ISP 主干网络技术

一、SDH为骨干传输铺路

我们知道,光纤具有高带宽、传输距离远等优点,光纤已成为电信厂商骨干网的主要物理连接媒介,不过,如果仅凭单纯的光缆连接,并不能构成担负各种复杂应用的传输网。骨干传输需要由复杂的传输协议来支撑,并借助光纤作为物理媒介。
早期的解决方案是准同步系列(PDH)。但是,PDH是异步复接,在任一网络节点上接入接出低速支路信号都要在该节点上进行复接、码变换、码速调整、定时、扰码、解扰码等过程,并且PDH只规定了电接口,对线路系统和光接口没有统一规定,无法实现全球信息网的建立。因此从目前状况来看,大多数骨干传输网的解决方案正从PDH转向同步光纤网络/同步数字系列(SynchronousOpticalNetworking/SynchronousDigitalHierarchy,SONET/SDH)技术。
随着SDH技术引入,传输系统不仅具有提供信号传播的物理过程的功能,而且提供对信号的处理、监控等过程的功能。此外,SDH引入了数字交叉连接设备(DXC)和分插复用设备(ADM),分插复用设备提供了灵活的上/下电路的能力;数字交叉连接设备的引入使网络拓扑动态可变,增强了网络适应业务发展的灵活性和安全性,可在更大几何范围内实现电路群的保护、高度和通信能力的优化利用,从而为增强组网能力奠定基础,改变系统点对点传输的概念而发展成为一个网络,即传输网。SDH的发展方向是高速大容量,近年来,2.4Gb/sSDH系统已走向实用。10GB/S系统已基本完成实验室工作,估计不久就可商用化。


二、关于ATM

ATM,即异步传输模式,它是一项正在蓬勃发展的新技术。与分组、帧中继等不同,ATM采用基于定长信元的面向报文分组的异步传输模式,每个信元通过一条虚拟电路进行传输,路由的选择由信元头中的标号决定。ATM技术具有以下特点:
(1)传输的分组是固定长度(53字节)的信元,信元之间无间隔,每一信元的头5个字节包含网络信息,其余48个字节则是用户信息。
(2)ATM具有延展性和灵活性。延展性是指当需要新应用和新设备时,网络具有支持更高速率的能力,灵活性则是指网络中各种设备速率可混合使用。
(3)ATM是面向连接的技术,支持点对点、一对多和多对多等连接方式。
(4)ATM所具有的内在信元统计复用很容易实现多个信源在一条链路上综合。
ATM集中了快速分组交换和电路交换技术的优点,可以很好地解决语音、视频和文本的传输。ATM带宽容量一般在155M到几十G,非常适宜构造高速率网络,不过,在局域网(LAN)中全面采用ATM技术,造价非常昂贵,所以人们通常将ATM广泛应用在LAN的骨干网和骨干传输网中,特别是在骨干传输网采用ATM技术更是具有很大的优势。


三、在SDH上建立ATM骨干网

面对令人目不暇接的众多网络新技术,建网时所进行的网络选型就显得非常重要,而投资巨大、涉及面广的广域骨干网建设更是需要慎之又慎。
目前,面对成熟的SDH和ATM技术,电信厂商建设广域骨干网时通常的作法是:第一、采用光纤作为传输介质,这是必然的选择了;第二、使用SDH技术连接光纤端接设备,形成一个距离范围可达到无限的SDH光纤网;第三、在SDH传输网上采用各种ATM交换设备,构建具备数据、话音、视频等多服务能力的ATM骨干网。


四、ATM上跑IP

随着Internet在全球范围的蓬勃发展,网上的应用越来越复杂,网上的信息量迅猛增长,高速率、低延时、QoS要求的业务大量出现,用户迅速增加,这些都要求人们对Internet的带宽加宽,也就是对这个全球最大IP网的骨干网进行提速。目前,Internet骨干网的首选技术无疑是ATM,这就涉及到了IP交换技术,即在ATM网上跑IP包。
IP交换技术是指人们常说的IPoverATM技术,它只对数据流的第一个数据包进行路由地址处理,按路由转发,随后按已计算的路由在ATM网上建立虚电路VC。以后的数据包沿着VC以直通(Cut-Through)方式进行传输,不再经过路由器,从而将数据包的转发速度提高到第二层交换的速度。我们通常看到的Cisco公司的TagSwitching、Ascend公司的IPNavigator、3Com公司的FastIP、ATM论坛的MPOA标准以及IETF的CIPOA和MPLS等,实际上就是几种IP交换技术的解决方案。


五、SDH与IP联姻

IPoverATM技术相对比较成熟,也在许多电信厂商的骨干网中得到成功的应用。不过,近来业界对IP网骨干网的建设提出了更新的解决方案,跳过ATM网而采用IPoverSDH的技术,直接在SDH上构建IP网。
IPoverSDH的数据包通过采用点到点协议PPP协议),映射到SDH帧上,按各次群相应的线速率进行连续传输。IPoverSDH技术的实现需要高速路由器和PPP协议,采用的仍然是传统路由器的逐包转发(Forward)方式。这种方法的基本思路是将路由计算与包的转发分开,采用缓冲(Cache)技术、硬件芯片快速处理技术(ASIC技术)、以信元交换矩阵作为路由器内部体系构架的交换路由技术,将路由器包的逐包转发速度控制到与第二层交换的速度相当。这样,就无须利用广域网上的ATM交换机来建立虚电路VC。
将IP网络技术建立在SDH传输平台上,可以很容易地跨越地区和国界,兼容各种不同的技术和标准,实现网络互连,从而为IP技术适用于多媒体业务平台提供坚实的传输基础。但是,IPoverSDH技术一般可以进行业务分级(CoS),但不能像IPoverATM技术那样提供QoS。
目前不少网络公司已推出基于IPoverSDH技术的交换路由器产品,如Cisco千兆位交换路由器(GSR)、Ascend千兆位路由转发器(GRF)等。

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