EPON系统中TDM业务的实现

　1引言

　　近年来全球范围内数据流量的激增以及IP业务的飞速发展给当前网络建设提出了诸多新课题。一方面传统的电话业务和租用线业务等基础电信业务仍然是现在电信运营商业务收入的主要来源，另一方面数据业务的高速发展迫使电信网IP化成为一个无法逆转的趋势。数据、语音和视频业务的融合已成为下一代网络（NGN）发展的必然趋势。如何让数据网承载TDM业务以及如何兼顾现有业务及未来网络发展已成为各电信运营商关注的焦点。而最终用户则总是希望以尽可能低的成本在企业或家庭内部实现电话、视频和数据等多种业务的综合接入。EPON|0">EPON作为新一代的宽带接入技术为了满足网络发展与融合的客观要求，就必须要实现多种业务包括TDM业务的综合接入。

　　2EPON中如何实现TDM业务

　　Ethernet的封装方式使得EPON技术非常适于承载IP业务的同时也使其面临一个重大的难题--难以承载语音或电路方式数据等TDM业务。EPON是基于以太网的异步传送网络，它没有全网同步的高精度时钟，无法满足TDM业务的定时和同步要求。要解决TDM业务的定时同步问题同时又要保证TDM业务的QoS等技术难题不仅要在EPON系统自身设计上做改进，同时也需要采用一些特定的技术。

　　目前，在EPON系统上实现TDM业务传输最主要的一种方法是基于分组交换网络的电路仿真技术（CESoP,CircuitEmulation over Packet Switched Net）。

　　2.1从电路交换到分组交换的基本思想

　　CESoP技术是指在非TDM网络上进行电路仿真，实现TDM业务如E1/T1，E3/DS3或是STM-1等在分组交换网络上的传送。其基本原理就是在分组交换网络上搭建一个"通道"，通过增加报头，用IP包封装每个T1或E1帧，通过分组交换网（PSN）透传到对端。目的端收到数据包后重新生成同步时钟信号，同时去掉数据包中的IP头，把其它数据转化成原始的TDM数据流，从而使网络两端的TDM设备不需关心其连接的网络是否为TDM网络。CESoP对E1来说是透明传输，所以它对传统的电信网络兼容性非常好，所有传统的协议、信令、数据、语音、图象等业务，都能够原封不动的使用该项新技术；而且相关的设备不需做任何改动，可使电信运营商充分利用现有资源，把传统TDM业务应用在IP网上。


图1：通过分组交换网络实现的电路仿真业务

　　2.2电路仿真的实施

　　CESoP电路仿真要求在分组交换网络的两端都要有交互连接功能。在分组交换网络入口处，交互连接功能将TDM数据转换成一系列分组，而在出口处则利用这一系列分组再重新生成TDM电路。目前有结构化仿真和非结构化仿真这两种方法来实现这种交互功能模块。

　　结构化仿真使用了TDM电路中所固有的时隙结构。首先将帧结构(如DS1中的F位)从数据流中提取出来，然后按顺序将每个时隙加入到分组的有效载荷内，后面再跟着下一帧的同一时隙，如此反复。有效载荷全部填满后，再加上一个分组头，该分组就被发送到分组交换网络中。有效载荷一般包含大约八帧TDM数据(对于E1电路而言即有256个八位位元)。在分组网络的出口处，TDM数据流被重新产生，并使用新的帧结构。

　　非结构化的传输方式则忽略TDM电路中可能存在的任何结构，将数据看作给定数据速率的纯位流。从TDM位流中按顺序截取一系列八位位组来构成分组的有效载荷。因此，构成每个分组有效载荷的八位位组的数量是随机的。一般选取有效载荷的长度使分组构成时间在1ms左右，对于T1电路，该长度为193个八位位组(见图2)。对于E1电路，该长度为256个八位位元。这样，TDM业务中的信令被透明传输，无须任何的信令协议转换设备就可以实现任何类型的TDM业务。


图2：结构化电路仿真业务和非结构化电路仿真业务

　　2.3CESoP的标准化

　　有关CESoP技术的标准化工作已在有条不紊地展开。目前有4个标准化组织正在从事CESoP技术的标准化工作，分别是国际电信联盟（ITU,InternationalTelecommunicationsUnion）;互联网工程任务组（IETF, Internet Engineering Task Force）; MPLS与帧中继联盟（MFA, MPLS and Frame Relay Alliance）; 城域以太论坛（MEF, Metro Ethernet Forum）。各组织正密切关注自己专长的领域。

　　ITU-T建议Y.1413ITU是关于在MPLS网络上实现TDM的建议。定义了通过MPLS网络承载电路业务的格式。该建议主要规定TDM-MPLS网络互通的必要功能要求。这个标准支持结构化的TDM仿真和非结构化的TDM仿真。

　　IETF下属的边缘到边缘的伪线仿真（PWE3，PseudoWireEmulation Edge-to-Edge）工作组负责制定分组交换网（PSN）上仿真网络业务的机制。被仿真的网络业务包括数字TDM专线、帧中继（FR）、ATM信元和ATM适配（AAL）、Ethernet和Ethernet VLAN、HDLC、PPP等。

　　MPLS与帧中继联盟(MFA)最近发布了TDM仿真的实现协议 MFA 8.0.0，该协议规定了通过 MPLS 网络承载 TDM 电路仿真的封装格式、连接的建立与拆除等；还简化了通过 MPLS 承载 TDM 传输的问题，允许运营商向同时提供语音、视频和数据业务的单一、融合的网络转移。

　　MEF则批准了新的电信级以太网技术规范MEFx（x=1,..,8）。其中，MEF8规范规定了基于城域以太网的准同步数据系列（PDH）电路仿真的实现方法。MEF 8将和针对以太网测试步骤与网络管理的新规范一起促使城域以太网发展成为一种电信级传输技术。

　　随着这些标准的制定，不同设备制造商之间的互联互通问题将会逐步得到解决。目前EPON厂商采用的TDM仿真芯片主要采用的还是IETF的PEW3工作组的边缘到边缘的伪线仿真（PEW3）技术。