IP over SDH就是將以太信號封裝在SONET/SDH線路中進行傳輸。
基本介紹
- 中文名：IP over SDH
- 外文名：IP over SDH
- 屬性：Internet一系列協定的核心內容
- 負責：無連線的數據包傳輸
- 實現：廣域異種網路的互聯
技術介紹,重要性,優勢與局限性,
技術介紹
IP是Internet Protocol的縮寫。IP協定是Internet一系列協定的核心內容，主要負責無連線的數據包傳輸，從而實現廣域異種網路的互聯。目前Internet使用的IP協定是IPv4(IP version 4)。IPv4協定是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協定已經是Internet上廣泛套用的標準。據統計，在1997年企業和服務提供商的網路中，IP協定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是指同步光網路(Synchronous Optical Network)，它首先在美國發展起來，由一整套分等級的標準數字傳送結構組成，適合於各種經適配處理的淨負荷（Payload，指網路比特流中可用於電信業務的部分）在物理媒質上進行傳送。1998年，CCITT(現在的ITU-T)接受了SONET的概念，並重新命名為SDH(Synchronous Digital Hierarchy)，使之成為不僅適用於光纖傳輸同時也適用於微波和衛星傳輸的通用技術，並推動其成為數字傳輸體制上的世界性標準。SONET和SDH規範略有差異，但兩者的基本原理完全相同，標準也相互兼容。我國數字傳輸平台規模用SDH網路，因此這裡主要以SDH標準進行介紹 。
SDH數字型系中，最基本的模組信號是STM-1信號，再將其同步復用、位元組間插後得到更高級的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信號是一種以位元組結構為基礎的矩形塊狀幀結構，由9行和270×N列8 bit位元組組成.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淨負荷。其中，在淨區可以封裝各種信息(如PPP幀、ATM信元等)或其混合體，而不管其具體信息結構是什麼樣的，所以說信息淨具有透明性。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業務。
參考OSI 7層網路模型，SDH/SONET協定是物理層協定(layerl)，主要負責在物理層介質上傳送位元組數據。IP協定是無連線的協定，屬於網路層協定(layer3)。數據鏈路層（layer2)負責SDH/SONET協定與IP協定之間的接口，IETF(Internet Engineering Task Force)定義PPP)Point to Point Protocol)協定來執行此項功能，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幀數據包映進SONET/SDH幀結構淨負荷區。因此，有些廠商常見的提法為Packet over SONET/SDH(POS)，這裡統一稱為IP over SDH技術。
PPP協定(RFC 1661，Point to Point Protocol)定義了點到點鏈路上傳輸多協定數據包的標準方法，是正式的Internet標準。PPP協定在OSI 7層位於網路層之下，為了與網路層平滑地連線，PPP協定在規定了基本接口後還要為不同的網路層協定提供相應的封裝控制協定(NCP)。再者，在PPP層下面承載業務的傳輸媒質也各不相同，如ISDN、FR、SDH/SONE等，這就需要PPP協定為它們提供相應的鏈路控制協定(LCP)。
PPP協定包括三個基本組成部分:
(1)在單個串列鏈路上使用多個協定的封裝方法。 (2)鏈路(LCP)，用來建立、配置和測試數據鏈路連線。PPP連線的兩端使用LCP來協調連線選項。 (3)一族讓PPP連線不同網路層協定的網路控制協定(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網路中的具體套用。當SONET/SDH被配置為點到點的鏈路時，PPP協定可以很好地支持這種鏈路。PPP協定將SONET/SDH傳輸通路視為面向位元組的同步鏈路，提供鏈路層的數據報封裝機制。PPP協定給物理層提供一個位元組型接口，PPP幀作為位元組流映射進SONET/SDH淨負荷中。由於PPP封裝具有相對低的開銷，所以相對其它的SONET/SDH淨負荷映射方法而言，能提供更大的吞吐量，並且充分利用現有設備，大大降低線路終端設備的費用。
重要性
在數據業務占重要地位的網路中,人們對頻寬的需求與日劇增。伴隨著這種需求的猛增，也帶來對提高頻寬利用率、簡化網路體系結構和降低網路擴建費用的要求。在市場需求的推動下，一些數據運營公司在網路廠家技術的支持下，開發IP在SONET/SDH上的傳送業務。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公司於1998年3月開始在其部署Cisco公司這類調整設備，繼續提供IP overSDH/SONET服務。
根據市場調查結果顯示，主要業務量將有較大增長，但是增長趨勢比較平緩。然而，IP業務量將以高速率增長，並將成為現代傳輸網中占統治地位的業務類型。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於IP業務量的劇烈增長。如圖1所示，CIMI公司市場研究專家為，從2000年開始，網路業務提供商利潤的80%將來自基於IP的業務。
優勢與局限性
國內外中正在建設的SDH/SONET傳輸網路，是在主幹網上實施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，並且在SDH/SONET傳輸平台上，方便地實現全球性網路互連充分展示IP over SDH/SONET技術的優越性。
IP over SDH具有較高吞吐量，較低協定開銷，較高頻寬利用率，可以緩解網(WAN)中頻寬資源緊張的問題，適用於IP業務占主要地位的網路環境。IPover SDH技術作為Internet主幹解決方案之一，以Internet網為無連線IP網，繼續採用路由器為核心構建廣域網，簡化了網路體系結構，實現相對比較容易，大大降低了建設費用。 在Internet或IP多中，IP over SDH技術與其他傳輸方式相比，它能提供較高的頻寬利用率。在現在耗資巨大的廣域網(WAN)鏈路中，與基於ATM的網路相比，IP over SDH技術能提供高出25%～30%的頻寬。IP over SDH/SONET技術可以替代將IP數據包映射進ATM信元，再將信元入SONET(或SDH)淨負荷中的方法。要傳輸的數據包映射進SONET/SDH淨負荷區，可以減少諸如SAR(Segmentation and Reassmbly)功能開銷和ATM信頭開銷(從ATM信元每48個用戶位元組數需要5位元組開銷減少為1500位元組用戶數據只需要7位元組開銷)。在扣除SONET(或SDH)通道、和線路開銷後，OC-3鏈路可用信息頻寬為149.064Mbit/s。可見這種方式明顯地提高了頻寬利用率在利用ATM結構進行傳輸時，由於協定開銷造成頻寬利用率為80%，理論上最高可達84%，而在同樣流量情況下，使用IP over SDH的頻寬利用率可達94%。 IP over SDH由於採用PPP協定技術，可以對現有的多種成熟的網路協定(如IP、IPX等進行封裝，支持多傳送。特別是在IP網中，IP多路廣播(IP Multicast)已經是一項成熟的技術。IP over SDH技術對現有的Internet網路結構沒有大的改變，故而可以很容易地繼承這個優勢在目前多媒體網路尚不能夠有效支持大量用戶同時使用互動式多媒體業務的時候，IP overSDH技術充分利用IP廣播的優點，合理利用網路頻寬，因而具有相當大的競爭優勢。相比之下ATM結構對IP一個協定的支持還不是很完善，在複製多路廣播方面更缺乏效率高的技術。 IP over SDH組網的核心是新型千兆比路由器，因此IP over SDH技術的發展與調整路由器的發展息息相關。近年來，ASIC技術的廣泛套用，新型路由器技術的發展，促使千兆比路由器吞吐量大幅度提高，單位吞吐量價格迅速下降;路由器連線埠密謀提高，促進連線埠費用降低。並且，路由轉發時延縮短到比較理想的和諧，這些都拓寬了路由器在IP over SDH組網中的套用。但是，路由表容量隨網路規模的擴大而急劇膨脹，路由器自身需要交換的信息也將耗費大量頻寬。 因此，眾多廠家況相研製新型千兆比路由器技術，如Cisco公司的千兆比交換路由器技術，被許多電信廠家和網路公司看好的Juniper正在開發的兆比速率傳輸技術，等等。新型路由器技的突破，將會把IP over SDH技術套用帶上一個新台階。 IP over SDH在單一業務、需要大量傳送數據包的網路中是比較理想的解決方案。例如，在Srint的IP網中，它支持業務等級(CoS)，不支持儔等級的業務質量(QoS) 。Cisco的"new IP QoS"技術通過IP頭部precedence域的3個比特，提供可區分的CoS服務 ，這3個比特CAR(Committed Access Rate)，RED(Random Early Detection)，WRED(Wieghted RED)。當了進入主網時，它的優先權由邊緣路由器設定。優先權通常決定了穿過網路數據包的排隊，從而進行業務分級。 當然，IP over SDH技術在大量實時性強的多業務環境下，表現不如ATM技術。在網路時代，一項技術的推廣，重要的是看什麼場合下能充分發揮其作用。IP over SDH在目前Internet飛速發展創造的目標市場中，操作時簡單有效且費用較低，是具有一定前途的套用。同時Interne在管理和安全性方面面臨許多亟待解決的問題，IP over SDH技術也需要進一步完善。 目前，Internet使用的IPv4協定許多網路功能不能滿足Internet迅猛發展的需求，例如:IPv4不能預留頻寬，不能限定網路時延，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務等級的措施，也不能提供足夠的安全保障，因此，IPv6協定應運而生。現在，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的所有優點，再結合新型調整路由器技術，極有希望成為下一代Internet主幹網決方案之一，我們對其發展給予密切關注。
