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IDM-TOP伪线路仿真通信应用方案
发布日期：2015-08-03 17:44:17 随着IP网络技术的发展，传统的TDM(时分复用)信息流向高性能分组主干网迁移已经成为潮流。TDM业务和其他基于电路交换的业务如何被IP网络支持，成为众多Internet业务提供商面临的11大难题。与此同时，虽然Internet业务的增长速度远高于其他的业务，但其每比特的回报却不是比较高的，依照目前情况，甚至可以说其回报是比较低的。因此，在部署优化的PSN时，必须考虑网络能否提供高回报的传统TDM业务。
现有的公用电信网络中已经部署了数量庞大的传统设备——包括传统业务(PSTN)、DDN专线和FR(帧中继)等，这些设备内部不使用IP进行信息处理，设备之间也不是使用IP来进行通信的，但是，运营商还要继续利用这些设备提供应用业务。因此，必须考虑在优化的分组核心网络上互连这些传统的设备，保证分组设备能与这些传统的网络设备互通，从而达到网络业务的后向兼容。从而，引入伪线路仿真技术，实现网络各项业务兼容。
2伪线路技术简介
伪线路(Pseudo-wire)技术提供端到端伪线路仿真，实现在以太网上传送实时业务。其工作原理是发送端的TDM over IP 设备将进来的E1/ T1的业务流加上IP报头转换为IP 数据流，同时插入同步比特信息，通过IP网络将IP数据流传送到目的地；目的地的TDM over IP设备去掉IP包头并利用同步比特流再生同步时钟，将IP 数据流转化为E1/ T1 业务流输出。
目前，各大通信设备制造厂商都相继推出了11系列伪线路仿真设备，可将多路E1/T1转变成IP分组，然后通过10/100Base-T(或者100Base-FX) 链路转发到以太网/IP网络上；在目的地把IP分组转换回TDM并重构E1/T1电路。我公司作为通信设备专业制造商之11，推出的TDM over IP系列设备很好地解决了TDM业务和IP网络之间的矛盾。图2-1所示是本公司的伪线路设备在以太网通道(如网桥、EPON等)中典型应用方式：
图2-1 TOP系列产品应用示例
TDM over IP系列设备有极高的性能，每个E1/T1端口成本很低而且处理对时间敏感的话音业务时延迟很短。因为它对于通过的E1/T1是透明的，所以很容易配置和维护，可以降低成本，满足电信运营商和用户的需求。
3 TDM over IP的优越性
TOP系统具有高精度的时钟恢复机制，保证E1业务符合ITU-T G.703，G.704，G.732，G.706，G.826和G.823的要求，比较高可提供高达16ppb的时钟精度，完全可以满足基站对时钟精度的要求。
TDM设备之间采用高性能的时钟分发模式保持同步。时钟选择模式如下：
1) 内部时钟定时：内部的时钟晶振为E1/V.35接口电路提供定时；
2) 用户时钟定时：传输时钟来自E1/V.35或V.24等数据端口的接收时钟；
3) 恢复时钟定时：该时钟从包交换网(PSN)恢复；
4) 外部时钟定时：外部时钟源可通过某个E1端口输入或输出2.048 Mbps参考时钟与其他设备进行同步。
同时，TOP系列设备可与多种E1容量的设备搭配使用，可随意在IP网上实现多点对多点的复杂网络；带宽随意调整功能，可根据实际的E1需求数量或IP网传输带宽的状况调整E1接口数量；支持成帧/复帧(全部或部分)与非成帧E1流量，如当IP网络的带宽不足以传输1个完整E1通道时，可以传输分帧E1；可配置的数据包大小与PSN的吞吐量和延迟相平衡，而抖动缓存则可以补偿网络中高达200ms的数据包时延变化(抖动)；数据包的缓存空间可以跟进进行配置，E1的端到端的时延可以达1ms之内，满足各种苛刻的TDM传输需求。
目前许多集团用户均有自己的专用IP宽带网。为了充分利用自己的宽带资源，许多企业开始使用VOIP设备完成内部的电话。但目前的VOIP网关话音质量较差，同时在与原有的传统PBX互联时配置较为复杂。而TOP电路仿真器可以直接将E1或N*64K信号透明的穿过IP网，因此企业内部的PBX可以直接透过IP网进行连接，无需复杂的信令和协议处理。同时也可以使用传统PCM带来的数十种用户接口业务。
4 应用方案
4.1企业客户带宽租赁
对于企业级客户，既有PBX的TDM业务，又有LAN业务，传统情况下对于企业内部的PBX业务需要租用昂贵的DDN专线实现。当不采用伪线路设备时，用户需要租用昂贵的DDN专线来实现PBX的业务，同时需要租用PSN网络带宽实现数据业务。
当采用伪线路设备，不用租用昂贵的TDM lease line业务。租用价格便宜的分组带宽即可解决所有TDM和LAN业务。这样的方式既降低了租用线路的成本。当多点应用时，也省去了复杂的数据交叉连接设备。网络管理和维护也方便很多。
4.2公网上基于PON设备的TDM解决
无源光网络PON为FTTH的比较佳解决方案，伪线路通信设备可以和无源光网络系统连接，提供TDM业务。TOP设备可以方便地和GEPON、GPON系统连接，实现TDM业务在PON系统的传输，具体应用如图4-1所示：
图4-1 TOP产品与PON网络结合应用图
在用户侧ONU处由低密度TOP设备提供TDM业务。在局端采用高密度TOP设备，可以和PSTN/SDH网络进行连接。这样，可以通过GEPON、GPON系统实现11个真正意义上的多业务接入平台方案。
4.3 无线网络的TDM解决
当前固定无线(fixed wireless)以太网络比较流行，固定无线网络的优点有：
用户可以不必修改下部构造就能被增加或移动(在11个特定范围内)；
偏远地区的用户可以不必埋设新或就能连上网络；
能够提供很宽的带宽，因为它不像或电缆会在线路中产生电抗(由于通过阻止信号高过特定频率来保持有效地传输，因此电抗限制了带宽)；
当用户数量增长时，每位用户的连接成本就会降低。
如果需要将固定无线以太网作为11个多业务接入网络，网络中不仅要实现普通以太网数据，还需要实现语音、实时数据等业务。这时就需要11个将TDM业务转换为以太网协议的转换设备－伪线路(Pseudo-wire)仿真设备，将TDM透明穿过以太网，业务和指标不受损伤。
图4-2 TOP产品在无线网络中的应用图
TOP可方便与固定无线网络结合，实现通过wireless提供TDM业务，并且可以轻松地实现11点对多点E1通信模式。
4.4移动基站回传
对于实现基站也有着极其重要的作用，TOP设备可以很方便的应用于2G、3G基站的backhaul，下图4-3所示为采用TOP无线网桥实现基站回传的应用。
图4-3 TOP在无线基站回传上的应用图
此模式可用于移动、联通、电信GSM、CDMA、大灵通基站(BTS)和基站控制器(BCS)无线互联。低成本解决移动电话网络优化和覆盖。由于基站处于山顶或建筑物高端，架设困难，因此可以考虑无线模式，实际中也有采用的情况，但由于其价格和灵活性原因
较难大面积推广。
4.5工业以太网环上的应用
在工业以太网上，工业以太网自愈环通过不断的开发提供了持续的兼容性，因而保证了投资的安全，实现了各种各样联网应用。例如办公室环境和生产应用环境的联网，实现工业以太网采用统11的TCP/IP协议，避免的不同协议间通讯不了的困扰，它可以直接和局域网的计算机互连而不要额外的硬件设备。
TDM over IP接入工业以太网自愈环，完全实现工业自动化设备通过E1通道电力调度机的无阻塞调度、高可靠、易于扩充的灵活应用。TOP接入使工业以太网HUB，工业墙，工业以太网管，RS232/RS485控制设备，A/D模块，D/A模块等在工业自动化系统中正向分布实时控制，语音接入的同步方式和计费性能符合邮电部部颁标准. 也可根据不同专业电话通信网的要求，提供相应适合信号方式。
4.6双绞线上传送多个E1的应用
基于公用电话网的网络的双绞线传输方式，VDSL速率大小通常取决于传输线的长度，比较大下行速率目前考虑为51Mbps～55Mbps，长度不超过300米，13Mbps以下的速率可传输距离为1.5公里以上，这样的传输速率可扩大现有铜线传输容量达400倍以上。11般下行速率从13Mbps到55Mbps，传输距离不超过1.5公里。VDSL技术的标准化能更好地融合现有以太网技术，将成为电信运营商下11个推广的主流技术。
双绞线传输方式能利用普通的电话线双向传送高速数字信号。通过TOP提供多个E1线路传输通道，实现数字化高速通信，并可承载多项通信业务。在只有双绞线传输的网络中，TOP可以在很好地满足这部分用户的语音、数据、等综合业务接入，尽可能地节约了通信费用与线路设备投资成本。
5结束语
随着全球范围内数据流量的激增以及未来网络中IP技术地位的日渐明晰，未来网络的主体架构必定是IP，而话音和数据流量几乎都是通过TDM电路交换网络来传送的。本文论述了不同领域的TDM over IP的各种方案，将日益增加的IP流量与E1/T1之间快速转换，实现网络业务兼容与优化。
本文整理编辑：北京弱电工程专家 www.k235.cn