什么是IP over SDH技术

什么是IP over SDH技术

IP是Internet Protocol的缩写。IP协议是Internet一系列协议的核心内容，主要负责无连接的数据报传输，从而实现广域异种网络的互联。目前Internet使用的IP协议是IPv4(IP version 4)。IPv4协议是Internet标准制定组织在1981年9月确定的正式标准，即第5呈标准(RFC 791 Internet Protocol)。现在，IP协议已经是Internet上广泛应用的标准。据统计，在1997年企业和服务提供商的网络中，IP协议在其中所占比重超过70%。

在国外，通常将IP over SDH称为IP over SONET/SDH。SONET是指同步光网络(Synchronous Optical Network)，它首先在美国发展起来，由一整套分等级的标准数字传送结构组成，适合于各种经适配处理的净负荷（Payload，指网络比特流中可用于电信业务的部分）在物理媒质上进行传送。1998年，CCITT(现在的ITU-T)接受了SONET的念，并重新命名为SDH(Synchronous Digital Hierarchy)，使之成为不仅适用于光纤传输同时也适用于微波和卫星传输的通用技术，并推动其成为数字传输体制上的世界性标准。SONET和SDH规范略有差异，但两者的基本原理完全相同，标准也相互兼容。我国数字传输平台规模用SDH网络，因此这里主要以SDH标准进行介绍 。

1.IP over SDH技术概述

SDH数字体系中，最基本的模块信号是STM-1信号，再将其同步复用、字节间插后得到更高级的STM-N信号。目前，SDH只支持一定的N值(如1，4，16，64等)，主要标准速率值下:

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

SDH信号是一种以字节结构为基础的矩形块状帧结构，由9行和270×N列8 bit字节组成.整个帧结构主要分为三个部分:段开销、管理单元指针和信息净负荷。其中，在净区可以封装各种信息(如PPP帧、ATM信元等)或其混合体，而不管其具体信息结构是什么样的，所以说信息净具有透明性。因此，在SDH调整传输网上可以直接实现IP over SDH技术，也可以间接承载ATM业务。

参考OSI 7层网络模型，SDH/SONET协议是物理层协议(layerl)，主要负责在物理层介质上传送字节数据。IP协议是无连接的协议，属于网络层协议(layer3)。数据链路层（layer2)负责SDH/SONET协议与IP协议之间的接口，IETF(Internet Engineering Task Force)定义PPP)Point to Point Protocol)协议来执行此项功能，相应有PPP over SONET/SDH草案，实现IP over SONET/SDH技术。IP over SONET/SDH技术通过PPP针数据包映进SONET/SDH帧结构净负荷区。因此，有些厂商常见的提法为Packet over SONET/SDH(POS)，这里统一称为IP over SDH技术。

PPP协议(RFC 1661，Point to Point Protocol)定义了点到点链路上传输多协议数据包的标准方法，是正式的Internet标准。PPP协议在OSI 7层位于网络层之下，为了与网络层平滑地连接，PPP协议在规定了基本接口后还要为不同的网络层协议提供相应的封装控制协议(NCP)。再者，在PPP层下面承载业务的传输媒质也各不相同，如ISDN、FR、SDH/SONE等，这就需要PPP协议为它们提供相应的链路控制协议(LCP)。

PPP协议包括三个基本组成部分:

(1)在单个串行链路上使用多个协议的封装方法。 (2)链路(LCP)，用来建立、配置和测试数据链路连接。PPP连接的两端使用LCP来协调连接选项。 (3)一族让PPP连接不同网络层协议的网络控制协议(NCP)。

IETF制定的RFC1619 PPP over SONET/SDH，定义了PPP与SONET/SDH的接口，描述了PPP在SONET/SDH网络中的具体应用。当SONET/SDH被配置为点到点的链路时，PPP协议可以很好地支持这种链路。PPP协议将SONET/SDH传输通路视为面向字节的同步链路，提供链路层的数据报封装机制。PPP协议给物理层提供一个字节型接口，PPP帧作为字节流映射进SONET/SDH净负荷中。由于PPP封装具有相对低的开销，所以相对其它的SONET/SDH净负荷映射方法而言，能提供更大的吞吐量，并且充分利用现有设备，大大降低线路终端设备的费用。

2.IP over SDH是今日网络的需要

在数据业务占重要地位的网络中，，人们对带宽的需求与日剧增。伴随着这种需求的猛增，也带来对提高带宽利用率、简化网络体系结构和降低网络扩建费用的要求。在市场需求的推动下，一些数据运营公司在网络厂家技术的支持下，开发IP在SONET/SDH上的传送业务。Cisco公司在1997年9月宣布对其Cisco GSR 12000千兆比交换路由器做进一步扩展，可以理OC-3 155Mbit/s直至OC-48 2.4Gbit/s的通信速率，这些路由器接口均支持Packer over SONET/SDH技术。Sprint公司于1998年3月开始在其部署Cisco公司这类调整设备，继续提供IP overSDH/SONET服务。

根据市场调查结果显示，主意业务量将有较大增长，但是增长趋势比较平缓。然而，IP业务量将以理高速度率教务长，并交成为现代传输网中占统治地位的业务类型。根据Yankee Group的研究报告，电信市场到2000年的时候，将从现在的年收入1950亿美元增加到2600亿美元，这些收入的大部分将来源于IP业务量的剧烈增长。如图1所示，CIMI公司市场研究专家为，从2000年开始，网络业务提供商利润的80%将来自基于IP的业务。

3.IP over SDH的优势与局限性

国内外中正在建设的SDH/SONET传输网络，是在主干网上实施IP over SDH/SONET技术必要的物理基础。SDH/SONET标准本身具有很好的兼容性，不同体系、不同速率的信号都可以SDH/SONET信道上复用和解复用，并且在SDH/SONET传输平台上，方便地实现全球性网络互连充分展示IP over SDH/SONET技术的优越性。

目前，Internet使用的IPv4协议许多网络功能不能满足Internet迅猛发展的需求，例如:IPv4不能预留带宽，不能限定网络时延，不具备服务质量(QoS)特性，不能适用今天在这种特性上划分业务等级的措施，也不能提供足够的安全保障，因此，IPv6协议应运而生。现在，已基本定案(RFC1883～1887)，正处在标准化进程中。IPv6CE TAYQQEUNV4无法解决的问题，特别是地址资源张问题.RFC2023 version6 over PPP确定，将促进IP6 over SONET/SDH标准的提出。它继承了IPv4over SONET/SDH的所有优点，再结合新型调整路由器技术，极有希望成为下一代Internet主干网决方案之一，我们对其发展给予密切关注。