DS34T10x和DS34S10x TDM分組（TDMoP）器件利用抖動緩沖器來補償分組網(wǎng)絡中存在的分組延遲變化（PDV）。本應用筆記解釋了PDV及其對通信質(zhì)量的影響。討論了抖動緩沖器的功能和類型。本文還介紹了如何在TDMoP器件中設置抖動緩沖控制器的參數(shù)，以最大程度地減少PDV的影響。

介紹

DS34T10x和DS34S10x系列TDM包帶（TDMoP）器件使用抖動緩沖器來補償分組網(wǎng)絡中存在的數(shù)據(jù)包延遲變化（PDV）。這些緩沖區(qū)可基于每個捆綁包或每個連接獨立配置。此外，它們是動態(tài)可調(diào)的，允許它們實時適應分組網(wǎng)絡性能特征的變化。本應用筆記討論抖動緩沖控制器以及如何設置其參數(shù)，以最大限度地降低TDM時鐘恢復期間PDV的影響。

DS34T10x 包括 DS34T101、DS34T102、DS34T104 和 DS34T108;DS34S10x 包括 DS34S101、DS34S102、DS34S104 和 DS34S108。

TDM 網(wǎng)絡中的時序

TDM 網(wǎng)絡具有網(wǎng)絡中所有設備使用的單時鐘源。目標TDM器件從輸入數(shù)據(jù)中獲取時鐘，并將其用于傳輸數(shù)據(jù)（環(huán)回時序），如圖1所示。

圖1.TDM 網(wǎng)絡中的環(huán)回時序。

數(shù)據(jù)包到達時間的變化（稱為抖動）是由于網(wǎng)絡擁塞、時序漂移或路由更改而發(fā)生的。因此，當用一個IP/MPLS網(wǎng)絡和兩個TDMoP設備替換物理TDM連接時（如圖2所示），接收TDMoP設備（從設備）接收TDMoP數(shù)據(jù)包，其到達時間延遲可變。

處理完數(shù)據(jù)包后，設備應以TDM網(wǎng)絡的恒定速率將TDM數(shù)據(jù)發(fā)送到TDM側(cè)，以最大程度地減少此抖動的影響。為了實現(xiàn)這種恒定的數(shù)據(jù)速率，該器件在時鐘恢復模式下工作，以重建源TDM時鐘，以便目標TDM器件仍然可以在環(huán)回定時模式下工作。

圖2.分組 TDM 網(wǎng)絡中的定時。

抖動緩沖器

DS34T10x/DS34S10x利用抖動緩沖器將PDV對通信質(zhì)量的影響降至最低。抖動緩沖區(qū)是一個共享內(nèi)存區(qū)域，可以在其中收集、存儲TDM數(shù)據(jù)包，并以均勻間隔的間隔發(fā)送到電路仿真引擎。抖動緩沖區(qū)位于TDM連接的發(fā)送端和接收端，有意延遲到達的數(shù)據(jù)包，以便最終用戶體驗到清晰的連接，幾乎沒有聲音失真。

抖動緩沖器有兩種：靜態(tài)和動態(tài)。靜態(tài)抖動緩沖區(qū)基于硬件，由制造商配置。動態(tài)抖動緩沖器基于軟件，可由網(wǎng)絡管理員進行配置，以適應網(wǎng)絡延遲和 PDV 的變化。

DS34T10x/DS34S10x具有動態(tài)抖動緩沖器，位于SDRAM中。這些抖動緩沖器有兩個主要作用：

補償數(shù)據(jù)包延遲變化

在TDMoP從器件上重建遠端TDM時鐘

數(shù)據(jù)以從收到的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包到達時間派生的可變速率進入緩沖區(qū)。數(shù)據(jù)以恒定的TDM速率離開緩沖器。在時鐘恢復模式下，抖動緩沖器的電平提供了時鐘恢復機制的指示。

對于TDMoP協(xié)議（CESoPSN，SAToP和TDMoIP），捆綁包可以包含來自單個E64或T1的任意數(shù)量的1kbps時隙。捆綁包是單向流，通常與相反方向的捆綁包耦合，以實現(xiàn)全雙工通信?？梢栽趦蓚€TDMoP邊緣設備之間傳輸多個捆綁包。

DS34T10x/DS34S10x提供大抖動緩沖器（多達64束），可按每個束進行配置，以補償IP/MPLS/以太網(wǎng)網(wǎng)絡帶來的延遲變化。每個捆綁包都可以分配給有效負載類型機器或 CPU 上的任何 TDM 端口。所有捆綁包都具有以下可獨立配置的功能：

發(fā)送和接收隊列

接收抖動緩沖深度

可選的連接級冗余（適用于 SAToP 和 CESoPSN）

每個器件都提供具有 DS0 分辨率的內(nèi)部束交叉連接功能。此外，每個捆綁包都可以配置為：從端口傳輸所有 T1/E1 數(shù)據(jù);在每個數(shù)據(jù)包中傳輸配置的字節(jié)數(shù) （SAToP）;或傳輸 T1/E1 數(shù)據(jù)的特定時隙，T24 最多 1 個時隙，E31 最多 1 個時隙 （CESoPSN）。捆綁包可以包含來自單個 TDM 端口內(nèi)任何時隙的數(shù)據(jù)。但是，一個時隙只能分配給單個捆綁包。對于 SAToP 和 CESoPSN 捆綁包，TDMoP 設備在抖動緩沖區(qū)范圍內(nèi)執(zhí)行數(shù)據(jù)包重新排序。數(shù)據(jù)包丟失通過插入預配置的條件值或重播上次接收的值來補償。

SAToP 和 CESoP 抖動緩沖器的分辨率不同。對于SAToP，精度以字節(jié)為單位，因此對于E4，變量的大小可以約為1μs，對于T5，則為1μs。對于CESoP，精度以幀為單位，因此E125和T1的變量可以按1μs的增量調(diào)整大小。由于在確定數(shù)據(jù)包是否良好之前必須存儲整個數(shù)據(jù)包，因此抖動緩沖區(qū)的最小精度是數(shù)據(jù)包大小的函數(shù)。如果是小數(shù)據(jù)包（1 字節(jié)），則最小值為 1 字節(jié)。如果是大型 CES 數(shù)據(jù)包（1500 幀），則無論 PDV 如何，最小值為 187.5ms。

配置DS34T10x/DS34S10x抖動緩沖器

正確配置抖動緩沖區(qū)的參數(shù)可避免欠載和超限情況。當抖動緩沖區(qū)為空（輸入速率低于現(xiàn)有速率）時，會發(fā)生欠載。當發(fā)生欠載事件時，芯片將調(diào)理數(shù)據(jù)而不是實際數(shù)據(jù)傳輸?shù)絋DM接口。當抖動緩沖區(qū)已滿且沒有空間輸入新數(shù)據(jù)（輸入速率超過現(xiàn)有速率）時，會發(fā)生溢出。欠載和超限需要IC硬件的特殊處理，具體取決于捆綁類型。

DS34T10x/DS34S10x在外部SDRAM中為數(shù)據(jù)和信令分配單獨的區(qū)域。

在 8 端口低速模式下，數(shù)據(jù)和信令區(qū)域分為八個相同的部分，每個 E1/T1/Nx64 接口一個。

在E1/T1結(jié)構(gòu)化模式下，每個數(shù)據(jù)部分包含E32的1個時隙或T24的1個時隙的數(shù)據(jù);單個 E1/T1 時隙最多可分配 4kB 的空間。所有八個接口共有 256 個時隙和 1024kB 的空間。

每個信令部分分為多幀扇區(qū)，每個多幀扇區(qū)包含多達 32 個時隙的信令半字節(jié)。所有八個接口總共有 64kB。

在串行或 E1/T1 非結(jié)構(gòu)化模式下，沒有每個時隙的分配。抖動緩沖器分為八個相同的部分，每個接口一個。每個部分為每個 HDLC 束 512kB，否則為 128kB。

對于高速模式（E3/T3、STS-1），抖動緩沖器充當一個大型緩沖器，不劃分為多個部分，總?cè)萘繛?12kB。

抖動緩沖區(qū)具有以下深度：

E1：長達 256 毫秒

T1 非成幀：長達 340 毫秒

T1 成幀：長達 256 毫秒

使用 CAS 進行 T1 框架：長達 192 毫秒

抖動緩沖區(qū)的最大深度（以時間為單位）根據(jù)以下公式計算：

每個接口 8/1 × 緩沖區(qū) x （<> / 速率）（等式 <>）

其中：

對于用CAS成幀的T1，將公式1的結(jié)果乘以0.75。

抖動緩沖區(qū)的深度由捆綁包配置表中的Rx_max_buff_size參數(shù)定義。當抖動緩沖區(qū)電平達到 Rx_max_buff_size 值時，將聲明溢出情況。

Rx_pdvt參數(shù)（也可在捆綁包配置表中找到）定義要存儲在抖動緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)量，以補償網(wǎng)絡延遲變化。抖動緩沖器參數(shù)如圖3所示。Rx_pdvt參數(shù)有兩個含義：

Rx_pdvt定義了IC對以太網(wǎng)網(wǎng)絡延遲變化的免疫力

從網(wǎng)絡到達的數(shù)據(jù)在發(fā)送到TDM線路之前會延遲Rx_pdvt

Rx_pdvt應小于 Rx_max_buff_size。此外，Rx_max_buff_size 和 Rx_pdvt 之間的差異必須大于重建數(shù)據(jù)包所需的時間;否則，數(shù)據(jù)包到達時可能會發(fā)生溢出。通常，Rx_max_buff_size的建議值為

2 × Rx_pdvt + PCT

（數(shù)據(jù)包創(chuàng)建時間）。這為延遲和突發(fā)數(shù)據(jù)包提供了相同的免疫力。

圖3.抖動緩沖器參數(shù)。

抖動緩沖控制器 （JBC） 使用 64 位 x 32 位捆綁包時隙表來標識每個活動捆綁包的分配時隙。表的索引是捆綁包編號。軟件必須配置每個活動分發(fā)包條目。對于非結(jié)構(gòu)化分發(fā)包，必須設置整個分發(fā)包條目（32 位） — 設置位意味著為此分發(fā)包分配了相應的時隙。

JBC 統(tǒng)計信息存儲在包含 128 個條目的表中。每個 TDM 端口有 32 個專用條目，每個時隙一個。抖動緩沖區(qū)狀態(tài)表存儲每個活動捆綁包的活動抖動緩沖區(qū)的統(tǒng)計信息。名為 Jitter_buffer_index 的可配置參數(shù)（位于 TSA 表中）定義表中存儲抖動緩沖區(qū)統(tǒng)計信息以及從中讀取抖動緩沖區(qū)統(tǒng)計信息的條目。

軟件根據(jù)Jitter_buffer_index訪問抖動緩沖區(qū)狀態(tài)表。狀態(tài)表包含當前抖動緩沖區(qū)狀態(tài)，例如抖動緩沖器級別和狀態(tài)（例如正常、欠載或超限）。它還包含兩個變量，用于報告抖動緩沖區(qū)的最小和最大電平。這些變量為用戶提供有關(guān)網(wǎng)絡特征的信息。例如，使用這些值，用戶可以計算抖動緩沖區(qū)頂部（Rx_max_buff_size）和底部的裕量。如果有備用容量，用戶可能希望減少Rx_pdvt，以限制抖動緩沖區(qū)對傳入數(shù)據(jù)增加的延遲。

用戶應按如下方式定義Jitter_buffer_index的值：

對于 AAL1/HDLC/RAW 結(jié)構(gòu)化捆綁包，Jitter_buffer_index是接口編號 （2 Msbits） 和捆綁包中最低時隙編號的串聯(lián)。例如，如果捆綁包由第三個接口上的時隙 2、4 和 17 組成，則Jitter_buffer_index為 10_00010[bin]，即 42[十六進制]。

對于非結(jié)構(gòu)化捆綁包，jitter_buffer_index是接口編號（2 Msbits）和 0 個“<>”的串聯(lián)。

對于 AAL2 捆綁包，每個時隙數(shù)據(jù)存儲在其自己的抖動緩沖區(qū)中;因此，Jitter_buffer_index是接口號（2 Msbits）和時隙號的串聯(lián)。例如，如果捆綁包由第一個接口上的時隙 2、4 和 17 組成，則有三個抖動緩沖區(qū)（每個時隙一個），Jitter_buffer_index值分別為 2[十六進制]、4[十六進制] 和 11[十六進制]。

有效負載類型的計算機通過序列號錯誤 （AAL1/RAW） 或 UUI 錯誤 （AAL2） 檢測數(shù)據(jù)包是否丟失。如果數(shù)據(jù)包丟失，調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)將插入抖動緩沖區(qū)，以補償丟失的數(shù)據(jù)并保持位完整性。簡單來說，插入抖動緩沖器的位數(shù)必須等于遠端傳輸?shù)奈粩?shù)。

如果數(shù)據(jù)包在 RAW 捆綁包中排序錯誤（例如，序列號為 N 的數(shù)據(jù)包在序列號為 N+1 的數(shù)據(jù)包之后到達），則 RAW 有效負載類型的計算機會對其進行重新排序。數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)入到抖動緩沖區(qū)中的適當位置，假設此位置中的數(shù)據(jù)尚未傳輸?shù)絋DM域。

結(jié)論

抖動緩沖區(qū)臨時存儲到達的數(shù)據(jù)包，以最大程度地減少延遲變化。如果數(shù)據(jù)包到達得太晚，則它們將被丟棄。有時抖動緩沖區(qū)配置錯誤，導致它們太小或太大。如果抖動緩沖區(qū)太小，則可能會丟棄過多的數(shù)據(jù)包，這可能導致呼叫質(zhì)量下降。如果抖動緩沖區(qū)太大，則額外的延遲可能會導致會話困難。正確配置抖動緩沖器參數(shù)可避免這些欠載和超限情況。

審核編輯：郭婷