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1、OPTICALCOMMUNICATIONTECHNOLOGYNo.4中国无线电电子学、电信技术类核心期刊α光网分层体系结构IPoverWDM徐捷曾庆济肖石林刘华上海(上海交通大学宽带光网技术研究开发中心200030)摘要介绍了传统的IPoverWDM光网实现方案,指出各种方案的优缺点。阐述了IPdirectlyoverWDM光网的分层结构实现方案,分析了各层功能,详细讨论了光层和光适配层。在指出分层结构实现方案的利弊后,讨论了波长标记和多协议波长交换方案。关键词波分复用互联网协议光网络分层结构波长标记多协议波长交换中图分类号文
2、献标识码TN915.9A当今通信领域有两大显著发展趋势:第一,IP业务流量激剧增长,Internet数据业务量到2001年将达35Tbƒs,超过话音业务。随着基于IP的语音、视频和其它多媒体应用业务的发展,2005年可望达到280Tbƒs1。今后各种通信业务可能都由IP分组承载,这将对通信网络的设计产生重大影响。网络将由基于线路交换、优化承载话音业务向基于分组交换、优化承载数据业务发展;第二,WDM技术的成熟使得以较低成本提供巨大的网络容量成为现实,在此基础上形成了WDM光层。ITU-T制定了光传送网(OTN)结构标准2,详细
3、定义WDM光层。随着光子技术的发展,光网元日趋完善3,光层实现较完整的网络互联功能已经成为可能。今后的骨干通信网络将是WDM光网络。两大趋势的结合使得如何实现IP分组在WDM光网上的优化传输成为当今研究热点。本文较详尽地讨论了目前实现IP分组到WDM光通道映射的各种方案。分析了正在研究中的各种基于传统协议分层结构的IPoverWDM方案。最后介绍了波长标记和多协议波长交换这两种新方案。两类:开放式和封闭式,如图1所示。封闭式结构以SDH为基础;开放式则不依赖于SDH或其它某种时分复用系统。封闭式结构源于使用WDM技术扩充SDH
4、时分复用系统容量。WDM光层在很多功能上还依赖于SDH,例如网络管理。开放式结构则不依赖于SDH,表现出了一定的协议透明性,问题在于如何提供一个标准的光接口。传统的IPoverWDM结构1传统的IPoverWDM协议堆栈结构大致可分为图1当前IPoverWDM协议结构光通信技术2001年第4期274图3引入光层后的SDH分层结构图2IPoverATMoverSDH分层结构表1不同封装方法的开销代价和链路有效容量。前四种方法中假设链路为STM216,后一种的线路速串为1125GbƒsIP2WDM适配的协议分层结构不能用OSI七层
5、模型简单描述。例如ATM和SDH本身都可以看作还包括若干子层7,不能简单归于数据链路层或网络层。图2表示了修改过的IPoverATMoverSDH协封装ƒ定帧开销链路容量()MbƒsIPƒATMƒSDHIPƒATMƒCellbasedIPƒPPPƒSDHIPƒSDLIPƒGbE22%1,944议分层模型。IP作为网络层,把ATM层作为自己的19%2,011链路层,而ATM层又把SDH层当作自己的链路层。SDH层内部包含三个子层,可与传统分层模型中的网络层、数据链路层和物理层类比。SDH通路层向端结点提供连接,一条连接可包含多条
6、链路和中间结点,可以认为通路层起到了OSI模型中网络层的作用。线路层把通路层建立的连接复用到某两个结点间的物理链路上,并实现保护功能。线路层类似于OSI数据链路层。SDH的物理层则负责最后实际比特流传输。6%2,3383%2,41128%902配经四层映射,开销很大。表1列出了几种适配方案的开销情况。IPoverSDH开销显著减少,采用数字链路协议(SDL)可进一步降低。WDM、SDH、ATM和IP都有路由、故障恢复的功能,这会造成资源浪费,还可能出现各层间的相互冲突。克服上述不足的办法就是实现IP层与WDM光层更直接的融合,
7、即IPdirectlyoverWDM。6在引入光传送网之前,WDM技术仅限于提供点到点的连接。ITU-T定义了光层后,WDM不再局限于OSI模型的物理层。光层向高层协议提供光通道,也即向两个需要建立连接的结点提供端到端连接。这条连接可以有多个中间结点,中间链路上的波长可以不同。一条光通道的全部容量都用于源和目地结点间的通信。光层包含三个子层:光通路层、光复用段层和光传输段层2。光通路层提供透明的点到点连接,可以传输不同格式(如SDH、PDH、ATM)的数字信号和模拟信号。光复用段层提供多波长光信号的复用功能。光传输段层管理光信
8、号在介质中的传播。这三层的功能又分别类似于OSI模型的网络、数据链路和物理层。引入光层后的SDH分层结构如图3所示。以上的多重协议堆栈结构存在很多不足,集中体现在复杂的层间管理、过多的开销和功能的冗余上,嵌套形式的分层结构就说明了这点。如IPƒATMƒSDHƒWDM方案从IP
