SONET

Synchronous Optical Network (SONET) és un estàndard de telecomunicacions per al transport en xarxes de fibra òptica.

Orígens

La decisió de la creació de SONET va ser presa en 1984 per la ECSA (Exchange Carriers Standard Association) en els Estats Units per a possibilitar la connexió normalitzada dels sistemes de fibra òptica entre si, encara que aquests fóssin de fabricants diferents. En les últimes etapes del desenvolupament de SONET, també hi va participar el CCITT (Comité Consultiu Internacional Telefònico i Telegràfico), antecessor de l'actual UIT-T, de la UIT (Unió Internacional de Telecomunicacions) per a que es pogués desenvolupar una norma que donés la possibilitat d'interconnectar mitjançant fibra les xarxes telefòniques a nivell mundial.
D'aquesta etapa parteix el desenvolupament de la denominada Jerarquia Digital Síncrona, coneguda popularment com a SDH (Synchronous Digital Hierarchy). A finals dels 90, es va estimar que els estàndards SONET/SDH podríen proporcionar les infraestructures de transport per a la xarxa mundial de telecomunicacions per a les següents dos o tres dècades.
Tot i que tenen punts en comú, l'estàndard SONET pràcticament només és aplicat en els Estats Units i Canadà mentre que el SDH s'aplica a la resta del món.

Senyal bàsic i elements de la xarxa SONET

El senyal bàsic de SONET

SONET defineix una tecnologia per a transportar molts senyals de diferents capacitats a través d'una jerarquia òptica síncrona i flexible. Això s'aconsegueix mitjançant d'un esquema de multiplexat por interpolació de bytes. La interpolació de bytes simplifica la multiplexació i ofereix una administració de la xarxa extrem a extrem.
El primer pas en el procés de la multiplexació de SONET implica la generació dels senyals del nivell inferior de l'estructura de multiplexació. En SONET el senyal bàsic és conegut com a senyal de nivell 1 o també STS-1 (Synchronous Transport Signal level 1). Està format per un conjunt de 810 bytes distribuïts en 9 files de 90 bytes. Aquest conjunt és transmès cada 125 μs, corresponents a la velocitat del canal telefònic bàsic de 64 kbps, la qual cosa implica que la taxa d'informació del senyal STS-1 és de 51,84 Mbps.

Figura 1.- Estructura de trama del senyal STS-1

Els senyals de nivells superiors estan formats per la multiplexació de diversos senyals de nivell 1 (STS-1), creant una família de senyals STS-N, on la N indica el nombre de senyals de nivell 1 que el componen. En la Taula 1 s'indiquen les denominacions dels senyals elèctrics i portadors òptics, així com les seves velocitats i els punts de coincidència amb els de la Jerarquia Digital Síncrona.

Tabla 1.- Senyals i velocitats binaris SONET

Senyal elèctric	Portadora òptica	Velocitat binària (Mbps)	Equivalència SDH
STS-1	OC-1	51,84	-
STS-3	OC-3	155,52	STM-1
STS-9	OC-9	466,56	-
STS-12	OC-12	622,08	STM-4
STS-18	OC-18	933,12	-
STS-24	OC-24	1244,16	-
STS-36	OC-36	1866,24	-
STS-48	OC-48	2488,32	STM-16
STS-96	OC-96	4976,64	-
STS-192	OC-192	9953,28	STM-64
STS-256	OC-256	13271,04	-
STS-384	OC-384	19906,56	-
STS-768	OC-786	39813,12	STM-256
STS-1536	OC-1536	79626,24	-
STS-3072	OC-3072	159252,48	-

Elements de la Xarxa SONET

1.- Multiplexor terminal

Aquest és l'element que actua com a un concentrador dels senyals DS-1 (1,544 Mbps) tributàris així com d'altres senyals derivats d'aquest i realitza la transformació del senyal elèctric en òptic i viceversa.
Dos multiplexors terminals units per una fibra amb o sense un regenerador intermedi conformen l'enllaç SONET més simple possible.

2.- Regenerador

Es necessita un regenerador quan la distància que separa a dos multiplexors terminals és molt gran i la seny òptica que es rep és molt baixa. El rellotge del regenerador s'apaga quan es rep el senyal i a més a més el regenerador reemplaça part de la capçalera de la trama del senyal abans de retransmetre'l. La informació de tràfic que es troba a la trama no és alterada.

3.- Multiplexor Add/Drop (ADM)

El multiplexor d'extracció-inserció (ADM) permet extreure en un punt intermedi d'una ruta part del tràfic cursat i, al mateix temps, injectar un mou tràfic des de aquest punt. En els punts on tinguem un ADM, només aquells senyals que necessitem seran descarregats o inserits al flux principal de dades. La resta de senyals, els quals no s'hi vol accedir, seguiran a través de la xarxa.
Encara que els elements de la xarxa són compatibles amb el nivel OC-N, hi poden haver diferències en el futur entre diferents venedors de diferents elements. SONET no restringeix la fabricació dels elements de la xarxa. Per exemple, un venedor pot oferir un ADM amb accés únicament a senyals DS-1, i un altre pot oferir accés simultani a senyals DS-1 (1,544 Mbps) i DS-3 (44,736 Mbps).

Configuració de la xarxa SONET

1.- Punt a punt

La configuració de la xarxa punt a punt està formada per dos multiplexors terminals, units per mitjà d'una fibra òptica, en els extrems de la connexió i amb la possibilitat d'un regenerador en mig de l'enllaç si fes falta. En un futur les connexions punt a punt travessaran la xarxa en la seva totalitat i sempre s'originaran i acabaran en un multiplexor.

2.- Punt a multipunt

Una arquitectura punt a multipunt inclou elements de la xarxa ADM al llarg del seu recorregut. L'ADM és l'únic element de la xarxa especialment dissenyat per a aquesta tasca. Amb això s'eviten les incòmodes arquitectures de xarxa de demultiplexat, conectors en creu (cross-connect), i després tornar a multiplexar. Es col·loca l'ADM al llarg de l'enllaç per a facilitar l'accés als canals en els punts intermedis de la xarxa.

3.- Xarxa Hub

L'arquitectura de xarxa hub està preparada per als creixements inesperats i els canvis produïts en la xarxa d'una forma més senzilla que les xarxes punt a punt. Un hub concentra el tràfic en un punt central i distribueix els senyals a diversos circuits.

4.- Arquitectura en anell

L'element principal en una arquitectura d'anell (Figura 2) és l'ADM. Es poden col·locar diversos ADM en una configuració en anell per a tràfic bidireccional o unidireccional. El principal avantatge de la topologia en anell és la seva seguretat; si un cable de fibra es trenca o es talla, els multiplexors tenen l'intel·ligència necessària per a desviar el tràfic a través d'altres nodes de l'anell sense cap interrupció.
La demanda de serveis de seguretat, diversitat de rutes en les instal·lacions de fibra, flexibilitat per a canviar serveis per a alternar els nodes, aixi como la restauració automàtica en pocs segons, han feto de l'arquitectura d'anell una topologia molt popular en SONET.

Figura 2.- Arquitectura en anell

Beneficis de la Xarxa SONET

La clau de SONET és que permet interfícies amb fonts asíncrones per el que els equips existents poden ser substituïts o suportats per la xarxa SONET. D'aquesta forma les transicions es poden realitzar gradualment.

Així podem veure les avantetges que presenta l'arquitectura SONET davant d'altres sistemes:

• La creixen flexibilitat de configuració i la disponibilitat d'ample de banda de SONET proporciona significatius avantatges davant d'altres sistemes de telecomunicacions més antics.
• Reducció dels equips necesàris per a la multiplexació i l'extracció-inserció de tràfic en punts intermedis de les grans rutes.
• Augment de la fiabilitat de la xarxa, com a conseqüència del menor nombre d'equips implicats en les connexions.
• Proporciona bytes de capcelera que faciliten l'administració dels bytes d'informació i el manteniment dels propis equips.
• Definició d'un format síncron de multiplexació per al transport de senyals digitals de la Jerarquia Digital Plesiòcrona o PDH, en els seus diversos nivells (com DS-1, DS-3) i una estructura síncrona que simplifica enormement la interfície dels commutadors digitals, així com els connectors i els multiplexors.
• L'existència d'una gran gamma d'estàndards genèrics que permetin l'interconnexió de productes de diferents fabricants.
• La definició d'una arquitectura flexible capaç d'incorporar futures aplicacions, amb una gran varietat de velocitats de transmissió.