VoIP與TDMoIP比較

當今，IP上的話音業務（VoIP）正在大力發展，通信網絡正向IP網絡演進。但是，VoIP仍需要努力解決服務質量（QoS）和信令問題。

　　一種新的IP上的時分復用（TDMoIP）將為IP電話帶來電信級的質量水平。TDMoIP是把IP網絡作為插入到傳統TDM網絡中的一種網絡可以與已有的設備（如傳統的用戶電話交換機和交換機）無縫地連接，并提供和傳統電話一樣的多種業務，以及像公用電話交換網（PSTN）那樣的質量保證。

　　1、VoIP

　　VoIP的IP電話基本原理是：首先把PCM的語音放在IP網關中的內存緩沖區內，網關起到協議轉換的作用，負責把該PCM話音數據流轉換為壓縮的IP包數據流。網關中的緩沖區使用標準的壓縮算法從PCM中取樣，取樣后形成離散的二進制數據流，并加上報頭。在形成二進制數據的過程中，任何冗余的數據，如語音之間的停頓（靜音）和冗余會被標記出，并可能被壓縮掉。

　　在IP網關緩沖區內排隊等待的IP包選擇路由后發送至目的地。當數據包到達目的地網關時，被解壓縮（重新將靜音時段和冗余話音插入進去），并被解碼，恢復原始發出的語音信號。IP網關起控制及關守作用，如呼叫控制、呼叫管理、網絡管理、語音智能交換等。

　　每個IP網關有一個網關號，即一個唯一的IP地址，網關號可理解為電話局號或區號。

　　IP電話在現有的電話設備撥號后，通過本地IP網關，在收到呼叫請求后，從其電話目錄數據庫中查到目的地網關號的IP地址，并向目的地發出呼叫請求。

　　VoIP中類似于信令的呼叫控制采用的主要協議是原CCITT H.323，以及H.225、H.245等。

　　VoIP要與傳統電話的TDM網絡相競爭，需要在QoS保證和信令問題作出努力。在話音業務中，低的時延和正確的信令時間順序是至關重要的，這樣能作到即使丟失了幾毫秒的信號，也影響不大。為了解決這一問題，可以采用隧道和抖動緩存技術。此外，與話音質量有關的回音消除和話音壓縮技術對于數據網絡并不重要，而對于VoIP卻有需要。

　　信令的基本性能是摘機、振鈴、正確地把信號送達目的地以及計費等。與信令有關的還有主叫用戶識別、呼叫轉移、會議電話、智能聯網等。對于電話網上如此眾多、復雜的性能，用戶通常并不知道，往往在失去一些用戶習慣的性能時，用戶才會明顯地感覺到。這就要求VoIP還必須處理好IP網絡與傳統電話網絡的接口與協調。

　　2、TDMoIP

　　TDMoIP透明地傳送TDM幀，且無需中斷任何數據傳送，無需對數據作任何的解釋和翻譯。即使有一部分信道用來傳載數據或是所有的幀都是非結構化的比特流時，TDMoIP都可傳送任意的T1或E1業務。基本的TDMoIP概念可容易地延伸至部分的T1系統或信道化的E1系統。為了減輕業務流量的負荷，只有承載字節的信息才需要含有IP分組包。

　　TDMoIP解決IP網絡及電話網絡中的信令方法是：TDMoIP采用帶內信令，信令和話音在同一音頻段內傳送，由TDMoIP自動傳送在TDM時隙里編碼的可聽的呼叫過程中，并且需要用聲音中繼協議以保證帶內信令功能的正確實施。

　　在傳統的TDM網絡中，另一項重要的功能是同步，時間同步的分層實施對于全網通信質量極為重要。在IP網絡中，分組到達目的地的時延是隨機的，即熟知的抖動。當在IP網絡上仿真TDM時，通過采用緩存器及合適的時間參考，可以平滑所有進入的數據，克服這類隨機性。

　　把TDMoIP集成到電話網絡通常有以下兩種方式： （1）長途電話“繞道”方式

　　運營商在兩個中央交換局間引入基于TDMoIP的備用鏈路。由于成本較低的優勢，長途電話“繞道”業務可為客戶提供比現今運營商便宜的費率。在這種方式中，TDMoIP設備應接收來自其所有連接的中央交換局的時鐘參考信息。 （2）全網方式

　　主要基礎設施的大部分用TDMoIP網絡替代，并需要時間同步。IP網絡通過網絡定時協議（NTP）傳播時鐘信號。除非IP網絡是專用的TDMoIP鏈路，通常在NTP時鐘和所需的TDM間不建立連接。一種提供時間標準的解決方案是為所有TDMoIP設備提供原子鐘或全球定位系統（GPS）接收器，這樣可以減輕IP網絡需要發送同步信息的負擔。在不能提供精確的本地時間參考或費用太貴時，可采用在目的地再生同步時鐘的方法。

　　3、TDMoIP和VoIP的比較

　　由于對話音、數據信令及協議的透明，TDMoIP比VoIP簡單。而VoIP卻需要在信令格式間采用新的協議和翻譯。

　　VoIP尚需開發許多應用，TDMoIP可以自動地獲得已有PBX和計算機通信集成（CTI）的一些優點。兩者另一項重要的差別在于TDMoIP可以提供話音數據的混合業務。從業務提供者的觀點看，TDMoIP和VoIP可互相補充。

　　從用戶側到運營商的業務提供點，把TDM中繼線透明地延伸到IP網絡上，可簡化VoIP在業務提供點上部署較大型的、可伸縮的VoIP網關和軟交換的工作，并可為用戶在住宅側提供簡單的TDMoIP網絡的終端單元。這些TDMoIP的終端電路可用來提供除VoIP業務外的一些業務，如通常的PSTN接入、集中式用戶交換、幀中繼和ISDN等業務。

　　參與競爭的本地電話公司可以用TDMoIP技術的優點擴展其市場范圍，可簡單和經濟有效地建立更多的業務提供點，提供更多的業務。傳統的本地電話公司可批發傳輸電路給新的運營商，使其能用TDMoIP經濟有效地在光纖或無線鏈路上延伸T1或E1電路。

　　在吸取無線和光纖數據網絡的優點，以及在各設施間用TDMoIP延伸T1或E1電路時，新的運營商可獲得更多的收入。業務提供者還可把除寬帶數據外的一些專線業務捆綁在一起。

　　TDMoIP使所有T1或E1電路上運行的話音和數據業務均可自動地被IP支持。它不僅包括簡單的PSTN接入，還有一次群業務、集中式用戶交換、VoIP的話音業務，以及ATM幀中繼、點到點協議（PPP）、ISDN、同步網絡體系結構（SNA）和X.25業務。

　　4、TDMoIP用于移動通信

　　蜂窩移動運營商可利用TDMoIP技術在TDM微波鏈路、T1或E1租用線路上作各基站間、基站控制器和移動交換中心間的連接。

　　迄今為止，ATM仍是最好的一種技術，而微波和租用線路都比較貴。在千兆以太網上引入QoS保證，以及采用TDMoIP將是一種可優先選擇的方案。

　　第三代移動通信運營商在發展過程中，對于蜂窩骨干網絡上的IP網絡也可采用TDMoIP解決方案。展望未來，不論是現有的設備，還是第三代蜂窩網絡設備都將能共存地接入到基于IP的骨干網絡。

　　5、TDMoIP的應用

　　由于TDMoIP的一些特點，在全球大力發展VoIP的同時，也有運營商采用TDMoIP布署其網絡。例如瑞典UTFOR公司就是一個例子。

　　UTFOR公司于2000年建設了4500km長的寬帶光纖數據和電話網絡，采用TDMoIP技術為客戶提供先進的服務。該公司采用RAD數據通信公司的IPmuｘ產品，基于其IP、以太網和DWDM網絡、旁路幀中繼、ATM和SDH，提供一種純粹的IP業務。

　　該公司的光纖網絡將瑞典南部和中部的50個城鎮與挪威的奧斯陸、丹麥的哥本哈根及芬蘭的赫爾辛基連接。該網絡的初期傳輸容量為1.2Tbit/s，初期的路由交換能力大于2Tbit/s。

　　IPmuｘ把數據或話音的同步數據流插入到分組包中，并加上IP報頭。該分組包通過IP網絡傳送到目的地，在目的地去掉IP報頭，還原成原來的數據流再發出。

　　不論是運營商還是用戶，都期望把已有的電路交換資源與新的IP網絡緊密地結合起來。

　　雖然目前全球正在采用VoIP，但是其標準化程度尚不成熟。把ATM和VoIP相比較，TDMoIP不失為一種較好且不太復雜的系統，由于保持了成幀或未成幀E1／T1電路的整合，因而沒有削弱其質量。UTFOR公司決定采用TDMoIP的另一個因素是，從運營商的角度來看，VoIP尚不夠規模化。

　　UTFOR公司通過TDMoIP為其用戶提供Internet連接、透明的局域網業務、在IP上實現了傳統的高質量的電話。

　　IP mux可以把企業用戶的PBX連接到IP網絡，在用來傳送數據的基礎設施上提供傳統的話音通信。該產品還使UTFOR公司可提供公司內部的免費電話，以及用作Internet接入的100Mbit/s的IP端口虛擬專用網（VPN）業務。

　　UTFOR公司可以在一個接入口上替代租用線、幀中繼和SDH結構。也就是說可以用一個IP端口為其客戶提供Internet接入、話音交換、VPN和IP-VPN等所有業務。該公司將在下一步的TDMoIP業務中，逐步以成本較低的容量推出視頻和多播業務。

　　TDMOIP產品

　　深圳遠大舟科技發展有限公司提供IPCE－X IP電路仿真系列產品，為國內唯一一家可以提供此類產品的公司，產品主要特點：

　　1. 通過IP網絡傳輸成幀或不不成幀的E1信號，單臺設備可傳輸1個、2個、3個或4個E1。

　　2. 可通過IP網絡傳輸n×64K。在實際應用中，這一特點具有很高的價值。在網絡質量不好時，可以保證重要的數據流不丟失。

　　3. 輸出時鐘源可選：外時鐘、網絡適配時鐘或從E1接收線路提取時鐘。網絡適配時鐘，是指從對端發來的數據流中恢復和再生時鐘，IPCE－X恢復的時鐘，具有很高的質量，能夠完全達到PDH光端機的時鐘指標。