宽带通信网的发展new.docVIP

宽带通信网的发展过程、现状和发展趋势 　1 引言　　通信是目前发展最快的领域之一，它是人们工作和生活必不可少的工具，也是现在和未来经济发展的基础平台之一。通信网络的发展经历了由窄带到宽带、由人工到智能、由单业务到综合业务的发展过程。21世纪，通信网络向提供宽带化、个人化、分组化和综合化方向发展的趋势更为明显。而目前技术发展和需求增长最快的是Internet和移动通信。　　宽带通信网是一种全数字化、高速、宽带、具有综合业务能力的智能化通信网络。宽带通信网的显著特点就是在信息数据传输上突破了速度、容量和时间空间的限制。宽带通信网络可大致分为宽带骨干网络和宽带接入网络两个层面。本文分别从宽带骨干网络和宽带接入网络两个层面介绍通信网络技术的发展历史、现状，讨论了宽带通信网络的发展趋势。　　2 宽带骨干网络技术　　较早出现的宽带骨干网络的分组交换技术有X.25、帧中继，到后来的IP、ATM以及MPLS技术，经过几十年的发展，目前，IP技术成为主流的宽带网络技术，未来将朝着以光互联网技术为主流技术的超宽带信息网络方向发展。　　2.1 帧中继　　帧中继（FR：Frame Relay），是一种面向连接的快速分组交换技术。是八十年代初发展起来的一种数据通信技术，它是从X.25分组通信技术演变而来的。由于传输技术的发展，数据传输误码率大大降低，分组通信的差错恢复机制显得过于繁琐，帧中继将分组通信的三层协议简化为两层，即在OSI第二层以简化的方式传送数据，仅完成物理层和链路层核心层的功能，网络不进行纠错、重发、流量控制等，而将这些功能留给智能终端去处理。从而大大缩短了处理时间，提高了效率。但帧中继的最大问题是没有业务质量等级的相关规定，不能确保高业务的QoS要求。　　2.2 异步转移模式　　异步转移模式（ATM:Asynchronous Transfer Mode）[1]是一种快速分组交换技术，ITU-T推荐其为宽带综合业务数据网B-ISDN的信息传输模式。ATM将信息组织成信元，其包含的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。　　ATM信元是固定长度的分组，共有53个字节，分为2个部分。前面5个字节为信头，主要完成寻址的功能；后面的48个字节为信息段，用来装载来自不同用户，不同业务的信息。话音、数据、图像等所有的数字信息都要经过切割，封装成统一格式的信元在网中传递，并在接收端恢复成所需格式。由于ATM技术简化了交换过程，去除了不必要的数据校验，采用易于处理的固定信元格式，所以ATM交换速率大大高于传统的数据网，如x.25，DDN，帧中继等。　　ATM网络采用了一些有效的业务流量监控机制，对网上用户数据进行实时监控，把网络拥塞发生的可能性降到最小。对不同业务赋予不同优先级，网络对不同优先级的业务分配不同的网络资源。因此，ATM提供对话音、图像等实时业务的QoS保证。　　尽管ATM具有交换速度快、具有流量控制功能、提供服务质量保证和灵活的带宽分配等优点，但ATM的开销大，协议复杂，使得ATM设备的成本高，维护复杂。　　2.3 多协议标签交换　　多协议标签交换（MPLS：Multiprotocol Label Switching）[2]属于第二层与第三层之间的一种交换技术，它引入了基于标签的机制，把选路和转发分开，由标签来规定一个分组通过网络的路径，数据传输通过标签交换路径（LSP）完成。　　MPLS网络由核心部分的标签交换路由器（LSR）、边缘部分的标签边缘路由器（LER）组成。LSR可以看作是ATM交换机与传统路由器的结合，由控制单元和交换单元组成；LER的作用是分析IP包头，决定相应的传送级别和标签交换路径（LSP）。由于MPLS技术隔绝了标签分发机制与数据流的关系，因此，它的实现并不依赖于特定的数据链路层协议，可支持多种的物理和链路层技术（IP/ATM、以太网、PPP、帧中继、光传输等）。MPLS使用控制驱动模型初始化标签捆绑的分配及分发，用于建立标签交换路径（LSP），通过连接几个标签交换点来建立一条LSP。一条LSP是单向的，全双工业务需要两条LSP。同时，MPLS支持流量工程和业务的服务等级。　　由于MPLS结合了传统IP和ATM技术，具有实现简单，交换速度快和支持流量工程和业务的服务等级等优点，因此，MPLS受到人们的普遍重视。　　2.4 IP网络技术　　人们提出IP技术的动机是为了实现异种网络之间的互连，以达到资源共享和交换数据的目的。IPv4通过为网络节点分配一个32位的IP地址来达到唯一标识节点的目的，用户数据封装在IP分组中，为了将IP分组由源节点投递到目的节点，IP通过路由协议建立源节点到目的节