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IP over SDH和IP over ATM技术

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1　引言
近年来，随着Internet的呈指数性增长，对广域网（WAN）的带宽提出了更高的要求 。因特网服务提供商（ISP）正在积极探索各种技术以更好地连接其骨干路由器 。常用方法是采用异步转移模式（ATM）技术，使用155M(STM-1)直至622M(STM-4)的高速链路 。从而产生了诸多IP over ATM技术，如LANE,CIPOA,MPOA等 。
但是，由于运营商底层的网络结构为基于光纤连接的同步数字体系（SDH）（北美为同步光纤网络SONET），这使得ISP更倾向于IP over SDH技术，以提高带宽的效率，而不是常规的IP over ATM技术 。这两种方案在业界引起了强烈的争论 。
2　SDH/SONET概要
SDH为物理层技术，用来传输和复用，传输速率可高达10Gbps，是国际电联（ITU）标准 。而SONET是美国标准委员会（ANSI）的标准，两者只是在复用机制上有所不同，而其余技术均相似，因此，本文就以IP over SDH为例，以下简要介绍SDH 。
2.1　SDH网络元素
SDH的网络元素主要有同步光纤线路系统、终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）和同步数字交叉连接设备（DXC） 。TM主要将支路信号复接成STM信号并完成其光电转换和逆过程，ADM具有灵活的插入和分出电路的功能，可以插入和分出如ATM交换机等信源产生的用户净荷到环中的SDH帧中 。DXC完成信号的交叉连接 。典型的SDH应用是在光纤上的双环应用，双环结构采用自动保护倒换以实现双环自愈 。
2.2　SDH帧结构
SDH每秒传送8K　SDH帧（STM-N），STM-N帧是以STM-1为基础的帧结构 。尽管SDH提供同步帧结构，但它并不强制用户净荷位于SDH帧中的特定位置，相反，它答应用户净荷在帧内浮动，使用开销域中的指针指出用户净荷的开始位置 。在用户看来，SDH是提供字节同步的物理层介质 。
3　ATM概述
ATM是以信元（CELL）为基本单位进行交换和复用的面向连接的传输机制，定长的53字节的ATM信元便于实现基于硬件的交换 。ATM使用VCC或VPC连接，使用信元头中的VPI/VCI标识每一连接 。
ATM不但是数据链路层技术，还具有完整的网络层和传输层的各种特性，例如寻址、路由以及流控，ATM答应多个用户数据流共享有效的链路带宽，但每一连接必须预先设定QoS 。话音、数据、图像和视频流等都可以应用在ATM上，但对于不同的应用流需要不同的ATM适配层（AAL）来映射相应的用户数据到ATM信元 。
ATM可以运行在不同的物理介质上，ATM层产生信元然后交给物理层并由其完成从物理介质上发送和接受相应的信号 。SDH/SONET是ATM的物理层之一，由于SDH帧中的净荷不是53字节的信元的整数倍，ATM信元只能直接连续地发送到SDH帧中的净荷中 。在接受时，ATM信元头中的信元头差错检测（HEC）域用来描述从SDH净荷中来的ATM信元的正确性 。
4　IP over ATM
IETF已决定用IP互连导构网络，把各种异构网络互连成一个单一的巨大的IP网 。单个的网络通常采用不同的物理链路和网络技术，但假如IP运行在各种网络层之上，网络与网络之间将实现无缝互连 。目前IP已经运行在多种网络技术之上，包括广播的LAN技术，如Ethernet，电路交换WAN技术，如X.25，以及分组交换WAN技术，如交换式多兆位数据服务SMDS 。
IETF于1990年开始定义IP over ATM，ATM论坛了着手开始在ATM上运行不同的第二层和第三层协议，非凡是在LAN方面 。
4.1　classic IP over ATM(CIPOA)
ＣＩＰＯＡ的目的是把ATM作为IP的低层数据链路层，而应用层还是基于传统的IP 。最初在传统IP网中实现ATM只是用ATM替代了LAN线，正因如此，ATM网络需要分割成不同的逻辑子网（LIS）,LIS之间通讯需要路由器 。在ATM网中没有广播功能，因此，传统的广播地址解析协议（ARP）被基于客户/服务器模式的ATM ARP协议所取代 。

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