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中兴IP传送平台系列

◆目前因特网仍在蓬勃发展,业界流行两个短语“Everything over IP , IP over everything”。“IP over everything”是已被实践证明的,也正是IP 的精髓,即通过统一的IP 层对上层协议屏蔽各种物理网络技术的差异性实现异种网互联。而“Everything over IP”的“everything”是指所有业务,包括数据、图像和话音,实时和非实时的。这对于目前的IP 技术来说仍是心有余而力不足,需要新技术来帮助解决。但随着IP 业务量的日益膨胀, IP需有更高带宽、更有效的新传送技术来支持其发展。随着技术发展, IP 传送可以基于ATM,也可以直接落在SDH上,甚至光传送网(WDM) 上。

◆IP 传送技术-IP是网络层协议,SDH和WDM是物理层传送技术,在两层中间需要一个数据链路层。物理层的作用是负责在通信通道中传送光或电信号;数据链路层负责把物理层提供的信号转换成网络层所需要的信号;网络层则从这些信号中提取分组,进行路由转换,传向目的地。目前最流行的IP传送技术有三种,即IP over ATM, IP over SDH和IP over WDM。

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IP/ATM

IP与ATM的结合是面向连接的ATM与无连接IP的统一,也是选路与交换的优化组合,可以综合利用ATM的速度快、容量大、多业务支持能力的优点以及IP的简单、灵活、易扩充和统一性的特点,达到优势互补的目的。但其网络体系结构复杂重复,ATM与TCP/ IP都具有寻址、选路和流量控制功能,开销损失达25 %以上。在网络扩展性方面,ATM的分段与组装(SAN) 功能( IP over ATM 所要求的映射方式) 将随着接口速率的增加而变得十分复杂,因而其速率不易提高。IP over ATM主要适用于网络边缘多业务的汇集和一般IP骨干网,不太适合超大型IP骨干网应用。目前ATM与IP 结合的重点研究课题是多协议标记交换(MPLS) ,MPLS可望把一些面向连接的组网优点带到路由器的网络上,诸如QoS、业务量工程设计、虚拟专用网的管理、大型路由表的计算等问题都可望得到解决。总的看, IP over ATM适用于多业务电信环境以及服务质量要求较高的IP业务。

IP/ SDH

IP与SDH的结合则是将IP分组通过点到点协议直接映射到SDH帧,省掉了中间的ATM 层,从而保留了因特网的无连接特征,简化了网络体系结构,提高了传输效率,降低了成本,易于兼容不同技术体系和实现网间互联,是一种现实而高效的IP传送技术。但目前尚不适于多业务平台,可扩展性不理想,只有业务分级,无优先级业务质量,尚不支持虚拟专用网和电路仿真。在IP over SDH中SDH是以链路方式来支持IP网,没有从本质上提高IP网的性能。这种技术的核心是千兆比速交换路由器,可实现第2 层交换与第3层选路的一体化,其线速包过滤,可基本保证服务质量。IP over SDH的吞吐量可达60Gbit/ s ,端口密度和端口费用也可与ATM 相比,转发分组延时则已降至几十μs 量级,不再是大问题。总的看,IP over SDH适用于经营IP业务的ISP ,以IP业务量为主的电信网或在电信骨干网上疏导高速率数据流。

IP/ WDM

将IP直接放在光路上传输,即实现所谓的IP over WDM。显然,这是一种最简单直接的体系结构,省掉了中间的ATM层与SDH层,减少了网络设备;减少了功能重叠,简化了设备,减轻了网管复杂性,特别是网络配置的复杂性;额外的开销最低,传输效率最高;通过业务量工程设计,可以与IP的不对称业务量特性相匹配;还可利用光纤环路的保护光纤吸收突发业务,尽量避免缓存,减少延时。由于省掉了昂贵的ATM交换机和大量的普通SDH复用设备,简化了网管,又采用了波分复用,其成本可望比传统电路交换网降低1~2个量级! IP over WDM的最大优势在于其巨大的带宽潜力,目前商用化的WDM系统的速率已达160Gbit/ s。显然,只有这样的高速率才有可能与未来巨大的IP业务量相匹配,其他任何技术都不可能与其相比。WDM的另一个重要特点是有上百个可用波道,各个波道信号间可以彼此隔离,因而可以很容易地兼容不同性质和协议的业务,起到业务汇集作用,网络管理者不再需要在同一电路上设法混合各种业务,从而有可能不再需要采用复杂的ATM来汇集各种业务,简化了体系结构。至于人们所关心的服务质量问题, IP over WDM的解决思路是靠WDM的高带宽和简单的优先级方案。按排队理论,只有网络利用率超过75 %时才需要QoS。当网络利用率低于70 %时,队列很短或根本不存在排队,常常只需简单的优先级方案(如IP报头的3个优先比特) 即可,于是将高质量实时业务放在队列前面即可保证QoS。实际业务预测表明,未来业务量中真正高质量的实时业务是少数。90%的业务属于尽力而为(Best effort) 业务,因而采用简单的优先级方案和高带宽WDM来处理QoS问题是有一定道理的。总的看,IP over WDM适用于未来的城域网,高容量普通IP业务和未来大型IP骨干网的核心汇接。

综上所述,三种IP传送技术都将在电信网发展的不同时期和网络的不同部分发挥自己应有的历史作用,三者将会长期共存互补。但从面向未来的视角看, IP over WDM将是最具生命力的技术。当然,IP over WDM才开始发展, ITU - TSG- 15和光互联网络论坛(OIF)正积极进行标准化工作,离其预定目标还有一定的距离,但其发展潜力是极其巨大的。


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