网络与通信中文核心期刊《微计算机信息》(管控一体化)2007年第23卷第2-3期文章编号:1008-0570(2007)02-3-0094-02TDMoIP时钟恢复算法的设计与实现DesignandImplementationofClockRecoveryAlgorithminTDM-over-IP(清华大学)沈宇飞葛宁SHENYUFEIGENING摘要:在IP/TDM网关出口重建TDM业务定时是TDMoIP(TDM-over-IP)应用的关键技术之一。本文介绍了自适应时钟恢复方法的背景和原理,给出了一种基于包间隔的自适应定时恢复方案的算法设计与实现,描述了硬件实现的模块划分与关键算法实现,最后给出了测试结果。测试结果表明,锁定状态下频率准确度和稳定度均能达到较高指标。关键词:包交换网络;电路仿真;自适应定时恢复中图分类号:TP919.21文献标识码:AAbstract:ReconstructionofTDMserviceclockattheIP/TDMgatewayinapplicationofTDM-over-IPisoneofthekeytechnologies.Thispaperintroducesthebackgroundsandprincipleofadaptiveclockrecovery,presentsanimplementationoftheadaptiveclockrecoverymethodbasedonpacketarrivalintervals,describesfunctionmodulearrangementandkeyalgorithmimplementation.Finally,theexperi-mentalresultsareprovided.Theresultsshowedthatbothoffrequencyaccuracyandstabilitycanreachahighlevelinthelockedmode.自适应法的基本思想是,到达的业务数据量反映了业务时钟频率,这个信息被用来调整接收端本地时钟,从而恢复出发送端的业务时钟频率,该方法的具体实现有多种方案。基于包间隔的自适应定时恢复方法是TDM-over-IP应用引言TDM-over-IP技术是正在兴起的一种IP融合传统TDM业务的解决方案,其功能目标就是在面向无连接的网络上实现电路业务的传输,解决方法是在新的IP、以太网或MPLS网络中提供虚拟或仿真的TDM业务通道。当前得到认同的方法是中一种常用的定时恢复方法。TDM业务为恒速率业务采用TDM-over-IP方式传送时,通常将TDM业务数据封装为等长分组,再添加IP报头等开销字节,分组间隔取决于每个分组封装的数据量,如假设业务时钟频率为ft,发端每收到N个业务比特就封装为一个包,则发送分组间隔T=N/ft,TDM数据包为周期性包流。如果接收端能够恢复出发送间隔T,则通过将恢复的包频进行N倍频就能得到发送端业务时钟频率,这就是基于包间ATM电路仿真业务,利用ATM信元实现电路仿真,然后将ATM信元打成IP包,也可以直接将TDM通道置于IP有效载荷中,从而避免了ATM中进行分割和重组的步骤。目前,在标准方面,ITU-T提出了关于TDM-over-MPLS网络的ITU-TY.1413建议,IETF也正在制定相关TDM-over-Packet标准。产品方面,以色列的RAD数据通信公司推出了基于TDM-over-IP的设备IPmux,美国的Zarlink公司开发出的基于CES-over-Packet(分组网络电路仿真)概念的处理器芯片,使得网络运营商可以通过扩展城域以太网和无线网络以有效的成本提供TDM语音、视频和数据业务。同步是TDM业务的重要特征,由于IP网络是基于统计复用的包交换网络,传输TDM业务过程破坏了TDM业务自身的定时透明性,因而如何在IP/TDM网关出口重建TDM业务定时成为TDMoIP应用的关键技术之一。利用IP等分组网络传输TDM业务信号时,在没有公共参考时钟情况下,只能采用自适应定时恢复法。本文主要讨论基于包间隔的自适应定时恢复方法,给出了算法设计和实现方案。隔的自适应定时恢复方法基本思想,包的发送间隔。其核心在于如何得到数据虽然每个包经过网络的时延不同,到达接收端时不再是恒定周期的包流,但长时平均来看,发送的包不丢失的都到达接收端,因而到达包流仍是准周期的。因此,通过对到达包间隔的度量、采集,通过低通滤波,便可以得到发送端发包间隔的估计值,通过选取合适的低通滤波参数,就可以得到所需精度的包间隔估计值,该估计值可用来调整本地时钟,进而恢复出发送端业务时钟频率。2算法设计与实现采用自适应方法恢复定时信号时,为了提高时钟锁定精度和较快的锁定时钟,可以提高待传定时频率,即在发端先获得与所传业务时钟同步的高速时钟,然后传递该高速时钟。传递高速时钟的方法可以采用1节介绍的基于包间隔的自适应定时恢复方法,即利用高速时钟产生发包间隔,接收端利用本地高速时钟对收包间隔进行度量,经过运算得到收发端...