PDF de programación - Tema2: Transporte de Voz

NUEVOS SERVICIOS DE RED EN INTERNET
Área de Ingeniería Telemática

Tema 2: Transporte de Voz





I

I



D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

Contenido

• Repaso: PSTN TDM
• Introducción
• VoFR y VoATM
• VoIP

– Arquitecturas H.323, SIP, MGCP…
– QoS y gestión

• Otras tecnologías para voz en MAN/WAN
• Equipos

1

NUEVOS SERVICIOS DE RED EN INTERNET
Área de Ingeniería Telemática

PSTN TDM

101





I

I



D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

Red pública telefónica conmutada

• Abonados (subscribers): teléfonos o modems
• Líneas de usuario (subscriber line, local loop): par trenzado
• Centrales de conmutación (exchanges)

– Central local (End-office): tiene abonados de una zona localizada

• Enlaces (trunks)

3





I

I



D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

Arquitectura

• Centrales locales:

– Conectan a usuarios de esa

central entre si

– Conectan a usuarios a una de las

líneas troncales

Central local
con abonados

•

Central
primaria

• Centrales primarias, secundarias,

terciarias:
– Conectan líneas entre centrales
Los enlaces entre centrales son
conjuntos de líneas que se pueden
conectar por separado

4



I

I





D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

Arquitectura

5





I

I



D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

Arquitectura

•

Las centrales se organizan en
red
jerárquica por niveles
(locales, primarias, secundarias,
terciarias…)

• Facilita
siempre
jerárquico

• Bell System Hierarchy, Switch

Class:
1- Regional center
2- Sectional center
3- Primary center
4- Toll center
5- End office

locales

el
hay

encaminamiento:
superior

un

primarias

secundarias

terciarias

6







I

I

D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

Multiplexación TDM

•

Las líneas troncales multiplexan
los canales de voz en un mismo
canal espacial

8 bits

125 µs

…

MUX

7

Multiplexación TDM

• En cada (cid:759)(cid:85) el MUX

– Recibe una muestra de voz de

cada una de las líneas

– Envía N muestras de voz (del

intervalo anterior) por la salida







I

I

D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

Á

•

Las líneas troncales multiplexan
los canales de voz en un mismo
canal espacial

8 bits

Memoria

MUX

…

125 µs

125 µs

8





I

I



D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

Multiplexación TDM

• Ejemplo

– 32 canales de voz
– Cada canal 8bits cada 125 µs
– Total 32x8 = 256 bits cada 125 µs
– 2.048 Kbps (E1)

8 bits

Memoria

MUX

…

…

…

125 µs

125 µs

9





I

I



D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

Demultiplexación TDM

• Proceso inverso
• Una entrada
• N salidas de velocidad N veces menor

…

DEMUX

125 µs

8 bits

…

125 µs

…

10





I

I



D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

Conmutación temporal

(Time-division Switching)

Ambas llevan N canales de voz multiplexados

TSI = Time Slot Interchanger
• Una entrada y una salida
•
• Guarda las muestras de entrada en un buffer de N bytes (una por circuito)
•
• Combinado con MUX/DEMUX el resultado es conmutación

Las reescribe en diferente orden

…

…
…
…
…

TSI

…

…
…
…
…

11





I

I



D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

Servicio telefónico

• Señal de voz → flujo binario
• E0 (DS0) : 64Kbps

…100010001010101010110100110100100110

t

12



I

I





D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

Servicio telefónico

13





I

I



D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

Servicio telefónico

• TDM = Time Division Multiplexing

10001000101010101011010011010010011011111100000001111001010100011010000111111010101

14



I

I





D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy)

Multiplexación TDM
• E1 (2048Kbps) = 32xE0
• E2 = 4xE1, E3 = 4xE2, E4 = 4xE3
• T1 (DS1,1.54Mbps) = 24xDS0
• T2 = 4xT1, T3 = 7xT2
• G.701-703

G.702

15





I

I



D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy)
• Señales plesiócronas:

– Las velocidades pueden sufrir desplazamientos de fase, jitter y wander

pero con unos límites

– Cada uno su propio reloj
– Esto limita las velocidades

• En trama superior a E1 no se puede identificar un E0 concreto
• Demultiplexar para extraer canales menores en la jerarquía

DS0

.
.
.

.
.
.

E1

125µs

...

E1

E1

E2

E3

16



I





I

D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

Datos

• CSU/DSU = Channel Service Unit / Digital Service Unit
• Asignan los datos a un canal PDH

CSU/DSU

CSU/DSU

17







I

I

D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

Datos

• CSU/DSU = Channel Service Unit / Digital Service Unit
• Asignan los datos a un canal PDH
• Puede ser un E0, un E1, un E3 o por ejemplo parte de un E1

(E1 fraccional)

CSU/DSU

CSU/DSU

DS0

E1

Fractional E1 (ej. 6xE0 = 384Kbps)

18





I

I



D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

SONET/SDH

• Especificaciones de Network Node Interface (NNI)
• Tecnología de transporte. Originalmente para transportar señales PDH
• Permite velocidades elevadas
•
•
• Simplifica la inserción y extracción de señales de más baja velocidad

Las velocidades están sincronizadas en toda la red
La sincronización reduce la necesidad de buffering

sin demultiplexar

• Fácilmente extendible a

mayores velocidades

• Compatible entre fabricantes
• Funcionalidades de recuperación
ante fallos en los enlaces/nodos

• Funcionalidades de gestión
• Hay tres redes: Transmisión,

Sincronización y Gestión

19





I

I



D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

SONET y SDH

SONET
•
•
•

Transport

Synchronous Optical NETwort
Estándar del ANSI
STS
(Synchronous
Signal), señal eléctrica
STS-1 = 51.84Mbps

•
• OC-1 (Optical Carrier), señal óptica
•

Terminología:
– STS Section, STS Line, STS Path
– Virtual Tributary

SDH
• Synchronous Digital Hierarchy
• Estándar del ITU (finales de los

80s, G.707)

• SONET caso particular
• En SDH la señal mínima es la

de 155.52Mbps (STM-1)

• STM (Synchronous Transport

Module), óptico o eléctrico

• Terminología:

– Regenerator Section, Multiplex

Section, Higher Order Path

– Virtual Container

20







I

I

D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

SONET/SDH

• SDH se diseñó para transportar
señales de 1.5, 2, 6, 34, 45 y 140
Mbps
Límite de velocidad impuesto por
la tecnología, no por la falta de
estándar

•

SDH

STM-1
STM-4
STM-16
STM-64
STM-256

OC Level
OC-1
OC-3
OC-12
OC-48
OC-192
OC-768

Line Rate
(Mbps)
51.84
155.52
622.08
2488.32
9953.28
39813.12

21





I

I



D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

Elementos

Regeneradores

STM-N

STM-N

Terminal Multiplexers (TM)
• Multiplexan señales plesiócronas y síncronas

PDH
SDH

en una única señal de nivel superior

STM-N

Add-Drop Multiplexers (ADM)
•
• Distancia entre ellos suele

Insertan y extraen señales PDH y SDH

decenas de Km

STM-N

STM-N

rondar

las

PDH SDH

Digital Cross-Connect (DXC)
• Conmutación,

inserción y extracción de

señales PDH y SDH

PDH

SDH

PDH

SDH

22





I

I



D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

Estructura de la trama STM-1

• 1 byte ⇒ 64Kbps
• 64Kbps x 9 filas x 270 columnas = 155.52Mbps
• SOH = Section OverHead (9 columnas)
• STM-N: duración de 125µseg, 9 filas, Nx270 columnas

s
a
l
i
f

9

SOH

9 columnas

Virtual Container

125µseg

270 columnas

23





I

I



D
E
R
E
D
S
O
C
V
R
E
S
S
O
V
E
U
N



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I




e
d
a
e
r

T
E
N
R
E
T
N

I


N
E

Á

Entramado

•

•
•

Las señales PDH se introducen dentro de un Container SDH de capacidad suficiente ⇒
Contenedor + Path OverHead (POH) = Virtual Container (VC)
La señal PDH se inserta de manera asíncrona (modo flotante)
Se permite que la velocidad binaria fluctúe dentro de unos márgenes

Contenedor
C-12
C-2
C-3
C-4

Velocidad (Kbps)
2176
6912
49536
149760

Ejemplos de cargas útiles PDH
2048Kbps (E1)
6Mbps (T2)
45Mbps (T3) ó 34Mbps (E3)
140Mbps (E4)

Señal

P
H Container
O

VC

PDH
SDH

User
Path

Multiplex
Regenerator
Photonic

Path (Trayecto)

STM-N

Regenerator
Photonic