目前发达国家的骨干网基本上都是采用SONET/SDH传输体制,在中国,是以40%~50%的速度高速增长。随着Internet的高速发展,全球范围内的IP数据业务量呈指数增长,因而如何利用现有庞大的SDH网络高效而经济地传输数据业务,成为SDH面对的首要问题。《信息产业“十五”计划纲要》中指出“在长途网络上采用IPoverSDH/WDM、超高速(G比特或T比特)路由器以及光波长路由器等技术组建宽带IP骨干网络;在城市范围内采用十兆、百兆、吉位局域网(LAN)以及IPoverSDH/WDM、超高速(G比特或T比特)路由器等技术组建宽带IP城域网”。
在高性能、宽带的IP业务方面,DWDM设备价格较高,在中小城市干线网距离较短时,性价比的优势不明显。而许多省干线网由于建设早,大多采用SDH的 STM-16技术设计,应用IPoverSDH技术,投资少见效快而且线路利用率高。因而就目前而言,发展高性能IP业务,IPoverSDH是较好的选择。
1、IPoverSDH技术的优势
尽管目前IP接入网络所采用的接入技术多种多样,但始终需要一个具有高度可靠性的传输网络进行承载。
国内外正在建设的SDH/SONET传输网络,是在主干网上实施IPoverSDH/SONET技术必要的物理基础。SDH网络是一种成熟的技术,可以提供非常高的带宽,带宽利用率高,达到95%,IP数据包通过协议直接映射到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;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,实现网络互联;SDH网络有良好的自愈性,其业务恢复功能和保护功能可保证网络的可靠性。
2、IPoverSDH工作原理
IPoverSDH以SDH网络作为IP数据网络的物理传输网络。SDH协议是物理层协议,主要负责在物理层介质上传送字节数据。IP协议是无连接的协议,属于网络层协议。数据链路层负责SDH协议与IP协议之间的接口,IETF定义PPP协议来执行此项功能,IPoverSDH技术使用PPP协议对 IP数据包进行封装,把IP分组根据RFC1662规范插入到PPP帧中的信息段,再将PPP分组放入高级数据链路控制(HDLC)的帧结构中,把封装后的IP数据包映射到SDH的SDH帧结构净负荷区。IPoverSDH把IP数据格式转换成SDH的帧格式进行传输,并在网络结构上保留了SDH的基于 Framer上的数据通道切换方式对环路进行保护,这是一种基于电子硬件的保护技术。
简单地讲,这种采用SDH传输IP业务的方式就是将不同的网络层次的业务通过VC级联的方式映射到SDH电路的各个时隙中,由SDH网络提供完全透明的传输通道,从物理层的设备角度看是一个集成的整体。
SDH设备上以太网板的功能是处理链路层的数据转发,完成以太网数据向SDH数据的映射,实现IPoverSDH的功能。
交换模块完成LAN端口的无阻塞交换,映射、解映射模块完成以太网帧的封装、解封装与映射、解映射。每个广域网方向由1~48个VC12实现任意绑定(采用虚级联方式)来调整带宽。
3、广电网中IPoverSDH技术的应用方案
泰州市广电光纤干线传输网上连省网、国家干线网,下连所属4市2区,光缆选用G.652光纤,总长400多千米,以环型拓扑方式组网,主设备采用法国Alcatel2.5Gbit/s的数字传输系统。
SDH光纤环由光纤双向环组成,路由器可有各种不同的等级,分别连接各自的IP子网。如路由器1与路由器2通信,接入线路速率为E1,要实现 IPoverSDH,则在STM-1中继线及STM-16光纤环路中分别分出1条E1速率的支持(信号),由SDH网管系统设置,连接于路由器1与路由器 2之间。
从网络的投资与建设方面考虑,采用SDH构造骨干网,分支网络采用吉位或百兆以太网是比较实际的网络设计方案。采用SDH方式建设城域宽带IP光纤网骨干网,可将数据按照地理位置,传输至各吉位路由器进行分布式处理,由吉位路由器提供吉位或百兆以太网端口与下一级交换机互联。由于各吉位路由器之间通过 SDH连接,网络的可靠性由SDH自愈恢复能力提供,当两台吉位路由器之间的光纤通路出现故障时,数据流会自动沿着吉位路由器另一侧的光纤通路传输,使骨干网具有较高的可靠性,同时骨干网采用IPoverSDH技术使网络具有较高的传输速率。