Apuntes de Networking: G703 y G704

G.703 es un estándar ITU que describe las características físicas y eléctricas de las interfaces digitales jerárquicas para la transferencia de datos entre dos equipos a través de circuitos digitales. Presenta un método para codificar la señal que se transmite entre los dos extremos de la comunicación.

G.703 describe la transmisión de voz sobre canales digitales como E1 (T1 está definido en ANSI T1.403). Es una recomendación asociada con el método de digitalización PCM (Pulse Code Modulation) definido en detalle por el estándar G.711 que requiere un ancho de banda de 64 Kbps (E0), unidad básica para el estándar G.703.

G.703 se transporta sobre par trenzado (balanced) de 120 Ohm con conectores RJ45; o sobre doble cable coaxial (unbalanced) de 75 Ohm con conectores BNC.

Hay dos tipos de presentación lógica:

Sin estructurar (Unframed). Proporciona un ancho de banda de 2048 Mbps sobre líneas E1 (Europa) o 1544 Kbps sobre líneas T1 (Norte América).
Estructurado (Framed). Proporciona un ancho de banda de entre 64 Kbps y 1984 Mbps en saltos de 64 Kbps. Es decir, divide el flujo de datos en 32x64K timeslots. El primero de ellos, Timeslot 0, es utilizado para inicializar el ‘framing’, pero también puede transportar información adicional de un extremo a otro de la línea. Con G.703 estructurado también tenemos la opción de utilizar CRC-4 (Cyclic Redundancy Check-4) para control de errores dentro del primer timeslot de 64K. El estándar G.704 detalla la operativa de G.703 en modo estructurado.

Codificación de línea en G.703

La codificación de línea es el método de poner físicamente los 0s y 1s (es decir, los datos) en los cables físicos. Con los códigos en línea representamos la señal digital transportada respecto a su amplitud respecto al tiempo. La señal está perfectamente sincronizada gracias a las propiedades específicas de la capa física.

La representación de la onda se suele realizar mediante un número determinados impulsos. Estos impulsos representan los 1s y los 0s digitales. Después de la codificación en línea, la señal se manda a través de la capa física. A veces las características de dos canales aparentemente muy diferentes son lo suficientemente parecidos para que el mismo código sea usado por ellos.

Los tipos de codificación en línea que utiliza G.703 son:

HDB3 (High-Density Bipolar 3) para Europa
AMI (Alternate Mark Inversion) y B8ZS (Bipolar 8-Zero Substitution) en Norte América

Sincronismo

La norma define tres métodos para transmitir el sincronismo entre extremos:

Co-direccional: Es el más extendido. Consiste en enviar los relojes en el mismo sentido de los datos. Por ello, se recupera la información de reloj de los datos recibidos y se envía la de los enviados. Al incluirse dicha información junto a la señal de los datos, no es necesario ningún cable adicional. Es el empleado por el equipo. Utiliza 4 hilos.
Contra-direccional: El sentido de la información de reloj es el contrario al de los datos. Ello implica dos pares adicionales para transmitir los relojes independientemente de los datos. Utiliza 8 hilos.
Central-direccional (Reloj centralizado): El reloj, tanto de transmisión como de recepción en ambos extremos se recibe de un generador de relojes central. Al igual que el caso anterior implica dos pares adicionales para transmitir los relojes independientemente de los datos. Es una versión muy poco utilizada.

G.704

El estándar G.704 describe la estructura de la trama síncrona. G.704 es un estándar de multiplexación por división de tiempo, TDM (Time-Division Multiplexing). Multiplexación de 32 señales de 64 Kbps en una señal de 2048 Kbps. En una trama de 2 Mb tendremos 32 timeslots o intervalos de tiempo de 8 bits cada uno.

El primer timeslot (0) se utiliza para la sincronización de la trama. El timeslot 16, cuando se utiliza entre PBXs, lleva información de señalización (número marcado, manos libres, tono, ...).

El timeslot 0 tiene la siguiente estructura:

En las tramas pares: FAS (Frame Alignment Signal). Palabra de alineación de trama:

En las tramas impares: NFAS (Non Frame Alignment Signal). Palabra de no alineación de trama:

Donde

X: reservado para uso de Cyclic Redundancy Check (CRC-4) o uso de bit internacional.

A: bit de alarma para indicar al otro extremo que hay una pérdida de alineación de trama.

S4 – S8: bits libres. Se suelen utilizar para crear un canal de comunicación entre los equipos de la red y el Sistema de Supervisión o Gestión.

Los dos tipos principales de señalización entre centralitas son CAS (Channel Associated Signalling) y CCS (Common Channel Signalling).

CAS utiliza el timeslot 16 para representar el estado de cada uno de los 30 canales de voz. De los 8 bits que tiene el timeslot 16 (al igual que el resto), los primeros 4 bits representan el primer timeslot y los 4 restantes representan el segundo. Es decir, el primer frame representa los timeslots 1 y 17, el siguiente frame representa los timeslot 2 y 18, y así sucesivamente hasta representar el 15 y 31. Esto quiere decir que necesitamos 16 frames, 'superframe' o 'multiframe', para suministrar la información en todos los canales.