宽带网技术论文

1、宽带网技术论文论文题目:学院：专业：SDH与ATM技术信息工程与自动化学院通信工程目录 TOC o 1-5 h z 摘要1 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 第一章 SDH简介 .1SDH 概念 .1SDH的基本传输原理1SDH的特点2 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 第二章 ATM技术简介2ATM概念2ATM技术原理 2ATM技术特点 3 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 第三章 SDH与ATM的技术比较33.1对多业务的支持能力3带宽分配4

2、带宽利用 4网络扩展性和延续性方面4网络构建的成本比较5经过比较所得结论 5 HYPERLINK l bookmark35 o Current Document 第四章 SDH与ATM 技术及其相互关系 5摘要SDH和ATM, 一个是传输技术，一个是交换技术，它们之间的关系本质上应 该是各有所长，互相结合。本文简述了 SDH技术和ATM技术的概念、原理、以 及特点，并将两者加以比较，论述了两者之间的联系。关键字：SDH ATM QoS第一章SDH简介SDH概念SDH（Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系）是一种将复接、线路传输及交换功 能融为一体、并由统一网

3、管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出 来的同步光网络（SONET）。根据ITU-T的建议定义，是不同速度的数位信号的传输提供相应 等级的信息结构，包括复用方法和映射方法，以及相关的同步方法组成的一个技术体制。SDH的基本传输原理SDH采用的信息结构等级称为同步传送模块STM N（Synchronous TranTransport N=1， 4，16，64），最基本的模块为STM 1，四个STM 1同步复用构成STM4，16个STM 1 或四个STM4同步复用构成STM 16； SDH采用块状的帧结构来承载信息，每帧由纵向9 行和横向270XN列字节组成，每个字节含8bit

4、，整个帧结构分成段开销（Section OverHead, SOH）区、STM-N净负荷区和管理单元指针（AU PTR）区三个区域，其中段开销区主要用 于网络的运行、管理、维护及指配以保证信息能够正常灵活地传送，它又分为再生段开销（Rege nerator Section OverHead, RSOH）和复用段开销（Multiplex Section OverHead， MSOH）； 净负荷区用于存放真正用于信息业务的比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节;管 理单元指针用来指示净负荷区内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置以便接收时能正 确分离净负荷。SDH的帧传输时按由左到右、由上到

5、下的顺序排成串型码流依次传输，每帧 传输时间为125 us，每秒传输1 / 125X1000000帧，对STM-1而言每帧字节为8bitX（9 X270X1） =19440bit，则 STM-1 的传输速率为 19440X8000=155.520Mbit / s；而 STM-4 的传输速率为 4X 155.520Mbit / s=622.080Mbit / s； STM-16 的传输速率为 16X155.520 （或 4X622.080） =2488.320Mbit/s。SDH传输业务信号时各种业务信号要进入SDH的帧都要经过映射、定位和复用三个步 骤：映射是将各种速率的信号先经过码速调整装入

6、相应的标准容器（C），再加入通道开销 （POH）形成虚容器（VC）的过程，帧相位发生偏差称为帧偏移；定位即是将帧偏移信息收 进支路单元（TU）或管理单元（AU）的过程，它通过支路单元指针（TU PTR）或管理单元 指针（AU PTR）的功能来实现；复用则是将多个低价通道层信号通过码速调整使之进入高价 通道或将多个高价通道层信号通过码速调整使之进入复用层的过程。1.3 SDH的特点优点：（1）速率统一：155M、622M、2.5G、10G；光接口与帧结构统一：STM-N （N=1、4、 16、64）； （3）一步复用特性：可从高速信号中直接提取/接入低速信号；（4）强大的OAM&P 能力实现了网

7、络管理的智能化：丰富的开销（码流量的5%）、强大的软件技术；（5）组网灵 活、网络的生存性强：可组多种类型网络、具有自愈能力、可在线升级；（6）前、后向兼容。 缺点：带宽利用率稍低，如155M仅包括63个2M或3个34M。第二章ATM技术简介2.1 ATM技术概念ATM技术（Asynchronous Transfer Mode，顾名思义就是异步传输模式，就是国际电信联 盟ITU-T制定的标准。实际上在80年代中期，人们就已经开始进行快速分组交换的实验， 建立了多种命名不相同的模型，欧洲重在图像通信把相应的技术称为异步时分复用（ATD）美国重在高速数据通信把相应的技术称为快速分组交换(FPS)。

8、国际电联经过协调研究，于1988年正式命名为Asynchronous Transfer Mode(ATM技术，推荐其为宽带综合业务数据网B-ISDN的信息传输模式。ATM技术原理ATM是一种传输模式，在这一模式中，信息被组织成信元，因包含来自某用户信息的各个 信元不需要周期性出现，这种传输模式是异步的。促进ATM技术发展的因素主要有：用户 对网络带宽与对带宽高效、动态分配需求的不断增长；用户对网络实时应用需求的提高；网 络的设计与组建进一步走向标准化的需要。但是，关键还是在于ATM技术能保证用户对数 据传输服务的质量QoS(Quality of Service)的需求。目前的网络应用已不限于传

9、统的语言通 信与基于文本的数据传输。在多媒体网络应用中需要同时传输语音、数字、文字、图形与视 频信息等多种类型的数据，并且不同类型的数据对传输的服务要求不同，对数据传输的实时 性要求也越来越高。这种应用将会增加网络突发性的通信量，而不同类型的数据混合使用时， 各类数据的服务质量QoS是不相同的。多媒体网路应用及实时通信要求网络传输的高速率 与低延迟，而ATM技术能满足此类应用的要求。目前存在的传统的线路交换与分组交换都 很难胜任这种综合数据业务的需要。线路交换方式的实时性好，分组交换方式的灵活性好， 而ATM技术正是实现了这两种方式的结合，他能符合B-ISDN的需求，因此B-ISDN选择了 A

10、TM作为它的数据传输技术。ATM技术特点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。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。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。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的两个技术要点是，信道的统计复用和业务的品质确保(QOS)，到目前为止，也 只需ATM能做到这两点，以实现各种通信网络融为一体，一并传输交流。他集中了疾速分 组交流和电路交流

11、技术的益处，能非常好地解决语音、视频和文本的传输ATM带宽容量 一般在155M到几十G，非常相宜结构高速率网络，不外，在局域网(LAN)中全方面驳回ATM技术，造价非常低廉，所以人们通常将ATM普遍使用在LAN的骨干网和骨干传输网中， 特地是在骨干传输网驳回ATM技术更具备非常大的劣势。第三章SDH与ATM的技术比较3.1对多业务的支持能力：利用ATM多业务网络平台能够灵活高效地实现对目前各种电信业务的支持，具有很强 的业务扩展能力，是理想的数据骨干网络平台可以满足目前将来的宽带网络需求。同时清 晰地看到，传统的SDH网络只能应用于简单的传输网络，业务类型完全集中在2M接入业 务上，可以对2M

12、接入提供较好的解决方案。但是SDH网络，技术较简单，提供业务方式 单一，无法适应目前及将来多种数据业务迅猛并行发展的趋势。不可否认，新一代的SDH 网络技术在业务的能力上有了进一步发展，提出了一些新实现可能，但是在根本上没有摆脱 SDH的自身缺陷，网络资源浪费严重。在目前，SDH只能是传输技术，提供传输网络方案而 不是数据网络解决方案。3.2带宽分配SDH在技术实现上，SDH以E1/T1作为最小的速率单元，同时无法支持对多个E1/T1的 捆绑，网络扩展性差，显然不能满足用户越来越灵活的带宽要求，不利于运营的实际要求。 ATM多业务平台提供从64Kbps到10Gbps的接口能力，支持无级的带宽分

13、配，真正作到根 据用户的实际需求来分配带宽，业务实现灵活方便。另外，采用SDH组网无法实现点到多 点的业务，在实际运营中具有很大的局限性。带宽利用作为数据边缘/骨干网络，要求具有对于各种不同业务的数据流量进行处理和带宽的综 合利用能力。基于TDM的SDH技术根本无法实现线路带宽的综合应用。无法实现这一功能， 显然不适合这样的网络定位。而ATM技术不仅仅引入了 STDM技术，而且引入了复杂完备 的流量控制和流量管理功能，是目前唯一一种能够达到绝对质量QOS的技术。根据 DDN/X.25/FR/IP各种业务的技术特点，ATM技术高效地映射到内部相应的流量处理机制中，提高了网络带宽的利用率。这一功能

14、是SDH网络无法实现的。在运营方面，它能够帮助运营商根据不同的服务质量和业务需求定制相应的资费标准，扩大运营利润和业务拓展空间。3.4网络扩展性和延续性方面由于SDH技术复用方式单一，使得SDH技术不适合作为综合的数据网络平台。我们不 妨从目前的SDH网络结构来计算一下：在一个2.5G的SDH本地环网中，全网最多提供1008 （16*63）条2M或2M以下的电路。这样的网络性能是根本无法承担数据业务网络的角色， 网络的可扩展能力差。同时，SDH网络在满负荷状态下，只能通过重新建网来实现中继带宽 的扩展，网络后期的建设投入是相当巨大。所以，采用SDH网络来提供数据业务只可能是 一种临时的数据网络

15、解决方案，不具有长远的应用价值和投资价值。相比之下，ATM网络 采用星形或其他各种的组网结构，通过增加节点中继就可以实现网络的进一步拓展。同时， ATM对电路的交叉连接能力是SDH网络无法比拟的。目前对下一代数据网络技术的预见， 核心网络结构的演变趋势正在向统一的平台融合。ATM技术作为核心的多业务综合平台， 具有很好的网络扩展性和伸缩性，在向下一代网络结构发展中能够很好地进行技术迁移，保 证现有网络的平滑过度。3.5网络构建的成本比较采用ATM多业务平台的设备运营由于相关设备已经融合了底层的技术，所以在网络实 现上简单。3.6经过比较所得结论综上所述，ATM和SDH是两种不同的网络技术。从技

16、术角度、运营角度以及可持续性 发展角度上看，采用ATM技术来建设电信数据网络是必然的选择。第四章 SDH与ATM技术及其相互关系SDH为骨干传输铺路，在SDH上建立ATM骨干网，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。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；

17、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。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

18、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（CutThrough）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。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