TDM: Multiplexação Determinística por Intervalos Tempo
Multiplexação por Divisão de Tempo aloca slots de tempo distintos e repetitivos a cada canal em meio compartilhado. É base telefonia legada (T1/E1, SONET/SDH) e persiste em formas modernas (TDMoIP, CPRI, TSN, FlexRay).
Vantagens
- Latência e Jitter Determinísticos: Posição slot fixa → atraso limitado. Crítico para voz (voz TDM = frame 125 µs), proteção relés (IEC 61850 GOOSE/SV), controle industrial (PROFINET IRT, EtherCAT).
- Largura Banda Garantida por Canal: Sem contenção. Cada canal recebe sua fatia independentemente atividade outros. Sem problema "vizinho barulhento".
- Enquadramento e Sincronismo Simples: Sinal alinhamento frame (FAS) ou padrão sincronismo. Sincronismo maduro, bem entendido (SSU, BITS, GPS, SyncE, IEEE 1588 PTP).
- Transparência: Agnóstico payload. Carrega voz, dados, vídeo, telemetria sem inspecionar conteúdo. Independente protocolo.
- Overhead Baixo (Fixo): Apenas bits enquadramento (ex: T1: 1 bit/frame = 0,78% overhead). Eficiente para fluxos taxa bits constante (CBR).
- Segurança (Inerente): Isolamento time-slot. Mais difícil interceptar canal único sem sincronismo + descrambling.
Desvantagens
- Ineficiente para Tráfego Intermitente/Variável (VBR): Slots alocados usados ou não. Voz silenciosa = banda desperdiçada. Multiplexação estatística (Pacote/ATM/IP) vence aqui.
- Escalabilidade Rígida: Adicionar canais requer reestruturar frame (novo nível mux) ou derrubar existentes. Não dinâmico.
- Sensibilidade Sincronismo: Slip/perda frame se deriva clock. Requer clock rede rastreável (PRC/PRS). Specs holdover rigorosos.
- Ponto Único Falha (Mux/Demux): Falha mux mata todos canais. Requer proteção 1+1 / 1:1 (APS).
- Latência = Duração Frame: Latência mínima = 1 frame (125 µs para T1/E1/PDH/SDH VC-12). Não pode ir menor.
- Sem Ganho Estatístico: Não explora burstiness tráfego para oversubscription.
Comparação: TDM vs. Mux Estatístico (Pacote/IP)
| Aspecto | TDM (Circuito) | Pacote (IP/MPLS/ETH) |
|---|
| Modelo Tráfego | CBR (Constante) | VBR (Intermitente) |
| Utilização Banda | Baixa (se ocioso) | Alta (Mux Estatístico) |
| Latência | Fixa, Baixa (Frame) | Variável (Enfileiramento) |
| Jitter | Próximo Zero | Variável (PDV) |
| Escalabilidade | Rígida (Hierarquia) | Flexível (Virtual) |
| QoS | Dura (Reservada) | Suave (DiffServ/IntServ) |
| OAM | Embutido (AIS, RDI, BIP) | Overlay (BFD, Y.1731, TWAMP) |
TDM Moderno: Não Morto, Evoluiu
- TDMoP / TDMoIP (RFC 5086 / SAToP / CESoPSN): Emulam TDM sobre PSN (MPLS/IP). Carregam T1/E1/E3/STM-1 legados sobre núcleo pacote. Crítico para migração.
- CPRI / eCPRI (Rádio): Enquadramento TDM estrito para dados IQ entre RRH e BBU/DU. Latência < 100 µs.
- TSN (Time-Sensitive Networking, IEEE 802.1Qbv): Time-Aware Shaper (TAS) = TDM no Ethernet. Gate Control List (GCL) = Agenda. Ethernet Determinístico.
- FlexRay / TTCAN / TTEthernet: Barramentos TDM Automotivo/Aeroespacial.
- OTN (Optical Transport Network, G.709): Wrapper Digital + TDM (ODUflex). TDM óptico moderno.
Quando Escolher TDM Hoje
- Transporte voz legada/DS0/DS1/DS3 (TDMoIP).
- Proteção relés (IEC 61850 SV/GOOSE sobre PRP/HSR).
- Controle movimento industrial (EtherCAT, PROFINET IRT, CC-Link IE TSN).
- Fronthaul rádio (CPRI/eCPRI).
- Onde determinismo > eficiência estatística.
Resumo: TDM troca eficiência banda por transporte determinístico, garantido, transparente. Permanece padrão ouro para infraestrutura crítica tempo real, agora frequentemente encapsulado em túneis pacote.
