SINCRONISMO EN
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SINCRONISMO EN REDES DIGITALES PowerPoint PPT Presentation


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SINCRONISMO EN REDES DIGITALES. Niveles de sincronismo y transmisión libre de errores. Primer nivel de sincronismo El receptor debe saber cuando y por cuanto tiempo “escuchara” los bits recibidos Segundo nivel de sincronismo

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SINCRONISMO EN REDES DIGITALES

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Presentation Transcript


Sincronismo en redes digitales

SINCRONISMO EN

REDES DIGITALES


Niveles de sincronismo y transmisi n libre de errores

Niveles de sincronismo y transmisión libre 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


Cuando se lee la data

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

CK 3

0

1

0

1

0

1

0

1

¿Cuando se lee la data?

1

0

1

0

1

0

1

0

1

DATA ORIGINAL

CK 0 (TRANS.)

CK 1

1

0

0

1

0

0

1

CK 2

¿CUAL RELOJ SE EMPLEA PARA LEER LA DATA?


Efecto de perder sincronismo

Efecto de perder sincronismo

  • Voz

    Efecto menor: impulso de ruido a veces imperceptible

  • Señalización por canal común

    Efecto menor: demora en la señalizacion dado los mecanismos de control de errores

  • Transmisión de datos

    Potencialmente grave: se refleja en retransmisiones que disminuyen la velocidad de transmision. De no existir correcciones en los extremos, puede ser muy dañina

  • Facsimil

    Potencialmente grave: puede deteriorar la imagen transmitida. La pérdida de sincronismo produce un desplazamiento de la linea que es transmitida


Sincronismo

Sincronismo

  • 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


Relojes

Relojes

  • Reloj maestro

    Fuente 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 transmisión

    Usado para fijar el instante de tiempo significativo para la transmisión de los bits (escritura)

  • Reloj de recepción

    Usado para fijar el instante de tiempo significativo para la recepción de los bits (lectura)


Propiedades de los relojes

Propiedades 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


Desviacion de relojes precisi n

Desviacion de relojes (precisión)

Frecuencia

fr = Frecuencia de referencia

(Ejem. 2048 kbps)

d = desviación en el tiempo t1

(bits errados en el tiempo t1)

fc = Frecuencia real del reloj

A = Precisión en el tiempo t1 (Nivel de STRATUM)

A = Bits errados en t1 (d)

fr

Tiempo

to

t1


Precision de los relojes

Precision 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

BITS ERRADOS

1/Día

2/Día

2/Min

10/Seg

66/Seg

CORRIMIENTOS (SLIPS)

1 CADA 289 Dias

1 CADA 145 Dias

1 CADA 130 Minutos

1 CADA 27 Segs

1 CADA 4 Segs

SLIPS/PERIODO: 256

[2.048 Kbps x Período en segs (Mes/Día/Min./Segs) x Precisión]

  • NOTA:

  • Tasa de transmision: 2.048 kbps

  • Slip: perdida de 1 trama (256 bits)

  • Se considera el efecto de un solo reloj


Desviacion de relojes estabilidad a largo plazo

Desviacion de relojes(estabilidad a largo plazo)

Frecuencia

fr = Frecuencia de referencia

(Ejem. 2048 kbps)

d = desviación en el tiempo t1

(bits errados en el tiempo t1)

fc = Frecuencia real del reloj

S = d . 1

fr (t1 - t0)

Estabilidad a largo plazo (S): Desviación en fase durante el período t1 y t0

Precisión deseada: d (Ejem. en partes por millón: 1 x 10-6 x fr)

fr

to

t1

Tiempo


Estabilidad de los relojes

Estabilidad 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


Errores en precision o estabilidad

Errores 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)


Mapeo de la carga en los intervalos de tiempo

Mapeo de la carga en los intervalos de tiempo

Vllegada

velocidad comandada por

el transmisor lejano

Vsalida

el cubo representa

una memoria elástica

las bandas transportadoras

representan tramas subdivididas

en intervalos de tiempo síncronos

velocidad comandada por

el reloj local

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

Si Vllegada = Vsalida, el nivel en el cubo permanece constante


Errores de sincronismo

Errores de sincronismo

1

0

1

0

1

0

1

0

1

DATA ORIGINAL

LECTURA

ERROR

ERROR

INEXACTITUD DE

LOS RELOJES

1

0

0

1

0

0

1

S

L

I

P

S

  • SE “PERDIERON” DOS BITS

1

0

1

0

1

0

1

0

1

DATA ORIGINAL

LECTURA

INEXACTITUD DE

LOS RELOJES

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

  • SE “GANARON” OCHO BITS

LECTURA

CORRIDA

0

1

0

1

0

1

0

1

PERDIDA DE ESTABILIDAD


Seleccion del esquema

Seleccion del esquema

  • Maestro- esclavo

    Facil de implementar y es muy estable

    Alta dependencia de un unico reloj maestro

    Muy util en redes tipo estrella

  • Jerarquica

    Mas confiable que el anterior, pero mas complejo de implementar (varios relojes con su jerarquia)

  • Referencia externa

    El mas facil de introducir, pero muy costoso a nivel de la recepcion en cada central y aun presenta problemas de confiabilidad


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


Generalidades

Generalidades

  • 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


Plesiochronous digital hierarchy pdh

Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH)

SEÑAL DE ALINEACION DE TRAMA (SAT)

y BitsNacionales

Entrelazado de los bits

y Consulta de SAT

Salida

8448 Kb/s

1

DATOS

Recuperación

de Reloj (PLL)

Memoria

Elastica

Etapa de

Relleno

Reloj de lectura 2112 KHz

Afluentes a 2048 Kb/s

4

DATOS

Recuperación

de Reloj (PLL)

Memoria

Elastica

Etapa de

Relleno

Reloj de lectura 2112 KHz

Oscilador de reloj

8448 KHz


Arquitectura de redes de sincronismo

Output Clock

VCO

Low-pass

filter

Reference

Clock

 /

1 / X

Frequency Divider

Phase comparator

Arquitectura de redes de Sincronismo

10-11

Primary

Reference

Clock

10-9 (TNC)

10-8 (LNC)

Synchronization

Supply

Unit

ITU-T ETSI ANSI/Bellcore

DefinitionG.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.813300 462-5 GR-253

(G.81s)

SDH

Equipment

Clock

4.6 x 10-6

PDH Slave

Clock


Distribuci n del sincronismo

Distribución del Sincronismo

Reloj Primario

de Referencia

G.811

PRC

1

Reloj Síncrono

de Equipo

G.81s

2

2

2

Unidad de Suministro

de Sincronización

G.812

ESCLAVO

3

3

3

N elementos de red

3

4

SINCRONIZACION

PRIMARIA

ESCLAVO

4

4

SINCRONIZACION

SECUNDARIA

ENLACE DIGITAL


Determinaci n del valor tie

TIE

TIE

Time (t)

Observation

Interval (s)

Measurement time (T)

Determinación del valor 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)


Determinaci n del valor mtie

TIE

MTIE

Time (t)

Observation

Interval (s)

Measurement time (T)

Determinación del valor MTIE

  • 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


Determinaci n del valor tdev

Measurement time (T)

TIE

Time (t)

Sx

Observation

Interval

Short Interval

Medium Interval

Long Interval

S1

S2

S3

H(f)

H(f)

H(f)

0.42

S1

0.42

S2

0.42

S3

RMS Interval

RMS Interval

RMS Interval

TDVE

HigherLower

frequency components

Determinación del valor TDEV

TDVE: Time Deviation

Representa 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


C mo se manifiestan los problemas de sincronismo

¿Cómo se manifiestan los problemas 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)


Por qu pueden ocurrir los problemas de sincronismo

¿Por qué pueden ocurrir los problemas 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


D nde y c mo se mide

SEC

SEC

SEC

Clock

Data

¿Dónde y cómo se mide?

Mediciones en los elementos de red a través de su cadena de sincronización. (mediciones relativas o absolutas)

PRC

Alternativas

SSU

10, 5, 2.048, 1.544 MHz

REF

Standard PDH/SDH optical/electrical data signals


D nde y c mo se mide1

2.048 Mb/s

TIE

MTIE

2.048 Mb/s

2.048 Mb/s

ATM

SDH

GSM

PDH

¿Dónde y cómo se mide?

PRC

Mediciones de una señal transmitida sobre varios elementos de red. (mediciones relativas)

Switch

A

Switch

B


D nde y c mo se mide2

STM-1, PCM 30

SDH

network

SDH

network

¿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.


Restablecimiento de servicio en anillos digitales

Anillo de Servicio

Anillo de Proteccion

Restablecimiento de servicio en anillos digitales

B

A

Sistemas de

transmisión

de linea

C

D

OPERACION NORMAL


Restablecimiento de servicio en anillos digitales1

Anillo de Servicio

Anillo de Proteccion

Restablecimiento de servicio en anillos digitales

B

A

Sistemas de

transmision

de linea

C

D

OPERACION DE RESTAURACION


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