TDMOIP:通过IP延伸电路交换


TDMOIP:通过IP延伸电路交换
VoIP无疑是网络通信领域的革新技术,也正在不断完善之中 。而在此过渡阶段还有另外一种技术—TDMoIP(Time Division Multiplexing over IP),可以利用IP完成电话服务 。这种方法是把IP网络作为原有TDM网络的一种插入式替换,支持该技术的设备可以与所有的现有设备,如传统PBX和交换机,实现无缝接入,提供上百种电话功能和用户熟悉的PSTN质量 。
不可否认,基于IP的高速网络是通信领域的一次革新,这归功于因特网的日益流行和该技术带来的成本下降 。据悉,对于许多应用来说,IP流量的费用已经低于传统TDM服务的价格,随之而来的是全球范围的数据流量超过了电话网络的流量 。可以预见的是,许多现存的电话基础设施将被基于IP的新机制取代 。然而,这项革命性的工作并不会在短期内完成,今天的电路交换网络,不论是VoIP预备取代的部分,还是VoIP必须与之连接的部分,都十分复杂……

VoIP的烦恼
从理论上讲,在IP网络上传输话音看起来并不难:数字化后的话音信号只是一种数据,可以和其他数据一样由分组网络传输 。电话网络的主要技术成就,如最低成本路由方法,在IP网络中都可以找到与之相对应的部分 。然而,假如想与TDM网络进行竞争,VoIP必须切实解决两个主要问题:即QoS和信令 。
为了解决服务质量问题,使用了如隧道、抖动缓冲等技术,而有关话音质量的其他技术,如回声抑制、话音压缩,并不是数据网的固有功能,对VoIP技术来讲需要添加到已有网络中,这是麻烦之一 。另外,几乎所有在VoIP领域的研发努力都集中在解决QoS问题上,而信令问题包括如摘机、震铃等基本的功能;接通正确的号码和记账所需的更高级的功能;来电显示、呼叫转移、电话会议等复杂的功能,以及目前智能网络新增的功能等,再加上几十个国家和地区的细微差别,则增加了复杂程度 。
TDMoIP生存之道
为了解释TDMoIP的原理,我们首先回忆一下有关TDM的知识 。一个T1帧由24个单字节的时隙和1个单独比特的同步位共193比特组成 。一个E1帧由完整的32个字节(256比特)组成,其中一个字节用来保持同步,一个字节传统上为信令保留 。在这两种情形下,帧速率为8000帧/秒 。
TDMoIP最简单的实现方法如下:通过附加适当的报头,用IP包封装每个T1或E1帧 。因为数据包提供分段,同步位/字节不必包括在内 。因此对T1和E1的有效负载分别为24字节和31字节 。对于可靠的、面向连接的服务,有人考虑使用TCP/IP协议,这需要20字节的TCP报头、20字节的IP报头,每个数据分组共需40字节 。TCP提供了端到端的可靠连接,但这对话音分组用处不大,因为重传的话音分组到达接收端时次序已乱,将被丢弃 。更合理的选择将是使用实时传输协议RTP,它的报头至少12个字节,另加8字节的UTP报头和IP的报头,这与上面的开销一致 。而用40字节的额外开销传送24字节或31字节的有效负载实在是浪费,解决这一问题有两个方法:
● 报头压缩方案:现在已经有RFC文档提出把TCP和RTP的平均报头减到只有3个字节,把开销百分比降到8%~9% 。
● 把多个帧在封装前组成一个超级帧:例如,把8个T1(E1)帧合并成192(248)字节的负载,使得开销百分比降到17%(14%)的合理程度 。尽管合并增加了一定的缓冲延迟,但每帧只有125微秒的持续时间,与VoIP系统相比这一延迟是可以忽略的 。例如由8个连续帧组成的一个超级帧引入1毫秒的单向延迟,是用在VoIP中标准的16Kbps低延迟编码器的一半,大大低于具有15毫秒延迟的8Kbps的编码器 。

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