IPRAN网络承载TDM业务研究

邱杨 黄丽萍

【摘要】 介绍通过运营商IPRAN网络承载和传送TDM时分复用业务，介绍承载方案细节，并对承载效果进行分析，指出IPRAN网络承载优势。

【关键字】 IPRAN TDM PWE3 分组交换网络

一、引言

随着网络技术的不断发展，目前所有网络都倾向于IP化，网络最终将实现ALL IP的状态。我国网络建设初始于上世纪九十年代，网络中还保留了不少的TDM设备和业务，目前TDM网络的已经非常陈旧，故障率很高，但是部分TDM业务无法到短时间内实现IP化，因此需要一种技术在IP网络中来承载TDM业务，IPRAN技术可以实现这个功能，IPRAN通过PWE3技术实现E1电路仿真，达到在IP网络环境中传送TDM业务的功能。

二、主流承载网技术介绍

目前主流承载网技术主要包括MSTP、PTN、IPRAN三种。

MSTP全称为Multi-Service Transport Plantform，多业务传输平台，MSTP基于SDH网络实现TDM、ATM、以太网等多种业务处理和传送。

PTN全称为Packet Transport Network，分组传输网， PTN是一种将报文分组进行传输的网络，主要用于承载以太网业务，同时也可以承载TDM、ATM等业务。

IPRAN（IP Radio Access Network），基于IP的传送网，可以将报文以IP网为基础进行传送。

三、TDM技术特点和业务现状

TDM技术是一种时分复用技术，它将一个电路分为若干个不同的时隙，每一个时隙为一个64Kbps大小的通道，每个通道的重复频率为8Khz，周期为125us。在应用上一般将若干个时隙绑定称一个虚拟链路，实现NX64Kbps大小的带宽电路。

目前有2个国际速率标准，分为为E1和T1，E1电路由32个64Kbps时隙组成，速率为32X64K=2.048bps，T1由电路由24个64Kbps时隙组成，速率为24X64K=1.544bps，目前我国普遍采用的是E1标准。

我国运营商的TDM网络始建于20世纪90年代，至今已经使用了20多年，如今TDM网络的设备已经非常老旧，故障率高，很多设备厂家已经不复存在，设备故障只能用其他地方退网设备进行更换。当前有不少用户仍旧在使用TDM网络，主要原因是这些用户网络升级换代比较慢，另外一个原因是这些用户认为TDM网络比IP网络安全且网络时延低。随着所有网络IP化进程的不断深入，运营商目前正在考虑通过在IP网络上使用电路仿真方式承载用户的TDM业务，实现TDM网络的全面退网。目前IPRAN技术普遍用于运营商的基站回传，同时IPRAN技术还可以实现TDM电路仿真，在IP网络上承载TDM业务。

四、IPRAN网络承载TDM业务技术要点

国际标准组织IETF定义了PWE3技术标准，通过电路仿真方式，在分组包交換网络上承载传统的TDM数据业务。

PW伪线

PW（Pseudo Wire）中文意思为伪线，PW伪线是一种虚拟的隧道，这个隧道基于MPLS网络建立二层VPN形成，隧道里面可以进行TDM业务的仿真，将业务报文从隧道一端运送到另外一端。

PWE3技术

PWE3技术是对VLL的一种延伸和扩展，主要要实现将传统网络报文如TDM网络报文在分组包交换网络中进行封装、传送、解封装。

五、IPRAN网络承载TDM业务部署方式

IPRAN网络承载TDM业务有如下几种部署模式：

TDM业务从IPRAN网络的2端A设备接入

部署拓扑图：

TDM报文互通实现过程：

1）在IPRAN A设备上面安装TDM接口板卡，如E1板卡。

2）用户CE设备的TDM接口接入IPRAN网络的A设备的TDM接口。

3）IPRAN网络的A设备上联到对应的B设备，B设备之间互联实现网络互通。

4）在两端的A设备上配置PWE3，对TDM报文进行电路仿真，实现将TDM报文封装为以太网报文，并将报文在PW隧道中传送。

TDM业务从IPRAN网络的B设备接入

部署拓扑图：

TDM报文互通实现过程：

1）在IPRAN B设备上面安装TDM接口板卡，如E1板卡。

2）用户CE设备的TDM接口接入IPRAN网络的B设备的TDM接口。

3）IPRAN网络的B设备之间互联实现网络互通。

4）在两端的B设备上配置PWE3，对TDM报文进行电路仿真，实现将TDM报文封装为以太网报文，并将报文在PW隧道中传送。

六、IPRAN网络承载TDM业务效果分析

笔者在IPRAN网络中对不同时隙下的TDM业务仿真进行测试，得到了IPRAN网路中不同时隙的TDM业务相关时延、抖动、丢包结果：

从上面表格的测试结果可以发现，通过IRPAN网络进行TDM业务承载，其时延、丢包、抖动都维持在一个较为理想的范围，可以用于TDM业务承载。

七、IPRAN网络承载TDM业务关键问题分析

时钟同步问题

TDM业务需要两端接口进行时钟同步以保持报文不出现误码的现象，IPRAN承载TDM业务可以通过外部时钟、环回时钟、差分时钟、ACR技术等4种方式进行时钟同步。不同时钟方式各有特点，外时钟主要使用同步以太网技术，此方案对于网络要求较高，使用时有一定限制。环回时钟一般经常与ACR成对使用，对中间的IPRAN网络没有特别要求，应用灵活。差分时钟对于两端A设备的本地时钟要求较高，一般较少使用。根据IPRAN网络特点，推荐采用“同步以太网”技术方式进行TDM业务时钟同步。

八、IPRAN网络承载TDM业务优势

和传统的TDM网络相比，通过IPRAN 分组包交换网络承载TDM业务，有如下优势：

IPRAN网络高度冗余性

IRPAN网络为环形结构，A-B设备之间启用冗余PW，同时配置BFD路由协议进行故障探测，可以快速检测到网络单通、链路中断、设备故障等各种突发情况，多点或者单点故障时候冗余切换时间在100ms内完成，保障了业务的高度可靠性。

IPRAN网络网络质量检测便捷性

IPRAN设备可以通过RFC2544协议通过设备自发包进行网络性能和质量检测，同时也可以IP FPM模拟用户业务进行网络质量检测，实现故障的快速处理。因此政企业务通过IRPAN承载之后，故障处理时间大为缩小。

九、结束语

传统TDM网络退网已经是大势所趋，但是TDM业务退网进程和TDM网络退网相比会滞后很多，在这过渡期间，运营商IPRAN网络是TDM业务的一个很好载体，不但实现了TDM业务的分组网络承载，还同时包含了TDM业务的高可用性以及安全性。

参 考 文 献

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

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

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

[4]单奕栋，TDM over IP原型系统的设计与实现[C]，清华大学2004

[5]华为公司，TDM E1/T1业务透传白皮书，华为公司 2010