Maxim时分复用(TDMoP)技术问题解答

摘要：本应用笔记给出了一系列常见问题解答(faq)，帮助用户更好地理解maxim的时分复用(tdmop)技术和产品。
引言
本应用笔记主要关注maxim的tdmop产品线，给出了一系列常见问题解答(faq)，帮助用户更好地理解tdmop技术、模式和术语。代表性的产品有ds34t10x、ds34s10x或ds34s132。ds34t10x包括ds34t101/ds34t102/ds34t104/ds34t108，ds34s10x包括ds34s101/ds34s102/ds34s104/ds34s108。
包协议
什么是tdm伪线(pw)?
ces pw净荷与sat pw净荷的主要区别是什么?
为什么有多种pw报头字节(mef-8、mpls、udp/ip、l2tpv3、ipv4和ipv6)?
pw用于什么样的aal1 (atm适配层1)?
运营
高级数据链路控制(hdlc)必须怎样处理tdmop?
净荷中应包含多少字节?
tdm pw是否可用于实现电信ds0交叉连接?
时钟恢复定时模式
什么是差分时钟恢复(dcr)?
什么是自适应时钟恢复(acr)?
定义
运营、管理和维护(oam)意味着什么?
时分复用(tdm) pw定时是什么意思?
什么是实时协议(rtp)时标?
什么是oam时标?
什么是本地时标?
包协议
什么是tdm伪线(pw)?
tdm pw是用来通过分组交换网络传输tdm数据流的标准类型数据包。pw通过分组交换网络(psn)创建一个隧道(传递方法)。pw不仅传输数据，而且传输与数据相关的定时。该过程的最复杂部分是准确复现原始tdm数据流的定时，使恢复的tdm数据流不会时常以可能会超出要求的抖动/漂移限值的水平加速和减速。
ces pw净荷与sat pw净荷的主要区别是什么?
基于分组交换网络的电路仿真业务(cesopsn)和基于分组的非结构化tdm (satop)协议定义了如何在pw数据包净荷中承载t1/e1线的数据。
ces方法用于承载nx64 (即分数) t1/e1信号。ces净荷字节排列t1/e1数据，并指定每个字节在pw数据包净荷中的位置。t1/e1信号的成帧模式通常由ces pw结束，并不转发。对于t1线，ces净荷承载24字节数据(不包括第193位，成帧位)。对于e1线，ces净荷承载31字节数据，因为不包括第一个成帧字节。这种技术使包处理电路更容易监测更多信息，并允许ces方法修改数据，因为数据包通过psn转发。如果在协议分析仪上观察捕获/存储的ces数据包，就有可能根据数据包在净荷部分的位置识别每个字节(比如“这是ds0 #17”)。ces净荷大小可根据净荷中承载的帧和ds0时隙(64kbps单位)的多少进行设置。
sat方法用于承载完整t1/e1帧。sat净荷不识别t1/e1位的位置。如果在协议分析仪上观察捕获/存储的sat数据包，不能确定任何sat净荷位的目的/用途，只能说它是“一个t1/e1位”。sat方法仅用于承载来自于tdm端口的整个数据流。数据流甚至不包括t1/e1成帧信号(例如1.544mbps高级数据链路控制，hdlc)。sat净荷大小可设置为字节数(例如256字节/净荷)。sat方法不受193位/帧t1信号的影响，因为它不识别每个t1帧的开始和结束。
为什么有多种pw报头字节(mef-8、mpls、udp/ip、l2tpv3、ipv4和ipv6)?
pw报头选择用于匹配网络能力，例如用于多协议标签交换(mpls)网络。有些终端用户网络不指定使用的pw报头。其他网络要求tdm pw数据包使用特定的pw报头字节。maxim的tdmop器件可产生以上所述的pw报头。
pw用于什么样的aal1 (atm适配层1)?
仅ds34t10x和ds34s10x系列tdmop器件支持该协议。当器件被用于atm网络时，它非常有用。例如，现在有些移动网络部分采用atm交换。aal1 pw协议采用一种模拟aal1单元格式的格式，从而使净荷可轻松在atm单元和pw数据包之间转换。
运营
高级数据链路控制(hdlc)必须怎样处理tdmop?
t1/e1线往往在不同的ds0上混合承载脉冲编码调制(pcm) he hdlc。用户对hdlc数据有两个选择：使用tdm pw时，忽略数据承载hdlc编码的事实，直接按照与转发pcm时相同的方式将其转发;不使用tdm pw时，解码hdlc数据流，移除全部空闲字符和hdlc编码，然后采用hdlc pw在以太网口转发其余的数据。hdlc pw不同于tem pw，因为没有与hdlc pw数据包相对应的定时。只有在t1/e1线上出现hdlc数据包时，才发送hdlc pw数据包。如果hdlc数据流大多数是空闲字符(例如单个电话的摘/挂机信号音)，那么hdlc pw的效率更高。否则建议使用tdm pw。
净荷中应包含多少字节?
将延迟降至最小几乎总是非常重要。延迟受净荷大小的直接影响，所以净荷大小通常设置为设备带宽允许的最小值。值得注意的是，随着净荷大小的减小，pw带宽的效率变得越来越低。在有些情况下，在系统中工作的tdmop器件采用规定的定时约束。例如，有些移动系统采用低码率语音编码技术，以8ms块处理语音数据。这种系统会得益于大小等于8ms语音数据的pw净荷。其他系统可能对延迟非常敏感，要求延迟不得超过1ms。延迟没有统一的标准规则。maxim的tdmop器件产生数据包时，数据和填充域的最大大小为1500字节。如果被传输净荷的尺寸小于64字节，则采用填充符使帧尺寸达到最小长度。从目标地址域至帧校验序列的最小以太网数帧的长度为64字节。
tdm pw是否可用于实现电信ds0交叉连接?
可以。tdmop器件可用于实现同步ds0交叉连接的一部分。所有的数据流必须彼此同步，并且许多功能必须在tdmop器件外部实现(例如电话信令)。如果用acr同步远端端点，那么系统将容易受系统性pdv的影响，会造成器件不能满足漂移模板。存在这种系统性pdv时，时钟恢复建立时间也将是个问题。只有在设计这种设备方面具有专业知识的用户才可尝试这种应用。maxim没有这种技术专长可分析、解决或支持这类系统。
时钟恢复定时模式
什么是差分时钟恢复(dcr)?
dcr中的时钟恢复算法采用实时传输协议(rtp)时标。发送侧采用高精度时钟产生时标，识别每个数据包的发送时间。接收侧必须能访问相同/共用时钟(频率，例如gps定时)，并利用每次接收到的rtp时标之间的时间差复现t1/e1定时。共用时钟基准可供几乎每个公共网络节点上的公共网络设备使用。dcr定时恢复主要受共用时钟精度的影响。只要共用时钟是高精度源(例如stratum 3时钟)，dcr就能提供比自适应时钟恢复(acr)更好的定时恢复。
什么是自适应时钟恢复(acr)?
acr定时恢复基于接收数据包的速率。它不使用rtp时标。尽管maxim的tdmop产品能产生acr方法的rtp，但该rtp并不是时钟恢复算法的一部分。由于两个pw端点之间的网络为每个数据包的传输增加了时常变化的延迟，所以acr技术会受到报文时延差异(pdv)的影响。时常变化的网络延迟影响接收包的时间。复杂的dsp定时恢复算法可滤除高频pdv。然而，有些系统会引入频率太低而几乎不能滤除的系统性pdv (测试系统包括gpon和epon)。系统性pdv会导致时间漂移高于预期，并且acr技术在这些条件下不能保证stratum 3质量时钟稳定性。性能劣化是由于pdv造成的，而非时钟恢复。只要没有系统性pdv问题，acr技术可满足stratum 3抖动/漂移要求。
acr技术不要求两个pw端点有公共定时源，因此可能被视为更容易、更具性价比的方法。然而，acr技术仍然要求两端具有高性能时钟，例如恒温控制晶体振荡器(ocxo)或专用的温度补偿晶体振荡器(tcxo)。大多数公共网络设备位于没有stratum级网络定时源的网络节点。在这种情况下，使用网络定时更现实、更具性价比，还提供更好的定时性能。
在用于低速接口(最高4.6mhz)的自适应模式中，片上数字pll (在ds34t10x和ds34s10x器件中由从clk_high引脚获得的38.88mhz时钟定时，在ds34s132器件中又从refclk引脚获得的155.52mhz时钟定时)同步恢复的时钟频率。clk_high或refclk信号的频率稳定度特性取决于恢复的tdm时钟的漂移要求。对于恢复的tdm时钟必须符合g.823/g.824标准关于数据接口要求的应用，通常tcxo可作为用于clk_high或refclk信号的源;对于恢复的时钟必须符合g.823/g.824标准关于同步接口要求的应用，clk_high或refclk信号通常必须来自于ocxo。
定义
运营、管理和维护(oam)意味着什么?
对于t1/e1线，oam通常意味着t1/e1报警、性能监测(pm)，以及与t1/e1成帧模式通信的环回。pw报警oam采用每个pw报头中的l位和r位通信。tdmop器件还使外部cpu在以太网接口发送和接收虚电路连通性验证(vccv)和城域以太网联盟(mef) oam消息/报文。这些消息/报文独立于tdm pw报文。pw vccv oam可用于类似pw连接建立、pm及维护的功能。mef oam是一种以太网协议，可包括ieee® 802.1ag和其他专用的以太网oam功能(例如连接连通性检查)。
maxim的tdmop产品支持以下三种类型的oam报文：
udp/ip相关oam报文：报文的绑定标识号与oam id配置寄存器中配置的数值之一(最多8个不同值)之间匹配。
vccv oam报文(带内性能检测器)：根据control_word_oam_mask_n配置寄存器和control_word_oam_value配置寄存器的组合创建一个1至16位值。当该值与控制字(31:16)位匹配时，识别出oam报文。只有oam_id_in_cw绑定配置位被置位时，才考虑这一匹配。
mef oam报文：报文ethertype和mef_oam_ether_type配置寄存器匹配。
时分复用(tdm) pw定时是什么意思?
tdm pw定时是一个抽象术语，意思是pw为原始t1/e1承载定时信息。复杂的dsp算法用于在远端pw端点复现/恢复tdm定时。可通过监测接收到的数据包速率(例如采用acr)或监测每个数据包中包含的rtp时标(例如采用dcr)恢复定时。有些应用不采用pw时钟恢复，而代之以使用本地接收t1/e1定时(环路定时)或使用本地系统时钟(系统定时)。
什么是实时协议(rtp)时标?
rtp时标提供一个32位值，被dcr技术采用，并表示连续传输的数据包之间的相对定时。rtp时标还表示数据包发送的时间。这种方法避免了通过网络转发数据包时造成的pdv。
什么是oam时标?
oam时标可附于中央处理单元(cpu)产生的oam报文。这些oam报文独立于tdm pw报文。oam时标可用于远端(接收端) pw端点识别报文发送的时间。oam时标的使用超出了tdmop器件的范围;cpu决定如何使用oam时标。
什么是本地时标?
tdmop器件为cpu接收或转发至cpu的每个数据包增加了一个本地时标值。在有些应用中，这对于cpu了解接收到数据包的时间是有益的。本地时标的使用超出了tdmop器件的范围;cpu决定如何使用本地时标。
总结
这些ietf pwe3 satop/cesopsn/hdlc兼容的tdmop器件为l2tpv3/ip、udp/ip、mpls (mfa-8)和城域以太网(mef-8)网络提供了将tdm数据流和tdmop数据流相互转换所必须的交互功能。maxim的tdmop器件还满足公共网络(例如itu g.823、g.824和g.8261)的抖动和漂移定时性能要求。多达32个tdm端口可被转换为多达256独立可配置的pw，用于在100mpsp/1000mbps以太网端口进行传输。仅使用ds34t10x或ds34s10x器件时，e3、t3或sts-1流亦可通过ip、mpls或以太网透明传输。每个tdm端口的码率可在64kbps至2.048mbps范围内变化，以支持t1/e1或更慢的tdm速率。还支持用于基于tdm的串行hdlc数据的pw交互。内置的时隙分配(tsa)电路可将来自于单tdm端口的任意组时隙(ts)组合至单个pw。tdmop器件的高集成度为高密度应用提供了完美解决方案。器件将成本、电路板空间和上市时间将至最小。理想应用包括：
基于psn的tdm电路仿真
tdm over cable
基于psn的tdm租用线路业务
tdm over wireless
tdm over bpon/gpon/epon
蜂窝回程
通过psn传输的hdlc封包数据
通过标准psn提供多种服务