什么是IP over SDH技術

什么是IP over SDH技術

IP是Internet Protocol的縮寫。IP協(xié)議是Internet一系列協(xié)議的核心內容，主要負責無連接的數據報傳輸，從而實現廣域異種網絡的互聯。目前Internet使用的IP協(xié)議是IPv4(IP version 4)。IPv4協(xié)議是Internet標準制定組織在1981年9月確定的正式標準，即第5呈標準(RFC 791 Internet Protocol)。現在，IP協(xié)議已經是Internet上廣泛應用的標準。據統(tǒng)計，在1997年企業(yè)和服務提供商的網絡中，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是指同步光網絡(Synchronous Optical Network)，它首先在美國發(fā)展起來，由一整套分等級的標準數字傳送結構組成，適合于各種經適配處理的凈負荷（Payload，指網絡比特流中可用于電信業(yè)務的部分）在物理媒質上進行傳送。1998年，CCITT(現在的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也適用于微波和衛(wèi)星傳輸的通用技術，并推動其成為數字傳輸體制上的世界性標準。SONET和SDH規(guī)范略有差異，但兩者的基本原理完全相同，標準也相互兼容。我國數字傳輸平臺規(guī)模用SDH網絡，因此這里主要以SDH標準進行介紹 。

1.IP over SDH技術概述

SDH數字體系中，最基本的模塊信號是STM-1信號，再將其同步復用、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)，主要標準速率值下:

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)結構為基礎的矩形塊狀幀結構，由9行和270×N列8 bit字節(jié)組成.整個幀結構主要分為三個部分:段開銷、管理單元指針和信息凈負荷。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構是什么樣的，所以說信息凈具有透明性。因此，在SDH調整傳輸網上可以直接實現IP over SDH技術，也可以間接承載ATM業(yè)務。

參考OSI 7層網絡模型，SDH/SONET協(xié)議是物理層協(xié)議(layerl)，主要負責在物理層介質上傳送字節(jié)數據。IP協(xié)議是無連接的協(xié)議，屬于網絡層協(xié)議(layer3)。數據鏈路層（layer2)負責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)行此項功能，相應有PPP over SONET/SDH草案，實現IP over SONET/SDH技術。IP over SONET/SDH技術通過PPP針數據包映進SONET/SDH幀結構凈負荷區(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。

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

PPP協(xié)議包括三個基本組成部分:

(1)在單個串行鏈路上使用多個協(xié)議的封裝方法。 (2)鏈路(LCP)，用來建立、配置和測試數據鏈路連接。PPP連接的兩端使用LCP來協(xié)調連接選項。 (3)一族讓PPP連接不同網絡層協(xié)議的網絡控制協(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網絡中的具體應用。當SONET/SDH被配置為點到點的鏈路時，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，提供鏈路層的數據報封裝機制。PPP協(xié)議給物理層提供一個字節(jié)型接口，PPP幀作為字節(jié)流映射進SONET/SDH凈負荷中。由于PPP封裝具有相對低的開銷，所以相對其它的SONET/SDH凈負荷映射方法而言，能提供更大的吞吐量，并且充分利用現有設備，大大降低線路終端設備的費用。

2.IP over SDH是今日網絡的需要

在數據業(yè)務占重要地位的網絡中，，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、簡化網絡體系結構和降低網絡擴建費用的要求。在市場需求的推動下，一些數據運營公司在網絡廠家技術的支持下，開發(fā)IP在SONET/SDH上的傳送業(yè)務。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一步擴展，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。Sprint公司于1998年3月開始在其部署Cisco公司這類調整設備，繼續(xù)提供IP overSDH/SONET服務。

根據市場調查結果顯示，主意業(yè)務量將有較大增長，但是增長趨勢比較平緩。然而，IP業(yè)務量將以理高速度率教務長，并交成為現代傳輸網中占統(tǒng)治地位的業(yè)務類型。根據Yankee Group的研究報告，電信市場到2000年的時候，將從現在的年收入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，網絡業(yè)務提供商利潤的80%將來自基于IP的業(yè)務。

3.IP over SDH的優(yōu)勢與局限性

國內外中正在建設的SDH/SONET傳輸網絡，是在主干網上實施IP over SDH/SONET技術必要的物理基礎。SDH/SONET標準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信道上復用和解復用，并且在SDH/SONET傳輸平臺上，方便地實現全球性網絡互連充分展示IP over SDH/SONET技術的優(yōu)越性。

目前，Internet使用的IPv4協(xié)議許多網絡功能不能滿足Internet迅猛發(fā)展的需求，例如:IPv4不能預留帶寬，不能限定網絡時延，不具備服務質量(QoS)特性，不能適用今天在這種特性上劃分業(yè)務等級的措施，也不能提供足夠的安全保障，因此，IPv6協(xié)議應運而生?，F在，已基本定案(RFC1883～1887)，正處在標準化進程中。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IP6 over SONET/SDH標準的提出。它繼承了IPv4over SONET/SDH的所有優(yōu)點，再結合新型調整路由器技術，極有希望成為下一代Internet主干網決方案之一，我們對其發(fā)展給予密切關注。