我国的SDH的网络结构分为4个层面, 第一层面为省际干线网,在主要省会城市装有DXC4/4,其间由高速光纤链路STM-16/STM-64连接,形成一个大容量、高可靠的网状骨干网结构,并辅以少量的线性网。这一层面能实施大容量业务调配和监控,对一些质量要求很高的业务量,可以在网状网基础上组建一些可靠性更好、恢复时间更快的SDH自愈环。 第二层面为省内干线网,在主要汇接点装有DXC4/4、DXC4/1、ADM,其间由高速光纤链路STM-16/STM-64连接,形成省内网状网或环形网,并辅以少量的线性网。对于业务量很大且分布均匀的地区,可以在省内干线网上形成一个以VC4为基础的DXC网状网,但多数地区可以以环形网 为基本结构。省内干线网层面与省际干线网层面一般应保证有二个网关连接点。 第三层面为中继网,可以按区域划分为若干个环,由ADM组成STM-4/STM-16/STM-64的自愈环,这些环具有很高的生存性,又具有业务疏导能力。环形网主要采用复用段保护环方式。如果业务量足够大可以使用DXC4/1沟通,同时DXC4/1还可以作为长途网与中继网及中继网与接入网的网关或接口。 第四层面为接入网,接入网处于网络的边界,业务量较底,而且大部分业务量汇接于一个节点上,因此通道环和星形网都十分适合于该应用环境。
在各种IP技术方案中IP over ATM(异步传输模式上传送IP)、IP over SDH(光同步传输模式上传送IP)、IP over WDM(波分复用传送IP)等技术应运而生,成为未来Internet技术、多媒体通信网络技术的竞争焦点,同时也成为关注的热点。然而,经研究和实践发现:当IP业务繁忙时或出现大量不均衡、突发性业务时,会发生ATM降载,主干网路由器不堪负荷也会引起整个系统停机。再加上IP over ATM的网络体系结构比较复杂、传输效率低 、开销损失大(达25%~30%)的缺点,使人们把眼光转向了IP over SDH。 1 什么是IP over SDH 所谓IP over SDH,即以IP over SDH网络作为IP数据网络的物理传输网络,并使用链路适配及成帧协议(PPP)对IP数据包进行封装,然后按字节同步的方式把封装后的IP数据包映射到SDH的同步净荷封装(SPE)中,按其各次群相应的线速率进行连续传输。 2 IP over SDH与路由器的关系 IP over SDH技术的实现需要高速路由器和PPP协议,采用的仍然是传统路由器的逐包转发方式。其基本思路是将路由计算与包的转发分开,采用缓冲技术、硬件芯片快速处理技术、以ATM信元交换矩阵作为路由器内部体系构架的交换路由技术,将路由器包的逐包转发速度控制到与第二层交换的速度相当。它无须利用广域网上的ATM交换机来建立虚电路VC. 为保证路由与SDH设备之间的互操作性,路由器卡应支持下述SDH开销字节功能: 用于自动保护倒换(APS)的K1、K2字节,允许路由器与路由器之间、路由器与ADM之间进行倒换; 通过踪迹字节(J1)可由路由器卡来插入和监视;�6�1差错监视字节(B1、B2和B3)、复用段远端差错指示字节(M1)和通道状态字节(G1)可由路由器)来插入和监视; 路由器应对SDH的段、线路和通道进行告警和性能监视; 路由器卡从SDH系统提取要定时。 IP over SDH中以链路方式来支付Liternet网络,不能参与Internet网络的寻址。它的作用是将路由器以点到点的方式连接起来,提高点到点之间的传输速率。它并没有从总体上提高Internet网络的性能,这种Internet网络本质上仍是一个路由器网。Internet网络整体性能的提高将取决于路由器技术是否有突破性进展,因而这种技术的核心是千兆比线速路由交换机(千兆比特高速路由器)。 目前不少网络设备公司已推出基于IP over SDH技术的交换路由器产品,如Cisco千兆位交换路由器GSR12000、Ascend千兆位路由转发器GRF、Lucent于1998年推出的Packet star千兆位路由器等。这些设备在交换功能方面引入了ATM技术,与传统路由器相比,在技术方向有了重大突破,表现在吞吐量大(达60G bps)和传送时延小(14~40μs),为IP over SDH的实现奠定了基础。但是,千兆比特高速路由器在实现第2层交换与第3层选路的综合的同时,也带来了设备的复杂性。此外,这种突破性技术尚不能广泛应用于普通路由器。因而除非网络上的全部路由器都能采用千兆比特速路由器技术,否则仍难以从整体上提高Internet网络的水平。所以,IP over SDH主要用于在干线上疏导高速率数据流。 3 简化的数据链路协议(SDL) 在IP/PPP/HDLC/SDH中,基于HDLC的帧定界协议存在一些问题,主要表现在:用户使用HDLC帧时,网管需要对每一个输出字节都进行监视,当用户数据字节的编码与标志字节相同时,网管需要进行填充操作。在输入端,网管也需要对输入的帧进行监视,以进行去填充操作。这种填充与去填充操作不仅使数据传输的实现变得复杂,而且方便一些恶意用户故意在用户数据字段插入标志字节,从而使实际传输的数据包长度增长,引起带宽管理问题。 为此,Lucent提出了一个新的成帧协议,称为简化的数据链路协议SDL,以此代替当前所使用的PPP/HDLC协议。 SDL用于对同步或异步传送的可变长度的IP数据包进行高速定界,可以运用于OC48/STM 16以上速率的IP over SDH。SDL帧由数据字段长度指示符、QoS字段、CRC字段和用户数据字段等部分组成。 4 IP over SDH技术的优缺点 IP over SDH相对于IP over ATM传输方式具有更高的传输效率,更适合于组建专门承载IP业务的数据网络。其主要优点为: 1)IP数据包通过PPP协议直接映射到SDH帧结构上 ,省去中间的ATM层,简化了IP网络体系结构,提高数据传输效率; 2)将IP网络技术建立在SDH传输平台上,可以很容易地跨越地区和国界,兼容各种不同的技术和标准,实现网络互连; 3)可以充分利用SDH技术的各种优点,如自动保护切换APS,保证网络的可靠性; 4)有利于实施IP多点广播技术(IP Multicasting); 5)适用于IP骨干网。 但是,IP over SDH技术仍具有以下不足之处: 1)不适于集数据、语音、图像等的多业务平台; 2)目前IP over SDH技术一般可进行业务分级(CoS),尚不能像IP over ATM技术那样提供较好的服务质量QoS; 3)对大规模的网络,需处理庞大、复杂的路由表,而且路由表查找困难,路由信息占用较大的带宽; 4)尚不支持虚拟专用网(VPN)和电路仿真; 5)网络扩充性能较差,不如IP over ATM技术那样灵活。 5 结论 1)IP over SDH技术是目前建设和改造Internet骨干网的首选方案。 2)IP over SDH能使IP数据包通过PPP协议直接映射到SDH帧结构上,省去中间的ATM层,简化了IP网络体系结构,提高了数据传输效率。 3)将IP网络技术建立在SDH传输平台上,可以很容易地跨越地区和国界,兼容各种不同的技术和标准,易于实现网络互联。 4)目前,国内外广泛建设的SDH环境为IP over SDH的实施创造了良好的条件。随着千兆高速路由器的进一步成熟和IP业务的进一步增大,对IP over SDH的应用会越来越广泛。但是,应注意到,在一段时期内,IP over ATM、IP over SDH将会共存互补,各有其最佳应用场合和领域,但最终会过渡到IP over WDM 。
SDH传输网网管体系结构和信息模型研究提出了一种综合各种技术的SDH传送网网管系统体系结构,主要特点为:软件重用、分布处理、软件总线、技术综合;SDH信息模型研究,包括网元管理层信息模型和网络管理层信息模型;SDH传送网网管系统中管理数据库模型的研究,提出了管理数据库模型的概念、管理数据库模型的访问接口,给出了管理信息中的继承关系和包含关系到管理数据库模型的映射方法;实现了一个采用本研究成果中提出网管体系结构、管理信息模型和数据库模型的SDH传送网网管系统模型系统。技术创新点:多粒度多重用方法的软件重用技术;基于软件总线的分布处理。