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1、光互联网和量子互联网～教育资源库 信息产业部电信科技第四研究所何淑贞 因特网的发展创造了人类崭新的互联网经济,互联网经济又成为推动因特网向宽带、高速发展的动力,而光互联网和未来的量子互联网,正是这一需求的因特网。 高速意味着知识经济蓬勃发展与互联网的高速分不开,高速的因特网,承载了知识、资本、人才、信息的高速流通,同时又拉动了知识经济的发展。21世纪将是互联网和信息时代,互联网的发展正带动计算机、微电子、通信和软件等信息产业的发展,成为21世纪全球经济的主要动力。 宽带,从技术上讲,是指在同一传输介质上,例如光纤,可以同时利用不
2、同的频分、时分、码分和波分复用技术传输信息,在接入网的速度在吉比特以上,在其骨干网上传输速度在太比特以上,在用户端的则是兆比特以上。与传统的Modem接入网的最高速率56Kbps相比可达到10Mbps--100Mbps,可提高100倍。 人类总是在科学的幻想和实现幻想中发展,科学家们幻想建立一种新奇网络,这种网络能够传输宇宙间最奇特的物质,其传送速度与心灵感应相比美,其计算速度是超常规的,这种网络叫量子互联网,这种奇特的物质称为缠结信息。 本文将就光互联网和量子互联网的特性、应用、发展概况加以介绍。 一、光互联网 到目前为止投入
3、商用的还没发现比光纤更合适的媒体传送巨量信息。全球范围内的以承载各种业务的IP数据包为代表的数据业务爆炸式增长,极大地拓展了光通信的发展空间和刺激了光通信自身技术的急速的发展。在过去的20年里,在对光纤上的信息传输总速率从每秒2兆比特到每秒数太比特,提高了近100万倍,预计未来十年里还将提高100倍左右。光纤通信技术也从单纯的传送网技术发展到全速迈向全光网技术,包括光交换技术、光接入的全光网络技术。光Inter或光互联网则也应运而生。 (一)光互联网随着波分复用技术的发展和高速路由器中2.5Gbps光接口的引入,从1998年起IPov
4、erSO/SDH开始向IPover发展。IPover又称光Inter或光互联网是指IP直接接入到光网上或直接接到光纤上,核心网中间不经过SO/SDH终端复用设备和ATM设备。这样光互联网又称为光IP网或光D,直接在光上运行的互联网就是光互联网。 (二)光互联网的三种IP传送技术在光互联网中,高性能路由器通过光ADM或耦合器直接连接至光纤,光纤内各波长链路层互连。高性能路由器取代传统的基于电路交换的ATM和SO/SDH电交换与复用设备,成为关键的统计复用设备,用作主要的交换/选路设备,最终由它控制波长接入、交换、选路和保护。因此,光互联
5、网是一个真正的链路层数据网,可以通过指定波长作旁路或直通连接,网络的流量工程设计可以只在IP层完成。由于可以为不同业务指定波长,在结构上更加灵活,并具有向光交换和全光选路结构转移的可能。 D系统能对电信业务进行光复用,一部分波长被指定用于高带宽IP光网,即IPover,它可用于大容量机对机业务；另一部分波长被指定用于ATM光网,即IPoverATM,它可能用来支持虚拟专用网VPN和执行重要任务的IP网；还有一部分波长被指定用于传统的SO/SDH业务,即IPoverSO/SDH,它可能用来集中和传送的IP网业务。光复用的魅力在于向用户提
6、供特定需求的一整套服务和协议。 光互联网中,有三种IP传送技术。IP是网络层协议,SDH和是物理层传送技术,在两者之间有一个数据链路层。物理层的作用是负责在通信中传送光或电信号；数据链路层负责把物理层提供的信号转换成网络层所需的信号；网络层则从这些信号中提取分组,进行路由转换,传向目的地。目前有IPoverATM、IPoverSDH和IPover三种技术。 1、IPoverATM 这是一种ATM和Inter相结合的方式,从开放系统互联的分层结构来看,IP层在ATM之上,因此这种传递方式叫做IPOverATM。是选路与交换的优化组合
7、,ATM的优势主要来自可扩展性和灵活性。 IPOverATM的优点： （1）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,可利用ATM的QoS特性,保证网络的服务质量； （2）网络具有很好的可扩展性和灵活性； （3）支持多种业务,可从传统的数据到对延时敏感的语音和视频汇集到一个网络上,并为不同业务类型提供不同的服务质量QoS； （4）有很好的网络流量管理和控制性能,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,对线路费用非常高的广域网来说就显得十分重要,也是目前ATM能在广域网中被广泛采用的原因
8、之一。 IPOverATM的缺点： （1）传输效率低是IPOverATM的致命缺点,造成传输效率低的原因是IP数据包须映射成ATM信元,由此形成的传输开销称为信元税达25%左右,故造成传输效率低； （
