本文论述了IP网络的现状,包括承载网、业务、协议标准和接入技术的现状 。分析了IP网络的发展趋势,包括宽带化、业务多样化和分类化、网络结构层次化、统一的MPLS协议标准、数据化趋势、IP化趋势和融合的趋势 。最后,结合联通IP网络的现状以及将来的发展要求,提出笔者的几点考虑 。
要害词: IP网络 PSTN ATM MPLS SDH WDM 接入技术
一、IP网络的现状
1、 承载网
IP(Internet Protocol)是为了满足计算机网络互连需要的一种异构网互连通信协议,是在开放系统互连模型的第三层网络层实现互连,目的是无缝连接不同硬件结构的网络,使网络技术和低层的软硬件技术能够相应独立并行发展 。IP网络是面向无连接的分组传送网 。IP网络的早期发展依托于公用通信网和专线网(STM体制)来建立骨干网,其数据速率为56Kbps-50Mbps 。随着数据业务量的增加,90年代起又依托ATM技术建立骨干网,其数据速率为155.52Mbps/622.08Mbps 。1997年以后随着吉位线速路由交换机的商品化,IP网络开始独立发展承载网,由吉位线速路由交换机和专线组成的骨干网(底层仍采用STM体制)线速为2.5Gbps 。
我国现阶段的IP骨干网主要还是STM-16 (2.5Gbps) 和STM-64(10Gbps),正在向以10GbpsTDM为基础的40Gbps(40×10GTDM)、80Gbps(8×10GTDM)和320Gbps(32×10GTDM)发展 。美国等发达国家的IP骨干网已经开始应用高达1600Gbps(160×10Gbps)的波分复用系统 。
2、业务现状
IP网络初期的目的只是为计算机间传输数据提供连接,因而业务单一,只有数据业务 。
目前IP网络发展最为迅速,其数据业务量正在赶上或超过传统的电话业务量,并且其业务类型已由数据业务发展到数据、语音通信和视频综合业务,其中发展最快的是IP电话业务 。
实际上IP网络能够高速发展的原因之一应归功于传统电话业务的普及 。IP网络的早期用户主要是大学、研究机构、团体和企业,其普及程度远不及电话业务的普及,随着借助电话线路拨号上网和IP网络电话实用技术的发展,IP网络的应用已进入家庭及个人,IP网络也因此有了高速发展的市场驱动 。IP网络已能够提供接近传统电话质量的电话业务,而IP网络电话的成本却只有传统PSTN电话的10%,又有着最大的用户群体,因此各传统电话公司和新IP网络业务提供商无不大力发展IP网络电话 。IP网络电话业务的迅速发展又促进了IP网络的发展 。IP网络的其它业务如数据和视频业务目前仍然主要面对大客户,因而相对发展较慢 。
3、协议标准
为了实现IP over ATM, 先后提出了多种协议标准 。ATM论坛开发的局域网仿真LANE标准,由IETF组织颁布的传统的互连网层IP在ATM上的运行标准IPOA,克服了LANE和IPOA局限性的多协议信息传输标准MPOA,以及比LANE、IPOA和MPOA更完善的多协议标记交换MPLS。
目前版本的共享介质局域网仿真存在虚电路开销大,能够支持的用户数少等缺陷,因而只适用于网络规模不大的场合 。
IPOA则存在可扩展性问题,对其地址解析所支持的用户规模有限制(不超过数千用户),故也只适应于较小规模的网络 。
MPOA有效地克服了LANE和IPOA在可扩展方面的局限性与性能的瓶颈等问题,能够高效可伸缩地在ATM上支持多种网络协议,支持网络层的虚拟子网,与现有路由器网络协同工作,存在的主要问题是如何解决具有NHRP协议的地址解析响应时间所导致的较大延迟 。
多协议标记交换MPLS是针对IPOA、LANE、MPOA等技术存在的不足而提出来的IP over ATM的解决方案 。MPLS将IP的智能和ATM的高速交换结合在一起,采用MPLS技术的网络在转发IP业务时,不采用逐跳转发方式,也无需在网络中的所有路由器进行第三层路由表的查询,而是在网络的边缘进行一次路由表的查询,然后给进入MPLS域的IP包加上一个标签,带标签的IP包在网络进行第二层交换快速转发到MPLS标记的边缘,再去掉标签还原成传统IP包进行转发,由此大大提高了IP包的转发速度 。
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