尽管VoIP倍受业界关注,但该技术并不是通过分组交换网络传送语音的惟一途径,在某些应用中它甚至并不是最佳的方法。除VoIP以外还有另外一种选择,即分组网络电路仿真业务(CESoP)。CESoP最初应用于ATM网络,要将该技术应用于分组网络必须进行很大的改动。ATM网络电路仿真业务现在已经广泛使用,但最初该技术并未在业界引起足够的重视,这主要是因为要在ATM网络上仿真一个TDM电路需要额外开销,而现在采用电路仿真业务通过分组来传送语音则可以获得成本和效率上的优势。
图1:通过分组交换网络实现的电路仿真业务。
目前,以太网已经应用到城域网中,具有高带宽、低成本的特点,能够融合语音、视频及数据通信。但是,城域以太网却不大可能覆盖到TDM技术所能延伸到的区域,毕竟TDM技术的应用已经有很长历史。在通信产业中,“最后一里”仍旧是最漫长的道路。城域以太网提供商要想成为一个完整的服务提供商就必须将其业务扩展到那些仍处于其网络之外的客户,或那些觉得还没有理由要放弃高质量、可靠且经济的TDM业务的人们。
CESoP是VoIP的替代方案
CESoP是VoIP最具竞争力的替代方案。分析显示,CESoP成本低、复杂度低、易于实现,并支持在更多分组网络上的更广泛的应用,能够向最终用户保证业务质量。CESoP相比于VoIP具有一下特点:
1. 简单性
由于CESoP是一种隧道技术,故不需要专门信令功能,而只使用分组交换网络已有的那些功能就可以了。TDM控制信令和控制与数据一起通过隧道传输到远端的TDM设备。与此相反,VoIP则需要基于H.284(Megaco,媒体网关控制协议)或会话启动协议(SIP)的完备信令栈和网守(gatekeeper)功能。
2. 更粗粒度
CESoP是一种比VoIP粒度更粗的技术。本质上,CESoP不是在单个通道级上进行交换,而是在电路级进行交换,这些交换的电路可以是T1/E1、T3/E3,甚至是OC3/STM-1或更高,这使网络管理和控制效率得以提高。
与此相比,VoIP则提供了对单个通道目的端的更多控制。这些通道均单独进行交换,即每一通道可以在分组网络内路由到一个不同的目的节点。当在同一对端点之间存在多个通道需要一起进行交换时,最适合使用电路仿真。
3. 较短延迟和较窄带宽
仿真电路的延迟时间通常较短,这是因为仿真电路可以在很短的时间内组建一个大的分组。例如,一个T1连接包括24个通道,于是构造包含192个字节的有效载荷需要占用八帧(1毫秒)。而在传统的VoIP上构造同样大小的有效载荷则需要占用192帧,或24毫秒。这种对信息进行分组化所带来的延迟必须加到端到端的等待时间中,这意味着VoIP连接几乎肯定需要回声消除。
然而,虽然CESoP带宽开销低,但考虑到与分组头开销相比,VoIP分组较大,故而VoIP带宽效率可能更高。这是因为在单个语音通道级上工作使它可以利用带宽节省技术,如静音抑制或其它压缩方法,如ADPCM和CS-ACELP。相比之下,CESoP仍是恒定位速率,未能利用分组网络统计上的多路复用能力(即不同分组流的活动高峰不会同时出现这一统计特性)。
4. 电路仿真灵活性更高
图4:电路仿真接入网络组成示意图
电路仿真不关心网络上传输的通信业务是何种类型,语音、视频或分组数据都可以传输。电路仿真透明地传输各数据位,TDM链路远端重新生成的数据尽可能忠实地再现原始数据。这使CESoP成为一种非常灵活的数据处理技术。
VoIP假定所传输的数据是由语音采样组成,可能会使用语音回声消除及专门用于语音的压缩技术来减少带宽占用,这就破坏了其它类型数据业务,而使提供给最终用户的业务质量降低。
5. CESoP需要时钟恢复或时钟分配机制
如前所述,时钟和同步是制约任何通过分组实现电路交换的主要技术障碍。传输的每一位都必须按其进入分组网络的同样速率从分组网络输出,否则目的节点的抖动缓冲器就会被填满或被清空。除非存在一种方法来向两端分配共同时钟,否则必须要有时钟恢复功能,否则将破坏数据完整性。
通过电路仿真方法,同步“内置”于网络中。TDM电路携带时钟,自适应或差分时钟恢复用来在目的节点处保证TDM电路保持同步,不出现任何缓冲器滑动。
VoIP也是恒定速率业务,因此可以使用相似的时钟和同步机制。但在实际应用中,VoIP会偶尔丢掉或插入一个语音数据采样。如果时钟足够接近,则这种处理对语音质量的影响微不足道。如果对数据业务也使用同样技术则会产生严重的影响,会导致分组重传,从而使有效数据速率降低。
总之,与VoIP相比,CESoP是一种在实现上更简单的技术,主要适用于需要向同一地点传送多个通道数据的情况。CESoP不需要信令网关和回声消除,在传输数据的类型上更为灵活。其面临的主要技术困难是需要外部时钟分配机制,或者要有精确而稳定的时钟恢复功能来从接收的分组流中提取时钟。
CESoP应用
CESoP的主要应用是继续支持客户的TDM业务(见图4)。例如,基于以太网络的城域接入网业务提供商仍想支持TDM连接的客户,通过采用ESoP,客户不必为实现基于分组的业务而更新他们的设备。同样,运营商也避免了更新其与客户之间最后一英里的连接网络。这些业务采用直接连接两个客户端的专用租借线路和用于将客户端连接到中心局的接入线。
对于拥有众多用户的楼宇或校园业务,运营商可能需要在靠近客户的地方装设远端集中器。远端集中器集中提供给该楼宇内客户的TDM和/或分组业务,使用电路仿真并通过点到点连接将业务传回最近的城域网络接入点。
电路仿真还可用于企业内部以降低运营成本。当一个企业具有一个总部以及通过分组网络连接起来的多个远程分部时,可以将之间的电话链路更换为“电路仿真”,通过分组网络连接来传送语音业务。这种免费长话应用的缺点是语音质量降低,除非分组网络上有充分的业务质量保证。当由外部业务提供商运营分组网络时,可能需要重新拟定更高品质的业务级别协议。
CESoP在无线领域也拥有一席之地。对于无线电话运营商租用T1/E1电路来连接基站和无线网络控制器的情况而言,更为经济的方案则是从另一家业务提供商处通过分组网络进行CESoP连接。
促进网络融合
正如运营商和企业寻求从TDM向分组网络升级,电路仿真技术允许网络不断进化发展,而不必更换整个网络。对于通过分组传输语音而言,CESoP比VoIP具有明显优势。它是一种十分有用的技术,将有助于整个产业向统一和经济的融合网络转移。
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