Reti di Trasporto. Ing. Stefano Salsano. AA2002/03 - Blocco 4. Dove siamo?

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1 Reti di Trasporto Ing. Stefano Salsano AA2002/03 - Blocco 4 1 Dove siamo? Tecniche di multiplazione, PCM e PDH» Tecniche di multiplazione (FDM, TDM, CDM)» Multiplazione numerica PCM» Multiplazioni numeriche, multiplazione plesiocrona, PDH SDH, multiplazione, apparati e reti» Multiplazione sincrona» Motivazioni per l SDH» Stratificazione, Trama SDH, Strutture numeriche» Puntatori e sincronizzazione» Funzioni dell overhead, aspetti di gestione» Apparati, interconnessione in rete e protezione 2

2 Multiplatori In base al livello gerarchico dell'interfaccia:» Multiplatori STM-1» Multiplatori STM-4» Multiplatori STM-16 In base alle funzioni svolte:» Multiplatori Terminali (Multiplexer type I/G.782)» Multiplatori Terminali di Linea (Multiplexer type II/G.782)» Multiplatori Add Drop (Multiplexer type III/G.782) Normalmente il multiplatore terminale è un Add-Drop Multiplexer (ADM) sottoequipaggiato 3 Multiplatori Terminali MT Tipo I/G.782 MT di Linea, Tipo II/G.782 4

3 Multiplatori Add-Drop (ADM) Permette l'inserimento/estrazione di flussi tributari (sincronie plesiocroni) in/da un flusso aggregato STM-N in transito Solo alcuni flussi sono terminati, lasciando passare inalterati i VC in transito Contiene le matrici di permutazione dei VC di ordine basso LPC (Lower order Path Connection) e dei VC di ordine alto HPC (Higher order Path Connection) Lematrici LPC e HPC sono riconfigurabili per permutare i flussi o inserire nuovi tributari (matrici NBSS Non Bloccanti in Senso Stretto) 5 Multiplatori Add-Drop (ADM) 6

4 Multiplatori Add-Drop (ADM) ADM-1: multi/demultiplazione in un flusso aggregato STM-1 a 155 Mbit/s dei seguenti tributari:» flussi plesiocroni 2, 34 e 140 Mbit/s» flussi sincroni STM-1 parzialmente equipaggiati ADM-16: multi/demultiplexing in un flusso aggregato STM- 16 a 2.5 Gbit/s dei seguenti tributari, con capacità di permutazione di VC-4» flussi plesiocroni a 140 Mbit/s» flussi sincroni STM-1 e STM-4 7 Esempi di inserimento in rete 8

5 Il Multiplex di abbonato I multiplatori ADM-1 possono essere integrati con interfacce per servizi di fonia e dati per originare apparati di accesso SDH direttamente dagli attacchi di utente Un esempio importante è il cosidetto Digital Loop Carrier (DLC) o Multiplex di Abbonato (MPX1) L MPX1 è un apparecchiatura da esterno usata nella rete di accesso per raccogliere i segnali dagli utenti, multiplarli e trasportarli verso la rete trasmissiva per mezzo di un flusso STM-1 L MPX1 può multiplare: linee telefoniche analogiche (fino a 480), fornendo tutte le funzioni di interfaccia verso l utente (BORSCHT vedi prossima slide) linee digitali affittate tributari a 2 Mbit/s Interfaccia verso l utente telefonico 9 Le funzioni eseguite dall'attacco d'utente possono essere riassunte dall acronimo BORSCHT:» Battery (alimentazione);» Overvoltage prot. (protezione da sovratensioni)» Ringing (generazione del tono di chiamata)» Supervisory (supervisione della linea)» Coding (codifica del segnale vocale)» Hybrid (passaggio da 2 a 4 fili)» Testing (accesso per prove sulla linea) 10

6 Esempio di applicazione dell MPX-1 ADM Mbit/s MPX-1 Linee telefoniche Circuiti a 2 Mbit/s MPX-1 Linee numeriche affittate MPX Mbit/s 155 Mbit/s MPX-1 11 Digital Cross Connect, DXC E anche denominato Ripartitore Elettronico Digitale, RED Funzioni base» Multi/Demultiplazione» Permutazione dei flussi secondo una mappa prestabilita, modificabile via software Classificazione LIVELLO PDH (Europea) PDH (USA) SDH VC VC-3 2 (8) 6 VC VC-12/ kbit/s 64 kbit/s - 12

7 Tipi di RED RED PDH RED 1/0: per la gestione di circuiti affittati fino a 2 Mbit/s RED 3/1: per la raccolta di flussi digitali e la protezione di percorso (il payload viene mandato su due vie diverse e in arrivo viene scelto il segnale migliore); tempo di scambio: ordine di secondi RED SDH RED 4/3/1 : per la raccolta di flussi digitali e la protezione di percorso (il payload viene mandato su due vie diverse e in arrivo viene scelto il segnale migliore); tempo di scambio: entro 50 ms RED 4/4 : per la protezione di flussi a 140 e 155 Mbit/s (ripristino attraverso larete magliata), non c è in generale la protezione 1+1, ma si opera un reinstradamento attraverso i circuiti di riserva; tempo di reinstradamento entro 2 minuti 13 RED 4/3/1: caratteristiche generali Un RED 4/3/1 può permutare» 16 porte STM-1 equivalenti» 64 porte STM-1 equivalenti» 256 porte STM-1 equivalenti Accetta in ingresso» flussi plesiocroni elettrici G.703 (E1 a Mbit/s, E3 a Mbit/s, E4 a Mbit/s)» flussi sincroni STM-1, STM-4 e STM-16 E possibile permutare i VC di ogni ordine in una qualsiasi configurazione (matrice NBSS Non Bloccante in Senso Stretto) Confronto tra le funzioni del RED 4/3/1 e dell'adm» un ADM è un RED 4/3/1 di piccola capacità (di solito la matrice non va oltre i 16 STM-1 equivalenti)» un RED 4/3/1 può essere considerato un super-adm 14

8 Architettura del RED 4/3/1 STM-4 STM Mbit/s 34 Mbit/s 2 Mbit/s VC-3 Esempi di RED 4/3/1 VC-4 TUG-3 TUG-3 TUG TUG-2 VC porte equivalenti STM-1 (con funzioni di ADM 4/3/1) 64 porte equivalenti STM porte equivalenti STM-1 STM-4 STM Mbit/s 34 Mbit/s 2 Mbit/s 15 Applicazioni tipiche del RED 4/3/1 DXC 4/4 TL STM Gbit/s SGU/SGT DXC 1/0 DXC 4/3/1 ADM 1 MSC ADM 16 16

9 Struttura della rete telefonica SGT SGT 66 Stadi di Gruppo di Transito (SGT) SGU SGU 660 Stadi di Gruppo Urbani (SGU) SL SL ~ nodi Stadi di Linea (SL) MUX Architettura di riferimento per la rete SDH 17 Rete Nazionale (maglia di 43 nodi ex Iritel) 12 nodi di transito (A0,A2,A3) 31 nodi di accesso alla Rete Nazionale (A1) Rete Regionale 2 Livello 35 anelli 106 nodi NTT-R (SGT e principali SGU) Rete Regionale 1 Livello 161 anelli 512 nodi NTT-L (altre sedi SGU) Bacino trasmissivo Rete Locale Livello 0 ~ nodi (SL) nodo di transito rete nazionale (DXC 4/4) nodo di accesso alla rete nazionale (DXC 4/3/1 e DXC 4/4) nodo di transito trasmissivo regionale, NTT-R (DXC 4/3/1 = DXC 4/1) nodo di transito trasmissivo locale, NTT-L nodo utilizzatore 18

10 Rete Nazionale Struttura a maglia che collega nodi di tipo A equipaggiati con DXC 4/4, interconnessi con sistemi di linea a 2,5 Gbit/s (STM-16) Esistono varie tipologie di nodi A della maglia nazionale:» Nodi A0: nodi di interconnessione con centrali internazionali (ISC) non direttamente interconnessi con la rete regionale; sede anche di DXC 4/1; svolgono funzioni di affasciamento, transito e protezione» Nodi A1: nodi di interconnessione con la rete regionale; sede anche di DXC 4/1; svolgono funzioni di affasciamento, transito e protezione» Nodi A2: nodi collegati direttamente con sistema di linea ai paesi esteri (flussi a 140 Mbit/s) o di raccordo con i nodi frontalieri ( B2 ) (code internazionali) o con le terminazioni dei collegamenti via satellite; svolgono funzioni di transito e protezione dei flussi a 140/155 Mbit/s e non sono presenti generatori di traffico» Nodi A3: nodi che svolgono funzioni di reinstradamento e protezione dei flussi a 140/155 Mbit/s; non sono presenti generatori di traffico Interconnessione Rete Nazionale-Regionale 19 Rete Internazionale A0 Rete Nazionale A1 A1 A3 A1 A2 Paesi Esteri Paesi Esteri Rete Internazionale B0 B2 A1 Rete Regionale di livello 2 B1 B1 B1 B2 A1 A2 B2 Paesi Esteri Paesi Esteri 20

11 Rete Regionale Struttura ad anelli articolata su due livelli Esistono varie tipologie di nodi regionali: Nodi B0: individuano le centrali trasmissive co-locate con gli ISC (International Switching Center) ex Italcable; per tali nodi è previsto un collegamento tramite raccordo diretto con i due nodi A1 di competenza; sono sede di DXC 4/1 e svolgono funzioni di affasciamento e protezione Nodi B1: sede di SGT; svolgono funzioni di affasciamento, e protezione attraverso i DXC 4/1 Nodi B2: nodi (detti frontalieri ) di interconnessione con i paesi esteri, o di collegamento con i sistemi satellitari; svolgono solo funzioni di terminazione di sistemi di linea e di interconnessione fisica tra di essi (struttura simile al nodo A2 senza DXC 4/4) 21 Rete Regionale Articolata su due livelli» 1 livello (livello inferiore)» insieme di bacini trasmissivi per interconnessione di gruppi di nodi periferici (SGU)» permette la raccolta dei flussi originati da tali nodi e destinati ai nodi di altri bacini della regione/altre regioni» 2 livello (livello superiore)» permette l interconnessione dei Nodi Trasmissivi di Transito regionali (generalmente sede di SGT, SGU importanti, RED nodali/locali)» consente sia la raccolta dei flussi originati da tali nodi o dal livello inferiore e destinati a nodi esterni alla regione sia l interconnessione dei bacini trasmissivi 22

12 Rete Regionale Interconnessione con rete nazionale tramite una particolare coppia di NTT-R (nodi A1) il nodo A1 lato regionale è sede di DXC 4/1 di competenza della rete nazionale; questo è collegato al DXC 4/4 Interconnessione tra 1 e 2 livello tramite una coppia di NTT-R (dual homing) in ognintt-r è previsto un DXC 4/1 Interconnessione tra rete locale e 1 livello tramite un solo NTT-L (single homing) l interconnessione è prevista tramite ADM back to back 23 Rete Locale Articolata su un livello (livello 0) strutture trasmissive per interconnessione tra le centrali locali (SL) ed i rispettivi SGU l interconnessione tra gli anelli di livello 0 e il 1 livello della rete regionale sono in single homing ; il nodo di transito verso il livello superiore di rete (NTT-L) è costituito dalla sede dell SGU; l interconnessione è prevista tramite ADM back to back 24

13 Trasporto SDH su Rete Nazionale Sede SGU SGT Sede SL SL ADM Anello a 155 Mb/s ADM SGU ADM ADM DXC 4/3/1 SGT ADM ADM Raccordo con TL DXC 4/3/1 Sede A1 DXC 4/4 Rete di transito nazionale VC12, VC3 VC4 ADM DXC 4/3/1 ADM ADM DXC 4/3/1 DXC 4/4 Sede A1 Anello a 622 Mb/s Anello a 622 Mb/s 25 Robustezza della rete trasmissiva Gli elementi costitutivi di una rete trasmissiva (apparati, collegamenti e loro parti componenti) sono specificati con prefissati requisiti prestazionali Se le effettive prestazioni operative scendono al di sotto di una prefissata soglia, l elemento va fuori servizio (es. guasto) Le attività svolte in una rete trasmissiva (in modo sempre più automatizzato) per migliorarne le prestazioni sono» controllo costante dello stato di integrità degli elementi che la compongono» interventi protettivi in presenza di fuori servizio, allo scopo di rimuoverne effetti e cause 26

14 Robustezza della rete trasmissiva Ripristino (orientato al servizio): insieme di attività che hanno l obiettivo di mantenere la continuità del servizio fornito agli utenti, utilizzando una aliquota condivisa di risorse (es. capacità di trasporto) riservate al reinstradamento del traffico.» Il ripristino del servizio è controllato da un centro di supervisione usando procedure semi-automatiche (es. usato nella rete nazionale)» Opera entro un tempo massimo di pochi minuti (es. due) Protezione (orientata alla risorsa): attività che hanno come obiettivo evitare il fuori servizio di una risorsa, usando ridondanze predisposte allo scopo (es. una capacità trasmissiva di riserva preassegnata).» E un operazione automatica programmata in modo distribuito (a livello di apparato, collegamento o parte componente). Ad esempio, è tipicamente usata nella rete locale e regionale» opera in maniera molto veloce (decine di ms) 27 Robustezza della rete trasmissiva La funzione di protezione consente attraverso ridondanze ed una azione di commutazione di mantenere uno stato funzionale corretto anche in caso di fuori servizio di una risorsa operativa Protezione 1+1» Esempio nel caso di un collegamento: il segnale viene trasmesso sia sulla via di esercizio che su quella di riserva; in ricezione viene selezionato il segnale migliore Protezione 1:N» Esempio nel caso di un collegamento: il canale di riserva è condiviso fra più canali di esercizio; il segnale è trasmesso sulla riserva solo in occasione di avaria del corrispondente canale di esercizio e la riserva viene rilasciata al ristabilimento delle condizioni normali 28

15 Robustezza della rete trasmissiva In un ambiente multi-operatore e multi-vendor è necessario standardizzare le procedure (distribuite!) per garantire la robustezza della rete trasmissiva I punti principali da considerare sono» Localizzazione e identificazione dei componenti affetti e usati dal processo di protezione» Criteri per determinare lo stato di fuori servizio degli elementi di reti protetti» Comportamento degli agenti del processo di protezione e dei componenti» Sintassi e semantica dei messaggi scambiati tra gli agenti del processo di protezione» Canali di comunicazione per portare i messaggi tra gli agenti del processo di protezione 29 Architetture di protezione lineare Sistema punto-punto con e senza diversità di percorso 30

16 Architetture di protezione ad anello Gli anelli sono topologie di particolare interesse perchè rappresentano il minimo grafo di interconnessione di un insieme di nodi che garantisce due percorsi distinti tra una qualunque coppia di nodi Unidirectional Self-Healing Ring (USHR): su anelli unidirezionali, a livello di sezione (MS-USHR) o di cammino (HOP-USHR); in quest ultimo caso si parla anche di SubNetwork Connection Protection (SNCP) o Unidirectional Path Switched Ring (UPSR) Bidirectional Self-Healing Ring (BSHR): su anelli a due o quattro fibre, a livello di sezione (MS-SPRing) o di cammino (HOP-SPRing); si usa anche il termine Bidirectional Line Switched Ring (BLSR) 31 Architetture di protezione ad anello 32

17 Architettura UPSR 33 Architettura BLSR a due fibre 34

18 Instradamento e Protezione Rete Nazionale Rete Regionale 2 livello 50% 1 livello 50% Instradamento tra due nodi sedi di SGU (non NTT-R) Instradamento tra nodo sede di SGU (non NTT-R) e Rete Nazionale Nodi di Accesso alla Rete Nazionale (A1) Nodi di Transito Trasmissivo (NTT-R) Nodi sedi di SGU (NTT-L) 35 Relazioni cliente-servente Linee dedicate ISDN PSTN Hz IP 64 kbit/s Frame Relay ATM-VC 2 Mbit/s ATM-VP 8 Mbit/s VC Mbit/s 140 Mbit/s Sistemi di linea PDH VC-4 MS RS VC-3 Optical Section Radio Section Satellite Section 36