什么是IP over SDH技術

IP是Internet Protocol的縮寫。IP協議是Internet一系列協議的核心內容，主要負責無連接的數據報傳輸，從而實現廣域異種網絡的互聯。目前Internet使用的IP協議是IPv4(IP version 4)。IPv4協議是Internet標準制定組織在1981年9月確定的正式標準，即第5呈標準(RFC 791 Internet Protocol)。現在，IP協議已經是Internet上廣泛應用的標準。據統計，在1997年企業和服務提供商的網絡中，IP協議在其中所占比重超過70%。

在國外，通常將IP over SDH稱為IP over SONET/SDH。SONET是指同步光網絡(Synchronous Optical Network)，它首先在美國發展起來，由一整套分等級的標準數字傳送結構組成，適合于各種經適配處理的凈負荷（Payload，指網絡比特流中可用于電信業務的部分）在物理媒質上進行傳送。1998年，CCITT(現在的ITU-T)接受了SONET的念，并重新命名為SDH(Synchronous Digital Hierarchy)，使之成為不僅適用于光纖傳輸同時也適用于微波和衛星傳輸的通用技術，并推動其成為數字傳輸體制上的世界性標準。SONET和SDH規范略有差異，但兩者的基本原理完全相同，標準也相互兼容。我國數字傳輸平臺規模用SDH網絡，因此這里主要以SDH標準進行介紹 。

1.IP over SDH技術概述

SDH數字體系中，最基本的模塊信號是STM-1信號，再將其同步復用、字節間插后得到更高級的STM-N信號。目前，SDH只支持一定的N值(如1，4，16，64等)，主要標準速率值下:

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

SDH信號是一種以字節結構為基礎的矩形塊狀幀結構，由9行和270×N列8 bit字節組成.整個幀結構主要分為三個部分:段開銷、管理單元指針和信息凈負荷。其中，在凈區可以封裝各種信息(如PPP幀、ATM信元等)或其混合體，而不管其具體信息結構是什么樣的，所以說信息凈具有透明性。因此，在SDH調整傳輸網上可以直接實現IP over SDH技術，也可以間接承載ATM業務。

參考OSI 7層網絡模型，SDH/SONET協議是物理層協議(layerl)，主要負責在物理層介質上傳送字節數據。IP協議是無連接的協議，屬于網絡層協議(layer3)。數據鏈路層（layer2)負責SDH/SONET協議與IP協議之間的接口，IETF(Internet Engineering Task Force)定義PPP)Point to Point Protocol)協議來執行此項功能，相應有PPP over SONET/SDH草案，實現IP over SONET/SDH技術。IP over SONET/SDH技術通過PPP針數據包映進SONET/SDH幀結構凈負荷區。因此，有些廠商常見的提法為Packet over SONET/SDH(POS)，這里統一稱為IP over SDH技術。

PPP協議(RFC 1661，Point to Point Protocol)定義了點到點鏈路上傳輸多協議數據包的標準方法，是正式的Internet標準。PPP協議在OSI 7層位于網絡層之下，為了與網絡層平滑地連接，PPP協議在規定了基本接口后還要為不同的網絡層協議提供相應的封裝控制協議(NCP)。再者，在PPP層下面承載業務的傳輸媒質也各不相同，如ISDN、FR、SDH/SONE等，這就需要PPP協議為它們提供相應的鏈路控制協議(LCP)。

PPP協議包括三個基本組成部分:

(1)在單個串行鏈路上使用多個協議的封裝方法。 (2)鏈路(LCP)，用來建立、配置和測試數據鏈路連接。PPP連接的兩端使用LCP來協調連接選項。 (3)一族讓PPP連接不同網絡層協議的網絡控制協議(NCP)。

IETF制定的RFC1619 PPP over SONET/SDH，定義了PPP與SONET/SDH的接口，描述了PPP在SONET/SDH網絡中的具體應用。當SONET/SDH被配置為點到點的鏈路時，PPP協議可以很好地支持這種鏈路。PPP協議將SONET/SDH傳輸通路視為面向字節的同步鏈路，提供鏈路層的數據報封裝機制。PPP協議給物理層提供一個字節型接口，PPP幀作為字節流映射進SONET/SDH凈負荷中。由于PPP封裝具有相對低的開銷，所以相對其它的SONET/SDH凈負荷映射方法而言，能提供更大的吞吐量，并且充分利用現有設備，大大降低線路終端設備的費用。

2.IP over SDH是今日網絡的需要

在數據業務占重要地位的網絡中，，人們對帶寬的需求與日劇增。伴隨著這種需求的猛增，也帶來對提高帶寬利用率、簡化網絡體系結構和降低網絡擴建費用的要求。在市場需求的推動下，一些數據運營公司在網絡廠家技術的支持下，開發IP在SONET/SDH上的傳送業務。Cisco公司在1997年9月宣布對其Cisco GSR 12000千兆比交換路由器做進一步擴展，可以理OC-3 155Mbit/s直至OC-48 2.4Gbit/s的通信速率，這些路由器接口均支持Packer over SONET/SDH技術。Sprint公司于1998年3月開始在其部署Cisco公司這類調整設備，繼續提供IP overSDH/SONET服務。

根據市場調查結果顯示，主意業務量將有較大增長，但是增長趨勢比較平緩。然而，IP業務量將以理高速度率教務長，并交成為現代傳輸網中占統治地位的業務類型。根據Yankee Group的研究報告，電信市場到2000年的時候，將從現在的年收入1950億美元增加到2600億美元，這些收入的大部分將來源于IP業務量的劇烈增長。如圖1所示，CIMI公司市場研究專家為，從2000年開始，網絡業務提供商利潤的80%將來自基于IP的業務。

3.IP over SDH的優勢與局限性

國內外中正在建設的SDH/SONET傳輸網絡，是在主干網上實施IP over SDH/SONET技術必要的物理基礎。SDH/SONET標準本身具有很好的兼容性，不同體系、不同速率的信號都可以SDH/SONET信道上復用和解復用，并且在SDH/SONET傳輸平臺上，方便地實現全球性網絡互連充分展示IP over SDH/SONET技術的優越性。

目前，Internet使用的IPv4協議許多網絡功能不能滿足Internet迅猛發展的需求，例如:IPv4不能預留帶寬，不能限定網絡時延，不具備服務質量(QoS)特性，不能適用今天在這種特性上劃分業務等級的措施，也不能提供足夠的安全保障，因此，IPv6協議應運而生。現在，已基本定案(RFC1883～1887)，正處在標準化進程中。IPv6CE TAYQQEUNV4無法解決的問題，特別是地址資源張問題.RFC2023 version6 over PPP確定，將促進IP6 over SONET/SDH標準的提出。它繼承了IPv4over SONET/SDH的所有優點，再結合新型調整路由器技術，極有希望成為下一代Internet主干網決方案之一，我們對其發展給予密切關注。