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电话网络技术IP over SDH与IP over WDM

IP over SDH
  上述IP/A1M结合技术的协议栈模型如图2.63(a)所示。首先需将IP分组进行适配封装,然后分拆成信元净荷,再加上ATM信头,最后将信元装入SDH的净荷封包。其最大的问题是带宽利用率不高。
宽带IP网络协议栈模型
  众所周知,A1M信头要占整个信元10%的开销,当信元不能完全充填时效率更低。据统计,约有一半的IP分组为40或44字节,加上适配等开销字节,必须用两个信元才能封装,其带宽利用率不到40%。按目前Internet骨干网分组长度分布平均计算,A1M开销约要占25%左右。此外,随着SDH速率的提高,ATM信元拆装的技术复杂性和成本也大为提高,直接影响网络带宽的提升。而且从本质上说,IP和ATM二大技术相差很大,要使两者结合并和其它网络互通,协议有相当的复杂性。鉴此,IETF又提出的将IP分组直接装入SDH净荷区的I]五verSDH技术,又可称为SONET上传送分组(POS Packetover SONET)技术。其协议栈模型如图2.63(b)所示。
        IP over SDH采用IP/PPP/HDLC三层封装帧结构,如图2.64所示。首先,在IP数据报外面加上PPP封装,以提供差错控制和链路初始化控制;然后再加上HDLC封装,解决帧定界问题;最后将此HDLC帧按字节同步方式装入SDH的净荷区。
由此可知,其帧长为IP报长+8或10个字节。若IP报长为64字节,则IPoverATM的带宽利用率仅为43%,而IP over SDH的利用率可达86.8%。平均说来,Internet骨干网采用IP over SDH技术,其额外开销仅为2%。因此,该项技术可显著提高宽带IP网络的资源利用率,又可节省ATM设备,降低网络成本。但是它支持具有不同QoS要求的多业务流的能力较差,主要用于传送数据业务流。
IP over WDM
        这是在研的一项最新的光IP网络技术,又称IPoverOptical,即IP直接在裸光纤上传送,连SDH这一层都省略了,其协议栈模型如图2.63(c)所示。
由于SDH是按照传送TDM话音信号的要求而设计的,在其上传送IP分组结构并不十分合理。之所以采用IP over SDH方案,是因为目前光纤传输系统只有SDH这样一种复用方式,从原理上说在光纤网络上传送IP分组不一定需要SDH这一层。然而要取消SDH层,必须解决两个关键问题:一是适合于IP数据传送的帧结构,二是网络故障的自愈恢复方法。前者已提出于兆比特以太网和简化SDH两种帧结构方案,后者考虑采用MP区技术,根据存储的标记快速提供替换路由。
  另一方面,目前光纤的潜在容量远未开发利用。一根光纤的可用带宽至少为30TIIz,而采用电时分复用,传输速率难以超过40Gbit/s。因此要在裸光纤上建立宽带IP网络,采用波分复用(WDM)技术是一个十分有前景的方案。WDM可在光纤上并行运行多个波长,每个波长上可使用不同的通信协议和信号格式。这样可最大限度地重用光纤资源,灵活地扩充网络容量,自由地提供多种接口,不但可以极大地提高网络带宽,而且可以有效地提高组网的灵活性。
  目前密集波分复用(DWDM)技术实用的复用波长数已达96个,实验室已达JOO)个波长。以此为基础的光IP网是当前研究的热点,它所提供的巨大带宽将使包括IP网络电话在内的广域IP多媒体网络应用成为可能。