Post on 22-Jan-2016
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SINCRONISMO EN SINCRONISMO EN REDES DIGITALES REDES DIGITALES
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Niveles de sincronismo y transmisión Niveles de sincronismo y transmisión libre de erroreslibre de errores
Primer nivel de sincronismo
El receptor debe saber cuando y por cuanto tiempo “escuchara” los bits recibidos
Segundo nivel de sincronismo
El receptor debe saber que bits agrupar para formar los caracteres
Tercer nivel de sincronismo
El receptor debe saber que caracteres debe agrupar para formar los mensajes
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¿Cuando se lee la data?¿Cuando se lee la data?
DATA ORIGINAL1 0 1 0 1 0 1 0 1
1 0 0 1 0 0 1
1 0 1 0 1 0 1 0 10 0 0 01 111
CK 1
CK 2
0 1 0 1 0 1 0 1
CK 3
¿CUAL RELOJ SE EMPLEA PARA LEER LA DATA?
CK 0 (TRANS.)
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Efecto de perder sincronismoEfecto de perder sincronismo Voz
Efecto menor: impulso de ruido a veces imperceptible
Señalización por canal comúnEfecto menor: demora en la señalizacion dado los mecanismos de control de errores
Transmisión de datosPotencialmente grave: se refleja en retransmisiones que disminuyen la velocidad de transmision. De no existir correcciones en los extremos, puede ser muy dañina
FacsimilPotencialmente grave: puede deteriorar la imagen transmitida. La pérdida de sincronismo produce un desplazamiento de la linea que es transmitida
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SincronismoSincronismo
Se obtiene cuando dos eventos se producen de acuerdo a una relación de tiempo específica y estan sujetos a un reloj maestro
Dos eventos:
Transmisión de bits (escritura sobre el canal de transmisión)
Recepcion de bits (lectura del canal de transmisión)
Relación de tiempo específica:
Momento en que se transmite (escribe) en fase con el momento en que se recibe (lee)
Momento: instante de tiempo significativo para el proceso
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RelojesRelojes
Reloj maestroFuente de temporización que emplean todos los elementos de la red para fijar el instante de tiempo significativo de los procesos en cada uno de ellos
El instante de tiempo significativo para cada elemento debe estar en sincronismo con los de los otros elementos de la red
Reloj de transmisiónUsado para fijar el instante de tiempo significativo para la transmisión de los bits (escritura)
Reloj de recepciónUsado para fijar el instante de tiempo significativo para la recepción de los bits (lectura)
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Propiedades de los relojesPropiedades de los relojes Precision (sincronizado)
Es la habilidad de un reloj de operar a la “misma” frecuencia que la de un reloj de referencia
Ambos relojes operan a la misma “hora”
Se mide en base a su nivel “stratum”
Estabilidad (sintonizado)Es la habilidad de un reloj para mantenerse operando sintonizado con una frecuencia de referencia producida por otro reloj
Los eventos controlados por ambas frecuencias varian a la misma tasa (se mantiene la diferencia relativa entre ellos)
Se mide en base al:• Corrimiento en fase que presenta un reloj dentro de un período de tiempo
• Intervalo de tiempo que puede operar sin que tenga que ser ajustado
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Desviacion de relojes (precisión)Desviacion de relojes (precisión)
to t1
Frecuencia
Tiempo
fr = Frecuencia de referencia (Ejem. 2048 kbps)
fc = Frecuencia real del reloj
d = desviación en el tiempo t1 (bits errados en el tiempo t1)
A = Precisión en el tiempo t1 (Nivel de STRATUM)
A = Bits errados en t1 (d) fr
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Precision de los relojesPrecision de los relojes
FUENTE
LORAN - C
STRATUM 1
STRATUM 2
STRATUM 3
STRATUM 4
PRECISION
5 x 10-12
1 x 10-11
1.6 x 10-8
4.6 x 10-6
3.2 x 10-5
CORRIMIENTOS (SLIPS)
1 CADA 289 Dias
1 CADA 145 Dias
1 CADA 130 Minutos
1 CADA 27 Segs
1 CADA 4 Segs
NOTA:• Tasa de transmision: 2.048 kbps• Slip: perdida de 1 trama (256 bits)• Se considera el efecto de un solo reloj
BITS ERRADOS
1/Día
2/Día
2/Min
10/Seg
66/Seg
SLIPS/PERIODO: 256 [2.048 Kbps x Período en segs (Mes/Día/Min./Segs) x Precisión]
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S = d . 1 fr (t1 - t0)
Desviacion de relojesDesviacion de relojes(estabilidad a largo plazo)(estabilidad a largo plazo)
to t1
Frecuencia
Tiempo
fr = Frecuencia de referencia (Ejem. 2048 kbps)
fc = Frecuencia real del reloj
d = desviación en el tiempo t1 (bits errados en el tiempo t1)
Estabilidad a largo plazo (S): Desviación en fase durante el período t1 y t0Precisión deseada: d (Ejem. en partes por millón: 1 x 10-6 x fr) fr
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Estabilidad de los relojesEstabilidad de los relojes
TIPO
CESIO
RUBIDIO
QUARZO EN HORNO (BUENO)
QUARZO EN HORNO (MEDIO)
QUARZO SIN HORNO
DESVIACION /MES
3 x 10-12
2 x 10-11
1.5 x 10-9
1.5 x 10-8
5 x 10-7
PERIODO DE AJUSTE
33 MESES
5 MESES
2 DIAS
5 HORAS
12 MINUTOS
NOTA:Ajuste requerido para mantener una Estabilidad de 1 parte en 1010
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Errores en precision o estabilidadErrores en precision o estabilidad
Dos señales digitales operando a la misma velocidad binaria si estan fuera de fase no se sincronizan (inestabilidad)
Dos señales digitales operando a distintas velocidades binarias no se sincronizan (imprecision)
Resultado: corrimientos (slips)
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Mapeo de la carga en los intervalos de Mapeo de la carga en los intervalos de tiempotiempo
Vsalida
Vllegada
Si Vllegada > Vsalida, el cubo tiende a llenarse cada vez más, hasta desbordar
Si Vllegada < Vsalida, el cubo tiende a vaciarse cada vez más, hasta quedar vacío
velocidad comandada porel transmisor lejano
velocidad comandada porel reloj local
el cubo representauna memoria elástica
las bandas transportadorasrepresentan tramas subdivididasen intervalos de tiempo síncronos
Si Vllegada = Vsalida, el nivel en el cubo permanece constante
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Errores de sincronismoErrores de sincronismo
ERROR ERROR
DATA ORIGINAL
LECTURA
1 0 1 0 1 0 1 0 1
1 0 0 1 0 0 1
• SE “PERDIERON” DOS BITS
DATA ORIGINAL1 0 1 0 1 0 1 0 1
1 0 1 0 1 0 1 0 1
LECTURA
0 1 0 1 0 1 0 1
LECTURACORRIDA
0 0 0 01 111
• SE “GANARON” OCHO BITS
SLIPS
PERDIDA DE ESTABILIDAD
INEXACTITUD DELOS RELOJES
INEXACTITUD DELOS RELOJES
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Seleccion del esquemaSeleccion del esquema
Maestro- esclavoFacil de implementar y es muy estable
Alta dependencia de un unico reloj maestro
Muy util en redes tipo estrella
JerarquicaMas confiable que el anterior, pero mas complejo de implementar (varios relojes con su jerarquia)
Referencia externaEl mas facil de introducir, pero muy costoso a nivel de la recepcion en cada central y aun presenta problemas de confiabilidad
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Seleccion del esquema (cont.)Seleccion del esquema (cont.)
Control uniterminal Conveniente en redes con estructuras arbitrarias Se pueden usar relojes de menor estabilidad Dependiente de cambios ambientales (temperatura)
Control biterminal Aunque mas complejo y costoso, es mas
independiente a las variaciones ambientales
Plesiócrono Muy estable pero altamente costoso
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GeneralidadesGeneralidades
Generalidades del control mutuo: uniterminal y biterminal
En un sistema donde cada reloj controla a todos los demás, la adición de un nuevo reloj requiere que este se encuentre en estrecha alineación con la fase del resto del sistema
Criterios generales de seleccion Plesiócrono para centrales internacionales
Jerarquia descendiente hasta centrales locales, usando algun tipo de sincronismo mutuo o maestro/esclavo
Maestro/esclavo para concentradores o módulos remotos dependientes de la central principal
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Etapa deRelleno
MemoriaElastica
Recuperaciónde Reloj (PLL)
Etapa deRelleno
MemoriaElastica
Recuperaciónde Reloj (PLL)
Afluentes a 2048 Kb/s
SEÑAL DE ALINEACION DE TRAMA (SAT)y BitsNacionales
Reloj de lectura 2112 KHz
Reloj de lectura 2112 KHz
DATOS
DATOS
En
trela
zad
o d
e lo
s b
itsy
Co
ns
ulta
de
SA
T
Oscilador de reloj8448 KHz
Salida8448 Kb/s1
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Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH)Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH)
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ArquitecturaArquitectura de de redesredes de de SincronismoSincronismo
PrimaryReference
Clock
SynchronizationSupply
Unit
SDHEquipment
Clock
PDH SlaveClock
10-9 (TNC)10-8 (LNC)
10-11
4.6 x 10-6
Low-passfilter
Low-passfilter VCOVCO
Output Clock
1 / X1 / X
Frequency Divider
/ /
Phase comparator
ReferenceClock
ITU-T ETSI ANSI/Bellcore
Definition G.810 300 462-1 T1.101/ GR-253
Network G.825 300 462-3 T1.105/GR-253
PRC G.811 300 462-6 T1.101
SSU G.812 300 462-4
SEC G.813 300 462-5 GR-253(G.81s)
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1
2 2 2
33 3
3 4
4 4
SINCRONIZACION PRIMARIA
SINCRONIZACION SECUNDARIA
ENLACE DIGITAL
PRC
ESCLAVO
ESCLAVO
N elementos de red
Unidad de Suministro de Sincronización
G.812
Reloj Síncronode Equipo
G.81s
Reloj Primario de Referencia
G.811
Distribución del SincronismoDistribución del Sincronismo
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Determinación del valor TIEDeterminación del valor TIE
ObservationInterval (s)
Time (t)
TIE
Measurement time (T)
TIE
TIE: Time Interval Error
•Representa la desviación de tiempo en la señal de reloj bajo prueba relativa a una fuente de referencia.
•Recomendación G.813 al menos 30 muestras/seg deberian ser tomadas (low pass filter 10 Hz cutoff)
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Determinación del valor MTIEDeterminación del valor MTIE
Measurement time (T)
TIE
Time (t)
ObservationInterval (s)
MT
IE
MTIE: MaximunTime Interval Error
Representa el máximo error en el intervalo de tiempo (valor pico a pico) de la señal de reloj que esta siendo medida en un tiempo de observación específico (s). Medida a largo plazo de estabilidad de la señal de reloj
•Detecta los ajustes de frecuencia
•Configuración del buffer
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TIE
Measurement time (T)
Short Interval Medium Interval Long IntervalS1 S2 S3
RMS Interval RMS Interval RMS Interval
0.42S1
0.42S2
0.42S3
H(f) H(f)H(f)
Observation Interval
Time (t)Sx
Higher Lowerfrequency components
TD
VE
Determinación del valor TDEVDeterminación del valor TDEV
TDVE: Time DeviationRepresenta la variación de error de fase vs. La intergación de tiempo.
El análisis TDEV provee información acerca del contenido espectral de la variación de fase, es decir comportamiento de la frecuencia o ruido en el oscilador. Medida a corto plazo de estabilidad
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¿Cómo se manifiestan los problemas ¿Cómo se manifiestan los problemas de sincronismo?de sincronismo?
Si una prueba de BER no indica la causa puede ser un problema de sincronismo
Fallas en la transmisión aunque la degradación de la característica física de la línea no sea aparante
Esporádica y posiblemente periódica ocurrencia de interferencia (sync. loss)
Análisis de pruebas de puntero y wander (SDH)
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¿Por qué pueden ocurrir los problemas ¿Por qué pueden ocurrir los problemas de sincronismo?de sincronismo?
Interacción entre varias redes de sincronismo,
cada una de las cuales esta alimentada de
diferentes fuentes de referencia (PRC)
Transición entre diferentes tecnologías (SDH ->
ATM, ISDN, GSM, PDH, etc).
Interrupción de la cadena de sincronización, la
fuente local reduce la exactitud
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¿Dónde y cómo se mide?¿Dónde y cómo se mide?
REF
PRC
SSU
SEC
SECSEC
Alternativas
10, 5, 2.048, 1.544 MHz
Standard PDH/SDH optical/electrical data signals
Clock
Data
Mediciones en los elementos de red a través de su cadena de sincronización. (mediciones relativas o absolutas)
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¿Dónde y cómo se mide?¿Dónde y cómo se mide?
2.048 Mb/s
2.048 Mb/s
2.048 Mb/s
TIEMTIE
GSM
PDH
ATM
SDH
PRC
SwitchB
SwitchA
Mediciones de una señal transmitida sobre varios elementos de red. (mediciones relativas)
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¿Dónde y cómo se mide?¿Dónde y cómo se mide?
Mediciones de la calidad del reloj en los limites de la red (medición absoluta)
Medida absoluta: contra una fuente de referencia externa.
STM-1, PCM 30 SDHnetwork
SDHnetwork
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Restablecimiento de servicio en anillos Restablecimiento de servicio en anillos digitalesdigitales
Sistemas de transmisión
de linea
B
A
D
C
OPERACION NORMALAnillo de ServicioAnillo de Proteccion
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Sistemas de transmision
de linea
B
A
D
C
OPERACION DE RESTAURACION
Restablecimiento de servicio en anillos Restablecimiento de servicio en anillos digitalesdigitales
Anillo de ServicioAnillo de Proteccion