（通信与信息系统专业论文）基于tdmoipipcme的分组复用实现研究.pdf

南京邮电大学 硕士学位论文摘要 学科、专业：工科通信与信息系统 研究方向：i p 与宽带网络技术 作者：2 0 0 7 级硕士研究生 卜凡金 指导教师：张理云高级工程师 题目：基于t d m o l p i p c m e 的分组复用实现研究 英文题目：t h er e s e a r c ha n dr e a l i z a t i o no fp a c k e t m u l t i p l e x i n gb a s e d o nt d m o l p i p c m e 关键词：t d m o i p 、i p c m e 、时钟恢复、拥塞控制、 m t 9 0 7 5 、m c b s p k e yw o r d s ：t d m o i p 、i p c m e 、t i m i n gr e c o v e r y 、c o n g e s t i o n c o n t r o l 、m t 9 0 7 5 、m c b s p 南京邮电大学硕士研究生学位论文 摘要 摘要 随着i p 网络技术和低速率话音编码技术的迅速发展，以i p 为核心构建网络已经成为 一种必然趋势。i e t f 的t d m o l p 和i t u t 的i p c m e 技术都致力于研究如何通过使用不断 发展的i p 网络来有效传输传统话音和数据业务。 本文首先全面地介绍了t d m o l p 协议，包括其封装格式，净荷类型，故障处理机制。 并对t d m o l p 和i p c m e 技术作出分析与比较，指出了这两种技术在时钟恢复，信令处理 以及应对网络拥塞等一些关键问题上处理的不同之处。 在此基础上，我们给出了实现t d m o l p 和i p c m e 语音网关的硬件设计方法，重点介 绍了如何通过m t 9 0 7 5 成帧器与d s p 6 4 1 6 的m c b s p 接口进行串口通信，并详细说明了 m c b s p 的驱动设计流程。 最后，基于此硬件平台我们介绍了t d m o l p 分组复用与解复用的软件设计。此设计的 特点是通过引入对i p 网络的状态检测模块，根据网络状态的拥塞与否，相应地调整t d m o l p 净荷的适配模式。这也是本论文的创新点。在网络拥塞时就采用对带宽占用率比较低的 a a l 2 模式适配净荷；在网络畅通时则使用传输话音质量比较高的a a l l 模式适配净荷， 以此最大限度地保证通讯的质量。 关键词：t d m o l p 、i p c m e 、时钟恢复、拥塞控制、m t 9 0 7 5 、m c b s p 南京邮电大学硕士研究生学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t i p b a s e dn e t w o r kh a sb e c o m ea i li n e v i t a b l et r e n dw i t ht h ed e v e l o p m e n to fi pt e c h n o l o g y a n dl o wr a t ee n c o d i n g ( l r e ) t d m o i pa n di p - c m ea r ec o m m i t t e dt os t u d y i n gh o wt ot r a n s m i t t r a d i t i o n a lv o i c ea n dd a t as e r v i c e se f f e c t i v e l yb yu s i n gi pn e t w o r k f i r s t l y , t h i sp a p e ri n t r o d u c e st d m o l pp r o t o c o li nt h er o u n d ，i n c l u d i n ge n c a p s u l a t i o nf o r m a t ， p a y l o a dt y p e sa n dd e f e c th a n d l i n g s e c o n d l y ，t d m o l pa n di p c m ea r ea n a l y s e da n dc o m p a r e d i ns o m ei m p l e m e n t a t i o ni s s u e s ，s u c ha st i m i n gr e c o v e r y , s i g n a l i n gh a n d l i n ga n dc o n g e s t i o n c o n t r 0 1 a f t e rt h e s ed i s c u s s i o n s ，t h i sp a p e rs h o w sah a r d w a r ed e s i g ns c h e m et oi m p l e m e n t t d m o i po ri p c m eg a t e w a y , p u t se m p h a s i so ns e r i e sp o r tc o m m u n i c a t i o n sb e t w e e nm t 9 0 7 5 c h i pa n dm c b s po f d s p 6 4 1 6 ，a n dd e t a i l e d l ye x p l a i n st h ed r i v ep r o g r a mo f m c b s r b a s e do nt h i sh a r d w a r ep l a t f o r m ，t h es o f t w a r ed e s i g ns c h e m eo ft d m o l pm u l t i p l e x i n ga n d d e m u l t i p l e x i n ga r ei n t r o d u c e d t h i sd e s i g nf e a t u r ei st h ei n t r o d u c t i o no ft h e i pn e t w o r ks t a t e d e t e c t i o nm o d u l e ，a c c o r d i n gt ow h i c ht d m o l pp a y l o a dt y p e sa r ea d a p t e d t h i si st h ep a p e r s i n n o v a t i o n w h e nt h es t a t eo fl pn e t w o r ki sc o n g e s t i o n ，p a y l o a dt y p eo fa a l 2w h i c hh a sal o w e r b a n d w i d t ho c c u p a n c yr a t ew i l lb et a k e n o t h e r w i s e ，a a l lw h i c hh a sah i g h e rv o i c eq u a l i t yw i l l b ea d o p t e d ，t om a x i m i z et h eq u a l i t yo fc o m m u n i c a t i o n k e y w o r d ：t d m o i p ，i p c m e ，t i m i n gr e c o v e r y ，c o n g e s t i o nc o n t r o l ，m t 9 0 7 5 ，m c b s p i i u 南京邮电大学硕士研究生学位论文目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i 目录i l l 第一章：绪论：l 1 1t d m o i p 简介l 1 2i p c m e 简介2 1 3 本文的主要研究内容4 第二章：t d m o i p 技术原理5 2 1t d m 结构及结构感知的传输5 2 2t d m o i p 圭亍装6 2 3 基于u d p i p 网络的封装细节9 2 4t d m o i p 净荷类型1 1 2 4 1a a l i 格式净荷。1 1 2 4 2 从l 2 格式净荷1 2 2 4 3h d l c 格式净荷。13 2 5t d m o i p 故障处理1 4 2 6 实现的关键问题1 6 2 6 1 抖动与丢包1 6 2 6 2 时钟恢复。1 6 2 6 3 拥塞控制1 7 2 7 安全考虑18 第三章：t d m o i p 与i p c m e 技术的分析与比较2 0 3 1 基于封装格式的分析与比较2 0 3 1 1lp - c m e 协议的打包传输模式a 2 0 3 1 2t d m oip 净荷的从l 1 封装- 2 4 3 2 基于网络拥塞的分析与比较2 6 3 2 1ip - c m e 协议的打包传输模式b 2 7 i 南京邮电大学硕士研究生学位论文 目录 3 2 1 1r i p 应用的短包格式2 9 3 2 1 2r t c p 应用的短包格式2 9 3 2 1 3 使用r t p 头部压缩的短包格式2 9 3 2 1 4 针对t 3 8 应用的短包格式2 9 3 2 1 5 用于调制解调中继传输的短包格式3 0 3 2 2t d m oip 净荷的从l 2 封装3 0 3 3 基于对时钟恢复的分析与比较3 2 3 4 基于信令和网络丢包方面的考虑3 5 第四章：t d m o i p i p c m f , 语音网关的设计与实现3 8 4 1 系统原理概述3 8 4 2 成帧器m t 9 0 7 5 3 9 4 3 信号处理模块分析4 6 4 3 1 多通道缓冲串口m c b s p 与m t 9 0 7 5 的互连4 7 4 3 2m c b s p 驱动编程一5 0 4 3 2 1m c b s p 相关控制寄存器的设置5 4 4 3 2 2e d m a 相关控制寄存器的设置5 5 4 3 2 3d s p 6 4 16 中断处理的配置5 9 第五章：t d m o i p 分组复用的软件设计6 2 5 1 复用过程软件设计6 2 5 2 解复用过程软件设计6 9 第六章：总结7 5 附录im t 9 0 7 5 控制程序7 6 附录i i - 1m c b s p 及e d m a 寄存器配置部分8 0 附录i i - 2e d m a 中断服务例程8 7 附录i i - 3d s p 6 4 1 6 中断向量表8 8 附录i i - 4d s p 6 4 1 6c m d 配置文件8 9 附录i i - 5d s p 6 4 1 6 主程序9 0 附录i i i 缩略语9 3 致谢：9 6 参考文献9 7 i v 南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论 1 1t d m o l p 简介 第一章：绪论 t d m o i p 最初起源于r a dd a t ac o m m u n i a t i o n 公司的h u g os i l b e r m a n ，考虑到当时基 于以太网的分组交换网络上有大量的t d mp b xe 1 业务的传输，基于该需求，提出了在 a t m 的边缘集中器的c e s 模块和以太网模块之间构建了一座桥梁，这就是t d m o l p 的雏 形。 。 t d m o l p 现在已经是r a dd a t ac o m m u n i c a t i o n s 公司的专利技术( u s 6 7 31 6 4 9 ) ，在 1 9 9 9 年的日内瓦电信展上r a d 首次将t d m o l p 技术推向市场。它是基于时分复用和i p 基础上发展起来的一项新技术，提供了一种简单的向p 网络转型的方案。t d m o l p 在包交 换网络上承载e 1 、t 1 、e 3 或t 3 电路，对所有的协议和信令透明，使服务供应商能够移 植到下一代网络，同时继续实现现有的能够创收的传统话音和数据业务。 图1 1 是t d m o i p 的工作流程模型，t d me 1 的同步比特流被打成包，再加上u d p 头， i p 的头，以太网的头( 包括m a c 地址和c r c 校验) 封装成以太网数据帧，通过分组网络 把这些数据帧传输到目的地，目的地重新生成同步时钟信号，去掉数据包中的包头，把其 它数据转化成e 1 同步比特流发送出去。因为t d m o l p 对e l 来说是透明传输，所以它对传 统的电信网络兼容性非常好，所有传统的协议、信令、数据、语音、图像等业务，都能够 原封不动的使用该项新技术，相关的设备不需要做任何改动。 i 图1 1t d m o l p 工作原理图叠 t d m o i p 的基本原理就是在分组交换网络上建立一个“隧道”，通过这种通道将成帧或 非成帧的t d m 数据不做任何解释和翻译封装成i p 数据包，通过p s n 网络透明传输到对端， 实现t d m 业务在包交换网络中的传输。分组交换网络被用来仿真t d m 电路的行为被称为 “电路仿真( c e s ) 。c e s ( c i r c u i te m u l a t i o ns y s t e m s ) 是将t d m 业务如e 1 厂r l ，e 3 t 3 及 s t m i o c 3 在非t d m 网络上的传送。 南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论 随着包交换网络应用的普及，基于p s n 网络的t d m 业务传输越来越流行。正如 r f c 3 9 8 5 中p w e 3 结构描述的那样，基于p s n 的t d m 电路的竞争已经在准电路( p w s ) 中提出来了。这种仿真必须保持原有t d m 的功能质量，特别是语音质量，反应时间，定 时，及信令特点必须和原有t d m 网络相似【l 】。 t d m 与p s n 之间的交互功能被称为t d m o l pi w f ( i n t e r w o r k i n gf u n c t i o n ) ，此功能可能 位于提供者这一侧( p e ) ，或者位于客户侧( c e ) 。在p s n 侧，i w f 压缩t d m 数据并将 其插入到p s n 的数据包中；在t d m 侧，i w f 把t d m 从数据包中取出并解压。t d m 电路 仿真总是端到端的，双向，且两个方向上以相同速率传输t d m 。 在所有的p w s 中，t d m o i p 线路仿真可以手动配置或者使用r f c 4 4 4 7 中的p w e 3 控 制协议建立。明确要求t d m o l p 建立和维护的p w e 3 控制协议的扩展部分在t d m 控制部 分有描述。 关于t d m o l p 的技术原理将在下一章详细介绍。 1 2i p - c m e 简介 数字电路倍增设备( d i g i t a lc i r c u i tm u l t i p l i c a t i o ne q u i p m e n t 一简称d c m e ) 是一种使数字 传输电路的业务容量高倍增长的通信设备。但该设备是点对点通信，无法直接组网使用。 于是i t u t 提出了一种新的技术，基于p 网络的电路倍增设备( c i r c u i tm u l t i p l i c a t i o n e q u i p m e n to p t i m i z e df o ri p b a s e dn e t w o r l 【_ 简称i p c m e ) 。该技术最初是在2 0 0 2 年8 月出 版的g 7 6 9 协议中提出的，在2 0 0 4 年6 月更新，并在不断的研究发展中。该技术是用在i p 传输网络上的一种能把许多6 4 k b i t s 的p c m 编码输入的中继信道集中到更少的传输信道中 传输的一类设备的总称，其主要用来进行语音、传真和话带数据的传输。该技术使得d c m e 设备的应用扩展到了分组语音领域。i t u t 研究此设备的目的就是希望下一代全球信息化 基础建设中构建低廉的话音、传真和话带数据信号的传输网络 2 1 。 在i p c m e 模型结构中，源端和终端之间的多路复用和解多路复用的电路通信是在相 同或不同的公用交换电话网上通过两端都是基于口网络的i p c m e 传递的。图1 2 显示了 单一连接结构；图1 3 显示了多端连接结构。多端口的连接配置由单一配置组合而成。 2 南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论 这里i p c m e 起到网关的作用，和t d m o l p 设备的工作原理类似，i p c m ea 将来自 g s t n 网的t d m 数据流进行封装，加上r t p 、u d p 头，i p 的头，以太网的头( 包括m a c 地址和c r c 校验) 封装成以太网数据帧，通过分组网络把这些数据帧传输到i p c m eb 。 设备b 将收到的i p 包进行拆包，提取t d m 数据并传给相应的g s t n 网。 i p c m e 支持下面两种不同的连接配置。当话音控制信令通过i p c m e 在i p 网络上传 输时，i p c m e 需要5 个接口如图1 4 所示。另一种情况是，在使用s s 7 网络传输话音控 制的配置中，有4 个接口，如图1 5 所示。 交换信令接口 中继信道接e 1 i 图1 4i p c m e 网络连接接风 e 二。一： 二b 二瞄 中继信道接口 i p 传输信道接口 l 望! ：皇堡星主量堕全塑l p 委m 5 照鍪整燕壤盛 在i p c m e 的网络连接接口中，中继信道接口可以是t l 、e 1 、t 3 或者e 3 ，用来在i p c m e 和s w 之间传递语音、传真和v b d 信号。交换信令接e l 用于支持s w 信号对i p c m e 的 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一苹绪论 控制。打包的i p c m e 控制信令接口通过i p 网络提供i p c m e 之间的控制信号。打包的话 音控制信令接口通过i p 网络提供i s c 之间的呼叫控制信令。i p 传输信道接口通过i p 网络 提供i p c m e 之间的承载信号。 我们将在第三章对i p c m e 的功能结构作进一步分析。 1 3 本文的主要研究内容 随着i p 网络技术和低速率话音编码技术的迅速发展，用于将t d m 业务通过i p 网络 传输的技术不断发展。本文将对其中的t d m o l p 和i p c m e 技术给予原理介绍，包括封装 模式，净荷类型，故障处理机制以及实现此类技术的关键问题。第三章将对t d m o l p 和 i p c m e 作出分析与比较。四、五两章将给出实现t d m o l p 和1 p c m e 分组复用技术的硬 件设计和软件实现方法。 4 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章t d m o l p 技术原理 第二章：t d m o i p 技术原理 2 1t d l q l 结构及结构感知的传输 传统的电话业务都是运营在面向连接的同步网( 或者称t d m 电路) 上的。尽管t d m 电路可以承载任意的比特流，我们有标准的方法用于承载固定结构块的数据，这样的数据 被成为“s t r u c t u r e s ”。常见的结构如t l 或e 1 帧分别是1 9 2 比特和2 5 6 比特。通过合并连 续的t 1 或e 1 帧可以得到更高级的结构，这些结构被称为超帧或者复帧。g 7 0 4 和g 7 5 1 描述的t 3 和e 3 帧要比t 1 和e 1 帧大得多，在g s m 的a b i s 信道中使用的则是更大的帧。 t d m 结构包含t d m 数据和结构头。例如，在1 9 3 比特大小的t l 帧中含有一个比特大小 的结构头部和2 4 字节大小的数据，3 2 字节大小的e 1 帧则含有一个字节大小的帧头和3 l 字节的数据1 3 1 。 结构化的t d m 电路经常在复用信道中使用。在t d m 帧中一个字节被称为一个时隙分 配给每个信道。一个结构化的t 1 帧承载2 4 个字节大小的信道，相应的一个e 1 帧由3 1 个 信道构成。由于t d m 帧每秒发送8 0 0 0 帧，所以每个字节化的信道速率为6 4 k b p s 。 t d m 结构通常通过发送一个易检测的周期性比特位来定界，这个周期性的信息称为帧 同步信号( f a s ) ，处于帧头。这个帧头也可能附带错误监测和错误指示信息。我们将使用 “结构化的t d m ”这一术语来表示含有帧同步信息( f a s ) 的结构。未结构化的t d m 表 示不含任何结构信息的比特流，这意味着所有的比特都是用户可用的。 r f c 4 5 5 3 中s a t o p 是一种结构未可知的协议，用于在p w s ( 准电路仿真) 中传输t d m 数据。s a t o p 协议把t d m 输入当作任意的比特流，完全无视可能在t d m 比特流中存在的 结构信息。因此，s a t o p 是一种理想的用来传输真正的非结构化t d m 的协议，不过，此 协议同样适用于传输任何不需要保证结构完整性的t d m ，或者在传输期间不需要对单独信 道解释或处理的t d m 数据。特别的，s a t o p 是一种适合在丢包情况很少的p s n 网络上使 用的技术，也适合应用于不需要区分信道或者干涉t d m 信令的情况【4 】。 当一个s a t o p 包丢失的时候，一个全“l 的包被补充给t d m 接口。这种包将被t d m 终端设备理解为一个警报指示信号( a i s ) 。根据t d m 标准g 8 2 6 ，a i s 信号将立即触发“严 重误码秒”事件。鉴于这种事件是应该极力避免的，因此s a - t o p 协议只适用于非常可靠的 且带宽充足的p s n 网络。 当使用结构已知的t d m 传输数据时，在p s n 网上传输期间明确维持t d m 结构是可 s 妻室堂皇杰兰塑主堑壅竺兰垡堡奎茎三兰! 里坚! ! ! 垫查垦里 以做到的，因此使有效地隐藏包丢失事件成为可能。结构已知的传输使用至少一些t d m 结构级别来增强丢包网络或有其他缺点的p s n 网络的鲁棒性。在结构已知的t d m 线路仿 真中，结构头信息并没有在p s n 网络上传输。特别是f a s ( 帧队列信息) ，在p s n 侧的交 互功能中是可以被取消传输的，但在t d m 侧的交互功能中则必须被重建。不管怎样，结 构头信息是可以在p s n 网络中传输的，因为它可能还包含f a s ( 帧同步信息) 以外的其他 信息。 除了保证维持t d m 同步，结构已知的t d m 传输也可以区分信道化t d m 数据中的单 一时隙，因此我们可以在信道这一层面上处理包丢失隐藏事件。t d m 信令也是可见的，因 此使得维持和利用这一信息更加容易。最终，通过利用t d m 信令和语音活动监测，结构 己知的t d m 传输使得带宽保护成为可能。 从概念上讲，有三种不同的方法保证t d m 结构完整，即：结构锁定，结构指示，结 构重组。结构锁定法要求每个包从t d m 结构的起始位开始，并且包含整个结构或者完整 的多个结构；结构指示法容许包中只含有基本结构的任意部分，但是需要采用指针来指示 每个结构的起始位置；结构重构法仅仅适用于信道化的t d m ，p s n 侧的i w f 提取并缓存 每一个信道，t d m 侧的i w f 利用接收到的每个部分再重新构建出原始结构。 三种维持t d m 结构的方法各有优点。本文将详细说明结构指示法和结构重构法。结 构指示法适用于通道需要静态分配，或者需要与现有的基于a a l l 协议的电路仿真系统 ( c e s ) 互联时使用。结构重构适用于通道需要动态分配，或者需要与现有的基于a a l 2 协议的环路仿真系统( l e s ) 互联时使用。 o a m ( 操作、管理与维护) 机制对于进行适当的t d m 调动是至关重要的。正如前面 提到的，结构可知的方法可能会限制在p s n 上传输某些结构开销，因此会影响o a m 功能。 有必要区分下面两种o a m 情况：路径( t r a i l ) 终止和路径扩展。数据与相关o a m 信 息的联合传输被称为路径。当t d m 路径被终止，错误监控和故障指示等o a m 信息不会 放到p s n 上传输，而且t d m 网络像独立的o a m 域一样工作。对于路径扩展的情况，o a m 信息通过p s n 传输( 不一定按照它原来的格式) 。o a m 将在2 5 小节进一步讨论。 2 2t d m o i p 封装 t d m o l p 包的总体格式如图2 - 1 所示： 6 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章t d m o l p 技术原理 p s n 头 t d m o i p 控制字 适配净荷 i 图2 _ it d m o i p 包基本格式，凌 p s nh e a d e r 是指如u d p i p ，l 2 t p v 3 i p , m p l s 或者两层e t h 等不同的包交换网络类 型，它包含了将分组由一个网关( p s n b o u n dg w ) 传送到另一个网关( t d m b o u n dg w ) 所需的所有信息。这里的包交换网络( p s n ) 必须是一个足够可靠，带宽充足的网络来确 保t d m 数据在p s n 上的传输。 一个t d m o l p 网关可以同时支持多条t d mp w ( p s e u d ow i r e ) ，而t d m o i p 网关必须 保存每一条t d mp w 的相关信息。不同的p w 由p s nh e a d e r 中的p w 标签来加以区分。 由于t d m 的固有的双向特性，相对方向的两条p w 为一对。总的来说每个p w 有不同的 p w 标签。 除了前面提到的这些头部信息，还可以选择性地使用一个1 2 字节大小的r t p 头部， 明确的用来传输定时信息。而r t c 的其他机制，如头部扩展、分信源标识、填充、r t c p 、 r t p 头部压缩、s r t p 等，是不使用的。 r t p 时戳( t i m e s t a m p ) 以一个公共的时钟单位来指示该分组的创建时间，两个正在 通信的t d m o l pi w f 必须能同时得到该公共的时钟。当没有公共时钟存在或当两侧的 t d m o l p 网关都具有足够精确的本地时钟或t d m o l p 网关能不通过r t p 时戳( t i m e s t a r n p ) 就得到足够精确的时钟，r t p 包头可以忽略。 如果r t p 被使用，该定长的r t p 包头必须紧跟在c w ( c o n t r o lw o r d ) 之后( 对于u d p i p 以外的所有p s n ) ；对于u d p i p 的p s n ，r t ph e a d e r 必须放在c w 之前。有关r t p 包头 的一些固定配置：v e r s i o nn u m b e r = 2 ；p ( p a d d i n g ) = o ；x ( h e a d e re x t e n s i o n ) = 0 ；c c ( c s r cc o u n t ) = o ；m ( m a r k e r ) - - 0 ；而p t 值必须在指定的动态范围内。r t p 包头里的s e q u e n c en u m b e r 必须同t d m o i pc w 里的s e q u e n c en u m b e r 相一致。r t p 的时戳( t i m es t a m p ) 必须严格 按照r t p 的规则产生；时钟频率必须为8 k h z 的整数倍而且必须启用符合标准的时钟恢复 模式。 3 2 位的c w 必须出现在每个t d m o l p 分组里，其格式要与文档r f c 4 3 8 5 中的一致， 详见图2 2 ： 7 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章t d m o l p 技术原理 在图2 2 所示的c w 里，r e s ( r e s e r v e d ) 位占4 比特：当p s n 为m p l s 时，这四个最 前面的比特位必须为0 ，以防止p s n 里的中间节点对分组进行深度检测时误认为其为d 分组。当p s n 为其它网络时，r e s 也可以被设为0 。在早先的t d m o l p 版本里，r e s 位包 含一个格式识别器( f o r m a ti d e n t i f i e r ) ，可选的用来识别净荷格式。 l ( l o c a lf a i l u r e ) 位占1 比特：当t d m o i p 网关检测到有t d m 物理层错误发生并且影响 了t d m 数据的传送时，l 位被置1 。在o a m 的扩展( t r a i le x t e n d e do a m ) 模式下，当 t d m o i p 网关检测到l o s ，l o f 或a i s 时，l 位被置1 。当l 位被置1 时，整个i p 包的内 容可能没有任何意义，可以通过抑制i p 包的净荷来节省带宽。当被置l 后，错误又被矫正 时，l 位必须被置0 。l 标识的进一步用法见本章的2 5 小节。 r ( r e m o t ef a i l u r e ) 位占1 比特：当t d m o l p 网关检测l 位被置为1 ，即远端没有收 到t d m 网络数据时，将r 位设置为l 。t d m o l p 网关应该在收到置为l 的r 位信息后， 产生一个t d m 的r d i ( r e m o t ed e f e c ti n d i c a t o r ) 信号。在o a m 扩展模式( t r a i le x t e n d e d o a m ) 下，当t d m o l p 网关检测到r d i 时，r 位被置1 。 m ( d e f e c tm o d i f i e r ) 位占2 比特：m 位的使用为可选项，使用时被用作l 位的补充 说明。当l 位被置0 ( t d m 数据有效) ，m 位按如下规则使用： o o ：没有本地错误状态的修改 0 1 ：保留 1 0 ：保留 1 1 ：保留 当l 位被置1 ( t d m 数据无效) ，m 位按如下规则使用： 0 0 ：指示t d m 错误，此时t d m 侧的i w f 应该产生灿s 。 o l ：收到示闲的t d m 数据且不应产生任何告警；如果收到的净荷是静音抑制，则必 须发送预先配置的示闲码( i d l ec o d e ) 。 l o ：有t d m 数据被损坏但有可能可以恢复。 1 1 ：保留 r e s ( r e s e r v e d ) 位占2 比特：被保留且必须全部为o 。 l e n g t h 位占6 比特：当为了满足p s n 的最小的传输单元的需求而使用填充( p a d d i n g ) 8 堕塞壑皇奎兰堡主堡壅竺堂垡堡壅 茎三兰里竺竺堡垫查垦翌 功能时，l e n g t h 位用来指示t d m o l p 分组的长度( 包括c w 和净荷) 。当分组长度( 包括 p s n ，可选的i 盯p ，c w 和净荷) 小于6 4 b y t e 时，必须使用l e n g t h 位。不用l e n g t h 位时， 必须把它置0 。 s e q u e n c en u m b e r 位占1 6 比特：s e q u e n c en u m b e r 位提供了在 p w e - - a r c h 5 h 描述的 共用p w 排序功能，也可以用它来侦测丢包( p a c k e tl o s s ) 和包乱序( p a c k e tm i s o r d e r i n g ) 。 1 6 位的顺序空间无正负，可循环；为了安全原因，s e q u e n c en u m b e r 的初始值为随机值； 每个不同的p w 分别计算s e q u e n c en u m b e r 且以2 1 6 进制增加。第5 章将提供一种用于 t d m 侧i w f 的序号处理算法伪代码。 p s n 侧的i w f 从连续的t d m 数据流中提取字节数据构成t d m o l p 净荷。这些字节数 据根据本章第四小节介绍的两种适配算法选择一种进行适配，然后进行打包。 2 3 基于u d p i p 网络的封装细节 基于t d m o i p 的电路仿真技术可以利用各种包交换网，如u d p 口( i p v 4 或i p v 6 ) 、基 于i p ( 无u d p ) 的l 2 t p v 3 、m p l s 以及2 层以太网。本小节将详细介绍针对i p 网络的封 装方法。 ( 可选) ( 可选) ( 可选) i p v e ri h li p t o st o t a ll e n g t h i d e n t i f i c a t i o n f l a g sf r a g m e n to f f s e t t i m e t ol i v ep r o t o c o li ph e a d e rc h e c k s u m ， s o u r c ei pa d d r e s s d e s t i n a t i o ni pa d d r e s s s o u r c ep o r tn u m b e rd e s t i n a t i o np o r tn u m b e r u d pl e n g t h u d pc h e c k s u m r t v pxc cm p tr t ps e q u e n c en u m b e r t i m e s t a m p s s r ci d e n t i f i e r r e slrmi 迮s l e n g t hs e q u e n c en u m b e r a d a p t e dp a y l o a d 【图2 - 3 基于u d p i p 的t d m o l p 包格i t r t * - “枷* # i “一d m 蛐 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章t d m o l p 技术原理 针对u d p i p v 4 ，头部信息按文档r f c 7 6 8 、r f c 7 9 1 描述的那样放于t d m o l p 数据的 前面。对于u d p i p v 6 ，格式类似，除了i p 头部需要按照r f c 2 4 6 0 描述的来安排。t d m o l p 包结构见图2 3 。 第一行到第五行为i p 包头，第六和第七行为u d p 包头。第八行到第十行为可选的r t p 包头。第十一行为t d m o l pc w ( c o n t r o lw o r d ) 。 i p v e r 位占4 比特：i p 的版本号，例如i p v 4 的i p v e r = 4 。 i h l 位占4 比特：以3 2 b i t 为单位的i p 包头的长度，i h l = 5 。 i p t o s 位占8 比特：i p 的服务种类( t ) ，p eo f s e r v i c e ) 。 t o t a ll e n g t h 位占1 6 比特：所有包头和数据相加的字节数。 i d e n t i f i c a t i o n 位占1 6 比特：m 的分拆( f r a g m e n t a t i o n ) 标识域。 f l a g s 位占3 比特：i p 控制标记( f l a g s ) ，f l a g s 必须设为0 1 0 来防止被分拆。 f r a g m e n to f f s e t 位占1 3 比特：指示数据包里的t d m 帧的起始点。 t i m e t ol i v e 位占8 比特：m 包的存活时间域，该域为0 的话，i p 包将被丢弃。 p r o t o c o l 位占8 比特：必须被设为1 0 进制的1 7 或1 6 进制的1 1 来表示u d p 协议。 i p h e a d e rc h e c k s u m 位占1 6 比特：i p 包头的校验和。 s o u r c ei p a d d r e s s 位占3 2 比特：源的i p 地址。 d e s t i n a t i o ni p a d d r e s s 位占3 2 比特：目的的i p 地址 s o u r c ea n dd e s t i n a t i o np o r tn u m b e r s 位，每个均占1 6 比特：u d p 端口号必须被手工配 置，其中有一个可以包含p w 标签。照这样的话，一路被传输的t d m 数据流可以由目的 地的i p 地址和某一个u d p 端口号来识别。到底是目的u d p 端口号还是源u d p 端口号来 携带p w 标签，由不同的实现方式来决定，但两个通信中的t d m o l p 网关必须一致。当被 用作p w 标签时，u d p 端口号必须从动态分配的u d p 端口号范围内选取( 4 9 1 5 2 6 5 5 3 5 ) 。 值o 被保留；当p w 为独立的o a mp w 时，事先配好的值( 十六进制1 f f f = 十进制8 1 9 1 ) 将被使用。当源的u d p 端口被用作p w 标签时，目的u d p 端口号必须被设成0 x 0 8 5 e ( 2 1 4 2 ) ， 该值由i a n a 指派给t d m o i p 。要注意的是，当p w 端点之间存在u d p 端口转换的 m i d d l e b o x e s 时，那么基于u d p 的p w s 是不推荐使用的。 u d pl e n g t h 位占1 6 比特：以字节为单位的u d p 包头和数据的长度 u d pc h e c k s u m 位占1 6 比特：u d p i p 和数据的校验和。如果不使用的话，它必须被 设成o 。 1 0 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章t d m o l p 技术原理 2 4t d m o i p 净荷类型 t d m o l p 把字节从t d m 的数据流中提取出来然后将其适配到p s n 的环境里，从而实 现实时数据流在包交换网络上的传输。t d m o l p 提供两种适配手段，一种针对恒定速率的 实时流量，另一种针对可变速率的实时流量。 对于非结构化的t d m ，或结构化但非信道化的t d m ，或信道化但所有信道一直被激 活的情况，需要使用恒定速率的适配方案。在以上的三种情况下，t d m o l p 以“s t r u c t u r e i n d i c a t i