IP技术的冲击

李照
2000年 第2期 

　　随着Internet在全球的迅速发展和社会信息化程度的提高，信息化需求已从单纯的数据信息向交互式多媒体信息发展，从分别服务向数据、语音、图像统一服务和一网传输发展。基于IP的宽带网为这种业务和技术的融合、汇聚提供了统一平台，将对传统的语音模拟传输技术形成极大的冲击。
　　IP技术作为一种承载业务和沟通传输的中间体，随着Internet的成功而得到极大发展，一方面基于IP的业务应用快速发展，从数据通信业务发展到语音及视频业务；另一方面IP协议需要基础网络的承载，可以建立在多种基础传输平台上，例如IP 0ver ATM，IP over SDH等。随着密集波分复用光传输技术的成熟，大大提高了IP网络的带宽，并最终使得基于IP的实时多媒体业务得以实现，从而完成三网合一的目标。这同时也对用户的接入方式和速度提出了新的要求，接入技术已经向着xDSL接入、全光纤或HFC接入发展，随着第三代移动通信技术规范的逐渐完善，宽带移动无线接入也将很快得到实现。下面我们将逐一介绍。
#1    IP骨干网技术的发展
　　典型的相关技术有IP over ATM，IP over SDH，IP over WDM。IP 0ver ATM，融合了IP和ATM技术特点，发挥ATM支持多业务、提供QoS（服务质量保证）的技术优势。IP 0ver SDH，直接在SDH上传送IP业务，对IP业务提供了完善支持，提高了效率。而IP over WDM，采用高速路由交换机设备和密集波分复用技术，极大地提高了网络带宽，对不同码率、数据帧格式的业务提供全面支持。
#1　　1.IP over ATM  
　　其基本原理和工作方式为：将IP数据包全部转化为ATM信号，以ATM信号形式传输。当网络中的交换机接收到一个IP数据包时，它首先根据IP数据包的IP地址通过某种机制进行路由地址处理，按路由转发。随后，在ATM网上建立虚电路（VC）。以后的IP数据包将在此虚电路VC上以直通（Cut一Through）方式传输而不再经过路由器，从而有效地解决了IP的路由器的瓶颈问题，并将IP包的转发速度提高到交换速度，大大提高信号传输速度。目前把相应的解决方案分为两种模型：重叠模型和集成模型。
　　重叠技术的主要思想是：IP的路由功能仍由IP路由器来实现，该技术信令标准完善成熟，但对组播业务的支持仅限于逻辑子网内部，子网间的组播需通过传统路由器，因而对广播和多发业务效率较低。
　　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ATM层的交换功能结合起来，使IP网络获得ATM的选路功能。ATM端点只需使用IP地址标识，从而不需要地址解析协议。该技术传输IP数据包效率较高，且不需地址解析协议。但目前标准还未完成，与标准的ATM技术结合不是很好。
　　从以上分析可以看出，IP Over ATM具有以下特点：
　　● 优点：
　　（1）由于ATM技术本身能提供QoS保证，因此可利用此特点提高IP业务的服务质。
　　（2）具有良好的流量控制均衡能力以及故障恢复能力，网络可靠性高。
　　（3）适应于多业务，具有良好的网络可扩展能力。
　　（4）对其它几种网络协议如IPX等能提供支持。
　　● 缺点
　　（1）目前：IP Over ATM还不能提供完全的QoS保证。
　　（2）对IP路由的支持一般，IP数据包分割加入大量头信息，造成很大的带宽浪费（20％～30％）。
　　（3）在复制多路广播方面缺乏高效率。
　　（4）ATM技术复杂，管理也较复杂。
#1　　2.IP over SDH
　　IP Over SDH以SDH（同步数字系列技术）网络作为IP数据网络的物理传输网络。它使用链路及 PPP协议对IP数据包进行封装，把IP分组根据规范简单地插入到PPP帧中的信息段，然后再由SDH通道层的业务适配器把IP数据包映射到SDH中，然后经过SDH传输层和段层，经过衰减补偿，最后到达光层，在光纤中传输。IP over SDH，也称Packet over SDH（PoS）。
　　IP over SDH具有以下特点：
　　● 优点：
　　（1）对IP路由的支持能力强，具有很高的IP传输效率。
　　（2）符合Internet业务的特点，如有利于实施多路广播方式。
　　（3）能利用SDH技术本身的环路，故可利用自愈合（Self－healing Ring）能力达到链路纠错；同时又利用OSPF协议防止备和链路故障造成的网络停顿，提高网络的稳定性。
　　（4）省略了不必要的ATM层，简化了网络结构，降低了运行费用。
　　● 缺点：
　　（1）仅对IP业务提供好的支持，不适于多业务平台。
　　（2）不能像IP over ATM技术那样提供较好的服务质量保障（QoS）。
　　（3）对IPX等其它主要网络技术支持有限。
#1　　3.IP over WDM
　　IP over WDM，也称光因特网。其基本原理和工作方式是：在发送端，将不同波长的光信号组合（复用）送入一根光纤中传输，在接收端，又将组合光信号分开（解复用）并送入不同终端。IP over WDM是一个真正的链路层数据网。在其中，高性能路由器通过光ADM或WDM耦合器直接连至WDM光纤，由它控制波长接入、交换、选路和保护。
　　IP over WDM具有以下特点：
　　● 优点：
　　（1）充分利用光纤的带宽资源，极大地提高了带宽和相对的传输速率。
　　（2）对传输码率、数据格式及调制方式透明。可以传送不同码率的ATM、SDH／Sonet和千兆以太网格式的业务。
　　（3）不仅可以与现有通信网络兼容，还可以支持未来的宽带业务网及网络升级。
　　● 缺点：
　　（1）目前，对于波长标准化还没有实现。
　　（2）WDM系统的网络管理还不成熟。
　　（3）目前，WDM系统的网络拓扑结构只是基于点对点的方式，还没有形成“光网”。
#1　　总结：
　　通过以上的分析比较，我们可以发现，在高性能、宽带的IP业务方面，IP over SDH技术由于去掉了ATM层的处理，具有较高的性价比而且线路利用率高。因而就目前而言，发展高性能IP业务，IP over SDH是较好选择。而IP over ATM技术则充分利用已经存在的ATM网络和技术，发挥ATM网络的技术优势，适合于提供高性能的综合通信服务，是传统电信服务商的较好选择。对于IP over WDM技术，它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。而IP over WDM则因为大量采用了光纤技术，因此它代表着宽带IP主干网的明天。
#1    接入网技术
　　同样，接入网技术也处于快速发展当中，接入网包括有线接入方式和无线接入方式。
#1　　A．有线接入方式
　　有线接入方式有3种。
　　①铜线接入包括高速率数字用户环路（HDSL）、不对称数字用户环路（ADSL）、单线制数字用户线（SDSL）、超高比特率数字用户线（VDSL）、可调速数字用户环路（RADSL）等。其中ADSL技术目前已成为能够大规模市场化的Internet接入技术，目前主要有全速率（FR）和G.lite两种标准。全速率技术根据视频点播和WEB访问的特点，采用上下行速率非对称传输的方式，上、下行速率分别可达到7Mbps～8 Mbps和1 Mbps；G.lite标准是为满足Internet接入需要而最新完成的一个简化标准，其上下行采用对称的1.5 Mbps传输，将会在短期内成为拥有大量铜线的传统电话服务商的首选接入方式，目前中国电信主要采用此种技术来改进用户接入的现状。
　　②光纤接入包括光纤到路边、大楼、家庭、办公室。
　　③光纤同轴混合接入是光纤到路边和大楼的延伸。同轴混合可提供带宽接近1000 Mbps的高速通道，配合用户端电缆调制解调器设备可以开展多种宽带多媒体业务。
　　光纤同轴电缆混合接入易于接入各种宽带业务。与电话网络中的双绞线相比，同轴电缆具有较高的传输带宽，并且可以进行灵活的频段分配；同时支持模拟和数字视频业务，易于进行电视、数据和电话等多种业务的综合。
　　目前广电部利用其覆盖面极广的有线电视HFC网，通过10Mbps速率的Cable MODEM来实现数据业务和电视信号的共同传输。
　　Cable MODEM的HFC接入方案的优势是带宽比较高（10Mbps），但这种技术本身是一个较粗糙的总线型网络，当一条线路上用户激增时，其速度将会减慢。有关资料表明，大部分情况下，HFC方案必需兼顾现有的有线电视节目，而占用了部分带宽，只剩余了一部分可供传送其它数据信号，所以Cable MODEM的日常传输速度只能达到理论传输速率的一半以下。国外公司实验表明，其速率一般为 1Mbps～2Mbps，更常见的是 400Kbps～500Kbps。
#1　　B．无线接入方式
　　无线接入方式有两种。
　　①移动无线接入包括GSM移动电话网、CDMA全数字移动网、卫星全球移动通信网等。无线接入也推动了网络手机的发展。
　　②固定无线接入包括微波通信、无线用户环路及卫星VAST网等。
　　以上内容并不能涵盖IP技术和接入技术发展的各个层面和方向，很多技术如MPLS都还未有最终的标准，都处在不断的发展和完善当中，但是IP技术将彻底取代现在的通讯技术的趋势已经非常明显。今天的比较都不能代表某一种技术已经成为事实标准，最终会由市场来验证，但是，我们有理由相信，这些技术将在今年，或者近几年内完成商业化转化，大步走进广大用户的家庭，给我们带来使用上的愉悦和满足我们的需要。

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