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IP over SDH
上述IP/A1M結合技術的協(xié)議棧模型如圖2.63(a)所示。首先需將IP分組進行適配封裝,然后分拆成信元凈荷,再加上ATM信頭,最后將信元裝入SDH的凈荷封包。其最大的問題是帶寬利用率不高。
眾所周知,A1M信頭要占整個信元10%的開銷,當信元不能完全充填時效率更低。據(jù)統(tǒng)計,約有一半的IP分組為40或44字節(jié),加上適配等開銷字節(jié),必須用兩個信元才能封裝,其帶寬利用率不到40%。按目前Internet骨干網(wǎng)分組長度分布平均計算,A1M開銷約要占25%左右。此外,隨著SDH速率的提高,ATM信元拆裝的技術復雜性和成本也大為提高,直接影響網(wǎng)絡帶寬的提升。而且從本質上說,IP和ATM二大技術相差很大,要使兩者結合并和其它網(wǎng)絡互通,協(xié)議有相當?shù)膹碗s性。鑒此,IETF又提出的將IP分組直接裝入SDH凈荷區(qū)的I]五verSDH技術,又可稱為SONET上傳送分組(POS Packetover SONET)技術。其協(xié)議棧模型如圖2.63(b)所示。
IP over SDH采用IP/PPP/HDLC三層封裝幀結構,如圖2.64所示。首先,在IP數(shù)據(jù)報外面加上PPP封裝,以提供差錯控制和鏈路初始化控制;然后再加上HDLC封裝,解決幀定界問題;最后將此HDLC幀按字節(jié)同步方式裝入SDH的凈荷區(qū)。
由此可知,其幀長為IP報長+8或10個字節(jié)。若IP報長為64字節(jié),則IPoverATM的帶寬利用率僅為43%,而IP over SDH的利用率可達86.8%。平均說來,Internet骨干網(wǎng)采用IP over SDH技術,其額外開銷僅為2%。因此,該項技術可顯著提高寬帶IP網(wǎng)絡的資源利用率,又可節(jié)省ATM設備,降低網(wǎng)絡成本。但是它支持具有不同QoS要求的多業(yè)務流的能力較差,主要用于傳送數(shù)據(jù)業(yè)務流。
IP over WDM
這是在研的一項最新的光IP網(wǎng)絡技術,又稱IPoverOptical,即IP直接在裸光纖上傳送,連SDH這一層都省略了,其協(xié)議棧模型如圖2.63(c)所示。
由于SDH是按照傳送TDM話音信號的要求而設計的,在其上傳送IP分組結構并不十分合理。之所以采用IP over SDH方案,是因為目前光纖傳輸系統(tǒng)只有SDH這樣一種復用方式,從原理上說在光纖網(wǎng)絡上傳送IP分組不一定需要SDH這一層。然而要取消SDH層,必須解決兩個關鍵問題:一是適合于IP數(shù)據(jù)傳送的幀結構,二是網(wǎng)絡故障的自愈恢復方法。前者已提出于兆比特以太網(wǎng)和簡化SDH兩種幀結構方案,后者考慮采用MP區(qū)技術,根據(jù)存儲的標記快速提供替換路由。
另一方面,目前光纖的潛在容量遠未開發(fā)利用。一根光纖的可用帶寬至少為30TIIz,而采用電時分復用,傳輸速率難以超過40Gbit/s。因此要在裸光纖上建立寬帶IP網(wǎng)絡,采用波分復用(WDM)技術是一個十分有前景的方案。WDM可在光纖上并行運行多個波長,每個波長上可使用不同的通信協(xié)議和信號格式。這樣可最大限度地重用光纖資源,靈活地擴充網(wǎng)絡容量,自由地提供多種接口,不但可以極大地提高網(wǎng)絡帶寬,而且可以有效地提高組網(wǎng)的靈活性。
目前密集波分復用(DWDM)技術實用的復用波長數(shù)已達96個,實驗室已達JOO)個波長。以此為基礎的光IP網(wǎng)是當前研究的熱點,它所提供的巨大帶寬將使包括IP網(wǎng)絡電話在內(nèi)的廣域IP多媒體網(wǎng)絡應用成為可能。