淺談ＳＤＨ、ＩＰ與ＡＴＭ技術及其相互關系

2019-11-04 11:47:16

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供稿：網友

　　一SDH技術

　　光纖具有高帶寬、傳輸距離遠等優點，光纖已成為寬帶綜合數字業務網的主要物理連接媒介，不過，假如僅憑單純的光纜連接，并不能構成擔負各種復雜應用的傳輸網。骨干傳輸需要由復雜的傳輸協議來支撐，并借助光纖作為物理媒介。

　　80年代美國貝爾通訊研究所首先提出了SONET（SynchronousOpticalNetworking同步光纖網絡）的概念。CCITT采納并修改和擴充了這一概念。將其命名為SDH（SynchronousDigitalHierarchy同步數字系列）。SDH網是對原有PDH（PlesiochronousDigitalHierarchy準同步系列）網的一次革命。PDH是異步復接，在任一網絡節點上接入接出低速支路信號都要在該節點上進行復接、碼變換、碼速調整、定時、擾碼、解擾碼等過程，并且PDH只規定了電接口，對線路系統和光接口沒有統一規定，無法實現全球信息網的建立。隨著SDH技術引入，傳輸系統不僅具有提供信號傳播的物理過程的功能，而且提供對信號的處理、監控等過程的功能。SDH通過多種容器C和虛容器VC以及級聯的復幀結構的定義，使其可支持多種電路層的業務，如各種速率的異步數字系列、DQDB、FDDI、ATM等，以及將來可能出現的各種新業務。段開銷中大量的備用通道增強了SDH網的可擴展性。通過軟件控制使原來PDH中人工更改配線的方法實現了交叉連接和分插復用連接，提供了靈活的上/下電路的能力，并使網絡拓撲動態可變，增強了網絡適應業務發展的靈活性和安全性，可在更大幾何范圍內實現電路的保護、高度和通信能力的優化利用，從而為增強組網能力奠定基礎，只需幾秒就可以重新組網。非凡是SDH自愈環，可以在電路出現故障后，幾十毫秒內迅速恢復。SDH的這些優勢使它成為寬帶業務數字網的基礎傳輸網。近年來，2.4Gb/sSDH系統已走向實用。10GB/S系統已基本完成實驗室工作。

　　二ip技術

　　這是一個古老而又年輕的技術，它源于60年代中晚期美國國防部的ARPANET研究及組建過程。其主要設計思想是將原本相對龐大的數據塊分割成很小的數據包（Packet），再將每個數據包記上源和目的信息，并將眾多標有不同源和目的地址的數據包能夠通過一個公共的網絡正確地傳送到目的地。應注重，IP技術從一開始就不是用來解決諸如：物理信道的可靠性（像后來的SDH技術）和物理信道的統計復用以及信道的質量（帶寬）保障（像后來的ATM技術）這類問題。它基本處于ISO/OSI的第三層。這就是IP網在整個通信網絡中的局限性。　　但是，隨著Internet技術（尤其是WWW技術）的迅猛發展，IP技術以及設計思想的簡潔實用和應用的豐富多彩，而成為一統天下的網絡互聯協議。所以，在目前，要建設一個計算機應用網絡平臺，就一定支持IP，然而，IP無法提供帶寬保證，假如有一對PABX的E1電話中繼線要想通過IP網傳給另一個PABX是不可能的。

　　所以IP網只能開展基于IP的應用業務，如IPVPN、IP電話、IP視音頻播放、IP會議電視、IP視頻點播、INTERNET遠程教學、遠程醫療、電子商務等等。但不能開展要求速率保證的信道租用業務（E1、STM-1租用業務）。

　　三ATM技術

　　ATM（異步傳輸模式）技術是一項正在蓬勃發展的新技術。其產生的動因是試圖找到一種能統一傳送帶寬和質量要求不同的電信業務的方式，以便在寬帶通信網絡中提供更具吸引力的電信業務，如數字電視、數字高清楚度電視、高質量可視電話、視頻點播等。與分組交換、幀中繼等不同，ATM采用基于定長信元的面向報文分組的異步傳輸模式，每個信元通過一條虛擬電路進行傳輸，路由的選擇由信元頭中的標號決定。ATM技術具有以下特點：●傳輸的分組是固定長度(53字節)的信元，信元之間無間隔，每一信元的頭5個字節包含網絡信息，其余48個字節則是用戶信息?！馎TM具有延展性和靈活性。延展性是指當需要新應用和新設備時，網絡具有支持更高速率的能力，靈活性則是指網絡中各種設備速率可混合使用?！馎TM是面向連接的技術，支持點對點、一對多和多對多等連接方式。●ATM所具有的內在信元統計復用很輕易實現多個信源在一條鏈路上綜合。

　　ATM的兩個技術要點是，信道的統計復用和業務的質量保證（QOS），到目前為止，也只有ATM可以做到這兩點，以實現各種通信網絡融為一體，一并傳輸交換。它集中了快速分組交換和電路交換技術的優點，可以很好地解決語音、視頻和文本的傳輸。ATM帶寬容量一般在155M到幾十G，非常適宜構造高速率網絡，不過，在局域網（LAN）中全面采用ATM技術，造價非常昂貴，所以人們通常將ATM廣泛應用在LAN的骨干網和骨干傳輸網中，非凡是在骨干傳輸網采用ATM技術更具有很大的優勢。

　　四SDH和ATM

　　面對令人目不暇接的眾多網絡新技術，建網時所進行的網絡選型就顯得非常重要，而投資巨大、涉及面廣的廣域骨干網建設更是需要慎之又慎。

　　目前，面對成熟的SDH和ATM技術，電信廠商建設廣域骨干網時通常的作法是：第一、采用光纖作為傳輸介質，這是必然的選擇了；第二、使用SDH技術連接光纖端接設備，形成一個距離范圍可達到無限的SDH光纖網；第三、在SDH傳輸網上采用各種ATM交換設備，構建具備數據、話音、視頻等多服務能力的ATM骨干網。

　　五ATM和IP

　　隨著Internet在全球范圍的蓬勃發展，網上的應用越來越復雜，網上的信息量迅猛增長，高速率、低延時、QoS要求的業務大量出現，用戶迅速增加，這些都要求人們對Internet的帶寬加寬，也就是對這個全球最大IP網的骨干網進行提速。目前，Internet骨干網的首選技術無疑是ATM，這就涉及到了IP交換技術，即在ATM網上跑IP包?！　P交換技術是指人們常說的IPoverATM技術，它只對數據流的第一個數據包進行路由地址處理，按路由轉發，隨后按已計算的路由在ATM網上建立虛電路VC。以后的數據包沿著VC以直通（Cut－Through）方式進行傳輸，不再經過路由器，從而將數據包的轉發速度提高到第二層交換的速度。我們通常看到的Cisco公司的TagSwitching、Ascend公司的IPNavigator、3Com公司的FastIP、ATM論壇的MPOA標準以及IETF的CIPOA和MPLS等，實際上就是幾種IP交換技術的解決方案。

　　六SDH和IP

　　IPoverATM技術相對比較成熟，也在許多電信廠商的骨干網中得到成功的應用。不過，近來業界對IP網骨干網的建設提出了更新的解決方案，跳過ATM網而采用IPoverSDH的技術，直接在SDH上構建IP網。

　　IPoverSDH的數據包通過采用點到點協議（PPP協議），映射到SDH幀上，按各次群相應的線速率進行連續傳輸。IPoverSDH技術的實現需要高速路由器和PPP協議，采用的仍然是傳統路由器的逐包轉發（Forward）方式。這種方法的基本思路是將路由計算與包的轉發分開，采用緩沖（Cache）技術、硬件芯片快速處理技術（ASIC技術）、以信元交換矩陣作為路由器內部體系構架的交換路由技術，將路由器包的逐包轉發速度控制到與第二層交換的速度相當。這樣，就無須利用廣域網上的ATM交換機來建立虛電路VC。

　　將IP網絡技術建立在SDH傳輸平臺上，可以很輕易地跨越地區和國界，兼容各種不同的技術和標準，實現網絡互連，從而為IP技術適用于多媒體業務平臺提供堅實的傳輸基礎。但是，IPoverSDH技術一般可以進行業務分級（CoS），但不能像IPoverATM技術那樣提供QoS。

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