IPRAN網(wǎng)絡(luò)承載TDM業(yè)務(wù)研究

邱楊 黃麗萍

【摘要】 介紹通過運(yùn)營商IPRAN網(wǎng)絡(luò)承載和傳送TDM時(shí)分復(fù)用業(yè)務(wù)，介紹承載方案細(xì)節(jié)，并對承載效果進(jìn)行分析，指出IPRAN網(wǎng)絡(luò)承載優(yōu)勢。

【關(guān)鍵字】 IPRAN TDM PWE3 分組交換網(wǎng)絡(luò)

一、引言

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，目前所有網(wǎng)絡(luò)都傾向于IP化，網(wǎng)絡(luò)最終將實(shí)現(xiàn)ALL IP的狀態(tài)。我國網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初始于上世紀(jì)九十年代，網(wǎng)絡(luò)中還保留了不少的TDM設(shè)備和業(yè)務(wù)，目前TDM網(wǎng)絡(luò)的已經(jīng)非常陳舊，故障率很高，但是部分TDM業(yè)務(wù)無法到短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)IP化，因此需要一種技術(shù)在IP網(wǎng)絡(luò)中來承載TDM業(yè)務(wù)，IPRAN技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，IPRAN通過PWE3技術(shù)實(shí)現(xiàn)E1電路仿真，達(dá)到在IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中傳送TDM業(yè)務(wù)的功能。

二、主流承載網(wǎng)技術(shù)介紹

目前主流承載網(wǎng)技術(shù)主要包括MSTP、PTN、IPRAN三種。

MSTP全稱為Multi-Service Transport Plantform，多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)，MSTP基于SDH網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)處理和傳送。

PTN全稱為Packet Transport Network，分組傳輸網(wǎng)， PTN是一種將報(bào)文分組進(jìn)行傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)，主要用于承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，同時(shí)也可以承載TDM、ATM等業(yè)務(wù)。

IPRAN（IP Radio Access Network），基于IP的傳送網(wǎng)，可以將報(bào)文以IP網(wǎng)為基礎(chǔ)進(jìn)行傳送。

三、TDM技術(shù)特點(diǎn)和業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

TDM技術(shù)是一種時(shí)分復(fù)用技術(shù)，它將一個(gè)電路分為若干個(gè)不同的時(shí)隙，每一個(gè)時(shí)隙為一個(gè)64Kbps大小的通道，每個(gè)通道的重復(fù)頻率為8Khz，周期為125us。在應(yīng)用上一般將若干個(gè)時(shí)隙綁定稱一個(gè)虛擬鏈路，實(shí)現(xiàn)NX64Kbps大小的帶寬電路。

目前有2個(gè)國際速率標(biāo)準(zhǔn)，分為為E1和T1，E1電路由32個(gè)64Kbps時(shí)隙組成，速率為32X64K=2.048bps，T1由電路由24個(gè)64Kbps時(shí)隙組成，速率為24X64K=1.544bps，目前我國普遍采用的是E1標(biāo)準(zhǔn)。

我國運(yùn)營商的TDM網(wǎng)絡(luò)始建于20世紀(jì)90年代，至今已經(jīng)使用了20多年，如今TDM網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備已經(jīng)非常老舊，故障率高，很多設(shè)備廠家已經(jīng)不復(fù)存在，設(shè)備故障只能用其他地方退網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行更換。當(dāng)前有不少用戶仍舊在使用TDM網(wǎng)絡(luò)，主要原因是這些用戶網(wǎng)絡(luò)升級(jí)換代比較慢，另外一個(gè)原因是這些用戶認(rèn)為TDM網(wǎng)絡(luò)比IP網(wǎng)絡(luò)安全且網(wǎng)絡(luò)時(shí)延低。隨著所有網(wǎng)絡(luò)IP化進(jìn)程的不斷深入，運(yùn)營商目前正在考慮通過在IP網(wǎng)絡(luò)上使用電路仿真方式承載用戶的TDM業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)TDM網(wǎng)絡(luò)的全面退網(wǎng)。目前IPRAN技術(shù)普遍用于運(yùn)營商的基站回傳，同時(shí)IPRAN技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)TDM電路仿真，在IP網(wǎng)絡(luò)上承載TDM業(yè)務(wù)。

四、IPRAN網(wǎng)絡(luò)承載TDM業(yè)務(wù)技術(shù)要點(diǎn)

國際標(biāo)準(zhǔn)組織IETF定義了PWE3技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過電路仿真方式，在分組包交換網(wǎng)絡(luò)上承載傳統(tǒng)的TDM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

PW偽線

PW（Pseudo Wire）中文意思為偽線，PW偽線是一種虛擬的隧道，這個(gè)隧道基于MPLS網(wǎng)絡(luò)建立二層VPN形成，隧道里面可以進(jìn)行TDM業(yè)務(wù)的仿真，將業(yè)務(wù)報(bào)文從隧道一端運(yùn)送到另外一端。

PWE3技術(shù)

PWE3技術(shù)是對VLL的一種延伸和擴(kuò)展，主要要實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文如TDM網(wǎng)絡(luò)報(bào)文在分組包交換網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行封裝、傳送、解封裝。

五、IPRAN網(wǎng)絡(luò)承載TDM業(yè)務(wù)部署方式

IPRAN網(wǎng)絡(luò)承載TDM業(yè)務(wù)有如下幾種部署模式：

TDM業(yè)務(wù)從IPRAN網(wǎng)絡(luò)的2端A設(shè)備接入

部署拓?fù)鋱D：

TDM報(bào)文互通實(shí)現(xiàn)過程：

1）在IPRAN A設(shè)備上面安裝TDM接口板卡，如E1板卡。

2）用戶CE設(shè)備的TDM接口接入IPRAN網(wǎng)絡(luò)的A設(shè)備的TDM接口。

3）IPRAN網(wǎng)絡(luò)的A設(shè)備上聯(lián)到對應(yīng)的B設(shè)備，B設(shè)備之間互聯(lián)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互通。

4）在兩端的A設(shè)備上配置PWE3，對TDM報(bào)文進(jìn)行電路仿真，實(shí)現(xiàn)將TDM報(bào)文封裝為以太網(wǎng)報(bào)文，并將報(bào)文在PW隧道中傳送。

TDM業(yè)務(wù)從IPRAN網(wǎng)絡(luò)的B設(shè)備接入

部署拓?fù)鋱D：

TDM報(bào)文互通實(shí)現(xiàn)過程：

1）在IPRAN B設(shè)備上面安裝TDM接口板卡，如E1板卡。

2）用戶CE設(shè)備的TDM接口接入IPRAN網(wǎng)絡(luò)的B設(shè)備的TDM接口。

3）IPRAN網(wǎng)絡(luò)的B設(shè)備之間互聯(lián)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互通。

4）在兩端的B設(shè)備上配置PWE3，對TDM報(bào)文進(jìn)行電路仿真，實(shí)現(xiàn)將TDM報(bào)文封裝為以太網(wǎng)報(bào)文，并將報(bào)文在PW隧道中傳送。

六、IPRAN網(wǎng)絡(luò)承載TDM業(yè)務(wù)效果分析

筆者在IPRAN網(wǎng)絡(luò)中對不同時(shí)隙下的TDM業(yè)務(wù)仿真進(jìn)行測試，得到了IPRAN網(wǎng)路中不同時(shí)隙的TDM業(yè)務(wù)相關(guān)時(shí)延、抖動(dòng)、丟包結(jié)果：

從上面表格的測試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，通過IRPAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行TDM業(yè)務(wù)承載，其時(shí)延、丟包、抖動(dòng)都維持在一個(gè)較為理想的范圍，可以用于TDM業(yè)務(wù)承載。

七、IPRAN網(wǎng)絡(luò)承載TDM業(yè)務(wù)關(guān)鍵問題分析

時(shí)鐘同步問題

TDM業(yè)務(wù)需要兩端接口進(jìn)行時(shí)鐘同步以保持報(bào)文不出現(xiàn)誤碼的現(xiàn)象，IPRAN承載TDM業(yè)務(wù)可以通過外部時(shí)鐘、環(huán)回時(shí)鐘、差分時(shí)鐘、ACR技術(shù)等4種方式進(jìn)行時(shí)鐘同步。不同時(shí)鐘方式各有特點(diǎn)，外時(shí)鐘主要使用同步以太網(wǎng)技術(shù)，此方案對于網(wǎng)絡(luò)要求較高，使用時(shí)有一定限制。環(huán)回時(shí)鐘一般經(jīng)常與ACR成對使用，對中間的IPRAN網(wǎng)絡(luò)沒有特別要求，應(yīng)用靈活。差分時(shí)鐘對于兩端A設(shè)備的本地時(shí)鐘要求較高，一般較少使用。根據(jù)IPRAN網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，推薦采用“同步以太網(wǎng)”技術(shù)方式進(jìn)行TDM業(yè)務(wù)時(shí)鐘同步。

八、IPRAN網(wǎng)絡(luò)承載TDM業(yè)務(wù)優(yōu)勢

和傳統(tǒng)的TDM網(wǎng)絡(luò)相比，通過IPRAN 分組包交換網(wǎng)絡(luò)承載TDM業(yè)務(wù)，有如下優(yōu)勢：

IPRAN網(wǎng)絡(luò)高度冗余性

IRPAN網(wǎng)絡(luò)為環(huán)形結(jié)構(gòu)，A-B設(shè)備之間啟用冗余PW，同時(shí)配置BFD路由協(xié)議進(jìn)行故障探測，可以快速檢測到網(wǎng)絡(luò)單通、鏈路中斷、設(shè)備故障等各種突發(fā)情況，多點(diǎn)或者單點(diǎn)故障時(shí)候冗余切換時(shí)間在100ms內(nèi)完成，保障了業(yè)務(wù)的高度可靠性。

IPRAN網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量檢測便捷性

IPRAN設(shè)備可以通過RFC2544協(xié)議通過設(shè)備自發(fā)包進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能和質(zhì)量檢測，同時(shí)也可以IP FPM模擬用戶業(yè)務(wù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量檢測，實(shí)現(xiàn)故障的快速處理。因此政企業(yè)務(wù)通過IRPAN承載之后，故障處理時(shí)間大為縮小。

九、結(jié)束語

傳統(tǒng)TDM網(wǎng)絡(luò)退網(wǎng)已經(jīng)是大勢所趨，但是TDM業(yè)務(wù)退網(wǎng)進(jìn)程和TDM網(wǎng)絡(luò)退網(wǎng)相比會(huì)滯后很多，在這過渡期間，運(yùn)營商IPRAN網(wǎng)絡(luò)是TDM業(yè)務(wù)的一個(gè)很好載體，不但實(shí)現(xiàn)了TDM業(yè)務(wù)的分組網(wǎng)絡(luò)承載，還同時(shí)包含了TDM業(yè)務(wù)的高可用性以及安全性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]RFC3985文檔，Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge ，http：//tools.ietf.org/html/rfc3985

[2]RFC3916文檔，Requirements for Pseudo-Wire Emulation Edge-to-Edgehttp：//tools.ietf.org/html/rfc3916

[3]RFC3931文檔，Layer Two Tunneling Protocol - Version 3http：//tools.ietf.org/html/rfc3931

[4]單奕棟，TDM over IP原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[C]，清華大學(xué)2004

[5]華為公司，TDM E1/T1業(yè)務(wù)透傳白皮書，華為公司 2010