電路仿真功能在接入交換機(jī)的應(yīng)用

殷偉+王立倩

摘要：電路仿真技術(shù)是在以太網(wǎng)上承載傳統(tǒng)時(shí)分復(fù)用TDM數(shù)據(jù)的技術(shù)。接入交換機(jī)的電路仿真功能主要是基于城域以太網(wǎng)論壇（Metro Ethernet Forum）MEF 8協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，在常用的以太網(wǎng)上為PDH數(shù)據(jù)提供端到端的傳輸。該文從電路仿真的技術(shù)背景、基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行了介紹，便于讀者能夠快速入門并進(jìn)而掌握該項(xiàng)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：電路仿真；時(shí)分復(fù)用；城域以太網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）35-0271-02

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和融合，對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和交換的方式逐漸成為了主流，IP網(wǎng)絡(luò)和MPLS網(wǎng)絡(luò)成為了包交換網(wǎng)絡(luò)的典型代表。但是，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)里有大量的TDM（Time Division Multiplexing）設(shè)備還將繼續(xù)使用，如何有效的節(jié)約成本以便現(xiàn)有的TDM設(shè)備能夠更加高效的利用就顯得尤為重要。

傳統(tǒng)的話音業(yè)務(wù)是實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)，是通過(guò)時(shí)分復(fù)用TDM（Time Division Multiplexing）網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸語(yǔ)音信息的。這樣做確實(shí)具有很好的服務(wù)質(zhì)量，但是對(duì)帶寬利用率低、價(jià)格高。而基于IP/Ethernet的分組網(wǎng)卻具有帶寬利用率高、價(jià)格低的成本優(yōu)勢(shì)，并且以此逐步占據(jù)了大部分的市場(chǎng)份額。以太網(wǎng)電路仿真技術(shù)可以通過(guò)以太網(wǎng)為E1、DS1等TDM接口模擬相應(yīng)的業(yè)務(wù)通路，這樣做既有效利用了現(xiàn)有的TDM設(shè)備資源，又極大地降低鏈路成本。

1 分組網(wǎng)電路仿真技術(shù)背景

分組網(wǎng)電路仿真CESoP（Circuit Emulation services over Packet）技術(shù)的產(chǎn)生背景就是為了通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)TDM電路交換業(yè)務(wù)的透?jìng)?。最初的TDM業(yè)務(wù)設(shè)備僅支持E1和DS1業(yè)務(wù)的傳輸，隨著分組以太網(wǎng)的興起和不斷發(fā)展，特別是城域以太網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，分組網(wǎng)電路仿真技術(shù)成為了跨以太網(wǎng)傳輸TDM業(yè)務(wù)的重要解決方案。

TDM電路仿真技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要來(lái)自四個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織，分別是：IETF、ITU-T、MEF及MFA。這些標(biāo)準(zhǔn)組織之間互相合作，不同組織推出TDM業(yè)務(wù)透?jìng)鳂?biāo)準(zhǔn)基本上是類似的，在具體技術(shù)細(xì)節(jié)例如數(shù)據(jù)封裝格式細(xì)節(jié)等方面有微小差異。MEF提出的MEF 8標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于解決如何把TDM原始業(yè)務(wù)直接封裝成以太網(wǎng)幀，ITU-T的Y.1413定義了通過(guò)MPLS網(wǎng)絡(luò)承載電路業(yè)務(wù)的格式，IETF定義分組交換網(wǎng)（Packet Switched Network）包括Ethernet、IPv4和MPLS網(wǎng)絡(luò)，被仿真的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)包括FR、AAL、HDLC等。

2 電路仿真的基本原理

分組網(wǎng)電路仿真的基本思想就是通過(guò)分組交換網(wǎng)絡(luò)模擬一個(gè)虛擬的TDM通路（如E1或DS1），可以有效解決TDM設(shè)備遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)高鏈路成本的問(wèn)題，可以更加高效的利用TDM設(shè)備進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸。其基本原理就是對(duì)TDM數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，封裝后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包通過(guò)分組交換網(wǎng)絡(luò)傳送到目的端，目的端對(duì)接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解封裝，進(jìn)而恢復(fù)出原始的TDM數(shù)據(jù)。接入側(cè)用戶不必考慮中間的以太網(wǎng)，相當(dāng)于為用戶提供了一條透明的TDM通道。分組交換網(wǎng)絡(luò)被用來(lái)仿真TDM電路的行為，稱為“電路仿真”。如圖1所示。

電路仿真可以透明的傳送TDM業(yè)務(wù)（比如話音、圖像和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)），其實(shí)現(xiàn)主要有CES over Ethernet、CES over MPLS和CES over IP三種封裝方式。其中CES over Ethernet主要是基于MEF 8標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)， CES over Ethernet的數(shù)據(jù)包只需封裝到二層數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)鏈路層主要包括MAC地址和VLAN信息；適配層主要包括ECID、控制字、RTP等功能字段，ECID 4個(gè)字節(jié)主要是用來(lái)標(biāo)識(shí)不同的虛連接，控制字4個(gè)字節(jié)主要用于鏈路故障檢測(cè)和組包，RTP 4個(gè)字節(jié)用于標(biāo)識(shí)承載的凈荷類型和時(shí)鐘同步，應(yīng)用數(shù)據(jù)層對(duì)應(yīng)的就是封裝的TDM凈荷；CES over IP的數(shù)據(jù)包除二層數(shù)據(jù)鏈路層外，還需要額外封裝20個(gè)字節(jié)的IP頭和8個(gè)字節(jié)的UDP報(bào)文頭；而CES over MPLS的數(shù)據(jù)包除二層數(shù)據(jù)鏈路層外，還需要封裝MPLS標(biāo)簽。三種報(bào)文的封裝模式如圖2所示。

3 電路仿真交換機(jī)的典型應(yīng)用

電路仿真技術(shù)可以通過(guò)以太網(wǎng)仿真TDM通道，比如在城域以太網(wǎng)中模擬E1/DS1業(yè)務(wù)通道而不必感知實(shí)際傳輸?shù)腅1/DS1業(yè)務(wù)類型，該技術(shù)既解決了TDM網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)的互通問(wèn)題又能夠利用以太網(wǎng)的低成本優(yōu)勢(shì)降低TDM鏈路成本。如圖3所示，在城域以太網(wǎng)中通過(guò)電路仿真技術(shù)連接兩端的E1鏈路。

電路仿真技術(shù)還可以用于無(wú)線接入領(lǐng)域。在無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)中，因?yàn)椴糠譄o(wú)線運(yùn)營(yíng)商并沒(méi)有固網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，基站、基站控制器之間傳統(tǒng)上是通過(guò)E1/DS1 租用線路連接的，E1/DS1租用線路價(jià)格昂貴而且需要時(shí)鐘同步，電路仿真技術(shù)的出現(xiàn)為無(wú)線運(yùn)行商提供了一種可行的、低成本的解決方案。通過(guò)以太網(wǎng)電路仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)了同城區(qū)域內(nèi)基站和基站控制器之間的業(yè)務(wù)透?jìng)鳎瑯O大地節(jié)約了運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)成本，如圖4所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前網(wǎng)絡(luò)的IP化是一種趨勢(shì)，以太網(wǎng)具有傳輸效率高、成本低、易布署、技術(shù)簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)現(xiàn)網(wǎng)大量存在的TDM設(shè)備在一段較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)還將繼續(xù)使用，在城域以太網(wǎng)興起的大背景下，電路仿真功能既具有良好的網(wǎng)絡(luò)互通性，又具有靈活的功能可擴(kuò)展性，有效地解決了現(xiàn)有TDM終端設(shè)備與以太網(wǎng)鏈路無(wú)縫連接的問(wèn)題，為向下一代網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)而做出了重要的創(chuàng)新和貢獻(xiàn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步以及以太網(wǎng)的不斷發(fā)展，分組網(wǎng)電路仿真技術(shù)的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。

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