositivos WDM combina señales con una
determinada longitud de onda para transmitirlas sobre la fibra,
desde luego, también en el receptor se requieren
dispositivos que separen estas señales.

Este tipo de sistemas básicamente se forman
con:

• Fuentes
ópticas: Convierten la señal eléctrica en
energía luminosa y la emiten con

diferentes longitudes de onda.

• Multiplexores ópticos: combinan la
energía luminosa emitida por las fuentes

ópticas para alimentar la fibra.

• Medio de transmisión: Esta es la fibra
óptica, debe tener una baja atenuación
para

las longitudes de onda de interés.

• Demultiplexores ópticos: Dispositivos que
separan la energía luminosa que le llega

a través de la fibra por medio de la longitud de
onda.

• Fotodetectores: Este es el elemento que se
encarga de hacer la conversión de

energía óptica a señal
eléctrica. Para esta técnica, básicamente
existen tres tipos

de multiplexores, los cuales son:

• Los de rejilla de difracción.

• Los de filtros de interferencia

• Los de prisma

Siendo las siguientes las características
más importantes que estos dispositivos

deben cubrir:

• Bajas pérdidas por
inserción

• Baja diafonía

• Facilidad de fabricación

• Fácil adaptación de conectores,
para tener una transmisión directa.

• Tamaño pequeño

• Alta confiabilidad

Los más utilizados son los de rejilla y los de
interferencia, ya que tienen menor

costo y menores pérdidas que los de prisma. La
separación de los canales depende del tipo de fuente
óptica. Con los LED se tiene una separación de 400
nm y con los láser es de 4 a 50 nm. También se debe
de tomar en cuenta la atenuación introducida en los
distribuidores, que es normalmente de 0.8 a 1 dB.

Utilización.

Los sistemas WDM se utilizan en redes locales, en
telecomunicaciones de larga distancia (entre
troncales), en telecomunicaciones de banda ancha, tales como
videoteléfono, video conferencia, TV,
audio y otros. Una red de
telecomunicaciones que utiliza WDM de tres canales se muestra a
continuación.

Figura 19.Red de telecomunicaciones
de banda ancha que utiliza distribuidores WDM de tres
canales

Fuente: Jardón. Sistemas de Comunicaciones por
Fibras Ópticas. 1995 A principios de los
90, se denominó transmisión WDM en banda ancha a la
transmisión de una señal a 1550nm y otra de retorno
a 1310nm. Más tarde, a mitad de los 90, el desarrollo WDM
permitía espaciamientos más cortos, implementando
transporte bidireccional de 2×2 y 4×4 canales a 1550 nm,
alcanzando velocidades de 2,5 Gbps en enlaces punto a punto.
Finalmente, a finales de los 90, los sistemas densos (DWDM)
llegaron a ser una realidad cuando gran número de
servicios y multitud de longitudes de onda comenzaron a coexistir
en la misma fibra, llegando a enviar 32/40/64/80/96 longitudes de
onda a 2,5 Gbps y 10Gb/s. Aún así, pronto veremos
los sistemas ultra-densos (UDWDM) con transmisión de 128 y
256 longitudes de onda a 10Gbps y 40 Gbps por canal, ya que la
infraestructura actual de fibra óptica no será
suficiente para cubrir la demanda.

La figura 55 muestra un servicio IP
transportado en una red tipo anillo WDM con interfaces de
Ethernet de alta velocidad y
con amplificadores ópticos (OADM). En un futuro se espera
que las redes WDM pasen a ser UDWDM por la amplia demanda de
ancho de banda. Se mencionarán a continuación
algunas tendencias para WDM y sus variantes.

IP sobre ATM sobre SDH para transmisiones
WDM
IP sobre ATM directamente en WDM
IP sobre SDH, Paquetes sobre SONET (POS)
IP sobre SDL directamente sobre WDM

1.9. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA
WDM.

Los sistemas de comunicación que utilizan como
medio de transmisión una fibra óptica se basan en
inyectar en un extremo de la misma la señal a transmitir
(previamente la señal eléctrica procedente del
emisor se ha convertido en óptica mediante un LED o L
áser y ha modulado una portadora) que llega al extremo
receptor, atenuada y, probablemente con alguna distorsión
debido a la dispersión cromática propia de la
fibra, donde recibe en un fotodetector, es decodificada y
convertida en eléctrica para su lectura por el
receptor, que se emplea con los sistemas de fibra óptica
depende de una serie de factores, y algunas fuentes de luz se
adaptan mejor a unos tipos que a otros. As LED, con un amplio
espectro en el haz luminoso, admiten muy bien la modulación
en intensidad, mientras que el láser -un haz de luz
coherente adapta mejor a la modulación en frecuencia y en
fase.

Los dos métodos tradicionales para la
multiplexación de señales en un sistema de fibra
óptica que utiliza luz coherente (láser) han sido
TDM (Time Division Multiplexing) y FDM (Frequency Division
Multiplexing), al que se viene a WDM. Al contrario que las otras
t WDM suministra cada señal en una frecuencia láser
diferente, de tal manera que puede ser filtrada
ópticamente en el receptor.

En distancias cortas, como es en el entorno de una
oficina, la
atenuación de la fibra (mínima para una longitud de
onda de 1,55 (mm) y la dispersión (mínima para 1,3
(mm) no presenta un gran problema, pero a distancias mayores,
como las que se requieren en los enlaces de comunicaciones a
larga distancia, realmente lo es y se requiere el uso de
amplificadores/repetidores que regeneren la señal cada
cierta distancia.

Por ejemplo:

cable trasatlánticos se colocan repetidores cada
75 km que, primero, convierten la señal óptica
degradada en eléctrica, la amplifican y la vuelven a
convertir en óptica mediante un diodo láser, para
inyectarla de fibra óptica, todo un proceso complejo y que
introduce retardos debido a los dispositivos electrónicos
por los que ha de pasar la señal. Este inconveniente se
evitaría si todo el camino pudiese ser óptico
(all-optical), algo que ya es posible gracias a los resultados
obtenidos, hace ya más de una década, por
investigadores de la Universidad de
Southampton, que descubrieron la manera de amplificar una
señal óptica en una longitud de onda de 1,55 mm
haciéndola pasar por una fibra de 3 metros de longitud
dopada con iones erbio e inyectando en ella una luz de
láser a 650 mm (fenómeno que se conoce como bombeo
o pumping).

Los iones de erbio, que reciben la energía del
láser, se excitan cediendo su energía mediante un
proceso de emisión estimulada, lo que proporciona la
amplificación de la señal, consiguiéndose de
esta manera hasta 125 dB de ganancia. Dependiendo de la distancia
y del tipo de fibra se pueden requerir amplificadores ó
unir dos sistemas WDM, que son las piezas clave en esta
tecnología Los sistemas amplificadores comerciales
actuales (EDFA/ Erbium Doped Fiber Amplifier) utilizan,
típicamente, un láser con una longitud de onda de
980 o 1.480 (m, en lugar de los 650 mm de las primeras pruebas de
laboratorio y la inyección de la radiación
diodo láser DFB) en el núcleo de la fibra se hace
mediante un acoplador dicróico (beam -splitter), viajando
ambas señales juntas por el núcleo,
necesitándose muy poca potencia debido a las reducidas
dimensiones de éste, pero que ha de ser bombeado a lo
largo de toda él para evitar resonancias debido a la
absorción por átomos de erbio no
excitados.

Cada receptor lleva un filtro óptico constituido
por dos espejos que forman una cavidad resonante (DBR) en la que
se puede seleccionar la longitud de onda, lo que sirve para
sintonizarlo con la frecuencia que se desea separar.

1.10. MODELOS DE
REFERENCIA ÓPTICO OTN.

1.10.1. La Visión OTN – Propiedades de
la OTN.

La meta de la OTN es poder hacer el
transporte multiservicio de paquetes basado en el tráfico
de datos y antiguo, mientras que la tecnología DW (Digital
Wrapper) acomoda la gestión no intrusiva y la
monitorización de cada canal óptico asignado a una
determinada longitud de onda. Por tanto la cabecera "wrapped "
(OH) haría posible la gestión y el control de la
información de la señal. La figura 1 ilustra como
las capacidades de gestión de la OTN se realizan con la
adición de cabeceras en varias posiciones durante el
transporte de la señal cliente.

Se añaden varias secciones de cabecera a la
señal cliente que juntas con el FEC forman la OTU (Optical
Transport Unit). Entonces esto es transportado por una longitud
de ondacomo un Canal Óptico (OCh). Si se transportan
múltiples longitudes de onda sobre la OTN, se debe
añadir una cabecera a cada una de ellas para poder tener
la funcionalidad de gestión de la OTN.

Las secciones Multiplexación Óptica y las
secciones Transmisión Óptica se construyen usando
la cabecera adicional junto con los OCh.

La OTN presenta muchas ventajas a los operadores de la
red incluyendo:

– Transparencia de protocolo

– Compatibilidad hacia atrás de los
protocolos existentes

– Empleo de
codificación FEC

– Reducción de regeneración 3R (a
través de diseños flexibles ópticos de la
red)

El último punto es de particular
significación en cuanto minimiza la complejidad de la red
que nos lleva a una reducción de costes.

La figure 2 ilustra la regeneración 3R que hay en
un IrDI (Inter-domain Interface) de entrada a una OTN. El
transporte a través de la red puede tener lugar solamente
en el dominio óptico. Sin embargo un punto a resaltar es
que en la actualidad no hay capacidades de gestión para
negociar con las señales ópticas que no se hayan
convertido al formato digital. En contraste a la red
transparente, la red opaca realiza regeneración 3R en cada
nodo de la red.

1.10.2. Los estándares ITU-T G.709 para la
OTN.

El estándar ITU-T G.709, Network Node Interface
para la OTN (Optical Transport Network) define la IrDI
(inter-domain interface) de OTN de la manera
siguiente:

Funcionalidad de la cabecera en preparar la red
óptica multilongitud de onda.
Estructura de la trama OTU (Optical Transport
Unit).
Velocidades y formatos permitidos para el mapeo de
los clientes.

Se describen dos tipos de interfaces en la
recomendación ITU-T G.872 Architecture of the Optical
Transport Networks , las ubicaciones de las cuales se ilustran en
la figura 3 .

1.10.3. Inter-Domain Interfaces
(IrDI).

Estas definen:

la ubicación entre las redes de dos
operadores
la ubicación entre las subredes de dos
fabricantes en el mismo dominio del operador.
la ubicación dentro de la subred de un
fabricante.

1.10.4. Intra-Domain Interfaces
(IaDI).

Estas definen:

la ubicación entre el equipo de la subred de
un fabricante individual Como en SONET/SDH, la OTN tiene un
diseño estructurado en niveles.

Los niveles básicos de la OTN son visibles en la
estructura del transporte OTN y consta de Canales Ópticos
(OCh), Optical Multiplex Section (OMS) y Optical Transmission
Section (OTS) como se ve en la figura 4. El transporte de una
señal cliente en la OTN sigue el procedimiento
indicado a continuación:

Se añade la cabecera a la señal cliente
para formar la OPU (Optical Channel
Payload Unit)
Entonces se añade una cabecera a la OPU
formando así la ODU (Optical
Channel Data Unit)
Se añade una cabecera adicional más el
FEC para formar la OTU (Optical
Channel Transport Unit)
Añadiendo más cabeceras se crea un OCh
que es transportado por un color
Se puede añadir cabeceras adicionales al OCh
para poder gestionar múltiples.
colores en la OTN. Entones se construyen el OMS y el
OTS

El resultado es un canal óptico (OCh) que
comprende una sección OH, una señal cliente y un
segmento FEC.

La cabecera de OCh que ofrece la funcionalidad de
gestión OTN, contiene 4 subestructuras: OPU (Optical
Channel Payload Unit), ODU (Optical Channel.

Data Unit), OTU (Optical Channel Transport Unit) y FAS
(Frame Alignment Signal).

La señal cliente – o los datos actuales a ser
transportados – podía ser de cualquier protocolo
existente p.e.; SONET/SDH, GFP, IP, GbE.

La cabecera del OPU (Optical Channel Payload Unit) se
añade a los datos del OPU y se usa para soportar las
distintas señales cliente. Regula el mapeo de muchas
señales cliente y suministra información sobre el
tipo de señal transportada. Habitualmente la ITU-T G.709
soporta mapeo asíncrono y síncrono de las
señales cliente en los datos.

La cabecera del OPU consta del PSI (Payload Structure
Indentifier) que incluye el PT (Payload Type) y los bits de
cabecera asociados con el mapeo de las señales cliente en
los datos, como por ejemplo los bits de justificación
requeridos para los mapeos asíncronos. Entonces la
cabecera del OPU termina en el punto donde el OPU es ensamblado y
desensamblado.

El campo PSI (Payload Structure Identifier) del OPU
transporta un mensaje de

256 octetos alineados con la multitrama ODU. PSI
contiene el tipo de datos (PT) identificando los datos a ser
transportados. El PT (Payload Type) de OPU es un único
octeto definido dentro del PSI para indicar la composición
de la señal OPU, o en otras palabras, el tipo de datos a
ser transportados en el OPU.

La cabecera del ODU (Optical Channel Data Unit) permite
al usuario soportar TCM (Tandem Connection Monitoring), PM (Path
Monitoring) y APS. También es posible la supervisión del camino extremo a extremo y
la adaptación del cliente via el OPU (como se ha descrito
previamente).

La cabecera del ODU suministra dos importantes
cabeceras: la cabecera PM (Path Monitoring) y la cabecera
TCM.

La cabecera PM (Path Monitoring) de ODU permite la
monitorización de secciones determinadas dentro de la red
así como la localización del fallo en la red
vía los octetos de la cabecera descritos en la cabecera
PM.

La cabecera PM está configurada en la fila 3,
columnas 10 a 12 para soportar la monitorización del
camino. La estructura del campo PM contiene los siguientes
subcampos:

– TTI (Trail Trace Identifier). El TTI es similar
al octeto J0 en SONET/SDH. Se usa para identificar la
señal del origen al destino dentro de la red. El TTI
contiene los Identificadores de Punto de Acceso (API – Access Point
Identifiers) que se usan para especificar el Identificador de
Punto de Acceso Origen (SAPI) y el Identificador del Punto de
Acceso Destino (DAPI). Los APIs contienen información del
país de origen, del operador de la red y otros detalles
administrativos.

BIP-8 (Bit Interleaved Parity). Este es un octeto que
se usa para Detección de Error. El octeto BIP-8 provee
"bit interleaved parity – 8 code". El BIP-8 computa todo
el OPU y se inserta en el BIP-8 SM dos tramas más
tarde.
BDI (Backward Defect Indication). Este es un
único bit que lleva información en cuanto a fallo
de la señal en la dirección
ascendente.
BEI (Backward Error Indication) y BIAE (Backward
Incoming Alignment Error). Estas señales llevan
información sobre los bloques "interleaved-bit"
detectados con error en la dirección ascendente.
También se usan para llevar errores de alineación
de entrada (IAE
Incoming Alignment Errors) en la dirección
ascendente.
Bits de estado para la señal de
indicación y mantenimiento (STAT – Status bits). Estos
tres bits indican la presencia de señales de
mantenimiento.

1.10.5. Cabecera TDM (Tandem Connection Monitoring)
del ODU .

Una determinada función implementada en las redes
SONET/SDH es TCM (Tandem Connection Monitoring), una
funcionalidad que permite la gestión de la señal a
través de múltiples redes. La comprobación
jerárquica de errores usando los octetos de paridad es
otra función que se puede realizar. Además de esto,
también el G.709 permite las funciones de gestión
de la señal tales como las encontradas por ejemplo en los
servicios al por mayor de longitud de onda.

Los octetos de la cabecera TCM
están definidos en la cabecera de la fila 2, columnas 5 a
13 así como en la fila 3, columnas 1 a 9 en la cabecera
del ODU. Cada campo TCM contiene los subcampos – como ya se
describió en Path Monitoring – con BIAE adicional.
La funcionalidad TCM implementada en el OTN es capaz de
monitorizar hasta 6 "tandem connections" independientemente. TCM
permite el anidamiento y el solape de las conexiones de
monitorización ODU.

Como se ilustra en la figura 11, es posible la
monitorización entre A1-A2, B1-B2 y C1-C2 en modo anidado.
Con B1-B2, solo es posible en modo cascada. Potencialmente estas
funcionalidades se pueden usar por carriers para el mantenimiento
de sus propios SLAs (Service Level Agreements) dentro de sus
redes. Los octetos adicionales de cabecera del ODU se describen
más abajo.

RES. Estos octetos están reservados para la
futura estandarización internacional. Todos los octetos
están a cero ya que habitualmente no se
usan.
TCM/ACT. Este campo de un octeto se usa para la
activación y desactivación de los campos TCM. En
la actualidad, estos campos aún están en
estudio.
EXP. Estos octetos están reservados para
futuros usos experimentales.
General communication channels (GCC1,GCC2). Estos dos
campos permiten la comunicación entre dos elementos de
la red con acceso a la estructura de trama ODU.
Automatic Protection Switching y Protection
Communication Channel (APS/PCC). Es posible la
conmutación APS en uno o más niveles.
Fault Type y Fault Location channel (FTFL). Se
reserva un octeto en la cabecera del ODU para el mensaje FTFL.
Este octeto provee información del estado de fallo
incluyendo información en cuanto al tipo y
ubicación del fallo. El FTFL está relacionado con
el tramo TCM.

La subestructura contiene: campos de indicación
de fallo hacia adelante y hacia atrás, campos de
identificación del operador anterior y posterior, y campos
específicos del operador anterior y posterior que realiza
las funciones siguientes:

Campo de Indicación del Tipo de
Fallo.

Los códigos especificados indican las situaciones
siguientes:

Sin Fallo
Fallo de la Señal
Degradación de la Señal

Los octetos adicionales en el campo del mensaje FTFL
están reservados para la futura estandarización
internacional.

Campo Identificador del Operador .

Este campo especifica el origen geográfico del
operador e incluye un campo de segmento nacional

Campo Específico del
Operador.

Estos campos no están estandarizados por las
recomendaciones ITU-T G.709

Cabecera del OTU (Optical Channel Transport Unit)
y Alineación de la Trama.

El OTU se usa en la OTN para soportar el transporte
vía una o más conexiones de canal óptico.
También especifica la Alineación de Trama y el
FEC.

La cabecera de la Alineación de Trama es parte de
la cabecera del OTU. Se sitúa en la fila 1, columnas 1 a 6
del OTU en que se define una Señal de Alineación de
Trama (FAS

-Frame Alignment Signal) (figura 13). Como las tramas
OTU y ODU pueden abarcar múltiple tramas OTU, se define
una señal de cabecera estructurada multitrama. La
Señal de Alineación Multitrama (MFAS – Multi
Frame Alignment Signal) se define en la fila 1, columna 7 de la
cabecera OTU/ODU. El valor del
octeto MFAS se incrementa con cada trama OTU/ODU.

La cabecera de la Sección de
Monitorización consta de los subcampos descritos para la
cabecera de la monitorización del camino, con
excepción del bit de Error de Alineación de Entrada
(IAE – Incoming Alignment Error).

Este bit permite al punto de entrada informar al punto
de salida de que ha sido detectado un error de alineación
en la señal de entrada. IAE se pone a "1 " cuando ocurre
el error, de otra forma es puesto a "0".

General Communication Channel 0 (GCC0) se usa como un
canal de comunicación entre puntos de terminación
del OTU.

1.10.6. Forward Error Correction
(FEC).

Junto con la cabecera del OCh del "Digital Wrapper
Envelope", se añade un ancho de banda adicional – en
este caso el FEC. El algoritmo
implementado/FEC permite la corrección y detección
de errores en un enlace óptico.

FEC ya es ampliamente usado por los operadores de cable
submarino en varios diseños.

También hay varios algoritmos/códigos que se pueden usar para
realizar la corrección del error.

La implementación FEC definida en la
recomendación G.709 usa el llamado Código
Reed-Solomon RS(255/239). Aquí una fila OTU se divide en
16 subfilas cada una de ellas conteniendo 255 octetos. Las
subfilas están formadas por "byte interleaved",
significando que la primera subfila consta del primer octeto de
la cabecera y el primer octeto de los datos. El primer octeto FEC
se inserta en el octeto 240 de la primera subfila. Esto es verdad
para todas las 16 subfilas.

De estos 255 octetos, 239 se usan para calcular la
comprobación de paridad del FEC, el resultado del cual se
transmite en los octetos 240 a 255 de la misma
subfila.

El código Reed-Solomon detecta errores de 16 bits
o corrige errores de 8 bits en una subfila. El FEC RS (255,239)
se especifica para la interfaz plenamente estandarizada IrDI.
Otras interfaces OTUkV (p.e.; IaDI)– que solo están
funcionalmente estandarizadas.

– pueden usar otros códigos FEC.

El caso de uso de FEC en redes
ópticas.

FEC permite la detección y la corrección
de errores de bits causados por fallos físicos en el medio
de transmisión. Estos fallos se pueden clasificar en
efectos lineales (atenuación, ruido y
dispersión) y no lineales (four wave mixing, self phase
modulation, cross phase modulation).

Cuando se usa FEC en un enlace de red, el operador de
red puede aceptar una señal de calidad más baja en
el enlace ya que estos errores potenciales se pueden
corregir.

En el cuadro se ilustra el efecto de un aumento de la
calidad de la señal en tres casos. En un caso, no se usa
FEC. En los restantes dos casos, se utiliza FEC pero con
diferentes algoritmos de codificación.

En este ejemplo un BER (Bit Error Rate) de entrada de
aproximadamente 10-4 , se puede mejorar a un BER de
salida de aproximadamente 10 -15 en el mejor de los
casos. Sin embargo el BER de salida no demuestra mejora cuando no
se usa un algoritmo FEC.

Los beneficios del FEC en las redes
ópticas.

La mejora del potencial en la calidad de la señal
en un enlace óptico ofrece muchas ventajas
incluyendo:

ganancia en nivel de potencia de aproximadamente 5
dB. Esto se consigue cuando se usa 7% FEC. (correlacionando a
una expansión de enlace de aproximadamente
20km).
reducción en el uso de regeneradores 3R. Esto
permite incrementar la distancia entre enlaces.
uso de los enlaces existentes de 2.5Gbit para
transportar tráfico de 10Gbit. Esto ha sido intentado y
puede ser posible dado que el FEC permite la corrección
de una calidad de señal más baja.
posibilidades de aviso anticipado. Algunos Elementos
de la Red (NE) monitorizan los errores corregidos en los
enlaces. Este parámetro se puede usar sucesivamente como
una herramienta de aviso anticipado mediante el cual la
cantidad de errores corregidos en un enlace puede significar el
debilitamiento de un componente del propio enlace.

Una vez se ha formado el canal óptico, se
añade una cabecera adicional no asociada a las longitudes
de onda individuales del OCh, que forman entonces las Secciones
deMultiplexación Ópticas (OMS) y las Secciones de
Transmisión Ópticas (OTS).

En el nivel de la Sección de
Multiplexación Óptica (OMS), se trnsportan tanto
los datos OMS y como la cabecera no asociada. Los datos OMS
constan de OChs multiplexados. La cabecera del OMS, aunque sin
definir en este punto, intenta soportar la monitorización
de la conexión y asistir a los proveedores de servicio en
sus problemas y el aislamientode los fallos de la OTN.. El nivel
de la Sección de Transmisión Óptica (OTS)
transporta los datos OTS así como la cabecera de OTS.
Similar al OMS, el OTS transporta las secciones multiplexadas
ópticamente descritas anteriormente. La cabecera del OTS
-sin embargo no completamente definida -se usa para funciones de
mantenimiento y operación. El nivel OTS permite al
operador de la red realizar tareas de monitorización y
mantenimiento entre los elementos de la red que incluyen; OADMs,
multiplexadores, desmultiplexadores y conmutadores
ópticos..

Aplicaciones de medida del FEC.

La OTN provee extensiva funcionalidad OAM&P para
múltiples longitudes de onda y así requiere una
extensa cabecera. Para garantizar la disponibilidad de ancho de
banda y la calidad de la transmisión de la red, los
octetos de la cabecera necesitan ser monitorizados. Además
de monitorizar el estado de estos octetos de cabecera, el sistema
necesita ser verificado bajo presión.
Este procedimiento ejecuta principalmente por la
introducción de alarmas y errores en el sistema y a
continuación medir su efecto en la
transmisión.

La tecnología DW (Digital Wrapper) y el FEC
implementado en la OTN son tecnologías relativamente
nuevas ofreciendo aplicaciones relacionadas al uso del R&D.
Las aplicaciones de medición en producción e instalación ya
están o en uso o planificadas en un futuro.

Las pruebas en R&D, producción e
instalación son principalmente funcionales y
cubren:
la verificación de la integridad de la
señal (potencia óptica, posibilidad del DUT para
sincronizar la trama, y otros parámetros)
la prueba de señales de mantenimiento –
prueba de alarmas (p.e. LOS, AIS, etc.)
inserción de error en la señal de
prueba
pruebas de mapeo del OTUk (p.e. mapeo de una
estructura SONET/SDH en el OTUk)
pruebas de multiplexación del OTUk (p.e.
multiplexación de un ODM1 en un ODU2)
pruebas de la cabecera G.709 (p.e. pruebas de la
sección de monitorización, de la
monitorización del camino y FTFL)
interoperabilidad, en donde se requiere pruebas de
TCM
pruebas de error del FEC
estimulación de los Elementos de Red con
anomalías (p.e. alarmas y errores).

1.10.7. Pruebas de Estímulos.

Un estímulo se envía al DUT y la
señal devuelta se monitoriza en el equipo de medida. La
señal recibida se debe correlacionar con el
estímulo. La dos señales no deberían ser
iguales, entonces el usuario recibe la información en el
DUT permitiendo que posteriormente se puedan llevar a cabo
más investigaciones.

Los posibles estímulos podrían incluir los
errores y alarmas estándar del OTN como se definen en las
recomendaciones G.709.

1.10.8. Mapeo y desmapeo de las señales
cliente.

La estructura de las tramas de OTN hacen posible el
mapeo de varios tipos de tráfico en las OPUs. Esto incluye
por ejemplo; SONET/SDH (STM-256) en OPU3, mapeo de celdas ATM en
el OPU y el mapeo de tramas Generic Frame Procedure (GFP) en el
OPU. Por supuesto las diferencias de velocidad entre el cliente y
el OPU necesitan ser ajustadas. También esta prueba es
extremadamente útil ya que se requieren mapeos
síncronos o asíncronos para los distintos mapeos
del cliente. Con el fin de realizar esta medida, entonces se debe
transmitir una señal de rango variable para su mapeo en el
OPU por el DUT. Entonces el receptor puede detectar si el cliente
ha sido mapeado apropiadamente en el OPU.

1.10.9. Pruebas del FEC.

Con el fin de hacer una comprobación completa del
FEC, se inserta un error en el OCh y entonces se transmite a
través de los Elementos de la Red OTN.

En el extremo receptor, se comprueba el OCh para
determinar si el error fue corregido por el DUT. Esta prueba se
realiza insertando distintas cantidades de errores y permitiendo
al usuario comprobar sucesivamente la capacidad de
corrección de error de su Elemento de Red. Si el
número de errores insertados excede la capacidad de
corrección del Elemento de Red, el equipo de medida lo
reflejará como error o errores incorregibles.

Partes: 1, 2, 3

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