在包交换网络上仿真e1业务

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1、在包交换网络上仿真E1业务

2、第1内容显示中摘要：在包交换网络上仿真Ｅ１业务可以实现用户交换机ＰＢＸ与包交换网络的无缝连接，并能提供高质量的话音，是除ＶｏＩＰ之外的另一种分组语音技术。提出了在百兆以太网上传输Ｅ１的一种整体解决方案，介绍了适配电路的ＦＰＧＡ实现，并提供了一种网络模型和仿真结果。关键词：虚拟局域网ＶＬＡＮ服务质量ＱｏＳＩＰＶｏＩＰ现场可编程门阵列ＦＰＧＡ用户交换机ＰＢＸ更多更好的服务和更低的费用是促使网、计算机网、多媒体网相互融合趋向统一的深刻动因，而光纤的巨大带宽和第三层交换的强大交换能力则为此提供了

3、技术上的可能。从网络结构的角度看，ＩＰｏｖｅｒＦｉｂｅｒ将是未来网络的骨干；从提供业务的角度看，整合在统一网络上的各种新旧业务将是人们能够享受到的结果。目前，网和数据网正演变为一个语音与数据集成的网络。其中，数据业务呈爆炸性增长，语音业务的增长相比之下并不明显。可以想象，这种集成网络中必然会以数据业务为主。可见，将网和数据网融合，把语音业务融入数据业务的洪流，已是大势所趋。但是，占较小比重的语音业务却要求有比数据业务更高的ＱｏＳ保证。如何高质量地传送分组语音，是语音业务汇入数据业务过程中必须解决的问题。目前的ＶｏＩ

4、Ｐ是一种比较流行的解决方案，Ｅ１接入ＩＰ网需要经过ＩＰ网关。在网关处从交换机出来的Ｅ１数据被重新拆散，将其中的３０路数据分别取出、压缩、打包送到ＩＰ网上。尽管ＶｏＩＰ已经得到大量推广，但是在ＱｏＳ和信令方面仍有问题需要解决。而把Ｅ１数据直接封装成ＩＰ包传送，则是一种直观而简单的分组语音解决方案。其优点是：（１）省去ＩＰ网关，实现ＩＰ网络与传统ＰＢＸ的无缝连接；（２）提供Ｅ１在分组网上的透明传输，因此仍旧支持传统上的多种业务；（３）提供高质量的语音。达到上述目标需要网络提供足够的带宽——Ｅ１速率为２Ｍｂｐｓ。这在当前

5、的广域ＩＰ网上是不可能实现的，下一代基于第三层交换的ＩＰ网将为此提供光明的前景。而当前，受现有硬件条件的限制，局限于在局域网中实现这种技术，希望能够为该技术在未来新式ＩＰ网的推广铺路搭桥。本文提出了在百兆以太网上传输Ｅ１的一种方案，并对其延时、抖动等性能进行了分析。１成帧方案以太网中将传输两种数据：计算机数据和Ｅ１数据。Ｅ１数据采用与计算机数据类似的打包方式，即把Ｅ１数据放入以太网包数据区，数据区的第一个字节设为时戳，收端可根据时戳对Ｅ１包排序，判断是否丢包。包结构如表１所示。表1包结构6字节6字节2字节数据区4字

6、节目的地址源地址长度时戳E1数据FCS在包交换网络上进行电路仿真，为减小延时必须对语音包采取优先转发。而传统的交换芯片对所有以太网包的转发都是尽力而为，一视同仁。这种情况下Ｅ１包很有可能因为数据包的突发而造成很大延时，甚至因为缓存队列已满而遭丢弃，无法保证语音ＱｏＳ。ＩＥＥＥ的８０２．１Ｑ协议定义了ＶＬＡＮ和包转发的优先级，可以为优先级高的包提供优先转发以保证ＱｏＳ。鉴于支持８０２．１Ｑ标准的交换芯片已经出现，在以太网上仿真电路业务的ＱｏＳ是可以预见的并有一定保证的。本方案的基本思想就是用这样的交换芯片搭建支持ＶＬ

7、ＡＮ的以太网，为Ｅ１包设定高的转发优先级，即优先转发Ｅ１包以保证收端恢复出来的Ｅ１流的ＱｏＳ。其中Ｅ１包和数据包属于不同的ＶＬＡＮ，前者优先级高。为适应这一要求，Ｅ１数据在被封装成上述结构的以太网包后还要加入４字节的标签，形成８０２．１Ｑ所定义的ＶＬＡＮ帧，如表２。表2包结构6字节6字节2字节2字节2字节数据区4字节目的地址源地址VLAN协议IDVLAN标签长度时截E1数据FCS其中，２字节的ＶＬＡＮ标签的详细结构如下：3比特1比特12比行优先级CFIVLAN标识采用定长发包的方式。以太网包中Ｅ１数据的长度定为Ｎ×

8、３２ｂｙｔｅｓ，正好是Ｎ个Ｅ１帧。Ｎ值要适当选取，因为包太长则延时太大，太短则开销所占比重太大。数据长度正好是Ｅ１帧的整数倍，这样即使丢掉一个包，收端的Ｅ１帧定位也不会遭到破坏。Ｅ１经过ＨＤＢ３解码、串并变换之后，缓存在ＦＩＦＯ中，存满Ｎ×３２字节后就向交换芯片的ＭＩＩ接口发送一个Ｅ１包。２适配电路适配电路的功能是实现ＰＢＸ与数据网络连接：将Ｅ１封装为以太网包送入交换芯片的ＭＩＩ接口；从ＭＩＩ接口接收Ｅ１包，取出Ｅ１数据，送到Ｅ１线路上。以上功能由ＦＰＧＡ完成，框图如图１。在封装Ｅ１包时加入时戳（鉴于时戳的重要性，

9、其自身带有校验比特），在接收Ｅ１包时根据时戳标记的顺序存储Ｅ１数据。这样一个适配节点的系统框图如图２。３交换与调度控制交换芯片可以有多种不同的设置。为实现上述的ＶＬＡＮ网络，将交换芯片设定在如下模式：所有Ｅ１包端口与其它以太网接口属于不同的ＶＬＡＮＥ１包端口优先级高；接Ｅ１包端口时，或者与非ＶＬＡＮ的传统以太网相接时，入端口时加入标签，出端口时去掉标签；每