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PacketoverSONET/SDH与ATMoverSONET/SDH
作者：未知， 来源：网络， 阅读：124， 发布时间：2014-05-09
在最近几年中，电信厂商花了很大精力来研制SONET/SDH设备，并把它广泛应用于宽带网络中。SONET/SDH是一种在光导纤维系统中传送信息的传输技术。它定义了把数据业务进行多路复用的光信号及同步帧结构。SONET/SDH有两种实现：ANSI (AmericanNationalStandardsInstitute)发布了SONET(SynchronousOpticalNetwork)标准，而ITU－T(InternationalTelecommunicationsUnion)把欧洲标准命名为SDH (SynchronousDigitalHierarchy)。SONET/SDH主要用于替换过时的、低速率的PDH (PlesyocronousDigitalHierarchy)技术，并且SONET与SDH是全球化的互相兼容的标准。SONET信号是 5184Mbps的整倍数，而SDH信号是3x5184的倍数，这两种信号可以互操作。
SONET/SDH有两个附加的属性。首先，它的包头由一系列用于网络管理，状态监控及故障隔离的功能组成。一些SONET/SDH网络组成为环状。信号在环中同时按顺时针与逆时针方向传递，从两个不同的路径到达目的端。这使得网络具有自愈合能力，从而当网络发现光纤被剪断后可以将数据流重路由以避免服务的中断或降低质量。其次，它是一个同步的网络，它可以增加或减少负载而不需要分解复(demultiplex)高阶信号(higherordersignals)。这两个特性降低了SONET/SDH交换设备及运行维护费用。
随着IP网络的发展，从PDH网络向SONET/SDH网络的转变已经成为一种趋势。近一段时间以来，全球的一些较大的电话运营商，Internet增值服务提供商及一些企业均采用SONET/SDH作为网络架构。目前的问题是如何在SONET/SDH这种物理传输层上最有效地传输IP包。目前有两种思路：一种源于电信设备制造商，认为最有效的途径是首先将IP包映射成为ATM信元(Cell)。另一种方式源于数据网络厂商，认为用IPoverATMoverSONET/SDH这种模式需要在IP及ATM之间的一些额外开销以及复合技术因而效率不高。他们相信直接将IP包映射到SONET/SDH传输网络中可以节省带宽及费用，并且可以良好地运行。下面我们将讨论这两种实现方式的优缺点。
关于Packet－over－SONET/SDH
Packet-over-SONET/SDHS是利用PPP(Point-to-PointProtocol)在OC－3/STM1，OC12/STM-4及OC-48/STM-16速率下通过SDHSONET/SDH帧传递数据的系列协议。
PPP作为IETF(InternetEngineeringTaskForce)的一个产品已经被业界认可并应用于主机、网桥、及路由器的互连。它是一个全双工协议并且可用于专线及电路交换线路上。PPP可以运行于众多DTE/DCE接口，包括RS-232-C，RS-422，V-35，SONET/SDH等等。PPP用CCITTCRC-16帧检查序列(FrameCheckSequence)作为线路错误之用途。
虽然被当作一个实体，但PPP其实是以一组协议来提供网络连接服务的扩展。PPP协议组基于如下四个关键设计原则：配置先项的协商(negotiationofconfigurationoptions),多协议支持(multiprotocolsupport)，协议扩展能力(protocolextendibility)，以及广域网服务独立(WANserviceindependence)。配置协商用来要求系统两端建立连接。多协议支持用来支持如IP，IPX，AppleTalk,DECnet及其它协议。协议扩展能力用于包含更高级的功能，如压缩算法及安全加密能力。广域网服务独立工作于每个主要的广域网服务，如ISDN，framerelay,X.25及SONET。
PacketoverSONET/SDH对于提供Internet或IP数据的网络来讲是一种理想的网络。它比其它传输手段提供出色的带宽利用率及效率。对昂贵的网络链路来说，PacketoverSONET/SDH比ATM提供更高的吞吐率。PPP提供对光纤广域网带宽更有效的利用。而ATM信元头、IPoverATM封装、以及分段装配与重组装都可以通过低开销的PPP帧结构回避掉。PPP封装时每个帧只有7字节的传输开销。
当Sprint通信公司建立专有的IP网络来支持Intranet服务时，在多种选择之间最终决定采用专有IPoverSONET。关键的选择因素是使用OC3SONET骨干获得最大的利用率。
在Sprint项目中运用IPoverSONET是非常完美的，因为这是一个纯IP的网络。不过，并不是所有网络服务提供商所建立的大型网络都仅仅运行IP。如果还有像语音及视频方面的应用，ATM则更加合适。
关于ATM－over－SONET/SDH
ATM是一种传输技术，它将所有需要承载的信息内容格式化成为53字节的信元。SONET/SDH核心将ATM信元映射成SONET或SDH帧格式传输到目的端，在数据接收时再提取为ATM信元。因为信元长度短而且固定，因此在每个网络节点交换时的延迟非常小。这使得ATM非常适于承载恒定比特率业务，如语音及视频等对时间非常敏感的业务；也适于传递可变比特率业务，如相对而言对时间不敏感的纯数据业务。因为所有这些不同类型的业务可以被承载在同一个网络之中共享带宽，因而带宽综合利用率非常高。这些特点使ATM网络非常灵活而又经济实用。
ATM是可伸缩的。它既可以被用于小型局域网，又适合于大型全球网络及信息高速公路环境。ATM对私有及公共网络两者都支持，而且在局域及广域网络中均可采用同样的技术。
ATM交换在交换型网络中扮演最重要的角色，首先它可以提供高速骨干，其次它可以扩展到桌面。在公共广域网络中，ATM也是一种被广泛采用的技术，因为它有能力在一个公共网络架构中复用多种不同的服务，结果是灵活性高，节省大量费用。
对ATM接口来讲，可以把它与其它的数据链路层同样对待。比如，一个IP包穿越一个ATM网络时将在发送端用户－网络接口(User－NetworkInterfaceUNI)被分割成多个信元而且在目的端UNI重组成为IP包。
ATM设备制造商承认ATM开销对带宽而言有小小的损失——通常称为“信元税(celltax)"，不过这种“信元税”是有价值的。相对PacketoverSONET/SDH来讲下面的一些优点是ATM交换所独有的。
有保证的服务质量(QualityofService,QoS)
与传统网络业务不同，像会话的语音、视频会议及实时多媒体这样的实时数据流要求低于02秒的端到端延迟(包含工作站及服务器的处理时间)以及对可能出现的抖动(延迟变化率)的控制。
视频数据流对于抖动特别敏感，这是因为收发时钟必须严格同步才能避免接收缓冲区的溢出。音频数据流也对抖动非常敏感，因为用户无法容忍“时断时续”的通话质量。因为音频与视频数据最终被不同的解码器来处理而且解码器处理抖动的方式不同，数据流将因为抖动的存在而迅速失去同步。
ATM的一个显著优点就是可以保证在传输视频数据流时不会产生抖动的图像或在传输声音图像时失去同步。实际上电话或电视会议传输过程中大于02秒的延迟就会让使用者感到不可忍受。ATM网络可以提供有保证的服务质量的连接，从而解决抖动及延迟等问题。
集成化的服务(IntegratedServices)
在目前的实际应用中，相互独立的网络被用来承载语音、数据及视频信息，这是因为每一种数据流的特点不同。但是采用ATM就不会再出现这种情况了。将视频、音频及数据等分离的网络集成到ATM平台之上，形成一个单一的多服务的网络可以降低成本及复杂程度。ATM不仅能提供不同数据流合并为同一网络所必须的骨干带宽，有保证的服务质量，而且通过总体网络管理机制可以提高网络性能。公共服务提供商还可以获得更快的网络建设速度。
虚拟网络(VirtualNetworks)
网络环境中用户的移动、增加、改变会占用很多的管理费用。有些需要重新布线，有些需要对网络设备参数重新配置。ATM所提供的虚拟网络使得用户的物理结构与逻辑结构完全独立开来。网络管理员可以动态配置虚拟工作组，方便地增加、删除、移动用户而不用改变网络物理结构，而用户的逻辑关系不变。
究竟谁会赢
Internet 服务提供商(ISP)及其它网络运营商都看到在Internet、Intranet及Extranet上IP数据流的巨大增长。IP路由器的主干访问速率由56Kbps提升到T1/E1再到T3速率。从逻辑上讲下一个目标将是SONET，速率为OC－3/STM－1155Mbps,以及更高。
SONET/SDH是一种定义在光纤系统上的传输标准。很明显它将被用于高速传输体系中。但是，究竟是PacketoverSONET/SDH还是ATMoverSONET/SDH在网络实现方式的选择之中会赢，目前还很难预料。有可能对于不同类型的承运商，两种类型都有其存在的价值。另外有可能目前的网络设备对这两种技术都支持。
作为一个长远的趋势，向ATM转移是不可避免的，虽然目前一些ISP最初可能会将高速路由器直接连接到SONET/SDH上。有可能会在千兆位路由器上出现OC－3及OC－12接口，但接下来呢?很少有网络只传递IP业务。一旦希望传递视频、音频，PacketoverSONET就无能为力了。许多专家相信业界的趋势将是ATMoverSONET/SDH，而且这一趋势已经逐步演变成为现实。(本文由IBM公司网络部提供)
SONET/SDH有两个附加的属性。首先，它的包头由一系列用于网络管理，状态监控及故障隔离的功能组成。一些SONET/SDH网络组成为环状。信号在环中同时按顺时针与逆时针方向传递，从两个不同的路径到达目的端。这使得网络具有自愈合能力，从而当网络发现光纤被剪断后可以将数据流重路由以避免服务的中断或降低质量。其次，它是一个同步的网络，它可以增加或减少负载而不需要分解复(demultiplex)高阶信号(higherordersignals)。这两个特性降低了SONET/SDH交换设备及运行维护费用。
随着IP网络的发展，从PDH网络向SONET/SDH网络的转变已经成为一种趋势。近一段时间以来，全球的一些较大的电话运营商，Internet增值服务提供商及一些企业均采用SONET/SDH作为网络架构。目前的问题是如何在SONET/SDH这种物理传输层上最有效地传输IP包。目前有两种思路：一种源于电信设备制造商，认为最有效的途径是首先将IP包映射成为ATM信元(Cell)。另一种方式源于数据网络厂商，认为用IPoverATMoverSONET/SDH这种模式需要在IP及ATM之间的一些额外开销以及复合技术因而效率不高。他们相信直接将IP包映射到SONET/SDH传输网络中可以节省带宽及费用，并且可以良好地运行。下面我们将讨论这两种实现方式的优缺点。
关于Packet－over－SONET/SDH
Packet-over-SONET/SDHS是利用PPP(Point-to-PointProtocol)在OC－3/STM1，OC12/STM-4及OC-48/STM-16速率下通过SDHSONET/SDH帧传递数据的系列协议。
PPP作为IETF(InternetEngineeringTaskForce)的一个产品已经被业界认可并应用于主机、网桥、及路由器的互连。它是一个全双工协议并且可用于专线及电路交换线路上。PPP可以运行于众多DTE/DCE接口，包括RS-232-C，RS-422，V-35，SONET/SDH等等。PPP用CCITTCRC-16帧检查序列(FrameCheckSequence)作为线路错误之用途。
虽然被当作一个实体，但PPP其实是以一组协议来提供网络连接服务的扩展。PPP协议组基于如下四个关键设计原则：配置先项的协商(negotiationofconfigurationoptions),多协议支持(multiprotocolsupport)，协议扩展能力(protocolextendibility)，以及广域网服务独立(WANserviceindependence)。配置协商用来要求系统两端建立连接。多协议支持用来支持如IP，IPX，AppleTalk,DECnet及其它协议。协议扩展能力用于包含更高级的功能，如压缩算法及安全加密能力。广域网服务独立工作于每个主要的广域网服务，如ISDN，framerelay,X.25及SONET。
PacketoverSONET/SDH对于提供Internet或IP数据的网络来讲是一种理想的网络。它比其它传输手段提供出色的带宽利用率及效率。对昂贵的网络链路来说，PacketoverSONET/SDH比ATM提供更高的吞吐率。PPP提供对光纤广域网带宽更有效的利用。而ATM信元头、IPoverATM封装、以及分段装配与重组装都可以通过低开销的PPP帧结构回避掉。PPP封装时每个帧只有7字节的传输开销。
当Sprint通信公司建立专有的IP网络来支持Intranet服务时，在多种选择之间最终决定采用专有IPoverSONET。关键的选择因素是使用OC3SONET骨干获得最大的利用率。
在Sprint项目中运用IPoverSONET是非常完美的，因为这是一个纯IP的网络。不过，并不是所有网络服务提供商所建立的大型网络都仅仅运行IP。如果还有像语音及视频方面的应用，ATM则更加合适。
关于ATM－over－SONET/SDH
ATM是一种传输技术，它将所有需要承载的信息内容格式化成为53字节的信元。SONET/SDH核心将ATM信元映射成SONET或SDH帧格式传输到目的端，在数据接收时再提取为ATM信元。因为信元长度短而且固定，因此在每个网络节点交换时的延迟非常小。这使得ATM非常适于承载恒定比特率业务，如语音及视频等对时间非常敏感的业务；也适于传递可变比特率业务，如相对而言对时间不敏感的纯数据业务。因为所有这些不同类型的业务可以被承载在同一个网络之中共享带宽，因而带宽综合利用率非常高。这些特点使ATM网络非常灵活而又经济实用。
ATM是可伸缩的。它既可以被用于小型局域网，又适合于大型全球网络及信息高速公路环境。ATM对私有及公共网络两者都支持，而且在局域及广域网络中均可采用同样的技术。
ATM交换在交换型网络中扮演最重要的角色，首先它可以提供高速骨干，其次它可以扩展到桌面。在公共广域网络中，ATM也是一种被广泛采用的技术，因为它有能力在一个公共网络架构中复用多种不同的服务，结果是灵活性高，节省大量费用。
对ATM接口来讲，可以把它与其它的数据链路层同样对待。比如，一个IP包穿越一个ATM网络时将在发送端用户－网络接口(User－NetworkInterfaceUNI)被分割成多个信元而且在目的端UNI重组成为IP包。
ATM设备制造商承认ATM开销对带宽而言有小小的损失——通常称为“信元税(celltax)"，不过这种“信元税”是有价值的。相对PacketoverSONET/SDH来讲下面的一些优点是ATM交换所独有的。
有保证的服务质量(QualityofService,QoS)
与传统网络业务不同，像会话的语音、视频会议及实时多媒体这样的实时数据流要求低于02秒的端到端延迟(包含工作站及服务器的处理时间)以及对可能出现的抖动(延迟变化率)的控制。
视频数据流对于抖动特别敏感，这是因为收发时钟必须严格同步才能避免接收缓冲区的溢出。音频数据流也对抖动非常敏感，因为用户无法容忍“时断时续”的通话质量。因为音频与视频数据最终被不同的解码器来处理而且解码器处理抖动的方式不同，数据流将因为抖动的存在而迅速失去同步。
ATM的一个显著优点就是可以保证在传输视频数据流时不会产生抖动的图像或在传输声音图像时失去同步。实际上电话或电视会议传输过程中大于02秒的延迟就会让使用者感到不可忍受。ATM网络可以提供有保证的服务质量的连接，从而解决抖动及延迟等问题。
集成化的服务(IntegratedServices)
在目前的实际应用中，相互独立的网络被用来承载语音、数据及视频信息，这是因为每一种数据流的特点不同。但是采用ATM就不会再出现这种情况了。将视频、音频及数据等分离的网络集成到ATM平台之上，形成一个单一的多服务的网络可以降低成本及复杂程度。ATM不仅能提供不同数据流合并为同一网络所必须的骨干带宽，有保证的服务质量，而且通过总体网络管理机制可以提高网络性能。公共服务提供商还可以获得更快的网络建设速度。
虚拟网络(VirtualNetworks)
网络环境中用户的移动、增加、改变会占用很多的管理费用。有些需要重新布线，有些需要对网络设备参数重新配置。ATM所提供的虚拟网络使得用户的物理结构与逻辑结构完全独立开来。网络管理员可以动态配置虚拟工作组，方便地增加、删除、移动用户而不用改变网络物理结构，而用户的逻辑关系不变。
究竟谁会赢
Internet 服务提供商(ISP)及其它网络运营商都看到在Internet、Intranet及Extranet上IP数据流的巨大增长。IP路由器的主干访问速率由56Kbps提升到T1/E1再到T3速率。从逻辑上讲下一个目标将是SONET，速率为OC－3/STM－1155Mbps,以及更高。
SONET/SDH是一种定义在光纤系统上的传输标准。很明显它将被用于高速传输体系中。但是，究竟是PacketoverSONET/SDH还是ATMoverSONET/SDH在网络实现方式的选择之中会赢，目前还很难预料。有可能对于不同类型的承运商，两种类型都有其存在的价值。另外有可能目前的网络设备对这两种技术都支持。
作为一个长远的趋势，向ATM转移是不可避免的，虽然目前一些ISP最初可能会将高速路由器直接连接到SONET/SDH上。有可能会在千兆位路由器上出现OC－3及OC－12接口，但接下来呢?很少有网络只传递IP业务。一旦希望传递视频、音频，PacketoverSONET就无能为力了。许多专家相信业界的趋势将是ATMoverSONET/SDH，而且这一趋势已经逐步演变成为现实。(本文由IBM公司网络部提供)
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