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宽带IP组网技术浅析作者：李波 中国通信建设北京咨询设计有限公司第三分公司摘 要：20世纪90年代中期以来,Internet进入指数增长的高速发展时期，网 络的宽带传输及接入已成为迫切的需要，宽带IP网成为人们关注的热点本文 对IP over ATM、IP over SDH、IP over DWDM三种宽带组网技术及应用做了简 单的阐述与比较，并对未来骨干网络发展趋势进行了预测关键词 IP over ATM IP over SDH IP over DWDM MPLS 应用20世纪90年代中期以来，Internet进入指数增长的高速发展时期，网络的 宽带传输及接入已成为迫切的需要，宽带IP网成为人们关注的热点IP是网络 层技术，依赖于下层的传输技术IP与宽带基础网的结合成为新一代电信网络 的特点，当前主要有两种宽带IP组网技术：IP over ATM和IP over SDHO—、IP over ATMIP over ATM是把ATM的速度快、容量大、多业务支持能力的优点与IP的 简单、灵活、易扩充和统一性的特点结合起来的一种技术IP over ATM有两种 模型：重叠模型和集成模型重叠模型的主要思想是IP的路由功能仍由IP路由 器来实现，这需要地址解析协议ARP实现MAC地址与ATM地址或IP地址与ATM 地址的映射。

集成模型的主要思想是将ATM层看成IP层的对等层，将IP层的路 由功能和GN层的交换功能结合起来，使IP网络获得ATM的选路功能IP over ATM是面向连接的ATM和无连接IP的统一，也是选路与交换的优 化组合，具有如下的优点：(1) ATM本身具有良好的QoS,使得IP业务的服务质量大大提高；(2) 具有良好的流量控制均衡能力及故障恢复能力，网络可靠性高；(3) 适用于多业务，对其他几种网络协议如IPX等能提供支持但IP和ATM技术上的固有差异，使得两者的结合并不是完美的：(1) TP数据包到ATM信元的转化分割所加入的信头造成大量的带宽浪费， ATM与IP都具寻址、选路和流量控制功能，开销损失达25%以上；(2) 网管功能不强，故障链路倒换慢，加剧了 ATM本身的复杂性二、IP over SDHIP over SDH是以SDH网络作为IP数据网络的物理传输网络，它保留了 IP 面向非连接特性，使用链路适配及成帧协议对IP报文进行封装，然后按字节同 步的方式把封装后的IP报文映射到SDH的同步净负荷包(SPE)中标准的将 IP包映射到SDH的方法是IP/PPP/HDLC/SDH, PPP协议提供多协议封装、差错控 制和链路初始化控制等功能，HDLC帧格式负责同步传输链路上的IP数据帧的定 界。

TP over SDH技术主要有以下优点：(1) 省去了 ATM层，简化了网络体系结构，降低了网络的成本和复杂性；(2) 保留了 IP的无连接特性，易于兼容不同技术体系和实现网间互联；(3) 在环路上的路由交换机可以使用光纤双侧的通道来共享IP流量，使带 宽利用率加倍，从而大大降低成本但是，TP over SDH在提供更大的带宽利用率的同时，却失去了灵活管理虚 链路的能力，基于TDM的SDH网络对基于分组IP业务的支持也存在局限性，主 要有：(1) 只有业务分级，而不能像ATM那样提供严格的QoS保证；(2) 对大规模的网络，需要处理庞大、复杂的路由表，而且路由表查找困 难，路由信息占用了比较大的带宽三、IP over DWDM近年来，随着Internet的高速发展，"IP over Everything15已成为人们关 注的热点之一IP over Everything”是指通过统一的IP层屏蔽各种物理网络 技术(如X. 25、DDN、帧中继、ATM、SDH、WDM)的差异性，实现异种网互联 这对于目前的IP技术来说仍显得有些心有余而力不足，为什么不将面向无连接、 分组交换和统计复用的IP网直接映射到光网上去运行呢？路由器端口速率的进 一步提高以及DWDM光传输技术的高速发展使得全光IP网成为可能。

DWDM是目 前解决光纤资源短缺、拓展光纤传输带宽的最佳技术，DWDM设备已经在很多国 家的骨干网建设中得到了广泛的应用，从长远的网络发展来看，DWDM技术的使 用将最终导致省掉中间的ATM层和SDH层，IP将直接在光路上传输处理，这就 是IP over DWDM的全光网络IP over DWDM是一种简单直接的体系结构，它以高性能路由器取代传统的 基于电路交换的ATM、SDH电交换和复用设备，通过OADM、OXC或者DWDM耦合器 直接连至DWDM光纤,由这些设备控制波长接入、交换、选路和保护IP over DWDM宽带IP组网技术浅析 是真正意义上的数据链路网，可以通过指定波长做旁路或直通连接，网络的业务 功能只在IP层完成IP over DWDM去掉了 ATM和SDH层，将IP数据包直接映射到光路上传输， 省掉了很多开销，大大提高了传输效率，降低了网络运行成本，但IP技术是一 种面向无连接的技术，缺乏完善的质量保证和流量控制功能，多协议标记交换 MPLS技术的出现很好的解决了这一点MPLS技术是将第二层交换和第三层路由结合起来的一种L2/L3集成数据传 输技术，它不但具有网络层的可扩充性、灵活性和流量控制功能等，还同时兼容 链路层上的多种技术。

MPLS首先根据某种特定的映射规则在网络入口 LER处将 数据流分组头和固定长度的短标记对应起来，然后在数据流的分组头中插入标记 信息，在以后的网络转发过程里，MPLS LSR就只根据数据流所携带的标记进行 交换和转发将MPLS技术与光网络技术结合起来，在数据网络层，由MPLS来执行重要的 选路、监控和网络生存性功能，同时由光网络层提供DWDM传输和波长路由的“线 路级”联网技术，这就是IP via MPLS over DWDM技术MPLS使IP网络通信的 QoS、路由、信令等性能大大提高，达到或接近统计复用定长分组交换(ATM)的 水平，而又比ATM简单、高效、便宜、适用四、三种宽带IP组网技术应用与比较目前，以Web业务为主的IP网络提供商主要使用IP over SDH技术，而传 统的电信运营商经营实时性要求高的业务，多选择IP over ATM技术IP over DWDM综合了前两者的优点，省掉了很多开销，大大提高了传输效率三种方案 的性能参数比较如下：IP overATMSDHDWDM效率低中高带宽中中高结构复杂略简简单价格高中较低传输性能好较好好维护管理复杂略简简单采用IP over DWDM技术，可以减少网络各层之间的冗余部分，减少SDH、 ATM、IP等各层之间的功能层叠，减少设备操作、维护和管理费用，大大提高传 输效率，节省网络运营的成本，从而间接降低用户多媒体通信的费用。

但在目前 的技术条件下，IP over DWDM技术还不是十分成熟，还有一些光互联网的关键 技术需要解决，包括层间适配与组帧技术、物理接口的规范、网络的自愈能力、 网络的QoS保证、链路管理问题等五、总结虽然目前宽带IP网尚未形成统一的标准，但IP over DWDM能够极大地拓展 现有的网络带宽，最大限度地提高线路利用率，并且在外围网络以千兆以太网成 为主流的情况下，这种技术能真正地实现无缝接入所以，从长远发展来看，IP over DWDM更具竞争实力，可能成为未来宽带IP网络通信的首选解决方案但 在相当长的一段时间内，Internet或基于IP的多媒体通信骨干网必将是这三种 IP技术的混合体，是一个多协议光互连网其中其核心骨干网将采用IP over DWDM技术，次骨干网以及其边缘则采用IP over SDH和IP over ATM技术参考文献：1. 田瑞雄等：《宽带IP组网技术》，人民邮电出版社，2003年第1版2. Walter Goralski著、胡先志等译：《光网络与波分复用》，人民邮电出版社，2003 年第1版3. 侯自强：《宽带IP技术发展》，人民邮电出版社，2001年第1版。

4. 巴继东，杨九民：《IP与光互联网》，北京邮电大学出版社，2002年第1版。