Tandemfri drift

Tandemfri drift ( TFO ) är en del av ETSI:s 3GPP-standardspecifikation, som har inkluderats från R99 i standardspecifikationerna och framåt.

Översikt

I traditionella GSM- nät involverar ett samtal mellan två mobilstationer (MS) en dubbel kodnings-/avkodningsprocess. Talsignaler kodas först i ursprungs-MS:en, omvandlas till G.711 i den lokala transkodern, konverteras tillbaka till en GSM-kodek i fjärrtranskodern och konverteras slutligen tillbaka till tal vid den avslutande MS:n. I denna konfiguration arbetar de två omkodarna i tandem och introducerar en försämring av röstkvaliteten. Det är möjligt att eliminera detta problem genom att ta bort de två omkodningsoperationerna i röstvägen om de två MS använder samma codec.

Detaljer

I stora drag kan utrustningen som är en-route-mobiluppsättningar i två ända kategoriseras i två typer:

Aktiv röstutrustning, som gör omkodningsoperationen, antingen från en GSM/UMTS-talkodek (t.ex.: GSM-EFR , GSM-AMR ) till G.711 /PCM eller motsatt.
Passiv utrustning (eller In-Path Equipment) omkodar inte, men ändrar röstsignalerna på något sätt. Till exempel: Line Echo Canceller, dämpningsalgoritmer eller annan utrustning som ändrar röstsamplen.

Aktiv utrustning

Denna utrustning är vanligtvis i utkanten av kärnnäten som fungerar som en gateway mellan mobila kärnnät ( IP- baserade) och digitala PSTN- nätverk. Mobila kärn-IP-nätverk bär röstkodad i form av en av GSM/UMTS-codec (t.ex.: GSM AMR). När detta måste överföras över ett G.711/PCM-baserat PSTN-nätverk, omkodar gatewayutrustningen från GSM/UMTS-codec till G.711 PCM-sampel. Detta resulterar i en viss förlust av röstkvalitet.

Ett enda G.711/PCM-sampling är ett 8-bitars värde och samplas med hastigheten 8 kHz. Därför är bandbreddskravet 64kbit/s, där varje bit motsvarar 8kbit/s.

TFO är en mekanism som stjäl minst signifikanta bitar (LSB) av PCM-sampel för att bokstavligen bädda in bitarna från en kodad ström. Eftersom de flesta GSM/UMTS-codec-hastigheter ligger runt intervallet 8kbit/s till 16kbit/s (och högre hastigheter på upp till 32kbit/s för 16 kHz samplade bredbandscodecs), behöver man bara stjäla cirka 1 eller 2 LSB:er av totalt 8 bitar. Denna aspekt är mycket viktig, eftersom om det finns ett brott i TFO-anslutningen, kan de övre mest signifikanta bitarna (MSB) fortfarande användas för att överföra omkodade G.711/PCM-sampelvärden. Nedbrytningen på grund av förlust av 1 eller 2 LSB är inte mycket.

Fjärrkodningsutrustningen extraherar sedan den kodade strömmen från LSB:er av PCM-sampel och rekonstruerar den som codec-ramar och skickas sedan som om den var kodad av sig själv, och undviker därigenom praktiskt taget två iterationer av omkodning.

Flöde

Transkoderutrustningen som stöder TFO kör en väldefinierad tillståndsmaskin. Baserat på händelsesekvensen definierar tillståndsmaskintabellen en sekvens av åtgärder som ska utföras.

Som en del av denna sekvens sänder den lokala omkodaren TFO In-band Signaling-meddelanden (IS_Messages) på LSB:erna för PCM-samplen. Protokollet är mycket väl definierat i specifikationsdokumenten.

Fjärrkodningsutrustningen som tar emot dessa meddelanden, bekräftar (ACK) med sina egna IS_Messages. Vid det första utbytet byter de två omkodarna också sina kapaciteter (de codec som de stöder, etc.). När en gemensam codec väl har bestämts börjar de båda strömma PCM-prover med LSB:er som innehåller kodad ström.

In-Path Equipment (IPE)

Som beskrivits tidigare är dessa inte aktiv utrustning som gör omkodning. Dessa kommer vanligtvis i vägen för två omkodare. För att säkerställa att TFO-strömmen som är inbäddad i LSB:erna för PCM-prover inte berörs av dessa utrustningar, måste även dessa vara medvetna om TFO.

Specifikationerna definierar rollen för dessa. I ett nötskal måste dessa utrustningar detektera TFO-trafik (genom att kontrollera IS_Messages på ingången) och se till att dessa inte berörs på utgången.