TDMoIP
Dans la gestion de réseau d'ordinateur de et les télécommunications , le TDM au-dessus d'IP (TDMoIP) est l'émulation du multiplexage temporel (TDM) de au-dessus d'un réseau de commutation de paquets (le RPC) de . Par TDM nous voulons dire un T1 , E1 , T3 , ou signal du E3 , alors que le RPC est basé sur IP ou MPLS ou sur l'Ethernet cru . Une technologie relative est une émulation de circuit, qui permet le transport du trafic de TDM au-dessus (atmosphère ) des réseaux cellulaires.
TDMoIP est un type de Pseudowire (picowatt). Cependant, à la différence d'autres types du trafic qui peuvent être les pseudowires reportés (par exemple atmosphère, le relais de trame , et l'Ethernet ), TDM est un train de bits en temps réel, menant à TDMoIP ayant des caractéristiques uniques. En outre, les réseaux conventionnels de TDM ont nombreux usages spéciaux, en particulier ceux exigés afin de porter les canaux à fréquence vocale de téléphonie. Ces dispositifs impliquent les systèmes de signalisation qui soutiennent un éventail de dispositifs de téléphonie, d'une littérature riche d'étalonnage, et de mécanismes bien développés d'exécutions et (OAM) de gestion. Tous ces facteurs doivent être tenus compte en émulant TDM au-dessus de PSNs.
Un thème critique en mettant en application TDM PWs est rétablissement d'horloge. Dans les réseaux indigènes de TDM la couche physique porte l'information fortement précise de synchronisation avec les données de TDM, mais en émulant TDM au-dessus de PSNs que cette synchronisation est absente. Les normes de synchronisation de TDM peuvent être harassantes, et la conformité avec ces derniers peut exiger des mécanismes innovateurs de reproduire de manière adaptative la synchronisation de TDM.
L'autre sujet qui doit être abordé est dissimulation de perte de paquet de TDMoIP (PLC). Puisque des données de TDM sont fournies à un taux constant au-dessus d'un canal consacré, le service indigène peut avoir des erreurs de bit, mais des données ne sont en transit jamais perdues. Tout le PSNs souffrent à un certain degré de la perte de paquet, et ceci doit être compensé en livrant TDM au-dessus d'un RPC.
Fond
Les prestataires de service de communications et les clients d'entreprise sont intéressés par le déploiement de la voix et de la ligne spécialisée services au-dessus des infrastructures efficaces d'Ethernet, d'IP et de MPLS. Tandis que la voix de au-dessus d'IP (VoIP) mûrit, son déploiement exige un investissement dans le nouvel équipement de lieux d'infrastructure en réseau et de client (CPE). TDMoIP présente un itinéraire de migration, par lequel des réseaux de commutation de paquets modernes puissent être employés pour le transport, alors que l'équipement d'utilisateur n'a pas besoin d'être immédiatement remplacé.TDMoIP a été développé la première fois en 1998 par les communications de données de RAD (voir le brevet le numéro 6.649 des États-Unis) et déployé la première fois en Suède en 1999 par Utfors (plus tard acquis par Telenor ). Utfors a utilisé le produit de TDMoIP de première génération (connu sous le nom d'Ipmux-4) pour fournir des services empaquetés comprenant les lignes privées de TDM, lignes spécialisées de TDM et une série d'IP et services d'Ethernet. En 2001, l'IETF a installé le groupe de travail du PWE3 , qui a été affrété pour développer une architecture pour des pseudowires de bord-à-bord, et pour produire des caractéristiques pour différents services, y compris TDM. D'autres forum d'étalonnage, y compris l'UIT et le MPLS de - l'alliance de relais de trame, sont également en activité en élaborant des normes et accords d'exécution pour des pseudowires.
Traitement de la structure de TDM
Bien que TDM puisse être employé pour porter les trains de bits arbitraires aux taux définis dans G.702, il y a des méthodes normalisées de trains de bits de transport dans de plus grandes unités chacune qui contient le même nombre de peu, appelé le encadre les serrures de encadrement de TDM le taux d'armature à la fréquence de prélèvement du trafic téléphonique, de sorte qu'il y ait toujours 8000 images par seconde ; une armature T1 se compose de 193 bits et d'une armature E1 de 256 bits.À la différence de TDM unframed pour lequel tout le peu est disponible pour la charge utile, TDM encadré exige consacrer d'un certain nombre de peu par armature pour la synchronisation et les fonctions peut-être diverses autres (par exemple 1 bit par armature T1, 8 bits par armature E1). TDM vue est employé souvent pour multiplexer les canaux multiples de voix chaque les 8000 échantillons à 8 bits se composants par seconde dans un ordre des créneaux horaires se reproduisant dans chaque armature. Quand ceci est fait nous avons le " ; TDM" séparé ; et la structure additionnelle doit être présentée.
Afin de transporter efficacement le peu de signalisation voie-par-voie lentement variable, des structures du second degré connues sous le nom de multiframe ou les superframes sont définis. Par exemple, parce que les troncs E1 le peu de signalisation de CAS est mis à jour une fois par multiframe de 16 armatures (toutes les 2 millisecondes) tandis que pour des troncs du FSE T1 le superframe est 24 armatures (3 millisecondes). D'autres types de structures du second degré sont également d'usage courant. Dans les réseaux cellulaires du GSM , le canal d'Abis qui se relie le contrôleur de station d'émetteur récepteur (BTS) basse et de station de base (BSC) est un lien E1 avec plusieurs solutions de rechange de encadrement, qui ont une durée de base de superframe de 20 millisecondes.
Le " de limite ; TDM" structuré ; est employé pour se rapporter à TDM avec n'importe quel niveau de structure, y compris « TDM encadré » et « TDM séparé ».
Le transport de TDMoIP est " dénoté ; structuré-agnostic" ; quand le TDM est unframed, ou quand il est encadré ou même séparé, mais la structure d'encadrement et de channelization sont complètement négligées par les mécanismes de transport. Dans ces cas-ci tous les frais généraux structuraux doivent être d'une manière transparente transportés avec les données de charge utile, et la méthode d'encapsulation utilisée ne fournit aucun mécanisme pour son endroit ou utilisation. le transport Structure-averti de TDM peut explicitement sauvegarder la structure de TDM, de trois manières conceptuellement distinctes, que nous appellerons structure-verrouillage, structure-indication, et structure-remontage.
le Structure-verrouillage s'assure que les paquets se composent des structures entières ou des multiples/des fractions de TDM en. la Structure-indication permet à des paquets de contenir les fragments arbitraires des structures de base, mais utilise des indicateurs pour indiquer où la structure suivante débute. Dans le structure-remontage des composants des structures de TDM peuvent être extraits et réorganisés à l'entrée, et à la structure originale rassemblée des constituants reçus à la sortie.
Format de TDMoIP
TDMoIP fonctionne en segmentant, en adaptant et en encapsulant le trafic de TDM à l'entrée du RPC et en effectuant les opérations inverses à la sortie du RPC. L'adaptation dénote les mécanismes qui modifient la charge utile pour permettre sa restauration appropriée à la sortie du RPC. En employant l'adaptation appropriée, la signalisation et la synchronisation de TDM peuvent être récupérées, et une certaine quantité de perte de paquet peut être adaptée. L'encapsulation signifie placer la charge utile adaptée dans des paquets du format exigé par la technologie fondamentale du RPC. Pour le cas de MPLS, la recommandation Y.1413 d'ITU-T contient une description complète du format de paquet.Dans tous les cas un paquet de TDMoIP débute avec des en-têtes du RPC. Ce sont les en-têtes standard employés par la technologie du RPC, par exemple l'en-tête de 20 bytes d'UDP/IP, ou marquer-empilent de MPLS. Après ces en-têtes viennent le " ; Label" de picowatt ; , un de quatre octets MPLS-comme l'étiquette quant à la laquelle sert démultiplexe TDM différent PWs. Après le RPC l'en-tête vient le " de quatre octets de TDMoIP ; commander le word" ;. Le mot de commande contient numéro de séquence de 16 bits de paquet (requis pour détecter le paquet commander à nouveau et perte de paquet), la longueur de charge utile, et les drapeaux indiquant des états de défaut.
Après le mot de commande vient la charge utile de TDMoIP. Pour le transport structure-agnostique (SAToP) c'est simplement un nombre prédéterminé d'octets de TDM, alors que pour le format structure-verrouillé la charge utile est un nombre de nombre entier d'armatures de TDM. Pour la structure-indication et le structure-remontage TDMoIP dessine sur les mécanismes d'adaptation prouvés à l'origine développés pour l'atmosphère. Un avantage latéral de ce choix des types de charge utile est interaction simplifiée avec les réseaux d'atmosphère reportés par services d'émulation de circuit. Pour des liens de débit binaire statiquement assignés et (CBR) constants de TDM, TDMoIP utilise la couche 1 (AAL1) d'adaptation d'atmosphère. Ce mécanisme, défini dans ITU-T I.1 standard et les spécifications atm-vtoa-0078 de forum d'atmosphère, a été développé pour porter des services de CBR au-dessus d'atmosphère. AAL1 fonctionne en segmentant le jet continu des données de TDM dans de petites 48 cellules de byte et en insérant l'ordonnancement, la synchronisation, la correction d'erreur, et l'information de synchronisation dans elles. TDMoIP permet la concaténation de tout nombre des cellules AAL1 dans un paquet (note que ce sont les cellules AAL1 et pas les cellules d'atmosphère, c. elles n'incluent pas le " de cinq-byte ; tax" de cellules ;). En permettant les cellules multiples par paquet, TDMoIP facilite des différences flexibles du retard d'amortissement (qui diminue avec peu de cellules par paquet) pour l'efficacité de largeur de bande (qui augmente avec plus de cellules par paquet, due au par paquet aérien). Pour TDM dynamiquement assigné lie, si le taux de l'information varie en raison de l'activation des tranches de temps ou en raison de la détection d'activité de voix, TDMoIP utilise la couche 2 (AAL2) d'adaptation d'atmosphère. Ce mécanisme, défini dans ITU-T I.2 standard, a été développé pour porter des services variables de débit binaire (VBR) au-dessus d'atmosphère. AAL2 fonctionne en protégeant chaque tranche de temps de TDM dans les minicellules courtes, en insérant l'indication de marque et de longueur de tranche de temps, en ordonnançant, et puis en envoyant cette minicellule seulement s'il diffuse l'information valide. TDMoIP enchaîne les minicellules de toutes les tranches de temps actives dans un paquet simple. Pour des tranches de temps portant des données de protocole HDLC (HDLC), telles que des données pour la signalisation de canal commun (CCS), TDMoIP a une adaptation spéciale qui encapsule des bouts droits des données non-à vide.
Retard
Le réseau de téléphonie contraint sévèrement des retards bout à bout.131 déclare que les temps de transmission à sens unique de Mme jusqu'à 150 sont à commande proportionnée universellement acceptable et arrogante d'écho est fourni. Ces contraintes ne sont pas problématiques pour des réseaux de TDM, où le composant principal du retard bout à bout est temps de propagation électrique (" ; delay" de vitesse légère ;). En revanche, les systèmes IP-basés ajoutent typiquement de diverses formes du retard, un dont est basé sur le temps où il prend aux paquets de forme (retard de packetization), qui est proportionnel à la longueur de paquet divisée par le débit. Des longueurs de paquet ne peuvent pas être rendues trop petites ou les frais généraux d'en-tête de paquet deviendront primordialement. L'autre forme de retard présentée par des systèmes d'IP est le retard de playout, qui doit être ajouté au destinataire à la variation de retard de paquet d'amortisseur et assure un playout doux. Les systèmes de VoIP qui essayent d'être très largeur de bande efficace peuvent également ajouter des dizaines de millisecondes de retard algorithmique dans le codec de voix. Historiquement, les mauvaises réalisations ont ajouté les retards induits additionnels et du système d'exploitation, qui ainsi que les autres retards approchent dans la pratique parfois Mme 100 même avant de tenir compte des retards de propagation.En revanche, TDMoIP trace des octets de TDM directement dans la charge utile sans des algorithmes de compression de voix et aucun retard algorithmique résultant. La latence de packetization supplémentaire par TDMoIP dépend du nombre de cellules par paquet mais est typiquement dans la gamme simple de milliseconde due au débit plus élevé d'un multiplex complet par rapport à un écoulement simple de VoIP. Les considérations de retard de Playout ne diffèrent pas matériellement entre TDMoIP et VoIP, cependant, ainsi toutes les deux fonctionnent bien sur des chemins avec la variation de retard de paquet de commande (overprovisioning ou " fort ; QoS" ;).
Rétablissement de synchronisation
Les réseaux indigènes de TDM se fondent sur la distribution hiérarchique de la synchronisation. Quelque part dans le réseau il y a au moins une horloge de référence primaire extrêmement précise avec une exactitude à long terme de 1 x 10^-11. Ce noeud, qui offre à strate 1 exactitude, fournit à l'horloge de référence aux noeuds secondaires l'exactitude de la strate 2. Les noeuds secondaires fournissent alors une référence de temps aux noeuds de la strate 3. Cette hiérarchie de la synchronisation est essentielle pour le fonctionnement approprié du réseau dans son ensemble.Les paquets dans le RPC atteignent leur destination avec le retard qui a un composant aléatoire, connu sous le nom de variation de retard de paquet (PDV). En émulant le transport de TDM sur un tel réseau, cet aspect aléatoire peut être surmonté en plaçant les paquets de TDM dans un amortisseur de frousse de duquel des données peuvent être données lecture à un taux constant pour la livraison à l'équipement d'utilisateur de TDM. Le problème est que la référence de temps de source de TDM n'est plus disponible, et le taux précis auquel les données sont d'être " ; out" synchronisé ; de la frousse l'amortisseur est inconnu.
Dans certains cas la synchronisation peut être dérivée de l'équipement de TDM aux deux fins du picowatt. Puisque chacune de ces horloges est fortement précise, ils sont nécessairement d'accord sur d'ordre élevé. Le problème surgit quand tout au plus un côté du tunnel de TDMoIP a une norme de temps fortement précise. Pour les réseaux d'atmosphère, qui définissent une couche physique qui porte la synchronisation, la méthode résiduelle synchrone de groupe date/heure (SRTS) peut être employée ; Les réseaux d'IP/MPLS, cependant, ne définissent pas la couche physique et ne peuvent pas spécifier ainsi l'exactitude de son horloge.
Par conséquent, dans beaucoup de cas la seule alternative est d'essayer de récupérer l'horloge basée exclusivement sur le trafic de TDMoIP, une technologie connue sous le nom de " ; recovery" adaptatif d'horloge ;. C'est possible puisque le dispositif de la source TDM produit le peu à un taux constant déterminé par son horloge, bien que ce taux soit caché par le PDV. La tâche du rétablissement d'horloge est ainsi un " ; averaging" ; traiter qui nie l'effet du PDV aléatoire et capture le taux moyen de transmission du train de bits original.
Manipulation de la perte de paquet
Tandis qu'on s'attend à ce que l'application appropriée de la technologie de trafic et du Quality-of-service (QoS) de réduise au maximum la perte de paquet, les paquets arriveront parfois à la sortie en panne. Ils ont pu également avoir été lâchés tout à fait dans le RPC. Le mot de commande de TDMoIP décrit ci-dessus inclut numéro de séquence de 16 bits pour détecter et manipuler les paquets perdus et mis-commandés. Dans le cas des paquets perdus, TDMoIP exige de l'insertion des paquets de l'interpolation de maintenir la synchronisation de TDM. Des paquets de Misordered peuvent être commandés à nouveau ou lâchés et interpolés.Tandis que l'insertion des paquets arbitraires peut être suffisante pour maintenir la synchronisation de TDM, dans la perte de paquet d'applications de voix peuvent causer les lacunes ou les erreurs qui ont comme conséquence variable, ennuyer, ou même le discours inintelligible. L'effet précis de la perte de paquet sur la qualité de voix et le développement des algorithmes de dissimulation de perte de paquet ont été le sujet de l'étude détaillée dans la communauté de VoIP, mais leurs résultats ne s'appliquent pas directement au cas de TDMoIP. C'est parce que les paquets de VoIP contiennent typiquement entre 80 échantillons (Mme 10) et 240 échantillons (Mme 30) du son articulé, alors que les paquets de TDMoIP peuvent contenir seulement un nombre restreint d'échantillons. Puisque les paquets de TDMoIP sont si petits, il est acceptable d'insérer simplement une valeur constante au lieu de tous les échantillons perdus de la parole. En supposant que le signal d'entrée est zéro-signifier (c. ne contient aucun composant de C.C), déformation minimale est atteint quand cette constante est placée à zéro. Alternativement, les approches plus sophistiquées réclament prévoir de façon optimale les valeurs des échantillons absents.
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