电话业务在IP网络上的延伸
RAD数据通信公司首席科学家 Yaakov Stein 2001/11/14
VoIP技术在本质上具有革命性的变化，因此，许多现存的电话基础设施将被基于IP的新机制所取代。今天的电话技术，不论是VoIP准备取代的部分，还是VoIP必须与之连接的部分，都十分复杂，人们不可能在短时间内完成一种革命性的变革。
TDMoIP技术则是一种渐进性而非革命性技术。这种方法把IP网络作为原有TDM网络的一种插入式替换，它可以与现有设备，如传统PBX和交换机实现无缝接入，轻松自如地提供上百种电话功能和用户熟悉的PSTN电话质量。它就是使用TDMoIP技术在IP网络上进行线路扩展。
VoIP的麻烦
从理论上讲，在IP网络上传输话音看起来并不难，电话网络的主要技术成就，如最低成本路由方法，在IP网络中都可以找到与之相对应的部分。然而，如果想与TDM网络进行竞争，VoIP必须切实解决两个主要问题：QoS和信令。
服务质量对于数据和话音有着完全不同的含义。虽然大多数数据可以允许相当长的延迟，但对话音应用来说，低延迟和信号的正确传输十分重要。这些要求与IP网络的基本原则完全不同。为了克服这些问题，VoIP使用了隧道、抖动缓冲等技术。有关保障话音质量的其他技术，如回声抑制、话音压缩，并不是数据网的固有功能，对VoIP而言，需要将这些技术添加到已有网络中。
几乎所有在VoIP领域的研发都集中在解决QoS问题上，而对信令问题的解决几乎是空白。信令包括摘机、震铃等基本功能；接通正确号码和计账所需的更高级的功能；来电显示、呼叫转移、电话会议等复杂的功能；以及目前智能网络新增的功能。这样的功能包括几千种，再加上不同国家和地区的细微差别，更增加了信令系统的复杂性。
VoIP要想实现全球标准电话互联，必须面对这些问题。
TDMoIP技术
TDMoIP最简单的实现方法如下：通过附加适当的报头，用IP包封装每个T1或E1帧，因为数据包提供分段，同步位/字节不必包括在内。对于可靠的、面向连接的服务，有人考虑使用TCP/IP协议，这需要20个字节的TCP报头、20个字节的IP报头，因此，每个数据分组共需40个字节。TCP提供了端到端的可靠连接，但这对话音分组用处不大，因为重传的话音分组到达接收端时次序已乱，将被丢弃。更合理的选择是使用实时传输协议RTP，它的报头至少有12个字节，另加8个字节的UTP报头和IP报头。用40个字节的额外开销传送24个字节或31个字节的有效负载实在是浪费，解决这个问题有两个方法。
第一种方法是报头压缩方案。现在已经有RFC文档提出把TCP和RTP的平均报头减少到3个字节，把额外开销的百分比降到8%～9%。第二种方法是把多个帧在封装之前组成一个超级帧。
不管细节如何，重要的是TDMoIP技术能透明地传输TDM帧，这样一来，TDMoIP可以用来传输任意的T1/E1服务，即使有些通道是用来传送数据的，或整个帧都是非结构化的数据流。
竞争和互补的技术
TDMoIP比VoIP简单，因为它对话音、数据信令和协议是透明的，即使这些协议都是专用的。VoIP则面临新协议带来的麻烦，并且必须进行信令格式的转换。VoIP的确承诺支持新的协议，但TDMoIP自动使用了现存PBX和CTI功能所具备的优势。至于带宽优化，VoIP使用DSP进行话音压缩和静音抑制，从而满足带宽要求，但这是以降低通信质量和增加延迟为代价的。
从服务提供商的角度来看，TDMoIP和VoIP是互补的。从用户端到运营商的POP之间，通过IP网络透明地扩展TDM主干，比运营商在现有资源上设计大量的、可扩展的VoIP网关和软交换更加容易，并可为用户在用户端提供简单的TDMoIP网络终端单元(NTU)。这些TDMoIP电路可提供比VoIP更多的服务，如通常的PSTN接入、中央交换机、帧中继和ISDN。
TDMoIP可提供许多ATM的性能，但TDMoIP比ATM简单得多，价格便宜，效率更高，更重要的是它可以在IP和以太网上运行。TDMoIP比ATM效率高，这是因为它的每个应用的有效负载比例大，它的每帧长度可以任意设置。在ATM情形下，有效载荷始终为48字节，开销所占的比例大。
千兆以太网（以及万兆以太网）已被广泛应用于城域网（MAN）和广域网（WAN）中。然而，以太网从根本上来说是数据网络技术，只靠它自己不能处理话音流量。TDMoIP使千兆以太网具有话音处理和线路扩展能力，使其成为优势互补的技术。历史证明，以太网、帧中继等简单、便宜的技术往往在同FDDI、ATM和令牌环等复杂、昂贵技术的竞争中占据主导地位，即使后者更健壮。
TDMoIP与千兆以太网和兆兆路由器的结合，使它能提供一个简单的、更具性能价格比的解决方案，使T1或E1线路向千兆光纤网络过渡。
计算机世界报