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三种有线电视网络IP传输技术详细比较

来源:未知 编辑:admin 时间:2019-06-07

  随着全球互联网(Internet)的迅猛发展,上网人数正以几何级数快速增长,以因特网技术为主导的数据通信在通信业务总量中的比列迅速上升,因特网业务已成为多媒体通信业中发展最为迅速、竞争最为激烈的领域。二十一世纪是信息产业持续发展的时期,IP技术使得信息汇集和现有网络整合成为可能,IP over everything已成为无可争辩的事实。

  只能提供几十Kbit/S的传输速率,其速率和带宽不可能很好地支持多媒体信息等宽带业务。随着多媒体通信的发展,因特网接入宽带化的需求日益迫切。而有线电视网拥有丰富的带宽资源,同时,目前我国有线万户,有线万公里,中国已经成为世界第一大有线电视用户国。有线电视网络具有巨大的产业开发价值,构筑基于有线电视网的Internet宽带信息网,不仅仅是广大用户的企盼,更是有线电视网实现第二次腾飞的关键所在。

  在有线电视网络中用何种技术传输IP,取决于有线电视网络所采用的传输技术。在有线电视网络中的IP传输技术有IP over ATM、IP over SDH、 IP over WDM三种形式。

  ATM是一种高速率、低时延的多路复用交换技术。它是在分析、总结电路交换和分组交换的技术优缺点的基础上发展起来的,它融合了两者的优点,即面向连接、保证服务质量和统计复用以实现高带宽。它采用固定长度的短分组在网络中传送各种通信信息,便于硬件的高速处理,实现高速、大容量的宽带交换。而且,具有相当完善的流量控制功能和拥塞控制功能,保证带宽利用率,保证网络的安全性和可靠性。在有线

  网络中,应用ATM的流量控制可以实现视频传输的分级服务,ATM还可以实现电视节目实时的非对称传输,目前,部分省内和地市以下的有线电视传输网仍采用ATM技术。IP over ATM是IP与ATM的结合,当前有两种技术方式:即重叠技术和集成技术。重叠技术是将IP网络层协议重叠在ATM之上,即ATM网与现有的IP网重叠,在ATM端点同时使用ATM和IP两种地址的映射功能,发送端在得到接收端ATM地址后,便可建立ATM/SVC连接,传送LAN数据包。集成技术是将IP

  的智能和管理性能集成到ATM交换机形成一体化平台,仅要求标识IP地址,无须ATM的地址解析协议,简化了ATM的路由选择功能,提高了IP转发效率,同时保留了路由的灵活性。IP over ATM技术的优点是可充分利用ATM的快速交换和完善的QoS功能,保证网络的服务质量;网络具有很好的扩展性和灵活性;支持多种业务、数据、语音、视频汇集到一个网络上,为不同业务类型提供不同的服务质量QoS;有很好的网络

  和控制性能,表现在ATM流量控制方面非常精细,这一点对带宽是非常宝贵的、线路费用非常高的广域网来说就显得非常重要,这是目前ATM能在广域网中被广泛采用的原因之一。IP over ATM技术的缺点:由于IP数据包必须映射成ATM信元,由此形成的传输开销称为“信元税”,故传输效率低;网络管理比较复杂,设备昂贵;不太适用于超大型IP骨干网。

  ATM能支持多种业务曾经是它独一无二的特点,但随着IP技术的发展和网络硬件的不断完善,今天的IP已成为各种业务的核心,数据语音和视频业务都可由IP承载,ATM的优点已由IP技术取代,特别是当数据业务量超过语音和视频时,更显得ATM没有存在的必要,况且去掉ATM还可以提高传输效率。因此,IP over SDH应运而生,这一技术也极大地动摇了ATM在广域网中的地位。

  SDH传送网的概念最初于1985年由美国贝尔通信研究所提出,称之为同步光网络(Synchronous Optical NETwork,SONET)。它是由一整套分等级的标准传送结构组成的,适用于各种经适配处理的净负荷(即网络节点接口比特流中可用于电信业务的部分)在物理媒质,如光纤、微波、卫星等上进行传送。该标准于1986年成为美国数字体系的新标准。国际电信联盟标准部(ITU—T)的前身国际电报电话资询委员会(CCITT)于1988年接受SONET概念,并与美国标准协会(ANSI)达成协议,将SONET修改后重新命名为同步数字系列(Synchronous Digital Hierarchy,SDH),使之成为同时适应于光纤、微波、卫星传送的通用技术体制。

  SDH传输网是由一些SDH网络单元组成的,在光纤、微波或卫星上进行同步信息传送,融复接、传输、交换功能于一体,由统一网络管理操作的综合信息网。可实现网络有效管理、动态网络维护、对业务性能监视等功能,能有效地提高网络资源的利用率,能满足广播

  干线传输网的信息传输和交换的要求,对提高广播电视传输质量有了质的飞跃,因而SDH技术正成为广播电视领域传输技术方面的发展和应用热点。IP over SDH以SDH网络作为IP数据网络的物理传输网络。它使用链路及点到点协议(PPP:Point To Point Protocol)对数据包进行封装,根据RFC1662规范把IP分组简单地插入到PPP帧中的信息段。然后再由SDH通道层的业务适配器把封装后的IP数据包映射到SDH同步净荷中,然后经过SDH传输层和段层,加上相应的开销,把净荷装入一个SDH帧中,最后达到光网络,在光纤中传输。IP over SDH,也称为PACKET over SDH (PoS),它保留了IP面向无连接的特征。

  IP over SDH的优点是:对IP路由的支持能力强,具有很高的IP传输效率;符合Internet业务的特点,如有利于实施多播方式;能利用SDH技术本身的环路和网络自愈合能力达到链路纠错的目的;同时又利用OSPF协议防止链路故障造成网络停顿,提高网络的稳定性;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,兼容不同技术标准实施全球联网;声略了ATM层,简化了网络结构,降低了运行成本。在有线电视网络平台上IP over SDH适用于省际网络和省内网络上的IP传输。

  IP over SDH的缺点是:IP over SDH目前尚不支持虚拟专用网VPN和电路仿真;在所有包交换技术中,ATM的QoS是最好的,它可以做到电路仿真,而IP over SDH技术只能进行业务分级,不能提供较好的QoS;对大规模的网络必须处理庞大、复杂的路由表,而且查找困难,路由信息占用比较大的带宽。

  随着传输技术的发展,以IP业务为主对网络的进一步优化设计将是IP over WDM。

  波分复用技术(WDM)是在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号的一种技术,其原理是:在发送端将不同波长的光信号组合,在接收端又将组合的光信号分开送入不同的终端,这意味着,原来只能采用一个波长作为载波的单一信道,变为数个不同波长的光信道同时在光纤中传输,从而使光通信的容量成倍提高。WDM技术的实现主要由波分

  来完成。波分复用器是一个无源光学器件,器件结构简单、体积小、易于和光纤耦合。WDM系统有三种基本结构,即光多路复用单向单纤传输,光多路复用双向单纤传输和光分路插入传输。组网灵活,对开发带宽新业务,充分挖掘和利用光纤带宽的能力,实现高速通信具有十分重要的意义。IP over WDM就是让IP数据包直接在光路上跑,减少网络层之间的冗余部分。由于省去了中间的ATM和SDH层,其传输效率最高,节省了网络运行成本,同时也降低了用户的费用,是一种最直接、最经济的IP网络结构体系,非常适用于特大型骨干网。

  IP over WDM具有以下优点:充分利用光纤的带宽资源,极大地提高了带宽和相对传输效率;对传输码率、数据格式及调制方式透明,可以传送不同码率的ATM、SDH/SONET和千兆以太网格式的业务;不仅可以和现有通信网络兼容,而且还可以支持未来的宽带业务网及网络升级,并且有可推广性和高度生存性等特点。

  IP over WDM的缺点是还没有实现波长的标准化,WDM系统的网络管理应与其传输的信号和网管分离;WDM系统的网络管理还不成熟;目前WDM系统的网络拓扑结构只是基于点对点的方式,还没有形成“光网络”。

  IP的三种传输方案各有优缺点,在实际应用中需要根据具体情况分别对待,若主干网原已采用了ATM设备,则可以采用IP over ATM方案,由于ATM端口速率高,有完善的QoS(服务质量)保证,

  成熟,因而可提高IP网交换速率,保证IP网的服务质量;若主干尚未涉及ATM,则采用IP over SDH方案,由于去掉了ATM设备,投资少,见效快而且线路利用率高。因而就目前而言,IP over SDH是较好的选择。而在城域主干网中,IP over SDH技术相对而言投入较高,采用IP over WDM技术会更实用。IP over WDM的优势是减少网络各层之间的中间冗余部分,减少SDH、ATM、IP等各层之间的功能重叠,减少设备操作、维护和管理费用。并且IP over WDM技术能够极大地拓展现有的网络带宽,最大限度地提高线路利用率,在外围网络千兆以太网成为主流的情况下,这种技术能真正地实现无缝接入,这预示着IP over WDM代表宽带IP主干网的未来。

  发展宽带网络通信一直是人们的目的和理想,也是宽带综合业务网发展的一个方向。作为其技术代表的ATM技术从其产生时起,就被认为应担负起多业务(电话、

  、数据、专线)融合的使命,但由于其技术复杂,价格昂贵,因而其发展受到了限制。而如今流行的IP技术具有简单、灵活、应用广泛以及价格低廉等特性,使得IP不但在Internet、局域网等方面得到广泛运用,而且也被人们认为是宽带网络技术的一种选择。利用有线电视网络构建IP宽带接入网实现Internet数据传输,将给有线电视网络带来极大的发展机遇。

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