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TDMOIP:通過IP延伸電路交換

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TDMOIP:通過IP延伸電路交換
VoIP無疑是網絡通信領域的革新技術，也正在不斷完善之中 。而在此過渡階段還有另外一種技術—TDMoIP(Time Division Multiplexing over IP)，可以利用IP完成電話服務 。這種方法是把IP網絡作為原有TDM網絡的一種插入式替換，支持該技術的設備可以與所有的現有設備，如傳統PBX和交換機，實現無縫接入，提供上百種電話功能和用戶熟悉的PSTN質量 。
不可否認，基于IP的高速網絡是通信領域的一次革新，這歸功于因特網的日益流行和該技術帶來的成本下降 。據悉，對于許多應用來說，IP流量的費用已經低于傳統TDM服務的價格，隨之而來的是全球范圍的數據流量超過了電話網絡的流量 。可以預見的是，許多現存的電話基礎設施將被基于IP的新機制取代 。然而，這項革命性的工作并不會在短期內完成，今天的電路交換網絡，不論是VoIP預備取代的部分，還是VoIP必須與之連接的部分，都十分復雜……

VoIP的煩惱
從理論上講，在IP網絡上傳輸話音看起來并不難：數字化后的話音信號只是一種數據，可以和其他數據一樣由分組網絡傳輸 。電話網絡的主要技術成就，如最低成本路由方法，在IP網絡中都可以找到與之相對應的部分 。然而，假如想與TDM網絡進行競爭，VoIP必須切實解決兩個主要問題：即QoS和信令 。
為了解決服務質量問題，使用了如隧道、抖動緩沖等技術，而有關話音質量的其他技術，如回聲抑制、話音壓縮，并不是數據網的固有功能，對VoIP技術來講需要添加到已有網絡中，這是麻煩之一 。另外，幾乎所有在VoIP領域的研發努力都集中在解決QoS問題上，而信令問題包括如摘機、震鈴等基本的功能；接通正確的號碼和記賬所需的更高級的功能；來電顯示、呼叫轉移、電話會議等復雜的功能，以及目前智能網絡新增的功能等，再加上幾十個國家和地區的細微差別，則增加了復雜程度 。
TDMoIP生存之道
為了解釋TDMoIP的原理，我們首先回憶一下有關TDM的知識 。一個T1幀由24個單字節的時隙和1個單獨比特的同步位共193比特組成 。一個E1幀由完整的32個字節（256比特）組成，其中一個字節用來保持同步，一個字節傳統上為信令保留 。在這兩種情形下，幀速率為8000幀/秒 。
TDMoIP最簡單的實現方法如下：通過附加適當的報頭，用IP包封裝每個T1或E1幀 。因為數據包提供分段，同步位/字節不必包括在內 。因此對T1和E1的有效負載分別為24字節和31字節 。對于可靠的、面向連接的服務，有人考慮使用TCP/IP協議，這需要20字節的TCP報頭、20字節的IP報頭，每個數據分組共需40字節 。TCP提供了端到端的可靠連接，但這對話音分組用處不大，因為重傳的話音分組到達接收端時次序已亂，將被丟棄 。更合理的選擇將是使用實時傳輸協議RTP，它的報頭至少12個字節，另加8字節的UTP報頭和IP的報頭，這與上面的開銷一致 。而用40字節的額外開銷傳送24字節或31字節的有效負載實在是浪費，解決這一問題有兩個方法：
● 報頭壓縮方案：現在已經有RFC文檔提出把TCP和RTP的平均報頭減到只有3個字節，把開銷百分比降到8%～9% 。
● 把多個幀在封裝前組成一個超級幀：例如，把8個T1（E1）幀合并成192（248）字節的負載，使得開銷百分比降到17%（14%）的合理程度 。盡管合并增加了一定的緩沖延遲，但每幀只有125微秒的持續時間，與VoIP系統相比這一延遲是可以忽略的 。例如由8個連續幀組成的一個超級幀引入1毫秒的單向延遲，是用在VoIP中標準的16Kbps低延遲編碼器的一半，大大低于具有15毫秒延遲的8Kbps的編碼器 。

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