宽带通信网的发展

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1、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

2、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：FrameRelay），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

3、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:AsynchronousTransferMode）[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

4、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

5、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：MultiprotocolLabelSwitching）[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AT

6、M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

7、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。　　2.4IP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点的路由，IP路由器根据目的IP地址和保存的路由表实现IP分组的逐跳（hopbyhop）转发，直到目的节点。　　最初，IP技术主要是为