什么是IP over SDH技術(shù)

IP是Internet Protocol的縮寫。IP協(xié)議是Internet一系列協(xié)議的核心內(nèi)容，主要負(fù)責(zé)無連接的數(shù)據(jù)報(bào)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)廣域異種網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。目前Internet使用的IP協(xié)議是IPv4(IP version 4)。IPv4協(xié)議是Internet標(biāo)準(zhǔn)制定組織在1981年9月確定的正式標(biāo)準(zhǔn)，即第5呈標(biāo)準(zhǔn)(RFC 791 Internet Protocol)?，F(xiàn)在，IP協(xié)議已經(jīng)是Internet上廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在1997年企業(yè)和服務(wù)提供商的網(wǎng)絡(luò)中，IP協(xié)議在其中所占比重超過70%。

在國外，通常將IP over SDH稱為IP over SONET/SDH。SONET是指同步光網(wǎng)絡(luò)(Synchronous Optical Network)，它首先在美國發(fā)展起來，由一整套分等級的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字傳送結(jié)構(gòu)組成，適合于各種經(jīng)適配處理的凈負(fù)荷（Payload，指網(wǎng)絡(luò)比特流中可用于電信業(yè)務(wù)的部分）在物理媒質(zhì)上進(jìn)行傳送。1998年，CCITT(現(xiàn)在的ITU-T)接受了SONET的念，并重新命名為SDH(Synchronous Digital Hierarchy)，使之成為不僅適用于光纖傳輸同時(shí)也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g(shù)，并推動其成為數(shù)字傳輸體制上的世界性標(biāo)準(zhǔn)。SONET和SDH規(guī)范略有差異，但兩者的基本原理完全相同，標(biāo)準(zhǔn)也相互兼容。我國數(shù)字傳輸平臺規(guī)模用SDH網(wǎng)絡(luò)，因此這里主要以SDH標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行介紹 。

1.IP over SDH技術(shù)概述

SDH數(shù)字體系中，最基本的模塊信號是STM-1信號，再將其同步復(fù)用、字節(jié)間插后得到更高級的STM-N信號。目前，SDH只支持一定的N值(如1，4，16，64等)，主要標(biāo)準(zhǔn)速率值下:

STM-1(OC-3)為155.520Mbit/s; STM-4(OC-12)為622.080Mbit/s; STM-16(OC-48)為2 488.320Mbit/s; STM-64(OC-192)為9 953.280Mbit/s。

SDH信號是一種以字節(jié)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的矩形塊狀幀結(jié)構(gòu)，由9行和270×N列8 bit字節(jié)組成.整個(gè)幀結(jié)構(gòu)主要分為三個(gè)部分:段開銷、管理單元指針和信息凈負(fù)荷。其中，在凈區(qū)可以封裝各種信息(如PPP幀、ATM信元等)或其混合體，而不管其具體信息結(jié)構(gòu)是什么樣的，所以說信息凈具有透明性。因此，在SDH調(diào)整傳輸網(wǎng)上可以直接實(shí)現(xiàn)IP over SDH技術(shù)，也可以間接承載ATM業(yè)務(wù)。

參考OSI 7層網(wǎng)絡(luò)模型，SDH/SONET協(xié)議是物理層協(xié)議(layerl)，主要負(fù)責(zé)在物理層介質(zhì)上傳送字節(jié)數(shù)據(jù)。IP協(xié)議是無連接的協(xié)議，屬于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議(layer3)。數(shù)據(jù)鏈路層（layer2)負(fù)責(zé)SDH/SONET協(xié)議與IP協(xié)議之間的接口，IETF(Internet Engineering Task Force)定義PPP)Point to Point Protocol)協(xié)議來執(zhí)行此項(xiàng)功能，相應(yīng)有PPP over SONET/SDH草案，實(shí)現(xiàn)IP over SONET/SDH技術(shù)。IP over SONET/SDH技術(shù)通過PPP針數(shù)據(jù)包映進(jìn)SONET/SDH幀結(jié)構(gòu)凈負(fù)荷區(qū)。因此，有些廠商常見的提法為Packet over SONET/SDH(POS)，這里統(tǒng)一稱為IP over SDH技術(shù)。

PPP協(xié)議(RFC 1661，Point to Point Protocol)定義了點(diǎn)到點(diǎn)鏈路上傳輸多協(xié)議數(shù)據(jù)包的標(biāo)準(zhǔn)方法，是正式的Internet標(biāo)準(zhǔn)。PPP協(xié)議在OSI 7層位于網(wǎng)絡(luò)層之下，為了與網(wǎng)絡(luò)層平滑地連接，PPP協(xié)議在規(guī)定了基本接口后還要為不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議提供相應(yīng)的封裝控制協(xié)議(NCP)。再者，在PPP層下面承載業(yè)務(wù)的傳輸媒質(zhì)也各不相同，如ISDN、FR、SDH/SONE等，這就需要PPP協(xié)議為它們提供相應(yīng)的鏈路控制協(xié)議(LCP)。

PPP協(xié)議包括三個(gè)基本組成部分:

(1)在單個(gè)串行鏈路上使用多個(gè)協(xié)議的封裝方法。 (2)鏈路(LCP)，用來建立、配置和測試數(shù)據(jù)鏈路連接。PPP連接的兩端使用LCP來協(xié)調(diào)連接選項(xiàng)。 (3)一族讓PPP連接不同網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議(NCP)。

IETF制定的RFC1619 PPP over SONET/SDH，定義了PPP與SONET/SDH的接口，描述了PPP在SONET/SDH網(wǎng)絡(luò)中的具體應(yīng)用。當(dāng)SONET/SDH被配置為點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路時(shí)，PPP協(xié)議可以很好地支持這種鏈路。PPP協(xié)議將SONET/SDH傳輸通路視為面向字節(jié)的同步鏈路，提供鏈路層的數(shù)據(jù)報(bào)封裝機(jī)制。PPP協(xié)議給物理層提供一個(gè)字節(jié)型接口，PPP幀作為字節(jié)流映射進(jìn)SONET/SDH凈負(fù)荷中。由于PPP封裝具有相對低的開銷，所以相對其它的SONET/SDH凈負(fù)荷映射方法而言，能提供更大的吞吐量，并且充分利用現(xiàn)有設(shè)備，大大降低線路終端設(shè)備的費(fèi)用。

2.IP over SDH是今日網(wǎng)絡(luò)的需要

在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占重要地位的網(wǎng)絡(luò)中，，人們對帶寬的需求與日劇增。伴隨著這種需求的猛增，也帶來對提高帶寬利用率、簡化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和降低網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)建費(fèi)用的要求。在市場需求的推動下，一些數(shù)據(jù)運(yùn)營公司在網(wǎng)絡(luò)廠家技術(shù)的支持下，開發(fā)IP在SONET/SDH上的傳送業(yè)務(wù)。Cisco公司在1997年9月宣布對其Cisco GSR 12000千兆比交換路由器做進(jìn)一步擴(kuò)展，可以理OC-3 155Mbit/s直至OC-48 2.4Gbit/s的通信速率，這些路由器接口均支持Packer over SONET/SDH技術(shù)。Sprint公司于1998年3月開始在其部署Cisco公司這類調(diào)整設(shè)備，繼續(xù)提供IP overSDH/SONET服務(wù)。

根據(jù)市場調(diào)查結(jié)果顯示，主意業(yè)務(wù)量將有較大增長，但是增長趨勢比較平緩。然而，IP業(yè)務(wù)量將以理高速度率教務(wù)長，并交成為現(xiàn)代傳輸網(wǎng)中占統(tǒng)治地位的業(yè)務(wù)類型。根據(jù)Yankee Group的研究報(bào)告，電信市場到2000年的時(shí)候，將從現(xiàn)在的年收入1950億美元增加到2600億美元，這些收入的大部分將來源于IP業(yè)務(wù)量的劇烈增長。如圖1所示，CIMI公司市場研究專家為，從2000年開始，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供商利潤的80%將來自基于IP的業(yè)務(wù)。

3.IP over SDH的優(yōu)勢與局限性

國內(nèi)外中正在建設(shè)的SDH/SONET傳輸網(wǎng)絡(luò)，是在主干網(wǎng)上實(shí)施IP over SDH/SONET技術(shù)必要的物理基礎(chǔ)。SDH/SONET標(biāo)準(zhǔn)本身具有很好的兼容性，不同體系、不同速率的信號都可以SDH/SONET信道上復(fù)用和解復(fù)用，并且在SDH/SONET傳輸平臺上，方便地實(shí)現(xiàn)全球性網(wǎng)絡(luò)互連充分展示IP over SDH/SONET技術(shù)的優(yōu)越性。

目前，Internet使用的IPv4協(xié)議許多網(wǎng)絡(luò)功能不能滿足Internet迅猛發(fā)展的需求，例如:IPv4不能預(yù)留帶寬，不能限定網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，不具備服務(wù)質(zhì)量(QoS)特性，不能適用今天在這種特性上劃分業(yè)務(wù)等級的措施，也不能提供足夠的安全保障，因此，IPv6協(xié)議應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)在，已基本定案(RFC1883～1887)，正處在標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程中。IPv6CE TAYQQEUNV4無法解決的問題，特別是地址資源張問題.RFC2023 version6 over PPP確定，將促進(jìn)IP6 over SONET/SDH標(biāo)準(zhǔn)的提出。它繼承了IPv4over SONET/SDH的所有優(yōu)點(diǎn)，再結(jié)合新型調(diào)整路由器技術(shù)，極有希望成為下一代Internet主干網(wǎng)決方案之一，我們對其發(fā)展給予密切關(guān)注。