原创 数字电视宽带交换技术（下）

3   IP技术

     ATM技术是一种高速率、低时延的多路复用交换技术，由电路交换及分组交换发展而来。在ATM技术的发展过程中，通过不断汲取、整合电路交换与分组交换的优势，并克服其不足，最终形成了面向连接、保证服务质量(QOS)以及统计时分复用等技术特征，从而可实现高带宽、高可靠性。同时，ATM采用固定长度信元在网络中传送各种信息，便于利用专用集成电路(ASIC)来实现高速、大容量的宽带数据交换。此外，ATM具有相当完善的流量控制与拥塞控制机制，能够保证高带宽利用率、保证网络的安全性与可靠性。在数字电视有线广播中，应用删的流量控制功能可实现视频传输的可分级服务以及电视节目的实时非对称传输，因此ATM技术已经广泛应用在数字电视有线传输网中。

IP over ATM是IP与ATM的结合，其实现方案有重叠技术、集成技术两种方式。重叠技术是将IP网络层协议重叠在ATM之上，即ATM网与现有IP网重叠，在ATM端点同时使用ATM与IP两种地址映射功能，发送端在得到接收端ATM的地址后，便可建立 ATM／SVC连接，传送LAN数据包；集成技术是将IP路由器的智能与管理性能集成到ATM交换机，形成一体化平台，它仅要求标识IP地址，不需要ATM地址解析协议，因而简化了ATM路由选择功能、提高了IP转发效率，同时保留了路由灵活性。

IPoverATM技术具有优点：

·  可充分利用ATM的快速交换以及完善的QoS功能，从而保证网络服务质量；

·  网络具有很好的扩展性和灵活性；

    ·  支持将数据、语音、视频等多种业务汇集到同一网络中，并为不同业务类型提供不同的服务质量保证；

    ·  具有很好的网络流量管理及控制性能，表现为ATM流量控制非常精细，这对带    宽资源极为宝贵、通信线路费用高昂的广域网非常重要，因而ATM在广域网中    广泛使用。

IP over ATM技术也具有一些不足，如：

·  由于IP数据包必须映射成ATM信元，因此增加了传输开销，使传输效率降低；

·  网络管理比较复杂、设备昂贵；

·  不太适用于特大型IP骨干网。

2．IP over SDH

IP技术已成为多媒体通信网络的核心技术，数据、语音、视频等业务均可由IP承载。因此，ATM可支持多种业务的优势不再突出，特别是当数据业务量超过语音、视频时，采用ATM的必要性更加受到质疑，而且使用ATM会使传输效率降低。在此背景下，IP overSDH技术出现并不断完善，使ATM在广域网中的地位受到极大挑战。

SDH传输网技术能够有效提高网络资源的利用率，能够满足数字电视干线传输网的信息传输及交换要求，使数字电视传输质量发生了质的飞跃。

IP over SDH是IP与SDH的结合，又称PACKET over SDH(PoS)，它保留了IP面向无连接的特征，其基本原理是以SDH网作为IP数据网的物理传输网络，使用链路及点到点协议(PPP，Point to Point Protoc01)对数据包进行封装，并按照RFCl662规范将IP分组简单插入到PPP帧中的信息段，然后由SDH通道层的业务适配器将封装后的IP数据包映射到SDH同步净荷中，随后经过SDH传输层和段层，加上相应开销，将净荷装入一个SDH帧中，最后到达光网络，在光纤中进行传输。

IP over SDH技术具有以下优点：

·  对IP路由支持能力强，具有很高的IP传输效率；

·  符合因特网业务特点，有利于实现数据多播；

·  能利用SDH技术自身环路及网络自愈合能力实现链路纠错；

·  利用OSPF协议防止链路故障造成网络停顿，提高了网络稳定性及可靠性；

    ·  将IP网络技术建立在SDH传输平台之上，易于跨越地区与国家，兼容不同技术标准，以实现全球联网；

·  IP over。SDH省略了ATM层，使网络结构简化、运行成本降低，因此非常适合数字有线电视省际与省内网络上的IP传输。

IP over SDH技术也有不足，具体如下：

·  它目前不支持虚拟专用网(VPN)与电路仿真；

    ·  在所有的分组交换技术中，ATM的QoS最好，能够进行电路仿真，而IP over SDH    只能进行业务分级，不能提供较好的QoS；

    ·  对于大规模网络，IP over SDH必须处理庞大、复杂的路由表，而且查找困难、路由信息占用带宽较大。

总之，从光通信技术的发展趋势看，SDH／SONET未来将让位于DWDM，因此，IP overSDH将最终发展成为IP over DWDM(即IP ovei OPTICAL)。

3．IP over DWDM

波分复用(WDM)技术是指在一根光纤中实现同时传输多个波长光信号，其原理是在发送端将不同波长的光信号组合，在接收端再将组合的光信号分离送入不同终端。DWDM技术则是16波分以上的WDM技术，它具有组网灵活的特点，对开发宽带新业务、充分挖掘和利用光纤带宽能力、实现高速通信具有重要意义。

IP over DWDM就是让IP数据包直接在光通路上传输，从而减少网络层之间的冗余部分，由于省去了中间的ATM和SDH层，因而IP over DWDM传输效率最高，不但节省了网络运行成本，同时也降低了用户费用，是一种最直接、最经济的IP网络结构体系，非常适用于特大型IP骨干网。随着光通信技术的不断发展，IP over DWDM技术将是对以IP业务为主的网络进行更深层次优化的最佳选择。

IP over DWDM技术具有如下优点：

·  它充分利用了光纤的低损耗波段带宽资源，增加了光纤的传输容量，极大提高了带宽和传输效率；

    ·  对传输码率、数据格式、调制方式透明，可以传送不同码率的ATM、SDH／SONET    以及千兆以太网格式的业务，可实现在一根光纤中同时进行双向多媒体信息传输；

·  不仅与现有通信网络兼容，而且支持未来的宽带业务网，能够进行网络升级，在网络设计中具有很大的灵活性，并具有可推广性、高度生存性等特点；

    ·  对器件性能要求不高，使用的主要器件——密集波分复用器可靠性高、故障率    低、便于维护。

IP over DWDM技术也有一些不足，具体如下：

·  未实现波长的标准化，DWDM系统的网络管理应与其传输信号及网管分离；

·DWDM系统的网络管理还不成熟；

·  当前的DWDM系统的网络拓扑结构只是基于点对点方式，还未形成全光网络。

总之，IP over ATM、IP over SDH、IP over DWDM这三种基于IP的传输方案各有优缺点，在数字电视广播传送网中需要具体分析，以便作出正确选择：

    ·  若主干网已采用了ATM设备，则应采用IP over ATM方案，由于ATM端口速率高，有完善的服务质量保证，产品成熟，因而可提高IP网交换速率，保证IP网的服务质量；

·  若主干网尚未涉及ATM，则应采用IPoverSDH方案，由于去除了ATM设备，投资少、见效快而且线路利用率高；

    ·  在城域主干网中，IP over SDH技术相对投入较高，采用IP over DWDM技术会更实用，IP over DWDM的技术优势是减少了网络各层之间的冗余部分，减少了SDH、ATM、IP各层之间的功能重叠，减少了设备操作、维护及管理费用，而且IP oveR DWDM能够极大拓展现有的网络带宽，最大限度地提高线路利用率，特别是在外围网络千兆以太网成为主流的情况下，它能够真正实现无缝接入，因而代表着宽带IP主干网的发展方向并主宰其未来。