北京邮电大学毕业论文 深圳市电信宽带IP城域网的规划设计
目标网络逐步向二层扁平化、三层边缘化演进。根据设备支持情况，逐步推 进大城域网建设，整合网络资源与管理；BRAS/SR通过交叉双挂上行保障上行链路的冗余；建设互联网视听承载平面，有效支撑互联网试听业务发展；汇聚/接入交换机在二层扁平化的同时逐步推行交叉双挂上行，以提供链路冗余和流量疏导；推进XPON接入用户规模化部署。 （三）骨干层技术
构成IP高速数据传输链路的骨干网，目前的主流技术有3种，即IP over ATM，IP over SDH以及IP over Optical，其传输模型如图1所示。
Multiplexing, protection and management at every layerIPATMIPIPSONET/SDHATMSONET/SDHIPOpticalOpticalOpticalOptical(1)(2)(3)(4)Lower cost, complexity and overhead图4-2：骨干层传输技术技术模型
下面对这三种方案进行简单介绍和分析。 （1）IP over ATM技术
1988年ITU-T提出了ATM。ATM是一种面向连接和统计复用的技术。ATM主要优势包括：网络资源的统计复用、保证端到端的QoS、具有流量控制和拥塞控制、灵活的动态带宽分配与管理、可扩展性强、支持多业务等。
IP与ATM的结合是面向连接的ATM与无连接的IP的统一，也是选路与交换的优化组合，可以综合利用ATM的速度快、容量大、多业务支持能力的优点以及IP的简单、灵活、易扩充和统一性的特点，达到优势互补的目的。但其 网络体系结构复杂且重复，ATM与TCP/IP都具寻址、选路和流量控制功能，开销损失达25%以上 。
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（2）IP over SDH技术
IP over SDH/SONET意思是IP/PPP/HDLC over SDH/SONET。PPP（Point-to-Point Protocol）。是IP与SDH的结合，将IP分组通过点到点协议直到映射到SDH帧，从而保留了因特网的无连接特征，简化了网络体系结构，提高了传输效率，降低了成本，易于兼容不同技术体系和实现网间互联。在IP over SDH中，SDH是以链路方式来支持IP网的，没有从本质上提高IP网的性能。这种技术的核心是千兆比线速交换路由器，可实现第2层交换与第3层选路的一体化，可基本保证服务质量，吞吐量达60Gb/s，端口密度和端口费用也可与ATM相比，转发分组延时则已降至几十毫秒量级，不再是大问题。
（3）IP over Optical技术
在光纤上直接传输IP数据包需要选择一种帧格式，即选择一种分帧方法。目前，网络中主要有两种帧格式：SDH帧格式(PoS)和以太网帧格式(GE)；密集波分复用(DWDM)技术的商品化提供了另一种方法，将采用波分复用，然后用千兆位(G位)或太位(T位)路由交换机进行路由交换，即IP over DWDM。另外，最近2年开发的IEEE 802.17协议规定的RPR技术，也是一种IP over Optical技术，Cisco公司提出的DPT技术即是近RPR技术。 （四） 骨干层技术的选择
综合比较以上三种主流技术，IP over Optical省掉了中间的ATM层与SDH层，减化了层次，减少了网络设备；减少了功能重叠，简化了设备，减轻了网管复杂性，特别是网络配置的复杂性；额外开销最低，传输效率最高；通过业务量工程设计，可以与IP的不对称业务量特性相匹配；还可利用光纤环路的保护光纤吸收突发业务，尽量避免缓存，减少延时；下一步可以采用不同波长来承载不同的协议与业务从而代替了ATM业务汇集平台。从投资成本方面考虑，由于IP over Optical省掉了昂贵的ATM交换机和大量普通SDH复用设备，简化了网管，又采用了波分复用，节省了大量光纤和再生器，其总成本可望比传统电路交换网降低一到二个量级。
因此，建议选用IP over Optical技术。
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如上所述，IP over Optical有以下几种实现技术： （1） GE技术
GE技术采用千兆以太网帧格式，由于以太网帧格式与IP数据包是一致的，是一种经济有效的方法。而且广域网、城域网和局域网使用统一的以太网帧格式可以无缝连接，大大简化设备，降低成本。另外，速度更快的万兆位以太网10xGE的标准也正在发展中。
GE技术的缺点是带宽仅为1Gbps，尽管可通过通道技术提高网络带宽，但需要更多的光纤或WDM设备，扩展性受到限制。
（2） POS技术
POS技术采用SDH帧格式，需要将IP数据包装入SDH帧，这一点和IP over SDH是一样的，但省去了SDH传输层，从而节省了成本。
POS技术的优点是传输速度和效率都很高。它支持OC-3(STM-1) 155Mbps、OC12(STM-4)622Mbps、OC-48(STM-16)2.5Gbps，结合传输设备可达到OC-192(STM-64) 10Gbps。POS的传输开销约为2%，比ATM的25%要少很多。
POS技术的缺点是需要增加拆装设备SAR，成本比GE要高。
SDH分帧方法主要用在广域网上，远距离传输需要使用SDH电再生器，有时需要和SDH设备连接时使用，速率一般为2.5Gbps或10Gbps。
（3）DPT技术
DPT（DynamicPacketTransport）是Cisco 公司提出的新一代的传输技术2002年2月通过了IEEE802.17草案，它是一种包优化的光传输解决方案。DPT将IP路由的带宽效率、业务能力与光纤环丰富的带宽、自愈能力相结合，可支持多种业务类型和基于LAN、MAN、WAN的低成本应用。DPT引入了一个新的MAC层协议，即空间再利用协议（SRP），同时还有两个专利算法，即SRP公平算法（SRP-fa）和智能保护切换（IPS），从而构成了新一代的环形光传输技术。DPT环是沿相反方向传输包的一对光纤环，其结构如图2所示，一个环称为\内环\，另一个环称\外环\，它们可以同时用作传输数据流和控制流；内环和外环将每一个节点相连接，DPT用一个环在某一方向上传送数据（下行），用另一环在相反方向上传送回送的控制包（上行）。这样，DPT可以同时利用两根光纤，使包传送带宽最大化，加速自适应带宽利用和自愈控制信号的传播。
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DPT具有如下特点：
两根光纤同时传输数据，同时采用空间复用和统计复用，网络带宽分段使用，使带宽得到至少两倍的提高；
一个环上的节点数可以最高至128，单端口速率可以最高至10Gbps，地理范围可以像SDH一样扩展到足够的程度；
直接支持和增强各种IP业务，例如VoIP、VPN等业务，而且更加稳定可靠，为经营者带来更丰厚的增值服务利润；
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图4-3：DPT网络结构
提供了先期的性能监测、错误监测、错误定位、以及智能保护交换机制(IPS)，网络具备高级的自愈功能，不仅可以在50ms内切换光纤，而且由于它是IP-Aware的，可以在50ms内恢复IP业务，不需要路由表的重新收敛，使IP业务稳定可靠；
简单的环形结构和自动发现机制使网络设备的配置变得十分简单；统一网管。从物理层到链路层到网络层全部三层的网络管理不再需要不同的网管系统。
采用了SONET/SDH帧结构，因此可在所有主要的光纤传输网络中运转，包括：暗光纤、波分复用（WDM）、SONET/SDH点对点和环。这种结构的透明性允许DPT在一种混合的环境中应用。例如，一个DPT环可以有几个节点用暗光纤连接，同时又有几个节点通过SONET/SDH和/或WDM设备相连接。DPT也可完全工作在SONET/SDH或WDM传输中，在这种情况下，DPT功能将使带宽效率达到最高，使传输设备的IP功能发挥得淋漓尽致。
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