浅谈SDH与ATM技术及其相互关系

一、 SDH为骨干传输铺路
  
   　
  
   我们知道，光纤具有高带宽、传输距离远等优点，光纤已成为电信厂商骨干网的主要物理连接媒介，不过，如果仅凭单纯的光缆连接，并不能构成担负各种复杂应用的传输网。骨干传输需要由复杂的传输协议来支撑，并借助光纤作为物理媒介。
  
   早期的解决方案是准同步系列（PDH）。但是，PDH是异步复接，在任一网络节点上接入接出低速支路信号都要在该节点上进行复接、码变换、码速调整、定时、扰码、解扰码等过程，并且PDH只规定了电接口，对线路系统和光接口没有统一规定，无法实现全球信息网的建立。因此从目前状况来看，大多数骨干传输网的解决方案正从PDH转向同步光纤网络/同步数字系列（Synchronous Optical Networking/Synchronous Digital Hierarchy，SONET/SDH）技术。
  
   随着SDH技术引入，传输系统不仅具有提供信号传播的物理过程的功能，而且提供对信号的处理、监控等过程的功能。此外，SDH引入了数字交叉连接设备（DXC） 和分插复用设备（ADM），分插复用设备提供了灵活的上/下电路的能力；数字交叉连接设备的引入使网络拓扑动态可变，增强了网络适应业务发展的灵活性和安全性，可在更大几何范围内实现电路群的保护、高度和通信能力的优化利用，从而为增强组网能力奠定基础，改变系统点对点传输的概念而发展成为一个网络，即传输网。SDH的发展方向是高速大容量，近年来，2.4Gb/s SDH系统已走向实用。10GB/S系统已基本完成实验室工作，估计不久就可商用化。
  
   二、 关于ATM
  
   　
  
   ATM ，即异步传输模式，它是一项正在蓬勃发展的新技术。与分组、帧中继等不同，ATM采用基于定长信元的面向报文分组的异步传输模式，每个信元通过一条虚拟电路进行传输，路由的选择由信元头中的标号决定。ATM技术具有以下特点：
  
   (1)传输的分组是固定长度(53字节)的信元，信元之间无间隔，每一信元的头5个字节包含网络信息，其余48个字节则是用户信息。
  
   (2)ATM具有延展性和灵活性。延展性是指当需要新应用和新设备时，网络具有支持更高速率的能力，灵活性则是指网络中各种设备速率可混合使用。
  
   (3)ATM是面向连接的技术，支持点对点、一对多和多对多等连接方式。
  
   (4)ATM所具有的内在信元统计复用很容易实现多个信源在一条链路上综合。
  
   ATM集中了快速分组交换和电路交换技术的优点，可以很好地解决语音、视频和文本的传输。ATM带宽容量一般在155M到几十G，非常适宜构造高速率网络，不过，在局域网（LAN）中全面采用ATM技术，造价非常昂贵，所以人们通常将ATM广泛应用在LAN的骨干网和骨干传输网中，特别是在骨干传输网采用ATM技术更是具有很大的优势。
  
   三、 在SDH上建立ATM骨干网
  
   　
  
   面对令人目不暇接的众多网络新技术，建网时所进行的网络选型就显得非常重要，而投资巨大、涉及面广的广域骨干网建设更是需要慎之又慎。
  
   目前，面对成熟的SDH和ATM技术，电信厂商建设广域骨干网时通常的作法是：第一、采用光纤作为传输介质，这是必然的选择了；第二、使用SDH技术连接光纤端接设备，形成一个距离范围可达到无限的SDH光纤网；第三、在SDH传输网上采用各种ATM交换设备，构建具备数据、话音、视频等多服务能力的ATM骨干网。
  
   四、 ATM上跑IP
  
   　
  
   随着Internet在全球范围的蓬勃发展，网上的应用越来越复杂，网上的信息量迅猛增长，高速率、低延时、QoS要求的业务大量出现，用户迅速增加，这些都要求人们对Internet的带宽加宽，也就是对这个全球最大IP网的骨干网进行提速。目前，Internet骨干网的首选技术无疑是ATM，这就涉及到了IP交换技术，即在ATM网上跑IP包。
  
   IP交换技术是指人们常说的IP over ATM技术，它只对数据流的第一个数据包进行路由地址处理，按路由转发，随后按已计算的路由在ATM网上建立虚电路VC。以后的数据包沿着VC以直通（Cut－Through）方式进行传输，不再经过路由器，从而将数据包的转发速度提高到第二层交换的速度。我们通常看到的Cisco公司的Tag Switching、Ascend公司的IP Navigator、3Com公司的Fast IP、ATM论坛的MPOA标准以及IETF的CIPOA和MPLS等，实际上就是几种IP交换技术的解决方案。
  
   五、 SDH与IP联姻
  
   　
  
   IP over ATM技术相对比较成熟，也在许多电信厂商的骨干网中得到成功的应用。不过，近来业界对IP网骨干网的建设提出了更新的解决方案，跳过ATM网而采用IP over SDH的技术，直接在SDH上构建IP网。
  
   IP over SDH的数据包通过采用点到点协议（PPP协议），映射到SDH帧上，按各次群相应的线速率进行连续传输。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（Forward）方式。这种方法的基本思路是将路由计算与包的转发分开，采用缓冲（Cache）技术、硬件芯片快速处理技术（ASIC技术）、以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。这样，就无须利用广域网上的ATM交换机来建立虚电路VC。
  
   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，从而为IP技术适用于多媒体业务平台提供坚实的传输基础。但是，IP over SDH技术一般可以进行业务分级（CoS），但不能像IP over ATM技术那样提供QoS。
  
   目前不少网络公司已推出基于IP over SDH技术的交换路由器产品，如Cisco千兆位交换路由器（GSR）、Ascend千兆位路由转发器（GRF）等。