電話業(yè)務(wù)在IP網(wǎng)絡(luò)上的延伸

RAD數(shù)據(jù)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(xiàn)存的電話基礎(chǔ)設(shè)施將被基于IP的新機(jī)制所取代。今天的電話技術(shù)，不論是VoIP準(zhǔn)備取代的部分，還是VoIP必須與之連接的部分，都十分復(fù)雜，人們不可能在短時(shí)間內(nèi)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(xiàn)有設(shè)備，如傳統(tǒng)PBX和交換機(jī)實(shí)現(xiàn)無縫接入，輕松自如地提供上百種電話功能和用戶熟悉的PSTN電話質(zhì)量。它就是使用TDMoIP技術(shù)在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行線路擴(kuò)展。

VoIP的麻煩

從理論上講，在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸話音看起來并不難，電話網(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(duì)應(yīng)的部分。然而，如果想與TDM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，VoIP必須切實(shí)解決兩個(gè)主要問題：QoS和信令。

服務(wù)質(zhì)量對(duì)于數(shù)據(jù)和話音有著完全不同的含義。雖然大多數(shù)數(shù)據(jù)可以允許相當(dāng)長(zhǎng)的延遲，但對(duì)話音應(yīng)用來說，低延遲和信號(hào)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。為了克服這些問題，VoIP使用了隧道、抖動(dòng)緩沖等技術(shù)。有關(guān)保障話音質(zhì)量的其他技術(shù)，如回聲抑制、話音壓縮，并不是數(shù)據(jù)網(wǎng)的固有功能，對(duì)VoIP而言，需要將這些技術(shù)添加到已有網(wǎng)絡(luò)中。

幾乎所有在VoIP領(lǐng)域的研發(fā)都集中在解決QoS問題上，而對(duì)信令問題的解決幾乎是空白。信令包括摘機(jī)、震鈴等基本功能；接通正確號(hào)碼和計(jì)賬所需的更高級(jí)的功能；來電顯示、呼叫轉(zhuǎn)移、電話會(huì)議等復(fù)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(guó)家和地區(qū)的細(xì)微差別，更增加了信令系統(tǒng)的復(fù)雜性。

VoIP要想實(shí)現(xiàn)全球標(biāo)準(zhǔn)電話互聯(lián)，必須面對(duì)這些問題。

TDMoIP技術(shù)

TDMoIP最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方法如下：通過附加適當(dāng)?shù)膱?bào)頭，用IP包封裝每個(gè)T1或E1幀，因?yàn)閿?shù)據(jù)包提供分段，同步位/字節(jié)不必包括在內(nèi)。對(duì)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(jié)的TCP報(bào)頭、20個(gè)字節(jié)的IP報(bào)頭，因此，每個(gè)數(shù)據(jù)分組共需40個(gè)字節(jié)。TCP提供了端到端的可靠連接，但這對(duì)話音分組用處不大，因?yàn)橹貍鞯脑捯舴纸M到達(dá)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(bào)頭至少有12個(gè)字節(jié)，另加8個(gè)字節(jié)的UTP報(bào)頭和IP報(bào)頭。用40個(gè)字節(jié)的額外開銷傳送24個(gè)字節(jié)或31個(gè)字節(jié)的有效負(fù)載實(shí)在是浪費(fèi)，解決這個(gè)問題有兩個(gè)方法。

第一種方法是報(bào)頭壓縮方案�，F(xiàn)在已經(jīng)有RFC文檔提出把TCP和RTP的平均報(bào)頭減少到3個(gè)字節(jié)，把額外開銷的百分比降到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(jí)幀。

不管細(xì)節(jié)如何，重要的是TDMoIP技術(shù)能透明地傳輸TDM幀，這樣一來，TDMoIP可以用來傳輸任意的T1/E1服務(wù)，即使有些通道是用來傳送數(shù)據(jù)的，或整個(gè)幀都是非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)流。

競(jìng)爭(zhēng)和互補(bǔ)的技術(shù)

TDMoIP比VoIP簡(jiǎn)單，因?yàn)樗鼘?duì)話音、數(shù)據(jù)信令和協(xié)議是透明的，即使這些協(xié)議都是專用的。VoIP則面臨新協(xié)議帶來的麻煩，并且必須進(jìn)行信令格式的轉(zhuǎn)換。VoIP的確承諾支持新的協(xié)議，但TDMoIP自動(dòng)使用了現(xiàn)存PBX和CTI功能所具備的優(yōu)勢(shì)。至于帶寬優(yōu)化，VoIP使用DSP進(jìn)行話音壓縮和靜音抑制，從而滿足帶寬要求，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)提供商的角度來看，TDMoIP和VoIP是互補(bǔ)的。從用戶端到運(yùn)營(yíng)商的POP之間，通過IP網(wǎng)絡(luò)透明地?cái)U(kuò)展TDM主干，比運(yùn)營(yíng)商在現(xiàn)有資源上設(shè)計(jì)大量的、可擴(kuò)展的VoIP網(wǎng)關(guān)和軟交換更加容易，并可為用戶在用戶端提供簡(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(jī)、幀中繼和ISDN。

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(yùn)行。TDMoIP比ATM效率高，這是因?yàn)樗拿總�(gè)應(yīng)用的有效負(fù)載比例大，它的每幀長(zhǎng)度可以任意設(shè)置。在ATM情形下，有效載荷始終為48字節(jié)，開銷所占的比例大。

千兆以太網(wǎng)（以及萬兆以太網(wǎng)）已被廣泛應(yīng)用于城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）中。然而，以太網(wǎng)從根本上來說是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，只靠它自己不能處理話音流量。TDMoIP使千兆以太網(wǎng)具有話音處理和線路擴(kuò)展能力，使其成為優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)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F(xiàn)DDI、ATM和令牌環(huán)等復(fù)雜、昂貴技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主導(dǎo)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(jié)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線路向千兆光纖網(wǎng)絡(luò)過渡。

計(jì)算機(jī)世界報(bào)