SDH與ATM——淺談SDH與ATM技術及其相互關系

2019-11-04 11:49:58

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供稿：網友

　　一、SDH為骨干傳輸鋪路

我們知道，光纖具有高帶寬、傳輸距離遠等優點，光纖已成為電信廠商骨干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。
早期的解決方案是準同步系列（PDH）。但是，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。因此從目前狀況來看，大多數骨干傳輸網的解決方案正從PDH轉向同步光纖網絡/同步數字系列（SynchronousOpticalNetworking/SynchronousDigitalHierarchy，SONET/SDH）技術。
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。此外，SDH引入了數字交叉連接設備（DXC）和分插復用設備（ADM），分插復用設備提供了靈活的上/下電路的能力；數字交叉連接設備的引入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群的保護、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，改變系統點對點傳輸的概念而發展成為一個網絡，即傳輸網。SDH的發展方向是高速大容量，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，估計不久就可商用化。

二、關于ATM

ATM，即異步傳輸模式，它是一項正在蓬勃發展的新技術。與分組、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：
(1)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。
(2)ATM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。
(3)ATM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。
(4)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技術更是具有很大的優勢。

三、在SDH上建立ATM骨干網

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。

四、ATM上跑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。
IP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。

五、SDH與IP聯姻

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。
目前不少網絡公司已推出基于IPoverSDH技術的交換路由器產品，如Cisco千兆位交換路由器（GSR）、Ascend千兆位路由轉發器（GRF）等。

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