為了適應數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，尤其是Internet上急劇增長的業(yè)務需求以及解決隨之而生的網(wǎng)絡擁塞、時延和服務質量問題，Internet骨干網(wǎng)需要重新設計以具備高速、擴展、安全和適應多類型業(yè)務的特點。ITU-T(國際電信聯(lián)盟)、IETF(Internet工程任務組)以及ATM(異步傳輸模式)論壇等國際標準化組織正在聯(lián)合眾多的網(wǎng)絡設備開發(fā)商、制造商以及網(wǎng)絡業(yè)務供應商們，共同尋找一種建設、改造Internet骨干網(wǎng)的方案：
在各種IP技術方案中IP over ATM(異步傳輸模式上傳送IP)、IP over SDH(光同步傳輸模式上傳送IP)、IP over WDM(波分復用傳送IP)等技術應運而生，成為未來Internet技術、多媒體通信網(wǎng)絡技術的競爭焦點，同時也成為關注的熱點。然而，經(jīng)研究和實踐發(fā)現(xiàn)：當IP業(yè)務繁忙時或出現(xiàn)大量不均衡、突發(fā)性業(yè)務時，會發(fā)生ATM降載，主干網(wǎng)路由器不堪負荷也會引起整個系統(tǒng)停機。再加上IP over ATM的網(wǎng)絡體系結構比較復雜、傳輸效率低 、開銷損失大(達25%～30%)的缺點，使人們把眼光轉向了IP over SDH。
1 什么是IP over SDH
所謂IP over SDH，即以IP over SDH網(wǎng)絡作為IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的物理傳輸網(wǎng)絡，并使用鏈路適配及成幀協(xié)議(PPP)對IP數(shù)據(jù)包進行封裝，然后按字節(jié)同步的方式把封裝后的IP數(shù)據(jù)包映射到SDH的同步凈荷封裝(SPE)中，按其各次群相應的線速率進行連續(xù)傳輸。
2 IP over SDH與路由器的關系
IP over SDH技術的實現(xiàn)需要高速路由器和PPP協(xié)議，采用的仍然是傳統(tǒng)路由器的逐包轉發(fā)方式。其基本思路是將路由計算與包的轉發(fā)分開，采用緩沖技術、硬件芯片快速處理技術、以ATM信元交換矩陣作為路由器內部體系構架的交換路由技術，將路由器包的逐包轉發(fā)速度控制到與第二層交換的速度相當。它無須利用廣域網(wǎng)上的ATM交換機來建立虛電路VC.
為保證路由與SDH設備之間的互操作性，路由器卡應支持下述SDH開銷字節(jié)功能：
用于自動保護倒換(APS)的Ｋ1、Ｋ2字節(jié)，允許路由器與路由器之間、路由器與ADM之間進行倒換;
通過蹤跡字節(jié)(Ｊ1)可由路由器卡來插入和監(jiān)視;·差錯監(jiān)視字節(jié)(Ｂ1、Ｂ2和Ｂ3)、復用段遠端差錯指示字節(jié)(Ｍ1)和通道狀態(tài)字節(jié)(Ｇ1)可由路由器)來插入和監(jiān)視;
路由器應對SDH的段、線路和通道進行告警和性能監(jiān)視; 路由器卡從SDH系統(tǒng)提取要定時。
IP over SDH中以鏈路方式來支付Liternet網(wǎng)絡，不能參與Internet網(wǎng)絡的尋址。它的作用是將路由器以點到點的方式連接起來，提高點到點之間的傳輸速率。它并沒有從總體上提高Internet網(wǎng)絡的性能，這種Internet網(wǎng)絡本質上仍是一個路由器網(wǎng)。Internet網(wǎng)絡整體性能的提高將取決于路由器技術是否有突破性進展，因而這種技術的核心是千兆比線速路由交換機(千兆比特高速路由器)。
目前不少網(wǎng)絡設備公司已推出基于IP over SDH技術的交換路由器產品，如Cisco千兆位交換路由器GSR12000、Ascend千兆位路由轉發(fā)器GRF、Lucent于1998年推出的Packet star千兆位路由器等。這些設備在交換功能方面引入了ATM技術，與傳統(tǒng)路由器相比，在技術方向有了重大突破，表現(xiàn)在吞吐量大(達60G bps)和傳送時延小(14～40μs)，為IP over SDH的實現(xiàn)奠定了基礎。但是，千兆比特高速路由器在實現(xiàn)第2層交換與第3層選路的綜合的同時，也帶來了設備的復雜性。此外，這種突破性技術尚不能廣泛應用于普通路由器。因而除非網(wǎng)絡上的全部路由器都能采用千兆比特速路由器技術，否則仍難以從整體上提高Internet網(wǎng)絡的水平。所以，IP over SDH主要用于在干線上疏導高速率數(shù)據(jù)流。
3 簡化的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議(SDL)
在IP/PPP/HDLC/SDH中，基于HDLC的幀定界協(xié)議存在一些問題，主要表現(xiàn)在：用戶使用HDLC幀時，網(wǎng)管需要對每一個輸出字節(jié)都進行監(jiān)視，當用戶數(shù)據(jù)字節(jié)的編碼與標志字節(jié)相同時，網(wǎng)管需要進行填充操作。在輸入端，網(wǎng)管也需要對輸入的幀進行監(jiān)視，以進行去填充操作。這種填充與去填充操作不僅使數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn)變得復雜，而且方便一些惡意用戶故意在用戶數(shù)據(jù)字段插入標志字節(jié)，從而使實際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包長度增長，引起帶寬管理問題。
為此，Lucent提出了一個新的成幀協(xié)議，稱為簡化的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議SDL，以此代替當前所使用的PPP/HDLC協(xié)議。
SDL用于對同步或異步傳送的可變長度的IP數(shù)據(jù)包進行高速定界，可以運用于OC48/STM 16以上速率的IP over SDH。SDL幀由數(shù)據(jù)字段長度指示符、QoS字段、CRC字段和用戶數(shù)據(jù)字段等部分組成。
4 IP over SDH技術的優(yōu)缺點
IP over SDH相對于IP over ATM傳輸方式具有更高的傳輸效率，更適合于組建專門承載IP業(yè)務的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。其主要優(yōu)點為：
1)IP數(shù)據(jù)包通過PPP協(xié)議直接映射到SDH幀結構上 ，省去中間的ATM層，簡化了IP網(wǎng)絡體系結構，提高數(shù)據(jù)傳輸效率;
2)將IP網(wǎng)絡技術建立在SDH傳輸平臺上，可以很容易地跨越地區(qū)和國界，兼容各種不同的技術和標準，實現(xiàn)網(wǎng)絡互連;
3)可以充分利用SDH技術的各種優(yōu)點，如自動保護切換APS，保證網(wǎng)絡的可靠性;
4)有利于實施IP多點廣播技術(IP Multicasting);
5)適用于IP骨干網(wǎng)。
但是，IP over SDH技術仍具有以下不足之處：
1)不適于集數(shù)據(jù)、語音、圖像等的多業(yè)務平臺;
2)目前IP over SDH技術一般可進行業(yè)務分級(CoS)，尚不能像IP over ATM技術那樣提供較好的服務質量QoS;
3)對大規(guī)模的網(wǎng)絡，需處理龐大、復雜的路由表，而且路由表查找困難，路由信息占用較大的帶寬;
4)尚不支持虛擬專用網(wǎng)(VPN)和電路仿真;
5)網(wǎng)絡擴充性能較差，不如IP over ATM技術那樣靈活。
5 結論
1)IP over SDH技術是目前建設和改造Internet骨干網(wǎng)的首選方案。
2)IP over SDH能使IP數(shù)據(jù)包通過PPP協(xié)議直接映射到SDH幀結構上，省去中間的ATM層，簡化了IP網(wǎng)絡體系結構，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。
3)將IP網(wǎng)絡技術建立在SDH傳輸平臺上，可以很容易地跨越地區(qū)和國界，兼容各種不同的技術和標準，易于實現(xiàn)網(wǎng)絡互聯(lián)。
4)目前，國內外廣泛建設的SDH環(huán)境為IP over SDH的實施創(chuàng)造了良好的條件。隨著千兆高速路由器的進一步成熟和ＩＰ業(yè)務的進一步增大，對IP over SDH的應用會越來越廣泛。
