中興IP傳送平臺系列

◆目前因特網仍在蓬勃發展,業界流行兩個短語“Everything over IP , IP over everything”?!癐P over everything”是已被實踐證明的,也正是IP 的精髓,即通過統一的IP 層對上層協議屏蔽各種物理網絡技術的差異性實現異種網互聯。而“Everything over IP”的“everything”是指所有業務,包括數據、圖像和話音,實時和非實時的。這對于目前的IP 技術來說仍是心有余而力不足,需要新技術來幫助解決。但隨著IP 業務量的日益膨脹, IP需有更高帶寬、更有效的新傳送技術來支持其發展。隨著技術發展, IP 傳送可以基于ATM,也可以直接落在SDH上,甚至光傳送網(WDM) 上。

◆IP 傳送技術-IP是網絡層協議,SDH和WDM是物理層傳送技術,在兩層中間需要一個數據鏈路層。物理層的作用是負責在通信通道中傳送光或電信號;數據鏈路層負責把物理層提供的信號轉換成網絡層所需要的信號;網絡層則從這些信號中提取分組,進行路由轉換,傳向目的地。目前最流行的IP傳送技術有三種,即IP over ATM, IP over SDH和IP over WDM。

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IP/ATM

IP與ATM的結合是面向連接的ATM與無連接IP的統一,也是選路與交換的優化組合,可以綜合利用ATM的速度快、容量大、多業務支持能力的優點以及IP的簡單、靈活、易擴充和統一性的特點,達到優勢互補的目的。但其網絡體系結構復雜重復,ATM與TCP/ IP都具有尋址、選路和流量控制功能,開銷損失達25 %以上。在網絡擴展性方面,ATM的分段與組裝(SAN) 功能( IP over ATM 所要求的映射方式) 將隨著接口速率的增加而變得十分復雜,因而其速率不易提高。IP over ATM主要適用于網絡邊緣多業務的匯集和一般IP骨干網,不太適合超大型IP骨干網應用。目前ATM與IP 結合的重點研究課題是多協議標記交換(MPLS) ,MPLS可望把一些面向連接的組網優點帶到路由器的網絡上,諸如QoS、業務量工程設計、虛擬專用網的管理、大型路由表的計算等問題都可望得到解決。總的看, IP over ATM適用于多業務電信環境以及服務質量要求較高的IP業務。

IP/ SDH

IP與SDH的結合則是將IP分組通過點到點協議直接映射到SDH幀,省掉了中間的ATM 層,從而保留了因特網的無連接特征,簡化了網絡體系結構,提高了傳輸效率,降低了成本,易于兼容不同技術體系和實現網間互聯,是一種現實而高效的IP傳送技術。但目前尚不適于多業務平臺,可擴展性不理想,只有業務分級,無優先級業務質量,尚不支持虛擬專用網和電路仿真。在IP over SDH中SDH是以鏈路方式來支持IP網,沒有從本質上提高IP網的性能。這種技術的核心是千兆比速交換路由器,可實現第2 層交換與第3層選路的一體化,其線速包過濾,可基本保證服務質量。IP over SDH的吞吐量可達60Gbit/ s ,端口密度和端口費用也可與ATM 相比,轉發分組延時則已降至幾十μs 量級,不再是大問題。總的看,IP over SDH適用于經營IP業務的ISP ,以IP業務量為主的電信網或在電信骨干網上疏導高速率數據流。

IP/ WDM

將IP直接放在光路上傳輸,即實現所謂的IP over WDM。顯然,這是一種最簡單直接的體系結構,省掉了中間的ATM層與SDH層,減少了網絡設備;減少了功能重疊,簡化了設備,減輕了網管復雜性,特別是網絡配置的復雜性;額外的開銷最低,傳輸效率最高;通過業務量工程設計,可以與IP的不對稱業務量特性相匹配;還可利用光纖環路的?;す庀宋脹環⒁滴?盡量避免緩存,減少延時。由于省掉了昂貴的ATM交換機和大量的普通SDH復用設備,簡化了網管,又采用了波分復用,其成本可望比傳統電路交換網降低1~2個量級! IP over WDM的最大優勢在于其巨大的帶寬潛力,目前商用化的WDM系統的速率已達160Gbit/ s。顯然,只有這樣的高速率才有可能與未來巨大的IP業務量相匹配,其他任何技術都不可能與其相比。WDM的另一個重要特點是有上百個可用波道,各個波道信號間可以彼此隔離,因而可以很容易地兼容不同性質和協議的業務,起到業務匯集作用,網絡管理者不再需要在同一電路上設法混合各種業務,從而有可能不再需要采用復雜的ATM來匯集各種業務,簡化了體系結構。至于人們所關心的服務質量問題, IP over WDM的解決思路是靠WDM的高帶寬和簡單的優先級方案。按排隊理論,只有網絡利用率超過75 %時才需要QoS。當網絡利用率低于70 %時,隊列很短或根本不存在排隊,常常只需簡單的優先級方案(如IP報頭的3個優先比特) 即可,于是將高質量實時業務放在隊列前面即可保證QoS。實際業務預測表明,未來業務量中真正高質量的實時業務是少數。90%的業務屬于盡力而為(Best effort) 業務,因而采用簡單的優先級方案和高帶寬WDM來處理QoS問題是有一定道理的。總的看,IP over WDM適用于未來的城域網,高容量普通IP業務和未來大型IP骨干網的核心匯接。

綜上所述,三種IP傳送技術都將在電信網發展的不同時期和網絡的不同部分發揮自己應有的歷史作用,三者將會長期共存互補。但從面向未來的視角看, IP over WDM將是最具生命力的技術。當然,IP over WDM才開始發展, ITU - TSG- 15和光互聯網絡論壇(OIF)正積極進行標準化工作,離其預定目標還有一定的距離,但其發展潛力是極其巨大的。


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