IP over SDH和IP over ATM技术介绍

数字电视宽带交换技术在多媒体宽带通信网中交换技术起着举足轻重的作用，它决定网络的总体运行方式及网络性能，它不仅使多台通信终端共享传输媒介，而且可实现网络中任意两个或多个用户的相互连接。

1 信息交换技带信息交换技术是现代通信系统的核心技术，其基本任务就是提供信息流动的通路，实现用户信息、控制信息的交互。

信息交换技术主要包括电路交换、报文交换、分组交换、快速分组交换，它们均有自己的特点和应用领域。

1．电路交换在电路交换中，交换网需要为一对用户在通信过程中建立一条专用的物理传输通路，并且在整个通信过程中一直维持不变，通信完毕后这条通路即行断开。

电路交换包括两种方式：即空分交换与时分交换，前者是指不同通信信道占用空间不同的电路，后者则是指多路信息以时分方式进行复用。

电路交换方式系统结构简单、通信时延小、支持实时信息传输，并且能够提供可靠的带宽保证，因而非常适合于公用电话交换网、运动图像传输以及高速数据传输等实时通信应用。

但是电路交换也有不足，其线路利用率低，一旦通信线路建立起来，不管是否传输信息、也不管线路上信息量有多大，信道在连接期间始终专用，始终独占预先分配好的信道资源，直至通路被释放，因而不适合于宽带交换，此外通信的建立与拆除也要消耗一定时间。

2．报文交换报文交换与电路交换不同，它是采用存储一转发机制将发送端的全部数据以报文形式存储在交换机中，等到有合适线路时再根据报头中的地址将报文转发到接收端，它可对不同类型的信息设置不同的优先级，其中优先级高的数据可以优先发送。

报文交换中每个报文都是作为一个独立的信息传输实体，在准备发送报文之前，在用户报文前加上报头，指明此信息的目的地址、源地址等。

报文交换不需要在源站与目的站之间建立一条专用线路，一个信道可为多个报文用户使用，因此线路利用率高，同时还可减少由于网络中部分线路特别繁忙而引起的拥塞。

报文交换系统中采用反馈重发机制来保证报文的正确传输，因而其可靠性很高，但由于数据经过存储转发，因此网络延时大、延时变化也大，它无法满足宽带交换的要求，不能用于语音、视频等实时信息交换。

IP班级：电信12-2姓名：汤博文学号：1206110220指导教师：刘影成绩：电子与信息工程学院信息与通信工程系摘要：自从光纤通信被发明以来，经过不断的演化与发展，光纤通信已经成为一种成熟的技术应用到了我们的通信领域当中，其发展非常迅速，传输容量越来越大，为了在骨干网上快速传输多媒体业务，有效的利用现有的网络，就需要构造简洁高效、易于升级的现代网络。

而本次课程设计所涉及的IP over SDH技术和IP over DWDM技术就是Internet 主干网的解决方案，使得人们对其分外关注，本文就对这两种技术进行了详细的说明与比较，分别列出两种技术的不同优缺点，分别来适应我们在各个领域的不同要求。

关键词：IP over SDH IP over DWDM IP网络1.课程设计的教学目的1）培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。

（2）巩固所学的专业技术知识，培养学生综合运用所学知识与生产实践经验，分析和解决工程技术问题的能力，培养初步的独立设计能力；（3）通过课程设计实践，了解并掌握宽带网络的一般设计方法，训练并提高学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、运用标准与规范和应用计算机等方面的能力，更好地将理论与实践相结合，提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力。

近年来，Internet的迅猛发展带来了一场革命，推动了音频、视频、数据业务的融合统一。

随着信息技术的高速发展，用户对图像、音频、视频等多媒体信息的需求量急剧上升，对网络带宽的需求和对网络的高速互联正在成为令人瞩目的问题。

为了在骨干网上快速传输多媒体业务，有效地利用现有网络结构，就需要构造简洁高效、易于升级的现代网络，IP over SDH技术和IP over DWDM技术作为Internet主干网解决方案，备受人们的关注。

2.IP over SDH技术2.1 IP over SDH技术的原理IP over SDH技术是以SDH网络作为IP数据的物理传输网络，它使用链路适配及成帧协议对IP数据包进行封装，然后按字节同步的方式把封装后的IP数据包映射到SDH的同步净负荷包中。

一、引言目前世界电话业务年增长率仅为8%，数据通信业务增长率却超过100%，尤其是Internet，进入20世纪90年代中期以来一直以300%的速率在增长。

虽然现阶段总体来说，数据通信量与语音相比仍然较小，约为1：4，但数据业务量的爆炸性增长（据有关专家预测，6年后，纯语音和数据流量将完全颠倒，变为1：99）以及基于IP的分组交换技术的飞速发展，网络运营商们清楚的意识到未来将是“数据为王”，网络运营的未来不在于语音，而在于数据。

据 CIMI公司估计，在不久的将来，业务供应商80％的收益将来自数据业务。

因此，建设一个宽带的骨干网显得十分必要。

由于TCP/IP已是事实上的标准，因此在网络层采用IP协议已无可非议。

而光纤由于它的高质量、高带宽以及低成本成为首选的物理介质。

因此，目前真正的焦点集中在数据链路层的实现。

目前有两种方法，一种是在IP和SDH之间采用ATM技术，就是所谓的IP Over ATM技术。

另一种就是取消ATM技术，也就是所谓的Packet Over SDH（也可简称为POS）技术。

如图1所示：二、IP over ATMIP over ATM技术的方式是，它只对数据流的第一个数据包进行路由地址处理，按路由转发，随后按已计算的路由在ATM网上建立虚电路VC，以后的数据包沿着VC以直通（cut-Through）方式进行传输，不再经过路由器，从而将数据包的转发速度提高到第二层交换的速度。

图1 两种技术的结构图 IP 和ATM技术结合的难点在于：首先IP是面向无连接的技术，而ATM技术是面向连接的；其次，IP和ATM都有自己的地址格式和寻址方式。

如何把每个IP包映射到ATM的VC上去？每次IP地址和ATM地址如何进行转换。

三、POS1．产生背景宽带IP网技术近一年来发展非常迅速。

千兆位以太网技术已成熟，被大量使用，千兆位以太网标准日趋成熟，其标准已经通过并发布。

千兆位以太网中采用专门传输装置在单模光纤上传递距离已达100公里。

科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFO RM TI ON 2008NO .28SC I EN CE &TECH NO LOG Y I N FOR M A TI O N 信息技术现代远程教育是以现代通信技术、计算机技术、网络技术和多媒体技术等为基础,使计算机的交互性、网络的分布性和多媒体信息的综合性相结合,为人们提供远程的教育信息服务。

随着世界范围对教育的重视,无论是在我国还是在全世界,现代远程教育已经成为了教育工作者和科技工作者的重点研究的课题。

现代远程教育系统的网络结构主要包括外连网、交换网、接入网三部分。

外连网部分主要指与国际、省际的广域连接的通信网部分;而数据骨干网主要指远程教育中心的交换网的传输平台,即交换网部分;接入网主要是指终端用户至远程教育中心的接入网部分。

而现代远程教育中的通信网络每个环节所采用的技术的合理性、有效性,对整个现代远程教育系统的实施都起着至关重要的作用。

1高速I P 网络的选择远程教育系统包含了语音、数据、图像和视频等多媒体信息的传输要求,而传统通信网无法满足需要。

因此,远程教育系统迫切需要将语音、数据和视频传送综合在一起,形成一个集成平台,以降低业务成本、提高设备的利用率。

由于高速I P 网络是一个交互式网络体系、开放式网络结构,采用分组/包交换和路由技术,能够实现各种网络的无缝连接,并可有效地降低业务成本。

因此从目前情况看,I P 技术是实现语音、图像、数据等业务综合的最佳方案。

I P 技术是一种非面向连接的分组/包交换技术,它对通信资源的利用率远远高于传统的基于电路交换的通信网络技术,通信费用也低得多。

由于I nt e r ne t 采用了全球最广泛应用和支持的T CP /I P 协议,从而统一了上层通信协议,I P 网络是未来现代信息高速公路的统一平台。

但是传统的I P 网传送实时音频、视频能力较差。

为了使I P 网络不仅能传送非实时的数据信息,而且还能传送实时的多媒体数据信息,国际上各标准化组织己制定了一些用于I P 实时通信的标准。

1.SDH技术光纤具有高带宽、传输距离远等好处，光纤已成为宽带综合数字业务网的主要物理连接媒介，不过，如果仅凭单纯的光缆连接，并不能构成担负各种复杂应用的传输网。

骨干传输需要由复杂的传输协议来支撑，并借助光纤作为物理媒介。

80年代美国贝尔通讯研究所首先提出了SONET（SynchronousOpticalNetworking同步光纤网络）的概念。

CCITT采纳并修改和扩充了这一概念。

将其命名为SDH（SynchronousDigitalHierarchy同步数字系列）。

SDH网是对原有PDH （PlesiochronousDigitalHierarchy准同步系列）网的一次革命。

PDH是异步复接，在任一网络节点上接入接出低速支路信号都要在该节点上进行复接、码变换、码速调整、定时、扰码、解扰码等过程，并且PDH只规定了电接口，对线路系统和光接口没有统一规定，无法实现全球信息网的建立。

随着SDH技术引入，传输系统不仅具有提供信号传播的物理过程的功能，而且提供对信号的处理、监视等过程的功能。

SDH通过多种容器C和虚容器VC及级联的复帧结构的定义，使其可支持多种电路层的业务，如各种速率的异步数字系列、DQDB、FDDI、ATM等，及将来可能出现的各种新业务。

段开销中大量的备用通道增强了SDH网的可扩展性。

通过软件控制使原来PDH中人工更改配线的方法实现了交叉连接和分插复用连接，提供了灵活的上/下电路的能力，并使网络拓扑动态可变，增强了网络适应业务发展的灵活性和安全性，可在更大几何范围内实现电路的保护、高度和通信能力的优化利用，从而为增强组网能力奠定基础，只需几秒就能重新组网。

特别是SDH自愈环，能在电路出现故障后，几十毫秒内迅速恢复。

SDH的这些优势使他成为宽带业务数字网的基础传输网。

近年来，2.4Gb/sSDH系统已走向实用。

10GB/S系统已基本完成实验室工作。

2.IP技术这是个古老而又年轻的技术，他源于60年代中晚期美国国防部的ARPANET研究及组建过程。

IP-Over-SDH技术与IP-Over-DWDM技术的比较IP Over SDH技术与IP Over DWDM技术的比较近年来，Internet的迅猛发展带来了一场革命，推动了音频、视频、数据业务的融合统一。

随着信息技术的高速发展，用户对图像、音频、视频等多媒体信息的需求量急剧上升，对网络带宽的需求和对网络的高速互联正在成为令人瞩目的问题。

为了在骨干网上快速传输多媒体业务，有效地利用现有网络结构，就需要构造简洁高效、易于升级的现代网络，IP over SDH技术和IP over DWDM技术作为Internet主干网解决方案，备受人们的关注。

IP over SDH技术1.1 IP over SDH技术的原理IP over SDH技术是以SDH网络作为IP数据的物理传输网络，它使用链路适配及成帧协议对IP数据包进行封装，然后按字节同步的方式把封装后的IP数据包映射到SDH的同步净负荷包中。

目前广泛使用PPP协议对IP数据包进行封装，并采用HDLC帧格式，即IP/PPP/HDLC/SDH，PPP协议提供多协议封装、差错控制和链路初始化控制等功能，而HDLC帧格式负责同步传输链路上PPP封装的IP 数据帧的定界。

1.2 IP over SDH网络体系结构IP over SDH网络的体系结构如图2-1所示。

它由物理层、数据链路层和网络层组成。

物理层遵守SDH传输网标准，数据链路层包括点对点协议（PPP）和高级数据链路控制规程（HDLC），网络层采用TCP/IP。

PPP可将太长的IP包切短成PPP帧，以适应映射到SDH帧的要求。

它提供了多协议封装、差错控制和链路初始化控制的特性。

HDLC的主要功能是区分通过同步传输网络传输的并使用PPP封装的IP数据包，即HDLC帧格式负责同步传输链路上的PPP封装的IP 数据帧的定界。

这种区分是通过字节填充来完成的。

IP数据包向SDH中的映射过程是：IP数据包先封装进PPP包，然后采用HDLC协议，将PPP封装的IP数据包映射到SDH的净负荷中。