ay: block;">以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)技術(shù)作為一種新興的重要解決方案可通過分組光纖接入系統(tǒng)向住宅和商業(yè)用戶提供“三重”業(yè)務(wù)。盡管數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)可從EPON提供的帶寬增長中獲益,但是語音業(yè)務(wù)并沒有受到向分組網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變帶來的太大影響。本文將討論在EPON上部署語音業(yè)務(wù)的挑戰(zhàn),并介紹一種很有潛力的解決方案——基于分組的電路仿真業(yè)務(wù)(CESoP)。
基于分組的語音業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)
與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相比,對(duì)時(shí)間敏感的語音流所需帶寬少得多,但是需要更加謹(jǐn)慎和細(xì)心地加以處理。EPON的充足帶寬和服務(wù)質(zhì)量(QoS)機(jī)制有助于降低語音延時(shí),但是語音對(duì)短期的和長期的網(wǎng)絡(luò)損傷很敏感。網(wǎng)絡(luò)擁塞、在以太網(wǎng)交換機(jī)中不充足的隊(duì)列資源、路由變化或者諸如鏈路或路徑故障等更嚴(yán)重的損傷都會(huì)導(dǎo)致分組丟失和語音質(zhì)量降低。為了改善這些問題,基于分組的語音接收器大多裝備了分組丟失隱藏機(jī)制。
語音也是同步的。一個(gè)PBX必須與公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)同步,以提供T1/E1服務(wù)。否則,在一個(gè)專用分組交換機(jī)內(nèi)的成幀器將會(huì)產(chǎn)生影響QoS的周期性緩沖滑動(dòng)。即使對(duì)于普通老式電話服務(wù)(POTS)線來說,如果接收器沒有正確同步到發(fā)送器,那么重復(fù)的周期性緩沖滑動(dòng)將表現(xiàn)為一串分組的丟失。
在EPON上提供商業(yè)服務(wù)
前一代PON基于ATM技術(shù),包括支持電路交換業(yè)務(wù)的AAL1。而EPON不支持ATM,因此設(shè)備將不能提供完整的服務(wù),包括針對(duì)商業(yè)用戶的T1/E1接入、租用線路或?qū)Ｓ镁€路業(yè)務(wù)。
CESoP是一種已經(jīng)制定的技術(shù),它將電路交換業(yè)務(wù)通過隧道技術(shù)在分組交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳輸。CESoP是配合EPON的一種技術(shù),可以支持商業(yè)T1/E1業(yè)務(wù)以及N×64kbps住宅語音業(yè)務(wù)。
CESoP將包括數(shù)據(jù)和信令在內(nèi)的TDM業(yè)務(wù)或語音樣值進(jìn)行分組,并形成無幀結(jié)構(gòu)的專用線路數(shù)據(jù)或具有幀結(jié)構(gòu)的N×64kbps語音信道。這些分組數(shù)據(jù)再通過一個(gè)分組網(wǎng)絡(luò)傳輸(如EPON)。在遠(yuǎn)端,進(jìn)入的分組通過接收抖動(dòng)緩沖器進(jìn)行平滑處理。然后從這些分組數(shù)據(jù)中提取出TDM電路數(shù)據(jù)或者語音樣值,最后接續(xù)到TDM電路上。
用于T1/E1業(yè)務(wù)的CESoP over EPON
針對(duì)商業(yè)用戶的光網(wǎng)絡(luò)終端(ONT)可提供若干個(gè)10/100Mbps以太網(wǎng)接口,但是并不直接支持T1/E1業(yè)務(wù)。相反,一個(gè)辦公室內(nèi)有很多的數(shù)字電話連接到PBX,PBX再通過一個(gè)T1/E1線連接到PSTN。
在EPON內(nèi),CESoP是服務(wù)這個(gè)市場的一個(gè)很自然的選擇。在ONT上增加一個(gè)CESoP模塊就能支持T1/E1業(yè)務(wù),無論是部分的、租用線路或?qū)Ｓ镁€路都可以,如圖1所示。
圖1:ONT采用CESoP提供基于T1/E1的語音業(yè)務(wù)。
CESoP通過在分組網(wǎng)絡(luò)上提供語音和T1/E1業(yè)務(wù)可以滿足各種挑戰(zhàn)。分組處理延時(shí)可以低到125微秒(一個(gè)幀)或者大到1毫秒(八個(gè)幀),特別是在一個(gè)相對(duì)帶寬不受限制的網(wǎng)絡(luò)中,例如EPON。跨EPON網(wǎng)絡(luò)的分組網(wǎng)絡(luò)延時(shí)應(yīng)該在上行方向小于若干毫秒,下行方向更小。
接收抖動(dòng)緩沖器延時(shí)與EPON網(wǎng)絡(luò)相匹配,上行方向在幾毫秒的數(shù)量級(jí),下行方向更小些。總之,單向延時(shí)可能在上行5毫秒和下行3毫秒左右。實(shí)驗(yàn)室測試值為上行1,900μs,下行800μs,即使在加載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)條件下(單幀分組)。
CESoP標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)也有T1/E1的定時(shí)和同步概念。CESoP分組頭中的時(shí)間標(biāo)簽和序列號(hào)用于從PSTN到用戶端設(shè)備(CPE)之間傳遞定時(shí)信息。在一個(gè)準(zhǔn)同步數(shù)字體系(PDH)環(huán)境中,每一個(gè)T1/E1連接可能通過不同的時(shí)鐘源具備獨(dú)立的定時(shí)。單個(gè)T1/E1連接的每個(gè)方向上可能還有獨(dú)立的定時(shí)。CESoP允許每個(gè)T1/E1相互之間同步或全部異步的操作。
如果在EPON中發(fā)生語音分組延遲或丟失的事件,CESoP連接將用一些適當(dāng)?shù)摹疤畛洹睌?shù)據(jù)來替代這些丟失的分組,以便盡量減少對(duì)語音質(zhì)量的影響。
可以用幾種方式實(shí)現(xiàn)基于EPON的最佳CESoP連接性能。選擇一個(gè)低的幀/分組值將減少整體延時(shí),而采用一個(gè)具有QoS意識(shí)的受控交換機(jī)以及在EPON中支持QoS機(jī)制可以在CESoP業(yè)務(wù)與背景數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)之間進(jìn)行優(yōu)先級(jí)劃分。這可能需要在CESoP分組頭中采用虛擬LAN協(xié)議和/或在IP頭中設(shè)置TOS位。CESoP互通功能(IWF)抖動(dòng)緩沖器的大小也需要設(shè)定到一個(gè)適合分組網(wǎng)絡(luò)的分組延時(shí)變化(PDV)的值,如果太小將產(chǎn)生分組丟棄,太大會(huì)產(chǎn)生不必要的延時(shí)。
針對(duì)POTS業(yè)務(wù)的CESoP over EPON
針對(duì)住宅業(yè)務(wù)的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)可以通過以太網(wǎng)接口連接VoIP話機(jī)來支持語音業(yè)務(wù),或通過一個(gè)或多個(gè)POTS接口使用VoIP或CESoP技術(shù)提供傳統(tǒng)的模擬電話業(yè)務(wù)。圖2顯示了一個(gè)采用CESoP提供POTS電話業(yè)務(wù)的ONU實(shí)現(xiàn)方式。
圖2:采用CESoP技術(shù)提供POTS語音業(yè)務(wù)的FTTx 。
選擇VoIP還是CESoP取決于應(yīng)用、復(fù)雜度和成本。CESoP是一種從住宅用戶到PSTN透明傳輸若干語音通道的非常簡潔的機(jī)制,與VoIP相比具有不少優(yōu)勢。
VoIP通常需要三個(gè)主要模塊-語音處理、分組處理以及控制和信令,如圖3所示。與之相比,CESoP完全去掉了語音處理模塊,降低了復(fù)雜度和用戶設(shè)備中的硬件和軟件成本。
圖3:ONU采用CESoP提供POTS語音業(yè)務(wù)。
CESoP將語音通道通過隧道技術(shù)傳遞到與PSTN連接的光線路終端(ONT),無需本地智能執(zhí)行呼叫控制處理和網(wǎng)關(guān)信令功能。得益于EPON中充足的帶寬資源,承載ONU提供的所有語音通道的CESoP連接可以永久地建立。對(duì)于具有32個(gè)模擬POTS線路(32×64kbps)的ONU來說,如果考慮了分組頭開銷,CESoP連接帶寬大約在數(shù)量級(jí)。
圖4:普通的VoIP互通功能。
本文小結(jié)
在EPON網(wǎng)絡(luò)之上使用CESoP能實(shí)現(xiàn)住宅用戶的語音業(yè)務(wù)以及商業(yè)應(yīng)用。CESoP可以用來提供針對(duì)商業(yè)用戶的部分、租用或?qū)Ｓ肨1/E1業(yè)務(wù),或者針對(duì)住宅用戶在POTS線上的Nx64kbps語音通道。就商業(yè)用戶而言,能向PBX提供T1/E1業(yè)務(wù)對(duì)于完整的三重業(yè)務(wù)打包來說非常的關(guān)鍵。CESoP連接的質(zhì)量允許EPON有效地提供與純TDM網(wǎng)絡(luò)相同的語音性能和質(zhì)量。
作者:
Peter Meyer
應(yīng)用工程師
卓聯(lián)半導(dǎo)體公司
