世界范围内的语音和数据通信业务的发展发生了根本变化,以业务年增长率变化为例,电话业务增长趋缓,年增长率仅为8%,而数据通信业务的年增长率却超过100%。有关专家预测,到2005年,纯语音和数据流之比为1:99,因此业务供应商的80%收益将来自数据业务,特别是ip业务。数据通信网络技术以一日千里的速度发展,在诸多IP技术方案中,IP over ATM,IP over SDH,IP over WDM等技术成为IP技术与光融合三大主线。
三种IP网络技术性能
(1)IP over ATM
这是一种ATM和Internet相结合的方式。从开放系统互联的分层结构来看,IP层在ATM之上,因此这种传递方式叫作IP over ATM。它把ATM网络作为Internet的主干网。用户设备作为计算机连到局域网,局域网之间、局域网和主干网之间,都通过网关相连。ATM一开始就作为电信业的基本传输体制而出现,其提供的端口速率范围极广,从1.5Mbps,可逐步扩展到10Gps,未来可达40Gbps,ATM的优势主要来自它的这种可扩展性和灵活性。
1、传输效率低是IP over ATM的致命缺点,造成传输效率低的原因是IP数据包需映射成ATM信元,由此形成的传输开销约占24%,故造成传输效率低;2、网络管理比较复杂,因为要解决诸多矛盾,如需要解决IP地址与ATM地址多重映射的矛盾,IP网络的非连接特点与ATM面向连接之间的矛盾;3、不太适合用于超大型IP骨干网。
(2)IP over SDH
IP over SDH是IP数据包通过采用点到点协议PPP,映射到SDH帧上,按各次群相应的线速进行连续传输;IP over SDH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方式,它无需利用广域网上的ATM交换机来建立虚电路VC。
优点
1、IP over SDH省去了ATM层,简化了IP网络体系结构,提高了数据传输效率;2、可以充分利用SDH技术的各种优点,如SDH使国际电信互通成为可能,SDH帧结构中安排了丰富的开销比特,可加强网络的运行、管理和维护能力;网络还有很好的兼容性等;3、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,兼容各种不同技术和标准,实现全球互联网;4、有利于实现IP多点广播技术。
缺点
1、目前IP over SDH尚不支持虚拟专用网VPN和电路仿真;2、在所有包交换技术中,ATM的Qos是最好的,它甚至可以做电路仿真,而IP over SDH技术,一般可进行业务分级,不能提供较好的服务质量Qos;3、对大规模的网络,需处理庞大、复杂的路由表,且查找困难,路由信息占用较大的带宽。
(3)IP over WDM IP over WDM通俗的说法就是IP数据包直接在光路上跑,减少网络层之间的冗余部分,由于省去了中间的ATM和SDH层,其传输效率最高,节省了网络运营商的成本,同时也降低了用户获得多媒体通信业务的费用,是一种最直接、最经济的IP网络体系结构,非常适用于超大型IP骨干网。
一种新技术的提出是由于市场的迫切需要所系。据世界领先的Internet服务供应商提供的消息:Internet骨干网的带宽每经过6-9个月就翻一番。1997年为622Mbps,1998年为2.5Gbps,预计今年可突破10Gpbs。也就是说,如果不采用WDM,那么仅Internet的数据流量就可以占满整个单波光纤系统的容量(目前,单波光纤系统的最大传输速率为10Gbps,潜力已尽)。此时,再用SDH设备来将Internet业务和别的业务进行时分复用(TDM),既没必要,也不可能。因此,TDM将由WDM取代,IP over SDH最终将让位于IP over WDM。
当前该三种技术将在较长一段时间内共存,在数据通信网中将发挥各自的作用,逐渐走向配合,最后统一于IP over WDH技术。
1、传输效率是线路传输的重要的指标之一
IP over ATM由于传输开销了24%,故传输效率低,而IP over SDH取消了ATM层,效率提高20%以上,这对带宽、价格昂贵的广域网来说是一个相当可观的数字。而未来的IP over WDM则去掉了ATM和SDH,省掉不少开销税,IP数据包直接在光路上跑,大大提高传输效率。
2、带宽是IP网络技术追逐的重要目标,由于Internet网上业务爆炸性增长,带宽的要求每6-9个月就翻一番,故原有的在SDH用TDM制挖掘带宽的潜力已尽,只有WDM才能解决这一难,故将来非IP over WDM技术莫属。
4、从结构上看ATM较复杂,SDH次之,WDM最简单,在维护管理上,ATM需要解决IP地址与ATM地址多重映射的矛盾,IP网络的非连接特性与ATM面向连接之间的矛盾,使得网络管理维护比较复杂,而IP over SDH省去了ATM层,也省去了许多麻烦,IP over WDM则更简单,故维护和管理也更容易。
另外,IP over ATM和IP over SDH两种技术的定位不同,应用范围不同。ATM经过十几年的风风雨雨的发展已经成熟,并得到广泛应用。目前电信服务商可分成两类,一类是MSP(Multi-Ser-vice PRovider)仍会在较长的时间内,采用ATM、B-ISDN构架网络开展服务,并且向那些不想通过Internet进行局域网互连的用户提供高性能的局域网互联手段。一类是ISP电信供应商将以Internet为主要业务服务,因此他们将采用纯IP技术来组建网络。由此可见,这两种技术有不同的应用模式,不同的业务服务商从不同的角度出发,有不同的组网方式,它们将在相当长的一段时间内共存。
目前IP over Optical主要是IP over WDM(POW),该技术在国际上已经成熟,据统计,从1999年起国际上新建的IP网络在核心网中主要采用IP over WDM。现在的IP over WDM采用的帧结构主要有两种:SONET/SDH的帧结构和千兆比以太网的帧结构。这两种帧结构均在实际的IP网络中得到了应用。
由于以太网在局域网中占据了绝对的市场优势,而实际上,以太网是最适合传送IP的技术。IEEE802.3ae正在制定Ethernet over WDM(EOW)的标准,它采用10Gb/s的以太网,在WAN兼容SDH/SONET。