寬帶網(wǎng)技術(shù)論文

1、寬帶網(wǎng)技術(shù)論文論文題目:學(xué)院：專業(yè)：SDH與ATM技術(shù)信息工程與自動(dòng)化學(xué)院通信工程目錄 TOC o 1-5 h z 摘要1 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 第一章 SDH簡(jiǎn)介 .1SDH 概念 .1SDH的基本傳輸原理1SDH的特點(diǎn)2 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 第二章 ATM技術(shù)簡(jiǎn)介2ATM概念2ATM技術(shù)原理 2ATM技術(shù)特點(diǎn) 3 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 第三章 SDH與ATM的技術(shù)比較33.1對(duì)多業(yè)務(wù)的支持能力3帶寬分配4

2、帶寬利用 4網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性和延續(xù)性方面4網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的成本比較5經(jīng)過(guò)比較所得結(jié)論 5 HYPERLINK l bookmark35 o Current Document 第四章 SDH與ATM 技術(shù)及其相互關(guān)系 5摘要SDH和ATM, 一個(gè)是傳輸技術(shù)，一個(gè)是交換技術(shù)，它們之間的關(guān)系本質(zhì)上應(yīng) 該是各有所長(zhǎng)，互相結(jié)合。本文簡(jiǎn)述了 SDH技術(shù)和ATM技術(shù)的概念、原理、以 及特點(diǎn)，并將兩者加以比較，論述了兩者之間的聯(lián)系。關(guān)鍵字：SDH ATM QoS第一章SDH簡(jiǎn)介SDH概念SDH（Synchronous Digital Hierarchy,同步數(shù)字體系）是一種將復(fù)接、線路傳輸及交換功 能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)

3、管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)，是美國(guó)貝爾通信技術(shù)研究所提出 來(lái)的同步光網(wǎng)絡(luò)（SONET）。根據(jù)ITU-T的建議定義，是不同速度的數(shù)位信號(hào)的傳輸提供相應(yīng) 等級(jí)的信息結(jié)構(gòu)，包括復(fù)用方法和映射方法，以及相關(guān)的同步方法組成的一個(gè)技術(shù)體制。SDH的基本傳輸原理SDH采用的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)稱為同步傳送模塊STM N（Synchronous TranTransport N=1， 4，16，64），最基本的模塊為STM 1，四個(gè)STM 1同步復(fù)用構(gòu)成STM4，16個(gè)STM 1 或四個(gè)STM4同步復(fù)用構(gòu)成STM 16； SDH采用塊狀的幀結(jié)構(gòu)來(lái)承載信息，每幀由縱向9 行和橫向270XN列字節(jié)組成，每個(gè)字節(jié)含8bit

4、，整個(gè)幀結(jié)構(gòu)分成段開(kāi)銷（Section OverHead, SOH）區(qū)、STM-N凈負(fù)荷區(qū)和管理單元指針（AU PTR）區(qū)三個(gè)區(qū)域，其中段開(kāi)銷區(qū)主要用 于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理、維護(hù)及指配以保證信息能夠正常靈活地傳送，它又分為再生段開(kāi)銷（Rege nerator Section OverHead, RSOH）和復(fù)用段開(kāi)銷（Multiplex Section OverHead， MSOH）； 凈負(fù)荷區(qū)用于存放真正用于信息業(yè)務(wù)的比特和少量的用于通道維護(hù)管理的通道開(kāi)銷字節(jié);管 理單元指針用來(lái)指示凈負(fù)荷區(qū)內(nèi)的信息首字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置以便接收時(shí)能正 確分離凈負(fù)荷。SDH的幀傳輸時(shí)按由左到右、由上到

5、下的順序排成串型碼流依次傳輸，每幀 傳輸時(shí)間為125 us，每秒傳輸1 / 125X1000000幀，對(duì)STM-1而言每幀字節(jié)為8bitX（9 X270X1） =19440bit，則 STM-1 的傳輸速率為 19440X8000=155.520Mbit / s；而 STM-4 的傳輸速率為 4X 155.520Mbit / s=622.080Mbit / s； STM-16 的傳輸速率為 16X155.520 （或 4X622.080） =2488.320Mbit/s。SDH傳輸業(yè)務(wù)信號(hào)時(shí)各種業(yè)務(wù)信號(hào)要進(jìn)入SDH的幀都要經(jīng)過(guò)映射、定位和復(fù)用三個(gè)步 驟：映射是將各種速率的信號(hào)先經(jīng)過(guò)碼速調(diào)整裝入

6、相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器（C），再加入通道開(kāi)銷 （POH）形成虛容器（VC）的過(guò)程，幀相位發(fā)生偏差稱為幀偏移；定位即是將幀偏移信息收 進(jìn)支路單元（TU）或管理單元（AU）的過(guò)程，它通過(guò)支路單元指針（TU PTR）或管理單元 指針（AU PTR）的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)；復(fù)用則是將多個(gè)低價(jià)通道層信號(hào)通過(guò)碼速調(diào)整使之進(jìn)入高價(jià) 通道或?qū)⒍鄠€(gè)高價(jià)通道層信號(hào)通過(guò)碼速調(diào)整使之進(jìn)入復(fù)用層的過(guò)程。1.3 SDH的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）速率統(tǒng)一：155M、622M、2.5G、10G；光接口與幀結(jié)構(gòu)統(tǒng)一：STM-N （N=1、4、 16、64）； （3）一步復(fù)用特性：可從高速信號(hào)中直接提取/接入低速信號(hào)；（4）強(qiáng)大的OAM&P 能力實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)

7、絡(luò)管理的智能化：豐富的開(kāi)銷（碼流量的5%）、強(qiáng)大的軟件技術(shù)；（5）組網(wǎng)靈 活、網(wǎng)絡(luò)的生存性強(qiáng)：可組多種類型網(wǎng)絡(luò)、具有自愈能力、可在線升級(jí)；（6）前、后向兼容。 缺點(diǎn)：帶寬利用率稍低，如155M僅包括63個(gè)2M或3個(gè)34M。第二章ATM技術(shù)簡(jiǎn)介2.1 ATM技術(shù)概念A(yù)TM技術(shù)（Asynchronous Transfer Mode，顧名思義就是異步傳輸模式，就是國(guó)際電信聯(lián) 盟ITU-T制定的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上在80年代中期，人們就已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行快速分組交換的實(shí)驗(yàn)， 建立了多種命名不相同的模型，歐洲重在圖像通信把相應(yīng)的技術(shù)稱為異步時(shí)分復(fù)用（ATD）美國(guó)重在高速數(shù)據(jù)通信把相應(yīng)的技術(shù)稱為快速分組交換(FPS)。

8、國(guó)際電聯(lián)經(jīng)過(guò)協(xié)調(diào)研究，于1988年正式命名為Asynchronous Transfer Mode(ATM技術(shù)，推薦其為寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)B-ISDN的信息傳輸模式。ATM技術(shù)原理ATM是一種傳輸模式，在這一模式中，信息被組織成信元，因包含來(lái)自某用戶信息的各個(gè) 信元不需要周期性出現(xiàn)，這種傳輸模式是異步的。促進(jìn)ATM技術(shù)發(fā)展的因素主要有：用戶 對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬與對(duì)帶寬高效、動(dòng)態(tài)分配需求的不斷增長(zhǎng)；用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)應(yīng)用需求的提高；網(wǎng) 絡(luò)的設(shè)計(jì)與組建進(jìn)一步走向標(biāo)準(zhǔn)化的需要。但是，關(guān)鍵還是在于ATM技術(shù)能保證用戶對(duì)數(shù) 據(jù)傳輸服務(wù)的質(zhì)量QoS(Quality of Service)的需求。目前的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已不限于傳

9、統(tǒng)的語(yǔ)言通 信與基于文本的數(shù)據(jù)傳輸。在多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中需要同時(shí)傳輸語(yǔ)音、數(shù)字、文字、圖形與視 頻信息等多種類型的數(shù)據(jù)，并且不同類型的數(shù)據(jù)對(duì)傳輸?shù)姆?wù)要求不同，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí) 性要求也越來(lái)越高。這種應(yīng)用將會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)突發(fā)性的通信量，而不同類型的數(shù)據(jù)混合使用時(shí)， 各類數(shù)據(jù)的服務(wù)質(zhì)量QoS是不相同的。多媒體網(wǎng)路應(yīng)用及實(shí)時(shí)通信要求網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母咚俾?與低延遲，而ATM技術(shù)能滿足此類應(yīng)用的要求。目前存在的傳統(tǒng)的線路交換與分組交換都 很難勝任這種綜合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要。線路交換方式的實(shí)時(shí)性好，分組交換方式的靈活性好， 而ATM技術(shù)正是實(shí)現(xiàn)了這兩種方式的結(jié)合，他能符合B-ISDN的需求，因此B-ISDN選擇了 A

10、TM作為它的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。ATM技術(shù)特點(diǎn)傳輸?shù)姆纸M是固定長(zhǎng)度(53字節(jié))的信元，信元之間無(wú)間隔，每一信元的頭5個(gè)字節(jié)包 含網(wǎng)絡(luò)信息，其余48個(gè)字節(jié)則是用戶信息。ATM具有延展性和靈活性。延展性是指當(dāng)需要新應(yīng)用和新設(shè)備時(shí)，網(wǎng)絡(luò)具有支持更高 速率的能力，靈活性則是指網(wǎng)絡(luò)中各種設(shè)備速率可混合使用。ATM是面向連接的技術(shù)，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一對(duì)多和多對(duì)多等連接方式。ATM所具有的內(nèi)在信元統(tǒng)計(jì)復(fù)用很容易實(shí)現(xiàn)多個(gè)信源在一條鏈路上綜合。ATM的兩個(gè)技術(shù)要點(diǎn)是，信道的統(tǒng)計(jì)復(fù)用和業(yè)務(wù)的品質(zhì)確保(QOS)，到目前為止，也 只需ATM能做到這兩點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)各種通信網(wǎng)絡(luò)融為一體，一并傳輸交流。他集中了疾速分 組交流和電路交流

11、技術(shù)的益處，能非常好地解決語(yǔ)音、視頻和文本的傳輸ATM帶寬容量 一般在155M到幾十G，非常相宜結(jié)構(gòu)高速率網(wǎng)絡(luò)，不外，在局域網(wǎng)(LAN)中全方面駁回ATM技術(shù)，造價(jià)非常低廉，所以人們通常將ATM普遍使用在LAN的骨干網(wǎng)和骨干傳輸網(wǎng)中， 特地是在骨干傳輸網(wǎng)駁回ATM技術(shù)更具備非常大的劣勢(shì)。第三章SDH與ATM的技術(shù)比較3.1對(duì)多業(yè)務(wù)的支持能力：利用ATM多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)能夠靈活高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)目前各種電信業(yè)務(wù)的支持，具有很強(qiáng) 的業(yè)務(wù)擴(kuò)展能力，是理想的數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可以滿足目前將來(lái)的寬帶網(wǎng)絡(luò)需求。同時(shí)清 晰地看到，傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡(luò)只能應(yīng)用于簡(jiǎn)單的傳輸網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)類型完全集中在2M接入業(yè) 務(wù)上，可以對(duì)2M

12、接入提供較好的解決方案。但是SDH網(wǎng)絡(luò)，技術(shù)較簡(jiǎn)單，提供業(yè)務(wù)方式 單一，無(wú)法適應(yīng)目前及將來(lái)多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)迅猛并行發(fā)展的趨勢(shì)。不可否認(rèn)，新一代的SDH 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在業(yè)務(wù)的能力上有了進(jìn)一步發(fā)展，提出了一些新實(shí)現(xiàn)可能，但是在根本上沒(méi)有擺脫 SDH的自身缺陷，網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)嚴(yán)重。在目前，SDH只能是傳輸技術(shù)，提供傳輸網(wǎng)絡(luò)方案而 不是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)解決方案。3.2帶寬分配SDH在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，SDH以E1/T1作為最小的速率單元，同時(shí)無(wú)法支持對(duì)多個(gè)E1/T1的 捆綁，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性差，顯然不能滿足用戶越來(lái)越靈活的帶寬要求，不利于運(yùn)營(yíng)的實(shí)際要求。 ATM多業(yè)務(wù)平臺(tái)提供從64Kbps到10Gbps的接口能力，支持無(wú)級(jí)的帶寬分

13、配，真正作到根 據(jù)用戶的實(shí)際需求來(lái)分配帶寬，業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)靈活方便。另外，采用SDH組網(wǎng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到多 點(diǎn)的業(yè)務(wù)，在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中具有很大的局限性。帶寬利用作為數(shù)據(jù)邊緣/骨干網(wǎng)絡(luò)，要求具有對(duì)于各種不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)流量進(jìn)行處理和帶寬的綜 合利用能力。基于TDM的SDH技術(shù)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)線路帶寬的綜合應(yīng)用。無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一功能， 顯然不適合這樣的網(wǎng)絡(luò)定位。而ATM技術(shù)不僅僅引入了 STDM技術(shù)，而且引入了復(fù)雜完備 的流量控制和流量管理功能，是目前唯一一種能夠達(dá)到絕對(duì)質(zhì)量QOS的技術(shù)。根據(jù) DDN/X.25/FR/IP各種業(yè)務(wù)的技術(shù)特點(diǎn)，ATM技術(shù)高效地映射到內(nèi)部相應(yīng)的流量處理機(jī)制中，提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。這一功能

14、是SDH網(wǎng)絡(luò)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。在運(yùn)營(yíng)方面，它能夠幫助運(yùn)營(yíng)商根據(jù)不同的服務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)需求定制相應(yīng)的資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)大運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)和業(yè)務(wù)拓展空間。3.4網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性和延續(xù)性方面由于SDH技術(shù)復(fù)用方式單一，使得SDH技術(shù)不適合作為綜合的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。我們不 妨從目前的SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)計(jì)算一下：在一個(gè)2.5G的SDH本地環(huán)網(wǎng)中，全網(wǎng)最多提供1008 （16*63）條2M或2M以下的電路。這樣的網(wǎng)絡(luò)性能是根本無(wú)法承擔(dān)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的角色， 網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展能力差。同時(shí)，SDH網(wǎng)絡(luò)在滿負(fù)荷狀態(tài)下，只能通過(guò)重新建網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)中繼帶寬 的擴(kuò)展，網(wǎng)絡(luò)后期的建設(shè)投入是相當(dāng)巨大。所以，采用SDH網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)只可能是 一種臨時(shí)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

15、解決方案，不具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的應(yīng)用價(jià)值和投資價(jià)值。相比之下，ATM網(wǎng)絡(luò) 采用星形或其他各種的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)增加節(jié)點(diǎn)中繼就可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步拓展。同時(shí)， ATM對(duì)電路的交叉連接能力是SDH網(wǎng)絡(luò)無(wú)法比擬的。目前對(duì)下一代數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的預(yù)見(jiàn)， 核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演變趨勢(shì)正在向統(tǒng)一的平臺(tái)融合。ATM技術(shù)作為核心的多業(yè)務(wù)綜合平臺(tái)， 具有很好的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性和伸縮性，在向下一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)展中能夠很好地進(jìn)行技術(shù)遷移，保 證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的平滑過(guò)度。3.5網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的成本比較采用ATM多業(yè)務(wù)平臺(tái)的設(shè)備運(yùn)營(yíng)由于相關(guān)設(shè)備已經(jīng)融合了底層的技術(shù)，所以在網(wǎng)絡(luò)實(shí) 現(xiàn)上簡(jiǎn)單。3.6經(jīng)過(guò)比較所得結(jié)論綜上所述，ATM和SDH是兩種不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。從技

16、術(shù)角度、運(yùn)營(yíng)角度以及可持續(xù)性 發(fā)展角度上看，采用ATM技術(shù)來(lái)建設(shè)電信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是必然的選擇。第四章 SDH與ATM技術(shù)及其相互關(guān)系SDH為骨干傳輸鋪路，在SDH上建立ATM骨干網(wǎng)，在局域網(wǎng)（LAN）中全面采用ATM 技術(shù)，造價(jià)非常昂貴，所以人們通常將ATM廣泛應(yīng)用在LAN的骨干網(wǎng)和骨干傳輸網(wǎng)中，特 別是在骨干傳輸網(wǎng)采用ATM技術(shù)更是具有很大的優(yōu)勢(shì)。面對(duì)令人目不暇接的眾多網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)，建網(wǎng)時(shí)所進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)選型就顯得非常重要，而投 資巨大、涉及面廣的廣域骨干網(wǎng)建設(shè)更是需要慎之又慎。目前，面對(duì)成熟的SDH和ATM技 術(shù)，電信廠商建設(shè)廣域骨干網(wǎng)時(shí)通常的作法是：第一、采用光纖作為傳輸介質(zhì)，這是必然的 選擇了；

17、第二、使用SDH技術(shù)連接光纖端接設(shè)備，形成一個(gè)距離范圍可達(dá)到無(wú)限的SDH光 纖網(wǎng)；第三、在SDH傳輸網(wǎng)上采用各種ATM交換設(shè)備，構(gòu)建具備數(shù)據(jù)、話音、視頻等多服 務(wù)能力的ATM骨干網(wǎng)。隨著Internet在全球范圍的蓬勃發(fā)展，網(wǎng)上的應(yīng)用越來(lái)越復(fù)雜，網(wǎng) 上的信息量迅猛增長(zhǎng)，高速率、低延時(shí)、QoS要求的業(yè)務(wù)大量出現(xiàn)，用戶迅速增加，這些都 要求人們對(duì)Internet的帶寬加寬，也就是對(duì)這個(gè)全球最大IP網(wǎng)的骨干網(wǎng)進(jìn)行提速。目前， Internet骨干網(wǎng)的首選技術(shù)無(wú)疑是ATM，這就涉及到了 IP交換技術(shù)，即在ATM網(wǎng)上跑IP包。 IP交換技術(shù)是指人們常說(shuō)的IP over ATM技術(shù)，它只對(duì)數(shù)據(jù)流的第一個(gè)數(shù)

18、據(jù)包進(jìn)行路由地址 處理，按路由轉(zhuǎn)發(fā)，隨后按已計(jì)算的路由在ATM網(wǎng)上建立虛電路VC。以后的數(shù)據(jù)包沿著VC 以直通（CutThrough）方式進(jìn)行傳輸，不再經(jīng)過(guò)路由器，從而將數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)速度提高到 第二層交換的速度。我們通?？吹降腃isco公司的Tag Switching、Ascend公司的IP Navigator、 3Com公司的Fast IP、ATM論壇的MPOA標(biāo)準(zhǔn)以及IETF的CIPOA和MPLS等，實(shí)際上就是幾 種IP交換技術(shù)的解決方案。IP over ATM技術(shù)相對(duì)比較成熟，也在許多電信廠商的骨干網(wǎng)中得到成功的應(yīng)用。不過(guò)， 近來(lái)業(yè)界對(duì)IP網(wǎng)骨干網(wǎng)的建設(shè)提出了更新的解決方案，跳過(guò)ATM網(wǎng)而采用IP over SDH的技 術(shù)，直接在SDH上構(gòu)建IP網(wǎng)。IP over SDH的數(shù)據(jù)包通過(guò)采用點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議（PPP協(xié)議），映射 到SDH幀上，按各次群相應(yīng)的線速率進(jìn)行連續(xù)傳輸。IP over SDH技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要高速路由 器和PPP協(xié)議，采用的仍然是傳統(tǒng)路由器的逐包轉(zhuǎn)發(fā)（Forward）方式