電話(huà)業(yè)務(wù)在IP網(wǎng)絡(luò )上的延伸

RAD數據通信公司首席科學(xué)家　Yaakov Stein 2001/11/14

VoIP技術(shù)在本質(zhì)上具有革命性的變化，因此，許多現存的電話(huà)基礎設施將被基于IP的新機制所取代。今天的電話(huà)技術(shù)，不論是VoIP準備取代的部分，還是VoIP必須與之連接的部分，都十分復雜，人們不可能在短時(shí)間內完成一種革命性的變革。

TDMoIP技術(shù)則是一種漸進(jìn)性而非革命性技術(shù)。這種方法把IP網(wǎng)絡(luò )作為原有TDM網(wǎng)絡(luò )的一種插入式替換，它可以與現有設備，如傳統PBX和交換機實(shí)現無(wú)縫接入，輕松自如地提供上百種電話(huà)功能和用戶(hù)熟悉的PSTN電話(huà)質(zhì)量。它就是使用TDMoIP技術(shù)在IP網(wǎng)絡(luò )上進(jìn)行線(xiàn)路擴展。

VoIP的麻煩

從理論上講，在IP網(wǎng)絡(luò )上傳輸話(huà)音看起來(lái)并不難，電話(huà)網(wǎng)絡(luò )的主要技術(shù)成就，如最低成本路由方法，在IP網(wǎng)絡(luò )中都可以找到與之相對應的部分。然而，如果想與TDM網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行競爭，VoIP必須切實(shí)解決兩個(gè)主要問(wèn)題：QoS和信令。

• 服務(wù)質(zhì)量（QoS）

服務(wù)質(zhì)量對于數據和話(huà)音有著(zhù)完全不同的含義。雖然大多數數據可以允許相當長(cháng)的延遲，但對話(huà)音應用來(lái)說(shuō)，低延遲和信號的正確傳輸十分重要。這些要求與IP網(wǎng)絡(luò )的基本原則完全不同。為了克服這些問(wèn)題，VoIP使用了隧道、抖動(dòng)緩沖等技術(shù)。有關(guān)保障話(huà)音質(zhì)量的其他技術(shù)，如回聲抑制、話(huà)音壓縮，并不是數據網(wǎng)的固有功能，對VoIP而言，需要將這些技術(shù)添加到已有網(wǎng)絡(luò )中。

• 信令

幾乎所有在VoIP領(lǐng)域的研發(fā)都集中在解決QoS問(wèn)題上，而對信令問(wèn)題的解決幾乎是空白。信令包括摘機、震鈴等基本功能；接通正確號碼和計賬所需的更高級的功能；來(lái)電顯示、呼叫轉移、電話(huà)會(huì )議等復雜的功能；以及目前智能網(wǎng)絡(luò )新增的功能。這樣的功能包括幾千種，再加上不同國家和地區的細微差別，更增加了信令系統的復雜性。

VoIP要想實(shí)現全球標準電話(huà)互聯(lián)，必須面對這些問(wèn)題。

TDMoIP技術(shù)

TDMoIP最簡(jiǎn)單的實(shí)現方法如下：通過(guò)附加適當的報頭，用IP包封裝每個(gè)T1或E1幀，因為數據包提供分段，同步位/字節不必包括在內。對于可靠的、面向連接的服務(wù)，有人考慮使用TCP/IP協(xié)議，這需要20個(gè)字節的TCP報頭、20個(gè)字節的IP報頭，因此，每個(gè)數據分組共需40個(gè)字節。TCP提供了端到端的可靠連接，但這對話(huà)音分組用處不大，因為重傳的話(huà)音分組到達接收端時(shí)次序已亂，將被丟棄。更合理的選擇是使用實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP，它的報頭至少有12個(gè)字節，另加8個(gè)字節的UTP報頭和IP報頭。用40個(gè)字節的額外開(kāi)銷(xiāo)傳送24個(gè)字節或31個(gè)字節的有效負載實(shí)在是浪費，解決這個(gè)問(wèn)題有兩個(gè)方法。

第一種方法是報頭壓縮方案。現在已經(jīng)有RFC文檔提出把TCP和RTP的平均報頭減少到3個(gè)字節，把額外開(kāi)銷(xiāo)的百分比降到8%～9%。第二種方法是把多個(gè)幀在封裝之前組成一個(gè)超級幀。

不管細節如何，重要的是TDMoIP技術(shù)能透明地傳輸TDM幀，這樣一來(lái)，TDMoIP可以用來(lái)傳輸任意的T1/E1服務(wù)，即使有些通道是用來(lái)傳送數據的，或整個(gè)幀都是非結構化的數據流。

競爭和互補的技術(shù)

• TDMoIP和VoIP

TDMoIP比VoIP簡(jiǎn)單，因為它對話(huà)音、數據信令和協(xié)議是透明的，即使這些協(xié)議都是專(zhuān)用的。VoIP則面臨新協(xié)議帶來(lái)的麻煩，并且必須進(jìn)行信令格式的轉換。VoIP的確承諾支持新的協(xié)議，但TDMoIP自動(dòng)使用了現存PBX和CTI功能所具備的優(yōu)勢。至于帶寬優(yōu)化，VoIP使用DSP進(jìn)行話(huà)音壓縮和靜音抑制，從而滿(mǎn)足帶寬要求，但這是以降低通信質(zhì)量和增加延遲為代價(jià)的。

從服務(wù)提供商的角度來(lái)看，TDMoIP和VoIP是互補的。從用戶(hù)端到運營(yíng)商的POP之間，通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò )透明地擴展TDM主干，比運營(yíng)商在現有資源上設計大量的、可擴展的VoIP網(wǎng)關(guān)和軟交換更加容易，并可為用戶(hù)在用戶(hù)端提供簡(jiǎn)單的TDMoIP網(wǎng)絡(luò )終端單元(NTU)。這些TDMoIP電路可提供比VoIP更多的服務(wù)，如通常的PSTN接入、中央交換機、幀中繼和ISDN。

• TDMoIP和ATM

TDMoIP可提供許多ATM的性能，但TDMoIP比ATM簡(jiǎn)單得多，價(jià)格便宜，效率更高，更重要的是它可以在IP和以太網(wǎng)上運行。TDMoIP比ATM效率高，這是因為它的每個(gè)應用的有效負載比例大，它的每幀長(cháng)度可以任意設置。在A(yíng)TM情形下，有效載荷始終為48字節，開(kāi)銷(xiāo)所占的比例大。

• TDMoIP和千兆以太網(wǎng)

千兆以太網(wǎng)（以及萬(wàn)兆以太網(wǎng)）已被廣泛應用于城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）中。然而，以太網(wǎng)從根本上來(lái)說(shuō)是數據網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，只靠它自己不能處理話(huà)音流量。TDMoIP使千兆以太網(wǎng)具有話(huà)音處理和線(xiàn)路擴展能力，使其成為優(yōu)勢互補的技術(shù)。歷史證明，以太網(wǎng)、幀中繼等簡(jiǎn)單、便宜的技術(shù)往往在同FDDI、ATM和令牌環(huán)等復雜、昂貴技術(shù)的競爭中占據主導地位，即使后者更健壯。

TDMoIP與千兆以太網(wǎng)和兆兆路由器的結合，使它能提供一個(gè)簡(jiǎn)單的、更具性能價(jià)格比的解決方案，使T1或E1線(xiàn)路向千兆光纖網(wǎng)絡(luò )過(guò)渡。

計算機世界報