Introducción a la tecnología TDM sobre IP y pseudowire – Los Miércoles de Tecnología (I)

La tecnología TDM over IP nos permite la transmisión de flujos síncronos a través de redes de conmutación de paquetes (emulación de circuitos o pseudowire). En este post vemos las diferencias entre redes de conmutación de circuitos y conmutación de paquetes así como el proceso de tratado de la información por cualquier protocolo de emulación de circuitos.

tdm over ip - Introducción a la tecnología TDM sobre IP y pseudowire - Los Miércoles de Tecnología (I)

En el post de hoy introduciremos algunos conceptos sobre la tecnología TDMoIP (TDM over IP) también denominada emulación de circuitos ya que el objetivo es emular un circuito, en nuestro caso síncrono, a través de una red de paquetes.

Esta tecnología permite el transporte de flujos síncronos del tipo T1/E1 sobre redes de transporte de paquetes (Ethernet/IP/MPLS). Para dicho transporte necesitamos, por un lado, transportar los datos síncronos y por otro lado transportar el sincronismo en sí (reloj) que nos marca el ritmo en el que la fuente entrega los datos.

tdm over ip - Introducción a la tecnología TDM sobre IP y pseudowire - Los Miércoles de Tecnología (I)TDMoIP vs VoIP

Si bien ambas tecnologías permiten de forma general el transporte de voz sobre redes de paquetes, las diferencias son grandes.

VoIP toma un canal de voz, comprime el audio, lo paquetiza y lo transmite sin que tenga  que transportar ningún reloj o sincronismo.

TDMoIP toma un flujo síncrono en forma de T1/E1 completo o fraccional (encapsulando sólo algunos timeslots), lo paquetiza y lo transmite junto a la información de sincronismo.

TDMoIP no sólo permite transmitir voz sino cualquier señal síncrona que pueda ser encapsulada en uno o varios timelsots de un E1/T1. Algunos ejemplos serían comunicaciones RS232 síncronas, interfaces seriales de routers nx64 o enlaces primarios de centralitas.

Diferencias entre redes de conmutación de circuitos y redes de conmutación de paquetes

Los retos que debe afrontar la tecnología TDMoIP derivan de las evidentes diferencias entre las redes de conmutación de circuitos tradicionales y las redes de conmutación de paquetes. En la siguiente tabla hacemos un resumen de estas diferencias.

Redes de conmutación de circuitos Redes de conmutación de paquetes
Tecnología basada en conexiones (circuitos) Tecnología NO basada en conexiones (paquetes)
Ancho de banda garantizado Ancho de banda NO garantizado
Bajo o nulo overhead Overhead alto
Retardo mínimo Retardo alto (en función de la dimensión de la red y el número de nodos en tránsito)
Ritmo constante en la recepción de información Variación en el retardo en la llegada de la información (jitter)
Reloj implícito en la transmisión de datos Ausencia de nivel físico para el transporte del reloj
Sin pérdida de información Pérdida de paquetes (congestión, errores)

Requisitos del sincronismo

Como vimos antes, aparte de transmitir los datos síncronos, debemos también transmitir el sincronismo extremo a extremo. Algunas de las recomendaciones que debemos tener en cuenta:

G.114 (tiempo de transmisión en un sentido)

  • Retardo < 150 ms   – aceptable
  • Retardo entre 150 ms y 400 ms   – aceptable bajo algunas condiciones
  • Retardo > 400 ms  – inaceptable, necesario algún mecanismo de control de eco

G.823/G.824 (sincronismo)

Debemos tener en cuenta si la señal síncrona que transmitimos es un reloj primario o secundario. Si es secundario sólo transporta el reloj asociado al propio flujo de datos. Si por el contrario es primario puede usarse para sincronizar otros flujos o equipos de la red síncrona y por tanto necesitamos de una mayor precisión. La precisión del reloj se mide a través de la latencia (retardo) y el jitter (variabilidad de la latencia)

G.826 (tasa de error)

Normalmente consideraremos aceptable un tasa de error (BER) inferior 2 * 10-4 (2 errores o menos por cada 10.000 bits transmitidos)

Procesado de los paquetes en TDM over IP

La tecnología TDMoIP incluye los siguientes pasos o procesos de cara a poder transmitir de forma transparente un flujo síncrono (TDM) sobre una red de conmutación  de paquetes (PSN o Packet Switched Network)

tdm protocol processing - Introducción a la tecnología TDM sobre IP y pseudowire - Los Miércoles de Tecnología (I)

  • El flujo síncrono recibido (tramas TDM) es dividido en segmentos
  • Los segmentos TDM son ajustados en tamaño y formato a su encapsulación
  • Añadimos una palabra de control TDMoIP al inicio
  • Encapsulación: añadimos las cabeceras PSN (IP/MPLS) al inicio del paquete a enviar
  • Los paquetes son enviados a destino a través de la red PSN
  • En recepción verificamos las cabeceras PSN y luego las descartamos quedándonos con el interior del paquete
  • Verificamos la palabra de control, usamos su contenido y luego la descartamos
  • Finalmente reconstruimos el flujo TDM (adaptation) y lo transmitimos

En función del formato y contenido de la palabra de control TDMoIP, el tipo de red PSN o el tipo de segmentación tendremos diferentes protocolos como veremos en el siguiente post.

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