¿ Cómo extender canales de audio a través de redes IP ?

Te explicamos cómo configurar los equipos CIP-4EM de CXR para extender canales de audio analógico a través de redes de transporte Ethernet/IP

El CIP-4EM es un equipo que permite extender hasta 4 canales E&M sobre una red Ethernet/IP. Cada canal E&M dispone de un canal de audio que puede configurarse a 2 o 4 hilos con impedancia de 600 ohms y dos contactos E y M, uno de entrada y otro de salida, en función del tipo de señalización y lado (side).
Los canales E&M se codifican PCM G711 en 64Kb y se transmiten según tecnología TDM sobre IP.
Asimismo, el equipo dispone de un puerto serie RS232 cuyo tráfico se encapsula en TCP o UDP y se envía al extremo remoto para extender una comunicación serie sobre redes Ethernet/IP.
Por último el equipo dispone de 4 puertos Ethernet 10/100BaseTX así como dos SFP GX. Estos 6 puertos actúan como un switch Ethernet gestionable de Nivel 2 y cualquiera de estos 6 puertos puede usarse como salida o uplink para el tráfico encapsulado de los puertos E&M y RS232.
En este post describiremos de forma sencilla cómo establecer un túnel o extensión de puertos E&M entre dos equipos. En base a este procedimiento es sencillo establecer nuevos túneles o bundles en configuraciones punto a multipunto.

Definición de bundle

En el contexto de tecnología TDM sobre IP, un bundle es un ‘canuto’ o conexión Ethernet o IP entre dos extremos en el que se encapsula un tráfico síncrono TDM. En nuestro caso dicho tráfico es el trráfico de audio de los canales E&M codificado PCM G711 a 64K.
El CIP-4EM puede establecer múltiples bundles. Para cada uno de ellos deberemos definir sus parámetros como son la dirección IP del extremo remoto o los canales E&M que queremos encapsular en él.

Configuración del equipo

El equipo se configura a través de Telnet. consola o servidor web.
Por defecto el equipo viene con la dirección IP de gestión 192.168.1.1. Por tanto configuraremos nuestro PC con cualquier dirección dentro del mismo rango y abriremos el navegador apuntando a la dirección del equipo http://192.168.1.1
El equipo nos pedirá un usuario y password. Por defecto de fábrica son admin y admin.
El password podemos cambiarlo a través del servidor web.

Configuración de la dirección IP del bundle

Una vez entrado el usuario y el password el equipo nos muestra la pantalla principal.

bundle config - ¿ Cómo extender canales de audio a través de redes IP ?En ella deberemos configurar la dirección IP del bundle que encapsulará el tráfico de los puertos E&M. Podemos definir dos direcciones: Source IP 1 y Source IP 2 si queremos conectarnos a dos redes diferentes. En cualquier caso sólo es necesaria una dirección IP pudiendo dejar la segunda en blanco.

Configuración de la dirección IP de gestión del equipo

En la opción de menú Administration/IP podemos cambiar la dirección IP de gestión del equipo. Esta dirección la usaremos únicamente para configurar el equipo a través de Telnet o del servidor web y no tiene por qué coincidir ni siquiera estar en el mismo subrango de red que la dirección anterior Source IP origen del tráfico encapsulado.

management ip config - ¿ Cómo extender canales de audio a través de redes IP ?Configuración de los puertos E&M

En la opción de menú Analog Ports configuraremos los canales E&M.

En la parte superior configuraremos el reloj. Como con cualquier tráfico TDM para asegurarnos que exista un único reloj en toda le red configuraremos un extremo con reloj interno (Internal) y el otro extremo con reloj esclavo (Recovery). En el caso de configuraciones punto a multipunto, lo correcto sería configurar el equipo central con reloj interno y los equipos remotos con reloj esclavo.
En caso de seleccionar reloj esclavo (Recovery) debemos indicar el bundle del que extraeremos dicho reloj. Este bundle deberá ser el que traiga el tráfico del que queremos extraer dicho reloj.
Por último deberemos configurar el modo de señalización (Signalling Mode). Este protocolo permite transmitir entre los extremos el estado de los contactos E y M. Existen dos opciones:
• Propiertary: los equipos usan un protocolo propietario por IP. En este caso debemos indicar más abajo para cada puerto E&M la dirección IP del extremo remoto y el puerto (uno diferente para cada canal) sobre el que se establecerá dicho protocolo.
• CAS Siganlling: en este caso los contactos E y M se señalizan a través de los bits abcd del TS16. Como ventaja no tendremos que configurar ni dirección IP ni puerto y podríamos llegar a funcionar enfrentados a un equipo de otro fabricante. Como inconveniente dicho protocolo también se encapsula TDM sobre IP y necesitaremos unos 16kbps adicionales por cada canal E&M que transportemos sobre el bundle

Una vez configurados los anteriores parámetros debemos configurar cada uno de los puertos E&M a través de los siguientes parámetros:
• Mode: definimos 2 hilos (2W) o 4 hilos (4W)
• Law: ley de codificación (A law para España)
• Output gain: permite definir una atenuación (ganancia negativa) a la salida analógica del audio hacia la radio o módem analógico
• Input gain: permte definir una ganancia o una atenuación (ganancia negativa) antes de codificar la señal y tranmitirla por Ethernet/IP al extremo remoto
• CAS signalling, SIG IP port remote y Sig. server port: deben configurarse según lo descrito en el punto anterior del modo de señalización
• E&M Type y E&M side: estos parámetros definen el tipo de señalización E&M que implementa el equipo. Sin embargo no debemos hacer caso de los valores que indica la pantalla ya que estos valores no se pueden modificar por software, únicamente por jumpers internos en la placa de circuito impreso. El equipo lleva una etiqueta que indica el tipo de señalización E&M configurado por jumpers. Por defecto de fábrica un enlace se entrega con un extremo tipo A5 y el otro extremo B5.

Tipos de señalización E&M
Existen 5 tipos de señalización E&M. Para más detalles puede verse el manual de uso del equipo. Además de los 5 tipos podemos configurar el lado o side. Existe side A y side B.
Por defecto de fábrica un enlace se entrega con un extremo tipo A5 y el otro extremo B5.
En un equipo tipo A5, la señal E (pin 7) es una entrada. Si la conectamos a masa (SG o pin 8) estaremos forzando en el equipo remoto tipo B5 que se cierre el optoacoplador entre la señal E (pin 7) y la masa (SG o pin 8)

En un equipo tipo B5, la señal M (pin 2) es una entrada. Si la conectamos a masa (SG o pin 8) estaremos forzando en el equipo remoto tipo A5 que se cierre el optoacoplador entre la señal M (pin 2) y la masa (SG o pin 8)

analogue port config - ¿ Cómo extender canales de audio a través de redes IP ?Configuración del bundle

Como último paso deberemos configurar el bundle donde encapsular el tráfico de los puertos E&M hacia el extremo remoto.
Los parámetros a configurar son los siguientes:
• Bundle ID: debe ser un número único para cada bundle. Lo habitual es que el primer bundle tenga el ID 1 y así sucesivamente..
• Bundle type: define el tipo de encapsulamiento. Podemos seleccionar CES o AAL1 pero siempre el mismo en ambos extremos del bundle
• Tx bundle number y Rx bundle number: es un número identificativo del tráfico enviado y recibido dentro del bundle. Debe coincidir con los valores configurados en el extremo remoto del bundle

bundle configuration - ¿ Cómo extender canales de audio a través de redes IP ?• Destination MAC address y Destination IP address: deberemos configurar o bien la dirección MAC o bien la dirección IP del extremo remoto del bundle. Recordemos que estos parámetros se configuran o localizan en la opción General del menú.
• Next hop IP: Para redes ruteadas debemos indicar la dirección IP del siguiente router hacia el equipo remoto
• Max buffer size; este parámetro define el tamaño del buffer interno del equipo que permite compensar el jitter o variación entre el ritmo al que llega el tráfico TDM a encapsular y el ritmo al que salen los paquetes Ethernet/IP encapsulados. En función el número de tramas o del retardo de la red puede variarse el valor. En la mayor parte de casos, se recomienda dejarlo al valor 0 en cuyo caso el propio equipo gestiona este buffer de forma automática
• Channel assigment: marcaremos todos los canales/puertos E&M que queremos encapsular en el bundle
• Number of frames in the payload: permite definir el número de tramas TDM en cada paquete del bundle. A mayor número de tramas mayor retardo y jitter per menor ancho de banda necesario en la red IP de transporte. Se recomienda dejar el valor por defecto

Finalmente, en la parte inferior de la página podremos ver los parámetros del bunde en función de los parámetros configurados.
• Packet size: muestra el tamaño del paquete del bundle en función del tipo de encapsulamiento y del número de tramas
• Latency: muestra la latencia o retardo del bundle en función del tamaño del buffer seleccionado automáticamente por el equipo y del tamaño de la trama y tipo de encapsulamiento
• Bandwitdh: indica el caudal necesario y constarte (CIR) para poder transmitir sin errores el bundle a través de la red IP

bundle status - ¿ Cómo extender canales de audio a través de redes IP ?En nuestro ejemplo para transmitir 4 canales E&M necesitamos 456 Kbps y podemos esperar un retardo de 2 ms. Como ya indicamos anteriormente podemos bajar el caudal necesario pero a costa de aumentar la latencia al aumentar el tamaño de los paquetes encapsulados.

Verificación del estado del equipo

Una vez configurado el bundle o los bundles en el equipo debemos verificar si realmente estos bundles se establecen correctamente con el extremo remoto.
Para ello iremos a la opción Status – Bundles y pincharemos en el botón Show all para ver el estado de todos los bundles creados en el equipo.
Si el bundle se ha establecido correctamente veremos que el status es Connect. Asimismo veremos que los paquetes enviados y recibidos tienen valores similares.
La última fila muestra los posibles errores: paquetes descartados, paquetes reordenados, underrun y paquetes saltados. Si la red de transporte tiene el caudal y el retardo adecuados, estos valores tendrían que estar a 0 o con valores pequeños ante errores puntuales. Si por el contrario registran valores elevados o en continuo crecimiento debemos sospechar de algún problema en la red de transporte. Si no podemos aumentar el caudal o si se trata de una red con multitud de otros dispositivos IP conectados lo mejor sería configurar una VLAN en la red para mapear el tráfico de estos equipos y así poder asignar prioridad a dicho tráfico.

bundle status 1 - ¿ Cómo extender canales de audio a través de redes IP ?Si por el contrario el bundle no se ha podido establecer con el extremo remoto, en el satus veremos ARP request… Todos los contadores estarán a 0.

bundle status 2 - ¿ Cómo extender canales de audio a través de redes IP ?También puedes descargar toda esta información como una Guía de configuración rápida en formato PDF.

Soluciones TDM over IP para transporte de servicios legacy sobre redes IP

En Davantel disponemos de diferentes equipamientos bajo tecnología TDMoIP. Desde sencillos CPEs con 1/2/4 puertos E1 hasta completos agregadores capaces de entregar hasta 63 circuitos emulados sobre un STM1 o capaces de extender un STM1 a través de IP.

En Davantel disponemos de diferentes equipos con soporte de protocolos TDMoIP a través de nuestros partners Loop Telecom y Raisecom.

Desde equipos con 1/2/4 puertos E1 pasando por otros con hasta 16 puertos E1 y acabando en agregadores capaces de entregar hasta 63 circuitos emulados sobre un STM1.

tdm over ip - Soluciones TDM over IP para transporte de servicios legacy sobre redes IPTambién podemos encapsular un interfaz STM-1 directamente sobre IP para transportarlo a través de una red de conmutación de paquetes (PSN).

IP6763 STM1 extension2 - Soluciones TDM over IP para transporte de servicios legacy sobre redes IPAlgunos equipos CPE son sobremesa pero también tenemos tarjetas TDMoIP que pueden insertarse en chassis de mayor capacidad para transporte de servicios legacy de baja velocidad sobre IP o para el transporte de los circuitos emulados (PW) a través de redes de transporte de última generación como Carrier Ethernet o MPLS.

También disponemos de interfaces RS232 síncronos, FXS/FXO y E3/T3 también encapsulados sobre IP.

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.

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.

Si quieres ver las soluciones TDMoIP que comercializamos puedes visitar nuestra web.

CIP-4EM – Extensión de canales analógicos sobre redes Ethernet/IP

El CIP-4EM es un equipo capaz de transportar hasta 4 canales de audio y contactos (PTT y squelch) sin compresión sobre una red de transporte Ethernet/IP a través de protocolos TDM over IP. Al no usar compresión permite el transporte de señales de módem analógico punto a punto para la comunicación con contacdores o PLCs.

Cip 4all - CIP-4EM - Extensión de canales analógicos sobre redes Ethernet/IP
El modelo CIP-4EM es un dispositivo capaz de codificar, SIN compresión, hasta 4 canales de audio y encapsularlos sobre IP a través de protocolos pseudowire. A diferencia de otros equipamientos de VoIP, el CIP-4EM permite la conexión de módems analógicos para línea dedicada y está especialmente diseñado para transmitir canales de audio, por ejemplo, de sistemas radio a puntos remotos. Asimismo también permite la transmisión de los contactos E y M, pudiendo seleccionar el tipo de señalización (Tipo I a Tipo V).
El equipo dispone de 6 interfaces Ethernet, 4 de cobre 10/100BaseTX y 2 SFP GX. Cualquiera de estos puertos puede configurarse como LAN o como WAN. El CIP-4ALL actúa también como un multiplexor de los canales de audio, un canal RS232 con emulación TCP/UDP y varios puertos Ethernet LAN a través de un puerto Ethernet WAN.
El CIP-4EM codifica cada canal de audio según G711 en un canal de 64K que inserta en una trama E1 interna con señalización CAS. Dicha trama, parcialmente ocupada por los canales de audio, es encapsulada sobre IP siguiendo los protocolos CESoPSN o AAL1 y transmitida al extremo remoto. A nivel Ethernet los puertos soportan VLAN y Q-in-Q.
Asimismo el equipo permite protección 1+1 en los interfaces WAN para redundar las redes IP de transporte en caso de cortes en la comunicación.

CIP 4EM app2 - CIP-4EM - Extensión de canales analógicos sobre redes Ethernet/IPSuscríbete a nuestro blog para recibir las nuevas publicaciones por email y te podrás descargar la Guía de cómo configurar el CIP-4EM