所謂TDM over Ethernet技術(shù)，就是通過Ethernet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)）。 其基本原理就是將TDM數(shù)據(jù)不做任何翻譯和解釋，封裝為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，然后通過基于分組交換的以太網(wǎng)傳送到目的端，目的端需要將收到的數(shù)據(jù)包打開并恢復(fù)出原始的TDM數(shù)據(jù)流。對(duì)于用戶而言，不需要考慮中間的傳輸媒介，相當(dāng)于為用戶提供了一條透明的TDM通道。正是基于這個(gè)原因，分組網(wǎng)絡(luò)上的電路仿真又稱之為通道仿真。
2．2 TDMoE與TDMoIP的比較
與TDMoE技術(shù)相近的是TDMoIP技術(shù)，即：TDM over IP。二者的主要不同之處在于封裝格式上，TDMoE的數(shù)據(jù)包只需封裝到二層（數(shù)據(jù)鏈路層），而TDMoIP的數(shù)據(jù)包需要封裝到三層（網(wǎng)絡(luò)層），因此TDMoE包的封裝效率更高。從傳輸效率上來看，由于TDMoIP分組的報(bào)頭開銷比較大，故傳輸效率低于前者，所占用的帶寬也較大。比如采用IP/UDP/RTP/TDM的封裝格式，需要大概40字節(jié)的開銷（20字節(jié)的IP報(bào)頭，12字節(jié)的RTP報(bào)頭和8字節(jié)的UDP報(bào)頭）。如果一個(gè)IP分組只用來傳送一個(gè)E1幀（32個(gè)字節(jié)）或T1幀（24字節(jié)），40字節(jié)的報(bào)頭開銷就太浪費(fèi)了�？梢酝ㄟ^對(duì)報(bào)頭開銷的壓縮或把多個(gè)E1/T1幀組裝成一個(gè)“超幀”的辦法來提高TDMoIP的傳輸效率。從應(yīng)用的角度看，二者的應(yīng)用范圍不同，TDMoIP可以和以太網(wǎng)相結(jié)合，因此TDMoIP的應(yīng)用范圍更廣，但技術(shù)也更復(fù)雜一些。目前的以太網(wǎng)局域網(wǎng)的應(yīng)用廣泛程度遠(yuǎn)高于經(jīng)過路由器的復(fù)雜IP網(wǎng)絡(luò)。因此，隨著以太網(wǎng)的普及和發(fā)展，TDMoE技術(shù)將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。
2．3 TDMoE和VoIP、ATM的比較
TDMoE相對(duì)于VoIP更簡(jiǎn)單、廉價(jià)。這是因?yàn)門DMoE對(duì)話音、數(shù)據(jù)、信令及協(xié)議是透明的，不做任何的翻譯和修改。而VoIP需要在信令格式間采用新的協(xié)議和翻譯，相對(duì)于TDMoE，VoIP的這種改變是“革命”性的。VoIP支持某些新的應(yīng)用，但它不能直接利用現(xiàn)有的電路交換設(shè)備。TDMoE則不同，可以直接利用已有的PBX和計(jì)算機(jī)通信集成（CTI）的一些優(yōu)點(diǎn)。另外，TDMoE可以提供話音、數(shù)據(jù)的混合業(yè)務(wù)，而VoIP只能提供IP網(wǎng)絡(luò)上的話音業(yè)務(wù)。VoIP允許話音壓縮和靜默期抑制，這樣雖然減少了帶寬需求，但卻犧牲了話音質(zhì)量。TDMoE技術(shù)可充分利用現(xiàn)有的TDM設(shè)備，為用戶提供更好的話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
ATM的電路仿真技術(shù)相對(duì)來說比較成熟，制約其發(fā)展的主要還是價(jià)格因素。TDMoE技術(shù)相對(duì)于ATM而言，更簡(jiǎn)單、成本更低、效率更高。ATM的凈荷大小是固定的48個(gè)字節(jié)，而以太網(wǎng)的凈荷大小不是固定的，因此TDMoE的傳輸效率更高。在ATM網(wǎng)絡(luò)中傳送話音業(yè)務(wù)，服務(wù)質(zhì)量（QoS）可以得到保證，而TDMoE技術(shù)要想得到很好服務(wù)質(zhì)量還需解決一系列的技術(shù)難題，比如TDM業(yè)務(wù)帶寬保證、同步等等。
3 TDMoE面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)
TDM技術(shù)是一種時(shí)分復(fù)用技術(shù)，而以太網(wǎng)采用的是基于統(tǒng)計(jì)復(fù)用的分組交換技術(shù)。時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)的不同特點(diǎn)決定了要實(shí)現(xiàn)TDM over Ethernet將面臨很多的技術(shù)挑戰(zhàn)。TDMoE面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)在于如何復(fù)制恒定比特率的業(yè)務(wù)通過可變比特率的城域以太網(wǎng)絡(luò)。MEN的性能比如幀時(shí)延、時(shí)延變化以及幀丟失等對(duì)于TDMoE有很大的影響。尤其是如何實(shí)現(xiàn)收發(fā)兩端的CBR業(yè)務(wù)的同步。
3.1分組化
分組化是指將同步的PDH/SDH比特流轉(zhuǎn)換（封裝）為以太網(wǎng)幀的過程。當(dāng)然分組化時(shí)延要盡可能的小，最好是一個(gè)恒定的值。為了減小因分組化而引入的時(shí)延，分組大小的設(shè)置要適中。為了提高傳輸效率，可以將多個(gè)同步比特流封裝進(jìn)一個(gè)以太網(wǎng)幀，比如可以將多個(gè)E1/T1數(shù)據(jù)流封裝進(jìn)一個(gè)以太網(wǎng)幀。
分組化過程支持結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的TDM操作模式。對(duì)于非結(jié)構(gòu)化的操作，TDM業(yè)務(wù)是被當(dāng)作純粹的比特流，不管數(shù)據(jù)在電路中的結(jié)構(gòu)如何。例如在非結(jié)構(gòu)化的模式中，E1電路只是被看作是一個(gè)2.048M的比特流，而不考慮幀定位比特的位置以及電路中的數(shù)據(jù)通道。非結(jié)構(gòu)化模式的一個(gè)有利之處就是，TDM業(yè)務(wù)中的信令可以被透明的傳輸。這就意味著TDMOE可以和任何類型的TDM業(yè)務(wù)對(duì)接，同時(shí)不需要信令協(xié)議的轉(zhuǎn)換，這在一定程度上使這一技術(shù)的應(yīng)用變得簡(jiǎn)單了。
3.2時(shí)延（幀時(shí)延）
當(dāng)傳送TDM業(yè)務(wù)通過一個(gè)異步的分組交換網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，分組/幀時(shí)延是一個(gè)要考慮的關(guān)鍵因素，這是因?yàn)檫\(yùn)行在TDM網(wǎng)絡(luò)中的話音業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延非常敏感。例如在電話網(wǎng)絡(luò)中，時(shí)延過大可能會(huì)引起串音、回聲，這會(huì)使話音質(zhì)量嚴(yán)重惡化。端到端的時(shí)延主要由三部分組成：分組化時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延和解分組時(shí)延。分組化時(shí)延（封裝時(shí)延）和分組中的TDM凈荷大小有關(guān)，因?yàn)槊總�(gè)E1或T1幀持續(xù)時(shí)間只有125 ，所以封裝時(shí)延很小可以忽略不計(jì)。解分組時(shí)延相對(duì)來說也比較小，因此這里所說的時(shí)延主要還是分組在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸時(shí)延。網(wǎng)絡(luò)時(shí)延主要包括發(fā)送終端和接收終端的緩沖時(shí)延、每個(gè)交換節(jié)點(diǎn)或路由節(jié)點(diǎn)的分組處理時(shí)延、節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列（排隊(duì)）時(shí)延等。
為了使一個(gè)TDMoE系統(tǒng)能夠很好的工作，全程時(shí)延必須被很好的控制，而且要足夠的小。針對(duì)傳統(tǒng)的以太網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量的不足，現(xiàn)在已經(jīng)提出了許多協(xié)議來改善以太網(wǎng)的QOS特性。比如IEEE802.1Q/p和IETF的RSVP(資源預(yù)留協(xié)議：Resource Reservation Protocol)等協(xié)議用于實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)的QoS功能。ＩＥＥＥ的８０２．１Ｑ協(xié)議定義了ＶＬＡＮ和包轉(zhuǎn)發(fā)的優(yōu)先級(jí)，可以為優(yōu)先級(jí)高的包提供優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)以保證ＱｏＳ。RSVP是一種端到端的信令協(xié)議，可以讓某個(gè)端站點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中作出保證帶寬的預(yù)約請(qǐng)求。對(duì)于以太網(wǎng)上的電路仿真來說，可以采用ＩＥＥＥ的８０２．１Ｑ協(xié)議來為TDM包設(shè)定較高的轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級(jí)同時(shí)采用RSVP協(xié)議來保證TDM業(yè)務(wù)所需的帶寬，這樣就可以保證仿真業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。
3.3幀抖動(dòng)（時(shí)延變化）
幀抖動(dòng)是指由網(wǎng)絡(luò)引入的幀的時(shí)延變化，也就是說每一個(gè)幀經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸后的時(shí)延不是固定的而是變化的。幀時(shí)延變化主要是因?yàn)槌休dTDM業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)）是異步的，每個(gè)包在網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過的路徑可能會(huì)不同，另外就是以太網(wǎng)的幀的長(zhǎng)度也不同。幀抖動(dòng)對(duì)于仿真業(yè)務(wù)的性能影響很大，必須要采取一些補(bǔ)償措施�？梢酝ㄟ^目的端的抖動(dòng)緩沖器來減小幀時(shí)延變化的影響。抖動(dòng)緩沖器用來容納遲到或早到的幀。抖動(dòng)緩沖器的存儲(chǔ)容量的分配有一定的要求，容量過大可以防止緩沖上溢，但會(huì)引入更多的時(shí)延，同時(shí)緩沖器的資源利用率也低；容量過小又容易引起上溢，因此對(duì)于緩沖器的存儲(chǔ)容量的選擇要適中。理想的抖動(dòng)緩沖器的存儲(chǔ)容量分配方案應(yīng)該是動(dòng)態(tài)的按需分配，這樣既可以提高緩沖器的利用率，又可以保證任意時(shí)刻緩沖器的存儲(chǔ)容量都是相對(duì)最小的，可以進(jìn)一步減小業(yè)務(wù)的時(shí)延。幀抖動(dòng)也會(huì)影響接收端時(shí)鐘的恢復(fù)。
3.4幀丟失和重定序
任何分組網(wǎng)絡(luò)都會(huì)遇到這樣的情況：有時(shí)幀/分組不能按順序到達(dá)目的地，或者到達(dá)目的地的時(shí)間太晚了而被拋棄，這時(shí)就不可避免的要出現(xiàn)幀丟失。對(duì)于不按順序到達(dá)的幀要進(jìn)行重新定序，重定序功能通過使用幀頭部的序列號(hào)來實(shí)現(xiàn)。TDM和SDH/SONET網(wǎng)絡(luò)沒有幀重傳機(jī)制，因此對(duì)于不按時(shí)到達(dá)的幀要被拋棄。拋棄部分幀可能會(huì)對(duì)仿真電路的質(zhì)量以及接收端的定時(shí)同步有影響，需要采取一定的措施對(duì)幀丟失的影響進(jìn)行補(bǔ)償。一般采用替代法，也就是說用收到的前一個(gè)幀來替代丟失的幀。更好的方法是采用統(tǒng)計(jì)插值算法對(duì)丟失的幀進(jìn)行估計(jì)。
3.5時(shí)鐘恢復(fù)和同步
時(shí)鐘同步是實(shí)現(xiàn)TDM業(yè)務(wù)在以太網(wǎng)中傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)。
同步的意思就是要保持一個(gè)通信操作環(huán)境中的所有數(shù)字設(shè)備在一個(gè)共同的時(shí)鐘速率下。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)如果不同步，接收節(jié)點(diǎn)要么會(huì)丟棄收到的信息，要么可能會(huì)重讀收到的
信息。這也被稱之為時(shí)鐘滑動(dòng)，時(shí)鐘滑動(dòng)會(huì)導(dǎo)致周期性地丟失一些數(shù)據(jù)，從而降低服務(wù)質(zhì)量。
作為一種時(shí)分復(fù)用技術(shù)，TDM信號(hào)占用恒定的帶寬，在傳輸時(shí)延、頻偏、抖動(dòng)、漂移等方面都有嚴(yán)格的要求。而以太網(wǎng)的傳輸是基于統(tǒng)計(jì)復(fù)用的技術(shù)，雖然具有較高的復(fù)用效率，擴(kuò)展性比較強(qiáng)，但沒有有效的定時(shí)傳送機(jī)制，因而延時(shí)和抖動(dòng)很難控制，也就沒有穩(wěn)定的時(shí)延。上述技術(shù)特點(diǎn)決定了在以太網(wǎng)上傳輸?shù)腡DM信號(hào)將不能有效攜帶定時(shí)信息，因此接收端恢復(fù)出符合TDM標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量的定時(shí)
信息就變得很困難。時(shí)鐘同步是實(shí)現(xiàn)TDM over Ethernet的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
一般來說有4種時(shí)鐘同步方式。第一種是網(wǎng)絡(luò)兩端具有共同的參考網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘；第二種是，網(wǎng)絡(luò)兩端具有各自的高質(zhì)量的振蕩器，兩側(cè)的時(shí)鐘獨(dú)立；第三種是傳送定時(shí)信號(hào)通過分組網(wǎng)絡(luò)；第四種是利用基于
信息的分組去調(diào)整收發(fā)兩端之間的振蕩器的頻率。不論哪種時(shí)鐘同步方式，恢復(fù)出來的時(shí)鐘特性必須符合ITU-T的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
4 TDMoE的應(yīng)用
TDMoE技術(shù)可以在以太網(wǎng)中提供透明的TDM仿真通道，比如在以太網(wǎng)中仿真E1/T1業(yè)務(wù)。該技術(shù)在繼承了以太網(wǎng)簡(jiǎn)單、廉價(jià)的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，可以和現(xiàn)有的TDM終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)無縫的連接。TDM作為一種傳統(tǒng)技術(shù)，在本地環(huán)路中仍占有很大的比重。與此同時(shí)，IP接入的廉價(jià)以及高速的帶寬又對(duì)用戶具有絕對(duì)的吸引力。傳統(tǒng)的運(yùn)營商可以利用該技術(shù)和現(xiàn)有的IP核心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行TDM傳輸，從而降低基礎(chǔ)設(shè)施成本。對(duì)于新興的本地運(yùn)營商來說，可以通過TDMoE技術(shù)為用戶提供E1/T1和E3/T3等傳統(tǒng)租用線路和專用線路業(yè)務(wù)，從而迅速、簡(jiǎn)潔、低成本的擴(kuò)展其
市場(chǎng)份額，利用IP或以太接入網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造新的收入來源。企業(yè)用戶則可以利用該技術(shù)在以太局域網(wǎng)上傳輸TDM話音，降低網(wǎng)絡(luò)開支，節(jié)省電話費(fèi)。圖2出示了TDMoE技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)例子，在城域以太網(wǎng)中通過電路仿真的方式連接遠(yuǎn)端設(shè)備（Remote Terminal）到本地中心局(Local Co)的E1/T1電路。
