TDMoIP在5.8GHz无线网桥系统中的应用
TDMoIP在5.8GHz无线网桥系统中的应用
2009-04-2016:32
关键字：TDMoIP、无线网桥、基站
一、 概况
无线网桥是工作在 5.8GHz 频段，使用非线性调频技术，以点对点、点对多点方式进行数据接入的固定无线接入系统。其为基础电信运营商、ISP、驻地网服务商、行业、企业用户提供了有力的解决方案 , 使他们可以在很短的时间内低成本地架设起"最后一公里"宽带接入系统。 无线网桥可以提供高质量的话音、数据、图像、互联网接入等各种服务 , 具体应用包括 IP 电话、视频监控、网吧专线、电视会议、企业局网、电子商务、电子政务、远程医疗、远程教学、高速互联网浏览等。5.8GHz无线网桥技术已经非常成熟，目前已被中国的电信运营商、驻地网服务商及行业企业用户广泛认可和使用。
当前 E1 的传输和接入较多采用光纤通信系统和数字微波系统。光纤通信以其巨大带宽、超低损耗和较低成本而成为干线传输的主要手段。但是，其较大的一个缺点就是必须铺设光纤，这使得光纤通信系统在某些不方便铺设光纤或者不能铺设光纤的地方受到了限制，而且光缆的铺设相对来说施工周期较长，对于某些紧急任务也无法及时满足要求。数字微波作为一种无线传输方式，在灵活性、抗灾性和移动性方面具有较大的优点，但是其只能实现点对点组网方式，且没有数据接口，无法为以后数据业务进行扩展；自身的价格较高，而且受视距的限制，因此微波的应用也有一定的局限。
TDMoIP（分组网络电路仿真设备）是基于时分复用和IP基础上发展的一项新技术，能够在IP网络透明地传输，延伸一到八个E1电路信号，同时通过下行网口提供一个数据口，支持所有的传统E1和IP业务，可接入语音、数据、传真、信令等各种电信业务，与IP网无缝连接。
目前采用5.8GHz无线网桥+TDMoIP的组网方式可避免上述传输技术局限和成本昂贵问题。5.8GHz无线网桥仅提供IP数据接口，TDMoIP提供数据和语音接口。首先该方式是利用无线的方式，具有无线网络的各种优点，方便安装和及时开通，使用灵活。相比于普通微波设备，5.8GHz无线网桥具有价格上明显的优势，这样就可以给电信运营商等客户提供一种经济简便的 E1 传输和接入手段。
二、应用组网方案
2.1基站回程传输
在G网中，现有解决BSC与BTS之间通讯的模式都采用光纤或微波方式来实现。其主要存在铺设光纤和传统微波成本高昂的问题。
解决上述问题的另一种崭新模式是采用TDMoIP+无线网桥组网方式。
5.8G无线宽带接入系统可以基于IP/Ethernet等方式来提供数据业务。深圳虹扬信科的TDMoIP采用
的电路仿真技术，把整个E1封装进数据包，透明无压缩地传输，效率高，低时延，设备内部处理时间小于4ms，等同于PSTN网络的语音通话质量。该设备可以在无线系统提供的以太网或者IP网上快速建立E1链路，实现E1在IP网络上的延伸，从而提供E1的快速接入， 同时TDMoIP具备LAN接口还可实现数据业务的传输。
业务及组网特点：TDMoIP可提供1~2路E1端口，每路E1传输占用带宽为5M，根据客户业务需求，5.8GHz无线网桥需提供相应的有效带宽。TDMoIP利用了无线宽带接入系统解决方案具有安装部署简便、价格低廉的特点，运营商可以集中精力向用户提供高速、高质量的接入服务，使此组网模式变得方便、快捷且价格低廉。解决了铺设光纤和传统微波成本高昂的问题。（如下图）
因BSC可控制多个BTS，组网方式是1个基站控制器BSC 上控制6个基站收发台BTS。因此中心节点就需要6个E1端口的TDMoIP，（可采用设备级联方式）每一分支节点分配一个2M业务，物理逻辑连接上是点对多点的星型分支结构。除中心节点TDMoIP为6端口设备外，其余因每站点分别为1端口TDMoIP设备。此次组网方式实际就是TDMoIP点对多点组网方式的应用，但网桥只是点对点传输方式，TDMoIP带LAN接口，还可以实现数据业务扩展。
组网结构示意图如下：
优势：TDMoIP+无线网桥组网方式构成的链路端到端延时小于20ms,满足E1对适时性的要求，保证E1质量。使用TDMoIP设备+无线网桥组合的方案还有信息安全上的优势，因为时钟信息是从网络上恢复出来的，即使其他设备窃取了传输中的IP数据包，由于没办法得到时钟信息所以就没办法恢复出E1信号。此解决模式很好地解决了G网BSC和BTS之间回程传输中时钟同步的问题，虹扬信科的TDMoIP的采用的是数字锁相环的时钟恢复技术，有别于其他厂家同类产品采用的数据包统计负反馈的时钟恢复技术，实现了BSC和BTS时钟精确同步，时钟稳定，抖动、漂移小，符合ITU-T时钟抖动和漂移标准。
2.2 语音数据接入
基于IP的高速网络是通信领域最近一次革新。因特网的日益流行和该技术带来的成本下降使网络容量以惊人的速度增长。数据流量已经超过电话网络的流量，对于许多应用，IP流量的费用已经低于传统TDM服务的价格了。在目前的网络情况下，基础电信运营商的很多设备是基于时分复用系统（TDM）。例如程控交换机，PDH, SDH的传输网络和基站的接口等均为TDM接口，如E1接口等。在短期内，并不可能，也无必要将长期以来基于TDM技术发展起来的各种终端全部改造成基于数据包的新型终端。在以太网上实现透明的仿真E1通道，可以充分利用现
有的各种基于E1的终端设备，在日益普及的大量以太网资源上快速提供各种服务，保护了运营商的现有投资。该设备可以在IP网上快速建立E1链路，实现E1在IP网络上的延伸，从而提供E1的快速接入。
业务实现
电信运营商采用 5.8GHz无线接入做为无线传输通道，配合TDMoIP、第三方计费软件等其他设备，可为其用户提供完整的语音解决方案。TDMoIP提供以太网口及E1接口，可与以太网交换机的连接，实现数据、语音的共享，具有带宽需求小、资源利用率高等优点。
通过电信提供的E1接口，组建电话超市具体实施方案如下图所示。在局端提供E1接口，连接TDMoIP，TDMoIP提供的Uplink 与无线网桥10／100BaseT接口连接；终端站侧无线网桥采用10／100BaseT接口连接TDMoIP，通过TDMoIP与PBX相连；PBX出分机线，分机线连普通电话机，就可实现。同时还可实现包括局域网互连、Internet接入功能。通过和第三方计费系统连接，用于超市电话计费。如下图：
三、 TDMoIP的技术优势：
当前IP网络的发展，解决语音有两种解决方式：一种是VOIP，另一种是采用电路仿真技术的TDMoIP方式。基于IP网络的发展，人们对VOIP也作了很大的努力，但存在着困难。
VoIP技术
VoIP的麻烦
数字化后的话音信号只是一种数据，可以和其它数据一样由分组网络传输。VoIP必须切实解决两个主要问题：即QoS和信令。
服务质量（QoS）
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顺序致关重要，而丢失几毫秒的信号通常并不会引起注意。这些要求与IP网络的基本原则完全相左（尽管对其他分组网络的原则并不必要）。为了克服这些限制，使用了如隧道、抖动缓冲等技术。有关话音质量的其它技术，如回声抑制、话音压缩，并不是数据网的固有功能，对VoIP技术需要添加到已有网络中。
信令
几乎所有在VoIP领域的研发努力都集中在解决QoS问题上，而信令问题的解决几乎是空白。我们指的信令问题是打电话时除了话音之外所需的交换信息。信令包括如摘机，震铃等基本的功能；接通正确的号码和记帐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，再加上几十个国家和地区的细微差别，更增加了复杂程度。除非当你减少了他们已熟悉的功能，电话用户往往没有意识到这种复杂性。当把IP网络和标准的电话网相互连接时，要想实现在全球的标准电话互连，必须面对这些问题。
TDMoIP技术
概念
TDMoIP（分组网络电路仿真时钟同步设备）是基于时分复用和IP基础上发展的一项新技术。其基本思想就是在分组交换网络上搭建一个"通道"，在其中实现TDM电路(如T1或E1)，从而使网络任一端的TDM设备不必关心其所连接的网络是否是一个TDM网络。分组交换网络被用来仿真TDM电路的行为，故而称为"电路仿真"。
TDMoIP（分组网络电路仿真时钟同步设备）最关键的问题之一就是时钟恢复。深圳市虹扬信科科技有限公司采用的时钟恢复方式是数字锁相环技术，时钟精度更高。
目前此类设备主要应用是继续支持客户的TDM业务。其提供E1和Ethernet接口，支持传统E1和IP业务，可接入语音、数据、传真、信令等各种电信业务。
TDMoIP环境中的信令
TDMoIP是如何解决IP网络与电话网络互连时随之产生的信令问题的呢？为了回答这个问题，我们区分三种不同的信令：带内信令、CAS和CCS。正如其字面意思，带内信令与话音在相同的声音频带内传送。它的形式有呼叫进程音，如拨号音或回铃，DTMF音、用于呼入确认的FSK，北美的MFR1或欧洲的MFCR2等。因为这些都是能听见的音调，它们被编码到TDM时隙中，自动被TDMoIP传输。VoIP系统使用的话音压缩算法通常不能很好传输这些信令。因此VoIP系统需要音频转发协议来确保带内信令正确工作。最常见的CAS，即随路信令，与话音信号在相同的T1或E1帧中传送，但不在话音频带内。T1通过保留位实现该信令，E1通过保留一个时隙为其余30个通道每个通道承载4比特实现该信令。因为CAS比特通过同样的T1或E1数据流传输，它们仍可自动地被TDMoIP传递。VoIP系统需要发现CAS比特，根据相关的协议对其进行解释，使用某种信息协议在IP网络中传输这些信令，并在远端重新生成并组合成相应的信令。
SS7是一种CCS（即通用通道信令）方法。SS7链路是56或64kbps的数据链路，通常占据一个TDM时隙。在这种情况下，该信令自动被TDMoIP传送。如果不是这种情况，可以从SS7信令网关得到所需的IP格式的信息，直接把它作为附加信息，不经过任何处理，通过网络传输。
同步
TDM网络中时钟要求精确同步。IP网络中的数据包以一个随机的延迟到达目的地，该延迟称作抖动。当在IP网络上模拟TDM时，假设存在合适的时间参考，可通过使用缓冲区来平滑所接收的数据，克服这种随机性,这种方式很好地解决了网络同步。
TDMoIP设备特性
·可通过交换机、路由器等有线网络设备进行互连，并可应用到固定无线接入和卫星通信等大延时传输环境
·大容量E1接入可通过堆叠设备增加端口数量
·抗时钟抖动能力强，能够对抗50ppm的时钟
抖动，平均时钟偏移小于0.01ppm
·严重误码秒率（SESR：Severely Errored Seconds Ratio）小于0.005%
·时钟锁定快，初次E1同步信号锁定时间在30秒之内
·低时延，设备内部处理时间小于4ms
·可靠性高，平均无故障时间（MTBF：Mean Time Between Failures）大于50000小时
·设备故障恢复时间（MTTR：Mean Time To Restore）小于5 分钟
·系统可用性达到 99.9999%
·支持乱序重排功能，对后发先至的IP包，自动调整顺序，还原成E1信号
·能够对抗最大250ms的单向传播时延和最大50ms的单向传播时延抖动
·平行、交叉5类线自适应适配
·提供系统运行、本地E1告警、远端E1告警、网络状态指示灯
·支持远程在线升级
·支持110～220VAC 或 -48VDC供电
四、结论
本文描述的各种方案已经成功应用于各大运营商的网络之中， 采用5.8GHz无线网桥和虹扬信科的TDMoIP（TDM over Packet）构成的系统，给电信运营商提供了一个良好的接入平台，可以广泛应用于目前的村村通工程中，可以配合现有网络用于取代光纤、微波等传统的传输方式，用于PBX和交换机的互连，基站BTS和基站控制器BSC之间的互连，以及网吧，话吧或一网双吧的应用，大客户语音和数据的同时接入等。本文描述的解决方案具有优越的性能价格比，从而提高了运营网络的使用效率。
原文网址: https://www.360docs.net/doc/7d4563382.html,/js/content/2009-04/20/content_739295.htm