運(yùn)營商正在過渡到一種新的運(yùn)營模式。隨著傳統(tǒng)語音收入的下降和競爭的加劇,運(yùn)營商們正在通過新的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及捆綁在一起的語音、視頻和數(shù)據(jù)“三合一”業(yè)務(wù)來支撐收入。這種業(yè)務(wù)捆綁將推動(dòng)接入市場更多的帶寬需求,并將推動(dòng)新業(yè)務(wù)的提供。

作為一種捆綁選擇,基于光纖的接入處于領(lǐng)先地位。FTTx(光纖到路邊、駐地、樓宇、房間)服務(wù)提供比其他數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)快幾百倍的速度,并允許用戶使用多條電話線路,進(jìn)行視頻點(diǎn)播,接收高清晰度電視節(jié)目及更多業(yè)務(wù)。

大多數(shù)運(yùn)營商都選擇無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)作為傳輸媒介。近年來,美國運(yùn)營商一直在增建連接到家庭的BPON(寬帶無源光網(wǎng)絡(luò))網(wǎng)絡(luò)。這一工作將加快,而這些網(wǎng)絡(luò)則將被千兆位PON(GPON)網(wǎng)絡(luò)所取代。在亞洲,韓國電信正在部署以太網(wǎng)PON(EPON)網(wǎng)絡(luò),在日本,NTT則已宣布要將3,000萬條線路轉(zhuǎn)換成千兆位以太網(wǎng)PON(GEPON)。

在朝著這些“新”技術(shù)邁進(jìn)的過程中,始終存在著一個(gè)重要的問題。運(yùn)營商如何在新的基于分組的網(wǎng)絡(luò)上通過具有成本效益的方式地傳送現(xiàn)有可盈利的TDM通信業(yè)務(wù)？本文介紹的分組網(wǎng)絡(luò)電路仿真業(yè)務(wù)(CESoP),將作為一種可行的解決方案,可讓運(yùn)營商在遷移到PON架構(gòu)時(shí)輕松支持原有業(yè)務(wù)。

對(duì)于TDM通信和PON網(wǎng)絡(luò),運(yùn)營商有兩種選擇。第一種選擇是維持現(xiàn)狀,即用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施來處理TDM業(yè)務(wù)。第二種選擇是將原有業(yè)務(wù)遷移到新的PON環(huán)境中。

“維持現(xiàn)狀”的選擇意味著將維持現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)及關(guān)聯(lián)成本,直到最后一名客戶退出TDM業(yè)務(wù),轉(zhuǎn)而投向新的分組交換業(yè)務(wù)。這種情況下,對(duì)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的投資支出是有限的,而運(yùn)營費(fèi)用將繼續(xù)保持在當(dāng)前水平。但是,由TDM業(yè)務(wù)產(chǎn)生的收入則在急速下降。

相比之下,將TDM業(yè)務(wù)加入到新的PON基礎(chǔ)設(shè)施中將允許運(yùn)營商更快地淘汰舊網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)有的TDM業(yè)務(wù)將通過一個(gè)專用的、成本更低的網(wǎng)絡(luò)來提供。由于相應(yīng)的運(yùn)營成本下降,最終將從原有業(yè)務(wù)中獲得更大的收益。

這需要采用一種能夠在新舊網(wǎng)絡(luò)之間無縫地傳送通信業(yè)務(wù)的橋接技術(shù)。那么,這種技術(shù)存在嗎？

基于分組技術(shù)的TDM

基于分組的TDM傳輸技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)一段時(shí)間了。它有多種名稱,如CESoIP、CESoP、CESoMPLS、TDMoIP、基于分組交換網(wǎng)絡(luò)的電路仿真業(yè)務(wù)(CESoPSN),以及基于分組交換網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)化未知業(yè)務(wù)(SATOP)等。該技術(shù)現(xiàn)階段的發(fā)展水平已經(jīng)可以輕松地在PON網(wǎng)絡(luò)上傳送原有通信業(yè)務(wù)。

圖1:GPON網(wǎng)絡(luò)中的差分參考時(shí)鐘。

其最基本的技術(shù),CESoP技術(shù)是在有管理的分組交換網(wǎng)絡(luò)(PSN)上搭建通道來傳送TDM業(yè)務(wù)。在PON網(wǎng)絡(luò)特定情況下,TDM業(yè)務(wù)隧道是從光網(wǎng)絡(luò)終端(ONT)搭建至光線路終端(OLT)。TDM業(yè)務(wù)被打包,放入分組有效載荷并在PON網(wǎng)絡(luò)上傳輸。該有效載荷將在OLT處被接收并轉(zhuǎn)換成TDM,被匯集后送到公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)。

要在PON設(shè)備上成功部署CESoP技術(shù),必須具備以下四個(gè)關(guān)鍵特性。

1. 基于標(biāo)準(zhǔn)

運(yùn)營商和設(shè)備制造商需要符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品以確保一致性和互操作性。對(duì)于CESoP業(yè)務(wù),已經(jīng)發(fā)布了針對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)(如MPLS和以太網(wǎng)等)的標(biāo)準(zhǔn)。GPON標(biāo)準(zhǔn)包含了用于處理TDM的一種方法(下面將詳細(xì)論述)。然而,對(duì)于是要使用上述這些標(biāo)準(zhǔn)還是此處要討論的偽線路(pseudowire)標(biāo)準(zhǔn),業(yè)界一直存在著很大的爭議。

CESoP業(yè)務(wù)在PSN上傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)有五個(gè),其中三個(gè)與PON標(biāo)準(zhǔn)有關(guān),它們是兩個(gè)偽線路標(biāo)準(zhǔn)和一個(gè)城域以太網(wǎng)論壇(MEF)標(biāo)準(zhǔn)。偽線路標(biāo)準(zhǔn)包括來自IETF的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)草稿—無結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù)SATOP與結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)CESoPSN。MEF發(fā)布了一個(gè)關(guān)于在以太網(wǎng)連接上傳送TDM通信的標(biāo)準(zhǔn):《MEF 8城域以太網(wǎng)PDH電路仿真實(shí)現(xiàn)協(xié)議》。該標(biāo)準(zhǔn)是那些IETF標(biāo)準(zhǔn)草案的補(bǔ)充。

2. 時(shí)鐘與同步

與電路交換網(wǎng)絡(luò)不同,PSN沒有時(shí)鐘結(jié)構(gòu)。時(shí)鐘對(duì)確保TDM系統(tǒng)正常工作和符合標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。任何PON系統(tǒng)都必須處理TDM中繼線的時(shí)鐘。在TDM系統(tǒng)中,有兩種方法在網(wǎng)絡(luò)上傳送時(shí)鐘。使用哪種方法取決于網(wǎng)絡(luò)上的業(yè)務(wù)。

可以利用差分方法來傳送時(shí)鐘。在這種情況下,中繼線的兩端都要有一個(gè)參考頻率或信號(hào)。這是使用GPON網(wǎng)絡(luò)的情況。每個(gè)GPON ONT可以鎖定到OLT中的主頻率,而反過來該主頻率又可鎖定到電路交換網(wǎng)絡(luò)中的主參考源(PRS)。

通過在網(wǎng)絡(luò)兩端提供參考頻率,T1/E1電路的接收或發(fā)送頻率(假設(shè)與網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘異步)將與主頻率進(jìn)行比較并得到差值。該差值將以數(shù)字的形式在GPON網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送,并在接收端用于恢復(fù)原始頻率。

第二種方法是自適應(yīng)方法。在自適應(yīng)模式中,在網(wǎng)絡(luò)的一端(一般為中心局)有一個(gè)參考頻率。時(shí)間信息通過PON網(wǎng)絡(luò)傳輸,然后在接收器中恢復(fù)。由于不同的恢復(fù)方法具有不同的特性,因此用于恢復(fù)時(shí)鐘的方法非常重要。

最簡單的自適應(yīng)時(shí)鐘恢復(fù)方式是緩沖區(qū)填充法。該方法對(duì)ATM網(wǎng)絡(luò)來說已經(jīng)足夠,但不能在PSN上工作,因?yàn)镻SN上的分組延遲變化(PDV)較大。另一種時(shí)鐘恢復(fù)方式是平均法,將各分組數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)間在一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行平均。該方法雖然優(yōu)于緩沖區(qū)填充方法,但不能用于所有網(wǎng)絡(luò)載荷。而確保時(shí)鐘精確恢復(fù)的一種較好的方法是對(duì)恢復(fù)后的時(shí)鐘進(jìn)行統(tǒng)計(jì)運(yùn)算。

3.支持各種業(yè)務(wù)

所選擇的TDM業(yè)務(wù)必須能夠處理結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化和部分(fractional)TDM模式。這些是必須支持的標(biāo)準(zhǔn)T1/E1業(yè)務(wù)。

非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù),也稱為非信道化(unchannelized)業(yè)務(wù),它接收TDM業(yè)務(wù)流并將整個(gè)幀打包,無需知道成幀信息。幀位也通過PON傳送。因此,可以把非信道化業(yè)務(wù)理解為逐位傳送。

結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù),也稱為信道化業(yè)務(wù),能夠處理信道信息或DS0級(jí)信息。該業(yè)務(wù)可以交換和調(diào)整通信流量。該業(yè)務(wù)將支持N×64Kbps業(yè)務(wù),還支持部分業(yè)務(wù),允許運(yùn)營商出售低至DS0級(jí)的業(yè)務(wù)。

圖2:CESoP在 FTTx中的應(yīng)用:GPON。

4.點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)以及多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)

要充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的功能,任何TDM業(yè)務(wù)都應(yīng)當(dāng)能夠支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(租用線業(yè)務(wù))、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(星形配置)和多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(網(wǎng)狀配置)業(yè)務(wù)。理想情況下,一個(gè)PON網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持所有這三種業(yè)務(wù),這意味著無論是現(xiàn)有業(yè)務(wù)還是新興業(yè)務(wù)都可以輕松實(shí)現(xiàn)。

新業(yè)務(wù)的一個(gè)例子是偽專用直達(dá)線路。以前,公司用戶使用專線將TDM交換機(jī)連接到網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。該業(yè)務(wù)之所以失寵是因?yàn)楸仨殲槊總€(gè)連接租用一條T1/E1電路。隨著PSN的出現(xiàn),支持多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的CESoP功能只需要一個(gè)連到網(wǎng)絡(luò)的連接,就可以產(chǎn)生多個(gè)分組包,每個(gè)分組包帶有一個(gè)不同的目標(biāo)地址。因此,專線業(yè)務(wù)就再次變得可行了。

GPON系統(tǒng)

GPON業(yè)務(wù)是BPON的一種擴(kuò)展,它允許在上行鏈路和下行鏈路中提供更大的帶寬。GPON標(biāo)準(zhǔn)是由ITU建議集.x定義的。全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)(FSAN)小組也曾與ITU內(nèi)的相應(yīng)研究組一道制定這些標(biāo)準(zhǔn)。ITU與FASN目前正在為GPON定義新業(yè)務(wù),如TDM偽線路等。

首批部署的BPON系統(tǒng)已將三合一業(yè)務(wù)從服務(wù)提供商傳送到家庭或公寓大樓內(nèi)。由于GPON具有更寬的帶寬,BPON系統(tǒng)最終將被GPON網(wǎng)絡(luò)所取代。隨著網(wǎng)絡(luò)部署的擴(kuò)展,對(duì)處理原有通信業(yè)務(wù)以及時(shí)鐘分布的需求也將會(huì)增長。采用分組TDM技術(shù)將允許服務(wù)提供商處理原有通信業(yè)務(wù)。

時(shí)鐘對(duì)于PSN中的應(yīng)用來說至關(guān)重要,包括GPON。光連接的特性和用于OLT與ONT的MAC都是這樣:系統(tǒng)PDV和分組包的分發(fā)或標(biāo)準(zhǔn)偏差都很低。這對(duì)時(shí)鐘恢復(fù)來說是一個(gè)極好的指標(biāo)。

設(shè)計(jì)者可以選擇自適應(yīng)或差分時(shí)鐘恢復(fù)模式。差分模式是優(yōu)選的時(shí)鐘恢復(fù)方法,允許用戶利用GPON中的時(shí)鐘機(jī)制。圖1概要描繪了GPON網(wǎng)絡(luò)中的差分模式。采用差分模式可以確保最佳的時(shí)鐘恢復(fù)。它不受分組包延遲和PDV影響,可工作在不同網(wǎng)絡(luò)條件下。

自適應(yīng)模式也可以使用。自適應(yīng)時(shí)鐘被定義為從發(fā)送的CESoP流中恢復(fù)原始時(shí)鐘信息的能力。可通過對(duì)恢復(fù)后的時(shí)鐘采用統(tǒng)計(jì)技術(shù),將網(wǎng)絡(luò)引入的誤差減到最小,來實(shí)現(xiàn)最佳性能。網(wǎng)絡(luò)引入的這些誤差可能由分組包丟失、PDV、延遲、或較多的中繼段所引起。

圖2顯示了TDM在GPON網(wǎng)絡(luò)上的傳送以及采用偽線路的好處。采用GPON封裝模式(GEM)標(biāo)準(zhǔn)的TDM將只能在GPON上從ONT傳輸?shù)絆LT。而使用偽線路技術(shù),該傳輸范圍將擴(kuò)展到GPON網(wǎng)絡(luò)以外的點(diǎn)(如圖2所示)。網(wǎng)絡(luò)終端可以是CES網(wǎng)關(guān),如圖中右側(cè)所示。

圖2也體現(xiàn)了GPON網(wǎng)絡(luò)的典型配置和功能。如圖所示,該網(wǎng)絡(luò)是一種只有兩個(gè)ONT的PON網(wǎng)絡(luò)。CESoP流從OLT發(fā)送到ONT。TDM業(yè)務(wù)可以但不必一定終止于OLT和ONT。IAD通過一條以太網(wǎng)鏈路連接到OLT。該鏈路傳送來自臨近樓宇的TDM流。如圖右側(cè)所示,可通過連接到PSTN的OLT來端接TDM通信,也可以通過位于網(wǎng)絡(luò)中其它地方的CES網(wǎng)關(guān)來端接。

本文小結(jié)

隨著運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn),GPON系統(tǒng)必須處理原有通信業(yè)務(wù),如T1和E1業(yè)務(wù)。這要求一個(gè)解決方案必須是基于標(biāo)準(zhǔn)的解決方案,具有標(biāo)準(zhǔn)兼容的時(shí)鐘恢復(fù)機(jī)制,可為不同TDM模式提供業(yè)務(wù),且能夠支持點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)以及多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)功能。GPON具有在網(wǎng)絡(luò)上傳送一個(gè)固有時(shí)鐘的優(yōu)點(diǎn),從而允許在網(wǎng)絡(luò)中采用差分時(shí)鐘恢復(fù)法。

作者:Bruce Ernhofer

產(chǎn)品經(jīng)理

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