[工学]基于ip的宽带多媒体通信网络

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1、基于IP的宽带多媒体通信网络班级：学号：姓名：随着基于IP的业务种类的增加，采用基于IP的宽带网络技术建立支持多媒体业务的统一网络平台已经成为一种经济的、高效率的做法。基于IP的宽带网络是以光纤为传输介质，大容量的密集波分复用(DWDM)为传输通道，SDH/SONET、ATM或千兆以太网为组网模式，第三层/第四层路由交换机为交换平台，综合提供基于IP的各种多媒体业务的数据通信网络。在运行实时业务时能保证服务质量，可以提供数据、语音、视频的综合传输业务。新一代的宽带网络技术必须建立在当前最先进的网络传

2、输和交换的基础上。目前实现宽带的IP网络的典型技术有4种：IPoverATM、IPoverSDH、IPoverWDM、IPoverDWDM等。1.1IPoverATM1.21.3IPoverWDMIPoverSDH1.1IPoverATM技术1.ATM技术的特点ATM是建立在电路交换和分组交换的基础上的一种面向连接的快速分组交换技术。ATM采用定长分组作为传输和交换的单位。这种定长分组叫做信元(cell)。ATM名词中的“异步”是指将ATM信元“异步插入”到同步的SDH比特流中。SDH传送的同步比

3、特流被划分为一个个固定时间长度的帧（是时分复用的时间帧，而不是数据链路层的帧）。每一个用户发送的ATM信元在每一时分复用帧中的相对位置并不是固定不变的。ATM的主要优点：选择固定长度的短信元作为信息传输的单位，有利于宽带高速交换。信元长度为53字节，其首部（可简称为信头）为5字节。能支持不同速率的各种业务。所有信息在最低层是以面向连接的方式传送，保持了电路交换在保证实时性和服务质量方面的优点。ATM使用光纤信道传输。由于光纤信道的误码率极低，且容量很大，因此在ATM网内不必在数据链路层进行差错控制和

4、流量控制(放在高层处理)，因而明显地提高了信元在网络中的传送速率。ATM的缺点信元首部的开销太大，即5字节的信元首部在整个53字节的信元中所占的比例相当大。ATM的技术复杂且价格较高。ATM能够直接支持的应用不多。10千兆以太网的问世，进一步削弱了ATM在因特网高速主干网领域的竞争能力。2.IPoverATM技术基本原理和工作方式：将IP数据包在ATM层全部封装为ATM信元，以ATM信元形式在信道中传输。当网络中的交换机接收到一个IP数据包时，它首先根据IP数据包的IP地址通过某种机制进行路由地址处

5、理，按路由转发。随后，按已计算的路由在ATM网上建立虚电路（VC）。以后的IP数据包将在此虚电路VC上以直通（Cut-Through）方式传输，再经过路由器，从而有效地解决了IP的路由器的瓶颈问题，并将IP包的转发速度提高到交换速度。IPoverATM必须解决的问题：(1)ATM的通信方式是面向连接的，而IP是面向无连接的，要在一个面向连接的网上承载一个面向无连接的业务，有很多问题需要解决，如呼叫建立时间、连接持续期等等；(2)ATM是以ATM地址寻址的，IP通信是以IP地址来寻址的，而IPove

6、rATM是以ATM网络来承载IP数据包的，因此，IP地址和ATM地址之间的映射是一个很大的难题。IPoverATM分层模型与封装示意图从目前看来，用ATM承载IP业务有相当广的发展前景，因而提出了许多种解决方案，分为两类：迭加模式、集成模式。(1)迭加模式指IP网的寻址是迭加在ATM寻址的基础上的，即在迭加模式中ATM的寻址方式是不变的，IP地址在边缘设备中映射成ATM地址，IP包据此传向另一端边缘设备。特点：在ATM网中不论是用户网络信令还是网络间信令均不变，对ATM网来说，IP业务只是它承载的业

7、务之一，ATM的其他功能照样存在，不受影响。优点：采用标准的ATMForum或ITU-T的信令标准，与标准的ATM网络及业务兼容。缺点：传送IP包的效率较低。迭加模式的典型技术：局域网仿真（LANE）、在ATM上传送的传统的IP（CIPOA)、ATM上的多协议（MPOA）等。LANE协议结构LANE的组成逻辑配置(2)集成模式集成模式是指将IP网设备和ATM网设备集成在一起。在集成模式中，ATM网的寻址已不再是独立的，受到IP网设备的干预。IP网的控制设备一般可称为IPC，它具有传统路由器的功能，能

8、完成IP网的路由功能，并具有控制建立ATM虚通路的能力。集成模式的实现技术：IPSwitch:IP交换技术Ipsilon公司提出TagSwitch:标记交换技术Cisco公司提出MPLS:多协议标签交换技术IETF推荐IPSwitch结构图ATM与IPSwitch地址映射比较TagSwitch网络工作示意图MPLS的网络结构3.IPoverATM的特点优点：（1）由于ATM技术本身能提供QoS保证，因此可利用此特点提高IP业务的服务质量。（2）具有良好的流量控制均