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IP網絡的現狀和發(fā)展趨勢

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本文論述了IP網絡的現狀，包括承載網、業(yè)務、協議標準和接入技術的現狀 。分析了IP網絡的發(fā)展趨勢，包括寬帶化、業(yè)務多樣化和分類化、網絡結構層次化、統一的MPLS協議標準、數據化趨勢、IP化趨勢和融合的趨勢 。最后，結合聯通IP網絡的現狀以及將來的發(fā)展要求，提出筆者的幾點考慮 。
要害詞： IP網絡 PSTN ATM MPLS SDH WDM 接入技術
一、IP網絡的現狀
1、 承載網
IP(Internet Protocol)是為了滿足計算機網絡互連需要的一種異構網互連通信協議，是在開放系統互連模型的第三層網絡層實現互連，目的是無縫連接不同硬件結構的網絡，使網絡技術和低層的軟硬件技術能夠相應獨立并行發(fā)展 。IP網絡是面向無連接的分組傳送網 。IP網絡的早期發(fā)展依托于公用通信網和專線網（STM體制）來建立骨干網，其數據速率為56Kbps-50Mbps 。隨著數據業(yè)務量的增加，90年代起又依托ATM技術建立骨干網，其數據速率為155.52Mbps/622.08Mbps 。1997年以后隨著吉位線速路由交換機的商品化，IP網絡開始獨立發(fā)展承載網，由吉位線速路由交換機和專線組成的骨干網（底層仍采用STM體制）線速為2.5Gbps 。
我國現階段的IP骨干網主要還是STM-16 (2.5Gbps) 和STM-64(10Gbps)，正在向以10GbpsTDM為基礎的40Gbps(40×10GTDM)、80Gbps(8×10GTDM)和320Gbps(32×10GTDM)發(fā)展 。美國等發(fā)達國家的IP骨干網已經開始應用高達1600Gbps(160×10Gbps)的波分復用系統 。
2、業(yè)務現狀
IP網絡初期的目的只是為計算機間傳輸數據提供連接，因而業(yè)務單一，只有數據業(yè)務 。
目前IP網絡發(fā)展最為迅速，其數據業(yè)務量正在趕上或超過傳統的電話業(yè)務量，并且其業(yè)務類型已由數據業(yè)務發(fā)展到數據、語音通信和視頻綜合業(yè)務，其中發(fā)展最快的是IP電話業(yè)務 。
實際上IP網絡能夠高速發(fā)展的原因之一應歸功于傳統電話業(yè)務的普及 。IP網絡的早期用戶主要是大學、研究機構、團體和企業(yè)，其普及程度遠不及電話業(yè)務的普及，隨著借助電話線路撥號上網和IP網絡電話實用技術的發(fā)展，IP網絡的應用已進入家庭及個人，IP網絡也因此有了高速發(fā)展的市場驅動 。IP網絡已能夠提供接近傳統電話質量的電話業(yè)務，而IP網絡電話的成本卻只有傳統PSTN電話的10%，又有著最大的用戶群體，因此各傳統電話公司和新IP網絡業(yè)務提供商無不大力發(fā)展IP網絡電話 。IP網絡電話業(yè)務的迅速發(fā)展又促進了IP網絡的發(fā)展 。IP網絡的其它業(yè)務如數據和視頻業(yè)務目前仍然主要面對大客戶，因而相對發(fā)展較慢 。
3、協議標準
為了實現IP over ATM, 先后提出了多種協議標準 。ATM論壇開發(fā)的局域網仿真LANE標準，由IETF組織頒布的傳統的互連網層IP在ATM上的運行標準IPOA，克服了LANE和IPOA局限性的多協議信息傳輸標準MPOA，以及比LANE、IPOA和MPOA更完善的多協議標記交換MPLS。
目前版本的共享介質局域網仿真存在虛電路開銷大，能夠支持的用戶數少等缺陷，因而只適用于網絡規(guī)模不大的場合 。
IPOA則存在可擴展性問題，對其地址解析所支持的用戶規(guī)模有限制（不超過數千用戶），故也只適應于較小規(guī)模的網絡 。
MPOA有效地克服了LANE和IPOA在可擴展方面的局限性與性能的瓶頸等問題，能夠高效可伸縮地在ATM上支持多種網絡協議，支持網絡層的虛擬子網，與現有路由器網絡協同工作，存在的主要問題是如何解決具有NHRP協議的地址解析響應時間所導致的較大延遲 。
多協議標記交換MPLS是針對IPOA、LANE、MPOA等技術存在的不足而提出來的IP over ATM的解決方案 。MPLS將IP的智能和ATM的高速交換結合在一起，采用MPLS技術的網絡在轉發(fā)IP業(yè)務時，不采用逐跳轉發(fā)方式，也無需在網絡中的所有路由器進行第三層路由表的查詢，而是在網絡的邊緣進行一次路由表的查詢，然后給進入MPLS域的IP包加上一個標簽，帶標簽的IP包在網絡進行第二層交換快速轉發(fā)到MPLS標記的邊緣，再去掉標簽還原成傳統IP包進行轉發(fā)，由此大大提高了IP包的轉發(fā)速度 。

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