IPRAN網絡承載TDM業務研究

邱楊 黃麗萍

【摘要】 介紹通過運營商IPRAN網絡承載和傳送TDM時分復用業務，介紹承載方案細節，并對承載效果進行分析，指出IPRAN網絡承載優勢。

【關鍵字】 IPRAN TDM PWE3 分組交換網絡

一、引言

隨著網絡技術的不斷發展，目前所有網絡都傾向于IP化，網絡最終將實現ALL IP的狀態。我國網絡建設初始于上世紀九十年代，網絡中還保留了不少的TDM設備和業務，目前TDM網絡的已經非常陳舊，故障率很高，但是部分TDM業務無法到短時間內實現IP化，因此需要一種技術在IP網絡中來承載TDM業務，IPRAN技術可以實現這個功能，IPRAN通過PWE3技術實現E1電路仿真，達到在IP網絡環境中傳送TDM業務的功能。

二、主流承載網技術介紹

目前主流承載網技術主要包括MSTP、PTN、IPRAN三種。

MSTP全稱為Multi-Service Transport Plantform，多業務傳輸平臺，MSTP基于SDH網絡實現TDM、ATM、以太網等多種業務處理和傳送。

PTN全稱為Packet Transport Network，分組傳輸網， PTN是一種將報文分組進行傳輸的網絡，主要用于承載以太網業務，同時也可以承載TDM、ATM等業務。

IPRAN（IP Radio Access Network），基于IP的傳送網，可以將報文以IP網為基礎進行傳送。

三、TDM技術特點和業務現狀

TDM技術是一種時分復用技術，它將一個電路分為若干個不同的時隙，每一個時隙為一個64Kbps大小的通道，每個通道的重復頻率為8Khz，周期為125us。在應用上一般將若干個時隙綁定稱一個虛擬鏈路，實現NX64Kbps大小的帶寬電路。

目前有2個國際速率標準，分為為E1和T1，E1電路由32個64Kbps時隙組成，速率為32X64K=2.048bps，T1由電路由24個64Kbps時隙組成，速率為24X64K=1.544bps，目前我國普遍采用的是E1標準。

我國運營商的TDM網絡始建于20世紀90年代，至今已經使用了20多年，如今TDM網絡的設備已經非常老舊，故障率高，很多設備廠家已經不復存在，設備故障只能用其他地方退網設備進行更換。當前有不少用戶仍舊在使用TDM網絡，主要原因是這些用戶網絡升級換代比較慢，另外一個原因是這些用戶認為TDM網絡比IP網絡安全且網絡時延低。隨著所有網絡IP化進程的不斷深入，運營商目前正在考慮通過在IP網絡上使用電路仿真方式承載用戶的TDM業務，實現TDM網絡的全面退網。目前IPRAN技術普遍用于運營商的基站回傳，同時IPRAN技術還可以實現TDM電路仿真，在IP網絡上承載TDM業務。

四、IPRAN網絡承載TDM業務技術要點

國際標準組織IETF定義了PWE3技術標準，通過電路仿真方式，在分組包交換網絡上承載傳統的TDM數據業務。

PW偽線

PW（Pseudo Wire）中文意思為偽線，PW偽線是一種虛擬的隧道，這個隧道基于MPLS網絡建立二層VPN形成，隧道里面可以進行TDM業務的仿真，將業務報文從隧道一端運送到另外一端。

PWE3技術

PWE3技術是對VLL的一種延伸和擴展，主要要實現將傳統網絡報文如TDM網絡報文在分組包交換網絡中進行封裝、傳送、解封裝。

五、IPRAN網絡承載TDM業務部署方式

IPRAN網絡承載TDM業務有如下幾種部署模式：

TDM業務從IPRAN網絡的2端A設備接入

部署拓撲圖：

TDM報文互通實現過程：

1）在IPRAN A設備上面安裝TDM接口板卡，如E1板卡。

2）用戶CE設備的TDM接口接入IPRAN網絡的A設備的TDM接口。

3）IPRAN網絡的A設備上聯到對應的B設備，B設備之間互聯實現網絡互通。

4）在兩端的A設備上配置PWE3，對TDM報文進行電路仿真，實現將TDM報文封裝為以太網報文，并將報文在PW隧道中傳送。

TDM業務從IPRAN網絡的B設備接入

部署拓撲圖：

TDM報文互通實現過程：

1）在IPRAN B設備上面安裝TDM接口板卡，如E1板卡。

2）用戶CE設備的TDM接口接入IPRAN網絡的B設備的TDM接口。

3）IPRAN網絡的B設備之間互聯實現網絡互通。

4）在兩端的B設備上配置PWE3，對TDM報文進行電路仿真，實現將TDM報文封裝為以太網報文，并將報文在PW隧道中傳送。

六、IPRAN網絡承載TDM業務效果分析

筆者在IPRAN網絡中對不同時隙下的TDM業務仿真進行測試，得到了IPRAN網路中不同時隙的TDM業務相關時延、抖動、丟包結果：

從上面表格的測試結果可以發現，通過IRPAN網絡進行TDM業務承載，其時延、丟包、抖動都維持在一個較為理想的范圍，可以用于TDM業務承載。

七、IPRAN網絡承載TDM業務關鍵問題分析

時鐘同步問題

TDM業務需要兩端接口進行時鐘同步以保持報文不出現誤碼的現象，IPRAN承載TDM業務可以通過外部時鐘、環回時鐘、差分時鐘、ACR技術等4種方式進行時鐘同步。不同時鐘方式各有特點，外時鐘主要使用同步以太網技術，此方案對于網絡要求較高，使用時有一定限制。環回時鐘一般經常與ACR成對使用，對中間的IPRAN網絡沒有特別要求，應用靈活。差分時鐘對于兩端A設備的本地時鐘要求較高，一般較少使用。根據IPRAN網絡特點，推薦采用“同步以太網”技術方式進行TDM業務時鐘同步。

八、IPRAN網絡承載TDM業務優勢

和傳統的TDM網絡相比，通過IPRAN 分組包交換網絡承載TDM業務，有如下優勢：

IPRAN網絡高度冗余性

IRPAN網絡為環形結構，A-B設備之間啟用冗余PW，同時配置BFD路由協議進行故障探測，可以快速檢測到網絡單通、鏈路中斷、設備故障等各種突發情況，多點或者單點故障時候冗余切換時間在100ms內完成，保障了業務的高度可靠性。

IPRAN網絡網絡質量檢測便捷性

IPRAN設備可以通過RFC2544協議通過設備自發包進行網絡性能和質量檢測，同時也可以IP FPM模擬用戶業務進行網絡質量檢測，實現故障的快速處理。因此政企業務通過IRPAN承載之后，故障處理時間大為縮小。

九、結束語

傳統TDM網絡退網已經是大勢所趨，但是TDM業務退網進程和TDM網絡退網相比會滯后很多，在這過渡期間，運營商IPRAN網絡是TDM業務的一個很好載體，不但實現了TDM業務的分組網絡承載，還同時包含了TDM業務的高可用性以及安全性。

參 考 文 獻

[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原型系統的設計與實現[C]，清華大學2004

[5]華為公司，TDM E1/T1業務透傳白皮書，華為公司 2010