IP網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

周登義，陳渝光

1IP網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀

1.1承載網(wǎng)

　　IP（Internet Protocol）是為了滿足計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)通信協(xié)議，是在開放系統(tǒng)互聯(lián)模型的第三層網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，目的是無縫連接不同硬件結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和低層的硬件技術(shù)能夠相應(yīng)獨(dú)立并行發(fā)展。

　　IP網(wǎng)絡(luò)是面向無連接的分組傳送網(wǎng)，IP網(wǎng)絡(luò)的早期發(fā)展依托于公用通信網(wǎng)和專線網(wǎng)（STM體制）來建立骨干網(wǎng)，其數(shù)據(jù)速率為56 kbps/622.08 Mbps，1997年以后隨著吉位線速路由交換機(jī)的出現(xiàn)和專線組成的骨干網(wǎng)（底層仍為STM體制）的建成，其線速達(dá)到了2.5 Gbps。

　　我國(guó)現(xiàn)階段的IP骨干網(wǎng)主要還是STM-16（2.5 Gbps），STM-64（10 Gbps）系統(tǒng)，以TDM為基礎(chǔ)的0 Gbps（40×10 GTDM），80 Gbps（8×10 GTDM）和32 Gbps（32×10 GTDM）系統(tǒng)，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的IP骨干網(wǎng)已經(jīng)開始應(yīng)用高達(dá)1 600 Gbps（160×10 Gbps）的波分復(fù)用系統(tǒng)。

1.2業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

　　IP網(wǎng)絡(luò)初期的目的只是為計(jì)算機(jī)間傳輸數(shù)據(jù)提供連接，因而業(yè)務(wù)單一，只有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

　　目前IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)展最為迅速，其數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量正在趕上或超過傳統(tǒng)的電話業(yè)務(wù)量，并且其業(yè)務(wù)類型已由數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展到數(shù)據(jù)、語音通信和視頻綜合業(yè)務(wù)，其中發(fā)展最快的是IP電話業(yè)務(wù)。

　　實(shí)際上，IP網(wǎng)絡(luò)能夠高速發(fā)展的原因之一是電話業(yè)務(wù)的普及。IP網(wǎng)絡(luò)的早期用戶主要是大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)、團(tuán)體和企業(yè)，其普及程度遠(yuǎn)不及電話業(yè)務(wù)，隨著借助電話線路撥號(hào)上網(wǎng)和IP網(wǎng)絡(luò)電話實(shí)用技術(shù)的發(fā)展，IP網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用已進(jìn)入家庭，IP網(wǎng)絡(luò)因此有了高速發(fā)展的市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。IP網(wǎng)絡(luò)能夠提供接近傳統(tǒng)電話質(zhì)量的電話業(yè)務(wù)，而IP網(wǎng)絡(luò)電話的成本卻只有PSTN電話的10%，因而有很大的用戶群體。IP網(wǎng)絡(luò)電話業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展又促進(jìn)IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，但I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的其他業(yè)務(wù)如數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)目前仍然主要面對(duì)大客戶，因而發(fā)展相對(duì)較慢。

1.3協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

　　為了實(shí)現(xiàn)IP over ATM，先后提出了多種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，例如，ATM論壇開發(fā)的局域網(wǎng)仿真LANE標(biāo)準(zhǔn)，IETF組織頒布的傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)層IP在ATM上的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)IPOA，以及多協(xié)議信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)MPOA和更完善的多協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)MPLS。

　　目前版本的共享介質(zhì)局域網(wǎng)仿真存在虛電路開銷大、能夠支持的用戶數(shù)少等缺陷，因而只適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大的場(chǎng)合。

1.4接入技術(shù)

　　隨著IP網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng)，骨干網(wǎng)的帶寬正在向Tbps演化，高速率的路由器也已經(jīng)開發(fā)出來。為了適應(yīng)骨干網(wǎng)的高速發(fā)展，改造利用現(xiàn)有接入網(wǎng)實(shí)現(xiàn)寬帶化是一種簡(jiǎn)便快捷的方法，發(fā)展新的寬帶接入技術(shù)是未來的趨勢(shì)。

（1）銅線接入技術(shù)

　　采用HDSL技術(shù)傳輸語言和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入速率為1~2 M，可傳輸語言、數(shù)據(jù)和視頻綜合業(yè)務(wù)，ADSL技術(shù)的接入速率為1~10 M，只傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的VDSL技術(shù)可實(shí)現(xiàn)的接入速率高達(dá)13~52 M。銅線接入技術(shù)的發(fā)展解決了接入技術(shù)寬帶化要求與傳統(tǒng)銅線接入技術(shù)帶寬窄的矛盾，能夠很好地保護(hù)現(xiàn)有的投資，又能滿足現(xiàn)有接入網(wǎng)迅速寬帶化的需求。

（2）光纖接入技術(shù)

　　光纖接入技術(shù)的接入速率可高達(dá)G數(shù)量級(jí)甚至更高，而且適合于雙向傳輸語音、數(shù)據(jù)和視頻綜合業(yè)務(wù)，是將來接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，目前采用最多的是復(fù)用技術(shù)，有時(shí)分復(fù)用、波分復(fù)用、頻分復(fù)用和碼分復(fù)用等。

（3）無線接入技術(shù)

　　無線接入技術(shù)是目前通信行業(yè)中最活躍的領(lǐng)域之一，近年來由于IP網(wǎng)絡(luò)接入業(yè)務(wù)（電子郵件、Web、IP電話、電子商務(wù)等）的快速發(fā)展和手機(jī)移動(dòng)通信的超高速發(fā)展，IP網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)移動(dòng)通信的結(jié)合成了新的熱點(diǎn)，手機(jī)移動(dòng)通信的移動(dòng)性、靈活性和方便性與IP網(wǎng)絡(luò)的大信息量、大覆蓋面相結(jié)合，成為人們夢(mèng)寐以求的個(gè)人移動(dòng)通信的發(fā)展方向。

2IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)

2.1IP網(wǎng)絡(luò)寬帶化

　　目前的IP網(wǎng)絡(luò)由于帶寬窄而帶來一系列問題，如時(shí)延長(zhǎng)、時(shí)延不穩(wěn)定、丟包和擁塞，直接IP網(wǎng)絡(luò)電話質(zhì)量不如人意，不能滿足數(shù)據(jù)專網(wǎng)業(yè)務(wù)對(duì)服務(wù)質(zhì)量的高要求，克服IP網(wǎng)絡(luò)局限性的手段之一是加大網(wǎng)絡(luò)帶寬，現(xiàn)在IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展使得寬帶化成為可能。

　　線速路由交換機(jī)的出現(xiàn)使IP數(shù)據(jù)包可以直接在SDH網(wǎng)上運(yùn)行，從而省去ATM交換機(jī)。密集波分復(fù)用技術(shù)提供了直接在光纖上傳輸數(shù)據(jù)包的方法：不采用ATM設(shè)備、SDH時(shí)分復(fù)用設(shè)備，而在光纖上直接用以太網(wǎng)幀格式運(yùn)行IP數(shù)據(jù)包，將原復(fù)用的多個(gè)信道改為波分復(fù)用，然后用吉位或特位路由交換機(jī)進(jìn)行路由交換。在IP/OPTICAL骨干網(wǎng)的端口上可以提供FRATM接入，從而構(gòu)成FR over IP或ATM over IP網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在已經(jīng)運(yùn)行的ATM網(wǎng)絡(luò)和FR網(wǎng)絡(luò)將作為以IP over OPTICAL技術(shù)構(gòu)建的骨干網(wǎng)的邊緣網(wǎng)絡(luò)，從而大大拓寬網(wǎng)絡(luò)的帶寬。

2.2業(yè)務(wù)多樣化和分類化

　　IP網(wǎng)絡(luò)的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)是非實(shí)時(shí)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，目前發(fā)展最快的業(yè)務(wù)則是傳輸實(shí)時(shí)語音業(yè)務(wù)。IP網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)在于綜合傳輸數(shù)據(jù)、話音、圖像和視頻等多媒體業(yè)務(wù)，在IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)寬帶化并由此帶來時(shí)延特性的改善以后，業(yè)務(wù)的多樣化是必然的趨勢(shì)。

2.3融合的趨勢(shì)

　　IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在經(jīng)歷快速發(fā)展之后更為成熟，其發(fā)展的趨勢(shì)必然是融合傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)，并最終取代之。

　　IP網(wǎng)絡(luò)在發(fā)展初期是承載在傳統(tǒng)的電信網(wǎng)上的。IP網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占用時(shí)間較長(zhǎng)，PSTN網(wǎng)數(shù)據(jù)占用大量的中繼線及交換機(jī)資源，因此造成網(wǎng)絡(luò)的擁塞，而且IP數(shù)據(jù)大多為突發(fā)業(yè)務(wù)，平均負(fù)荷小，瞬時(shí)速率高，因此寬帶利用率低，傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)絡(luò)顯然不能滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)要求。這就給IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了機(jī)會(huì)，隨著IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，IP網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)巨大的優(yōu)勢(shì)，并以比傳統(tǒng)電信網(wǎng)高得多的速度發(fā)展，促進(jìn)了傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)絡(luò)的融合。發(fā)展一種綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)一直是人們追求的目標(biāo)，IP網(wǎng)絡(luò)是目前能夠有效融合話音、圖像、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，承載網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)的融合對(duì)接入網(wǎng)提出了新的要求：寬帶、電話、計(jì)算機(jī)和視頻的綜合接入。

摘自　中國(guó)有線電視