ＩＰ与ＡＴＭ／ＳＤＨ／ＷＤＭ技术的结合

  随着信息社会的发展和因特网用户爆炸式的增长，人们对通信方式和通信质量有了新的需求，这种需求促进了宽带骨干通信网的建设。美国在国家自然科学基金会（ＮＳＦ）的支持下，自１９９５年起开始建设甚高性能骨干业务网（ｖＢＮＳ），初期速率为１５５Ｍｂｉｔ／ｓ，１９９７年升级为６２２Ｍｂｉｔ／ｓ。该网由ＭＣＩ公司建设，横贯美国大陆，采用了ＡＴＭ上的ＩＰ（ＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭ）体制。１９９８年４月，美国副总统戈尔宣布实施Ａｂｉｌｅｎｅ计划，建设宽带ＩＰ网络。该网由Ｑｗｅｓｔ、Ｃｉｓｃｏ、Ｎｏｔｅｌ公司共同承建，采用ＳＯＮＥＴ上的ＩＰ（ＩＰ ｏｖｅｒ ＳＯＮＥＴ）体制，无ＡＴＭ层，最初速率为２．５Ｇｂｉｔ／ｓ，将向１０Ｇｂｉｔ／ｓ升级。而加拿大后来居上，１９９８年２月提出建设世界第一个光因特网，采用ＷＤＭ上的ＩＰ（ＩＰ ｏｖｅｒ ＷＤＭ）体制，不一定使用ＳＯＮＥＴ帧格式，称为ＣＡ＊ｎｅｔ３。该网最初为８个波长，每个波长上速率为１０Ｇｂｉｔ／ｓ，今后将发展到３２个波长，每个波长速率为４０Ｇｂｉｔ／ｓ。在这种情况下，美国不甘落后，又在国防高级研究计划局的下一代因特网项目中也启动了ＩＰ ｏｖｅｒ ＷＤＭ，由麻省理工学院研究ＮＧＩ－ＯＮＲＡＭＰ（Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｏｐ-ｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｆｏｒ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｕｓｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ），由Ｂｅｌｌｃｏｒｅ公司研究采用光标签交换（Ｏｐｔｉｃａｌ－Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）的光因特网。有兴趣的读者可以访问如下网站：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｕｃａｉｄ．ｅｄｕ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃａｎｅｔ２．ｎｅｔ以及ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｙｎｃｏｒｐｉｓ．ｃｏｍ／ｄａｒｐａ／ｍｅｅｔｉｎｇｓ／ｎｇｉ９８ｏｃｔ。

    正是由于因特网的壮大，ＩＰ协议获得了空前的普及，就其现有应用规模而言，已以绝对优势成为网络层协议的“霸主”。然而，目前的ＩＰ协议并不支持多优先级的服务质量（ＱｏＳ），它对所有数据都只能提供统一的尽力传输服务。但是，人们对通信服务的要求不会因此而减弱，特别对一些重要的业务，宁可支付更多的费用来获取高可靠性或高实时性。有人认为，如果能进一步利用ＷＤＭ技术开发光纤的潜在带宽，即使没有ＱｏＳ，也能满足用户需求，但这绝不是短时间内能实现的；而且，即使下层网络带宽足够，如果业务分配不合理，同样会出现网络拥塞，使得高可靠性或高实时性都不能满足。无论是ＡＴＭ、ＳＤＨ还是ＷＤＭ，从某种角度来看，正是ＩＰ屏蔽了下层网络可能提供的ＱｏＳ功能，从而造成用户无法享受高质量的服务。但由于网络层协议在数据转发时具有无法替代的重要性及其潜在的灵活性，对其加以改进，使它在一定程度上支持ＱｏＳ，仍不失为一个很好的策略。因此，本文在介绍ＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭ／ＳＤＨ／ＷＤＭ技术的同时，也对ＩＰ网络中实现服务质量的研究方案作一个比较和说明。

１ ＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭ

    １９８８年，异步转移模式（ＡＴＭ）被建议用于宽带综合业务数字网（Ｂ－ＩＳＤＮ）。ＡＴＭ技术具有以下一些特点：

   （１）采用固定长度（长度为５３字节）的称为信元的短分组，综合传输与交换不同速率的业务。分组长度较短可以使实时业务的打包时延不致过长。

   （２）定长的短分组使得交换过程易于用硬件实现，因此ＡＴＭ交换又被称为快速分组交换。

   （３）采用面向连接的方式，构成虚通路（ＶＣ）和虚通道（ＶＰ），具有类似电路交换的优点。

    过去，人们曾将ＡＴＭ宣传得过热，认为它将成为唯一的统一交换体制。由于存在巨大的既有投资，已有的各种通信体制不仅不会被轻易抛弃，而且还将有所发展，这种市场因素限制了ＡＴＭ端到端通信成本的降低。

    因特网采用ＩＰ作为其网络层协议，若同时采用ＡＴＭ作为骨干网络，则必须解决ＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭ的问题。解决方案可分为两类：一类是叠加模式，包括局域网仿真（ＬＡＮＥ）、传统的ＩＰＯＡ（ＣＩＰＯＡ）和ＡＴＭ上的多协议（ＭＰＯＡ）；另一类是集成模式，包括Ｉｐｓｉｌｏｎ公司提出的ＩＦＭＰ（Ｉｐｓｉｌｏｎ Ｆｌｏｗ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏ-ｔｏｃｏｌ）——ＩＰ交换（ＩＰ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、Ｃｉｓｃｏ公司的标记交换（Ｔａｇ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）和ＩＥＴＦ正在研究的多协议标签交换（ＭＰＬＳ）等。

但ＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭ体制存在下列不足之处：

    （１）在数据传输时，发端需要将ＩＰ分组（ＩＰ数据报）分割成ＡＴＭ信元，收端再将其复原为ＩＰ分组，而ＡＴＭ信元中的信元头就占了约１０％的开销，因此降低了其频带的利用效率。

   （２）有测量表明，几乎有一半的ＩＰ分组为４０字节或４４字节，加上其它控制字节，一个信元不能完全封装，必须采用两个信元，这样，平均的额外开销将达到２５％。

   （３）若用交换式虚电路（ＳＶＣ）来作为ＡＴＭ信元的传输路径，则需要用一段时间来建立连接。在这段时间内，待传的数据要么沿多跳的路径，按传统的ＩＰ路由进行转发；要么只好等待，直至ＳＶＣ建立完毕。无论哪种情况都会影响网络的使用效率，特别在高速网中影响越发明显。因此，一些协议采用了半固定的ＳＶＣ。

   （４）由于ＡＴＭ和ＩＰ技术存在巨大的差异，同时又力图和现有的各种网络互通，因此使该协议变得更加复杂。

   （５）随着网络传输速度的提高，ＡＴＭ拆装信元的成本也会随之有所增加。

   （６）ＴＣＰ和ＡＴＭ有着不同的拥塞控制机制，因此，在ＡＴＭ网络上如何高效地运行ＴＣＰ还需作进一步研究。

２ ＩＰ ｏｖｅｒ ＳＤＨ

    考虑到ＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭ存在的问题，人们提出了没有ＡＴＭ介入的ＩＰ ｏｖｅｒ ＳＤＨ模型。同步数字系列（ＳＤＨ）是ＣＣＩＴＴ（现为ＩＴＵ－Ｔ）的标准。在美国，对应的标准是同步光纤网（ＳＯＮＥＴ）。

ＳＤＨ技术的特点有：

   （１）采用同步复接技术，以便从高次群的数字流中分离出低次群的数字流。

   （２）帧结构中有完善的运行与维护用码，便于网络管理。

标准化的ＳＤＨ使得不同公司的产品可以互操作。目前，ＳＤＨ已获得广泛的应用，而具有自愈功能的ＳＤＨ网络也已实用化。

    ＩＰ ｏｖｅｒ ＳＤＨ将ＩＰ分组放入ＳＤＨ帧的净荷区，可分３步进行：第１步将ＩＰ分组按ＲＦＣ１６６１的要求放入点到点协议（ＰＰＰ）分组，其作用是实现错误控制和链路初始化控制；第２步将ＰＰＰ分组放入高级数据链路控制（ＨＤＬＣ）帧结构中，其作用主要是解决定界问题；第３步将ＨＤＬＣ帧放入ＳＤＨ的净荷区。因此，更准确地说，这一体制是ＩＰ／ＰＰＰ／ＨＤＬＣ ｏｖｅｒ ＳＤＨ。其帧格式。

    标记字节０１１１１１１０用于帧定界，表示一帧的开始。目前将地址字节置为全１，控制字节置为００００００１１。协议域占１６比特。帧校验序列（ＦＣＳ）采用１６比特或３２比特，后者有更强的差错检验／校正能力。而信息域中放置的是ＩＰ分组。后面的标记字节表示一帧的结束，也可表示后一帧的开始。如果其后没有ＩＰ分组，则用标记字节来填充。

    若ＩＰ分组中恰好也有字节０１１１１１１０，为了不致使收端误为是帧定界字节，发端要将ＩＰ分组中的该字节替换为双字节０１１１１１０１ ０１０１１１１０。其中，０１１１１１０１称为填充字节或回避字节；若ＩＰ分组中恰好有０１１１１１０１，则用双字节０１１１１１０１ ０１０１１１０１替换。注意这种替换中的后一字节与原字节的不同之处是第６比特（最右边是第１比特）变反了。在收端，则用逆过程来恢复发端的原有数据。

    该标准最初并未要求在上述３步中进行扰码，只要求ＳＤＨ帧在线路传输时采用帧同步控制的７位移位寄存器扰码，以产生足够的０、１变换，便于定时恢复，其生成多项式为１＋Ｘ ６＋Ｘ ７。但是，若有“黑客”在其ＩＰ分组中有意发送ＳＤＨ用的７位移位寄存器序列，则可能引起线路传输时有长连的０。改进的措施是在对ＳＤＨ的净荷进行封装之前采用自同步扰码，其生成多项式为１＋Ｘ ４３，该多项式也曾在ＡＴＭ信元放入ＳＤＨ帧之前的扰码中采用。采用自同步是为了实现简单，但是，扰码后的传输中若有一个错误，解扰后将会扩大。

图２示出了ＩＰ ｏｖｅｒ ＳＤＨ体制中的自同步扰码器在发端的位置。这有两种可能的方案：路径Ａ与路径Ｂ。路径Ａ中，扰码器放在ＨＤＬＣ的后面，该方案已被接受为标准。然而如果有“黑客”有意发０１１１１１１０或０１１１１１０１，则由于ＨＤＬＣ插入替换的双字节，流量将会加倍，增加了网络的拥塞；路径Ｂ将扰码器放在ＨＤＬＣ的前面，使“黑客”不易攻击。然而，由于此时收端的解扰过程先于ＨＤＬＣ的ＦＣＳ校验，若因线路误码使得ＦＣＳ校验出错而将该帧丢弃，则解扰时将会发生失步，造成更大的差错，解决的措施是不要丢弃有错的帧。在话音和一些实时业务中，保留有错的帧还好一些。综上所述，在设备研制时，可以灵活地考虑使用Ａ、Ｂ两种方案，也可不用扰码。

    ＨＤＬＣ要在发端插入替换字节，在收端进行反插操作，这在高速应用（如超过２．５Ｇｂｉｔ／ｓ）中实现不易，而且上述Ａ、Ｂ两方案都有不足。为此，美国朗讯公司提出一种简化的数据链路（ＳＤＬ）来替代ＨＤＬＣ。在ＳＤＬ帧中设有帧头，它包含净荷长度指示字节和帧头的循环冗余校验（ＣＲＣ）等。该帧中的信息域具有独立的ＣＲＣ。ＳＤＨ帧的定界可以用两种状态来描述：在初始捕获状态，可以用ＨＤＬＣ帧中的Ｈ４字节或曾用于ＡＴＭ的ＣＲＣ校验法来进行帧定界；在维持状态，依靠净荷长度指示值来定界，同时用帧头中的ＣＲＣ来加以确认。如果认为定界有错，则回到捕获状态。ＳＤＬ帧的长度是变化的，如果长度指示字节在传输中发生错误，将造成定界失误。为此，帧头中的ＣＲＣ具有纠一个比特错误的能力。若没有数据需要传送，则可发特定的空帧，在收端去除。此外，目前正在研究如何在帧头中加入ＱｏＳ和复接功能。这样一来，ＳＤＬ就成为ＡＴＭ的变形，但具有完全可变的信元长度。

    ＩＰ ｏｖｅｒ ＳＤＨ相对于有ＡＴＭ介入的ＩＰ ｏｖｅｒ ＳＤＨ节省了设备，但ＳＤＨ是否为最佳的载体却值得探讨：

   （１）ＳＤＨ的提出主要是为了传输多路数字电话。ＰＣＭ电话的采样频率为８ｋＨｚ，因此ＳＤＨ基本帧的重复频率也为８ｋＨｚ，即基本帧的周期为１２５μｓ。现在ＩＰ分组的传送并未使用８ｋＨｚ的重复频率，而其业务量在不久的将来又将超过电话的业务量，何必受１２５μｓ的限制？硬要将占通信主要成分的ＩＰ分组放到为电话设计的帧中去，映射问题又有一定的复杂性，是否合理呢？

   （２）现有的ＳＤＨ设备多为双向对称工作的，而ＩＰ网络中，不同方向的业务量往往不同，怎样有效地配置设备呢？

  （３）ＳＤＨ的特点是支持同步复接，对时延抖动限额的要求较高，而ＩＰ分组的传送似可以适当放松这个要求，因此，是否可以研制出更廉价的设备呢？

  （４）现在ＳＤＨ已经有很好的自愈网。因为电路交换的容量是固定的，某些自愈环设有空闲的容量只起备份作用。在这些网络上运行ＩＰ，可以将所有的空闲容量都利用起来，有利于减轻网络的负荷和拥塞。一旦网络发生故障，可将容量减小，并同时让ＩＰ网络自身的拥塞控制机制发挥作用。

  （５）ＩＰ网络中的路由器具有迭路功能，可以用来增加网络的抗毁性，若下层的ＳＤＨ网络也具有完善的自愈功能，是否存在功能的重复和浪费呢？是否可因ＩＰ网络的抗毁性而降低对ＳＤＨ网络抗毁性的要求？

    基于以上问题，人们提出了ＩＰ ｏｖｅｒ Ｆｉｂｅｒ或ＩＰ ｏｖｅｒ ＷＤＭ体制，连ＳＤＨ都可以不要或采用某些简化的方式。

３ ＩＰ ｏｖｅｒ ＷＤＭ

    光纤具有巨大的带宽，一根光纤的可用带宽达５０ＴＨｚ。而波分复用（ＷＤＭ）技术正是开发利用其潜在带宽的有效途径。密集波分复用（ＤＷＤＭ）技术使实用波长数达９６个，实验室中已达１ ０００量级。ＷＤＭ在技术上的重要性可以从以下几方面加以体现：

   （１）因电子处理存在“瓶颈”，在电时分复用时，传输速率难以超过４０Ｇｂｉｔ／ｓ。而ＷＤＭ为并行的高速传输创造了条件，可大大提高光纤带宽的利用率。

  （２）ＷＤＭ允许在不同波长上运行不同的通信协议和信号格式，从而提高了组网的灵活性。

  （３）全光网络很可能是未来社会宽带通信的重要平台，而ＷＤＭ则是实现全光网络的关键技术。

    对于ＩＰ ｏｖｅｒ ＷＤＭ，可以设想在某个通信范围（广域、城域）内，有若干的ＩＰ路由器或交换机通过光纤网络相连。初始阶段，可以采用ＷＤＭ提供点到点连接的光路。如果有些路由器间没有直通光路，则可通过其它的路由器作多跳连接。而后可以进一步采用光分插复用器（ＯＡＤＭ）和光交叉连接器（ＯＸＣ）等设备，提供可变的光路。

对于这样的光ＩＰ网，需要研究下列问题：

   （１）如何将ＩＰ分组放到光纤上去，包括帧结构、适合光传输的线路编码、光传输的再生方式等。

   （２）ＷＤＭ全光网络本身具有构成可变光路的机制，波长路由算法是研究的热点；而ＩＰ网络在网络层也有其路由机制。如果在研制过程中能对这两种机制加以结合，将有更好的发展前景，这里可能会采用ＭＰＬＳ的思想。

   （３）ＩＰ路由器可通过迭路来提高网络的抗毁性，而ＷＤＭ全光网络也在研究抗毁的问题，与ＳＤＨ类似，它们宜结合研究。

    从帧结构和线路编码的角度，有人对ＩＰ传送的最佳方案进行了研究。这里要考虑的问题包括：便于ＩＰ分组的装取，具有合适的控制和管理用码，以及有利于线路的传输。一种方案类似吉比特以太网，优点是便于和已有的大量以太网互联，从低速到高速都易找到价格较低的分／合路设备。但是，吉比特以太网的８Ｂ／１０Ｂ线路编码却不可取，因为该编码对线路速率提出了更高的要求。因此，今后可能会采用类似于ＳＤＨ中使用的同步置位式扰码；另一种方案借鉴ＳＤＨ，不过可能要作一些修改，包括开销设置以及ＩＰ分组的装取等。目前正在制定称为“Ｆａｓｔ－ＩＰ”或“Ｓｌｉｍ ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ”的成帧标准。

对于光信号传输，中继站有１Ｒ、２Ｒ、３Ｒ这３种方案。１Ｒ只是简单地将输入信号放大。现有的光放大器（如ＥＤＦＡ）已可对多个波长的信号同时放大。其优点是对信号透明，即允许任何的信号格式。但由于存在干扰积累等因素，目前光放大的级联限制为５级或６级，在线路速率为２．５Ｇｂｉｔ／ｓ时，全光传输的最长距离约为４００ｋｍ，而速率为１０Ｇｂｉｔ／ｓ时距离为２５０ｋｍ；２Ｒ通常用电处理进行幅度整形和跳变沿整形，限于数字通信，对速率有一定的透明性（但低速应用时若仍沿用高速时的带宽，将使信噪比降低）；３Ｒ在２Ｒ的基础上采用定时恢复技术进一步再定时，是完全的再生，因此需规定速率。

    网络角度的ＩＰ ｏｖｅｒ ＷＤＭ虽还在研究之中，但其实用化却未必遥远。日本ＫＤＤ公司已于１９９９年３月开始利用美国和日本之间的跨太平洋海底光缆进行ＩＰ ｏｖｅｒ ＷＤＭ的试验。

４ ＩＰ网络的ＱｏＳ

    为了使ＩＰ网络能更有效地满足各种业务的需求并能持续发展，必须对ＱｏＳ加以研究。

    通常，ＱｏＳ包含公平性、吞吐量、时延和时延抖动等参数。可以认为，前两个参数是基于连接的，而后两个参数是基于分组的。不同的ＱｏＳ类型对应着这４个参数的不同值及其误差范围，因此，以下列出的各种模型在指定分组或数据流所属的业务类型时，都需考虑这些参数。

    目前，ＩＥＴＦ已提出一些模型，归纳起来，计有综合业务／资源预留协议（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ／ＲＳＶＰ）、多种业务（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）、多协议标签交换（Ｍｕｌｔｉｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）和受限路由（Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ Ｂａｓｅｄ Ｒｏｕｔｉｎｇ）模型。

４．１ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ／ＲＳＶＰ模型

    Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ／ＲＳＶＰ模型有４个主要的功能模块：分组调度、接纳控制、数据分类和资源预留（ＲＳＶＰ即是一个在传输路径上预留资源的信令协议）。其特点有：

  （１）在传输具有可靠性和时延限制的数据之前，该模型对网络资源预留，即事先建立一条虚路径，而从传统ＩＰ网络中沿袭过来的尽力传输业务，没有特殊的可靠性和时延限制，勿需事先建立虚路径。

  （２）为了建立虚路径，用户需要提出资源预留申请，接纳控制模块将根据剩余资源的情况判定是否可以满足该申请。

  （３）资源预留完成后，当某个路由器收到一个分组时，将首先对该分组分类，并依照其类别将该分组放入相应的队列等待转发。

  （４）由于一般存在多个队列，分组调度模块将根据不同等级的ＱｏＳ要求，决定位于不同队列的分组的转发次序。

虽然该模型在一定程度上提供了ＱｏＳ，但也有如下缺陷：

  （１）网络节点需要存储的状态信息与数据流的数量成正比，这使得该模型不能应用于因特网的核心路由器。

  （２）由于资源预留必须在整条路径上有效，因此沿途的所有路由器都必须支持有关的所有功能，开销很大而且不利于从现有的网络平滑过渡。

４．２ ＤＳ模型

   为了弥补Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ模型的缺陷，人们提出了ＤＳ模型。它也有４个功能模块：分类、警管、成形和调度。它有以下改进：

  （１）该模型利用ＩＰ分组中的ＤＳ域（长为８比特）来标识该分组的优先级。不同的优先级归于不同的ＤＳ类，用户在发送数据时，可以指定ＤＳ类并把与它相对应的代码填入ＤＳ域。

  （２）由于不同的数据流可以使用相同的ＤＳ类（只要它们具有相同的优先级），因此路由器需要存储的状态信息正比于ＤＳ类的数目，这个数目远小于数据流的数目，可以用于核心路由器。

  （３）ＤＳ模型的分类、标记、警管和成形功能只需在边界设备上实现，大大减轻了其它设备的负担，非边界路由器只需根据分组上已经标明的ＤＳ类，对其进行简单的分类和调度。

    因此，ＤＳ模型易于从现有网络平滑过渡，不具备ＤＳ功能的路由器可以忽略ＤＳ类，而对所有分组都按尽力传输方式转发。

４．３ ＭＰＬＳ模型

ＭＰＬＳ在本质上是一种分组转发策略。其特点包括：

  （１）分组在进入一个具有ＭＰＬＳ功能的网络区域时，获得一个标签，然后再根据这个标签对分组进行分类和转发。

  （２）ＭＰＬＳ可以解决一些ＤＳ模型存在的问题，如当网络发生拥塞时，ＭＰＬＳ可以为分组重新选择路由，而ＤＳ模型却无能为力，因为这个新的路由不能依照传统的路由协议计算得到。

  （３）ＭＰＬＳ借鉴了不少ＡＴＭ的优点，分组头部携带的标签类似于ＡＴＭ信元头所标记的虚通道标识符（ＶＰＩ）和虚信道标识符（ＶＣＩ），分段有效，便于快速查询（甚至可以通过硬件实现），大大提高了分组转发的效率。

  （４）由于允许在分组转发时改变链路层封装，ＭＰＬＳ具有像ＭＰＯＡ那样的兼容性，易于和具有不同链路层的网络互联。

  （５）ＭＰＬＳ对标签的操作使用了堆栈（标签栈）结构。标签栈含于ＭＰＬＳ分组头中，随分组一起转发，这就使得ＭＰＬＳ可以提供十分灵活的操作。例如，某一段网络对不同的数据流进行相同的操作，则可以把这段网络看作一个隧道。在该隧道的入口处，首先向不同的数据流的标签栈的栈顶压入同样的标签，它们在隧道中转发时就被当作同一个数据流；而在隧道的出口处，将栈顶标签丢弃，露出下面的标签，就又可以恢复成了原先的多个数据流。

ＭＰＬＳ中的标签分配过程较为复杂，是按标签分配协议进行操作的。需要指出的是，ＭＰＬＳ可以与ＤＳ模型结合使用，即可在核心网络之外使用ＤＳ模型，而在其内部使用ＭＰＬＳ。

４．４ Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ Ｂａｓｅｄ Ｒｏｕｔｉｎｇ模型

    细究目前网络拥塞的原因，常常是业务量分布不均，即传统的路由协议，如路由信息协议（ＲＩＰ）、开放最短路径优先协议（ＯＳＰＦ）因总是选择最短路由，而导致业务量过分拥塞于某些路径。为了解决这个问题，业务量工程应运而生，而Ｃｏｎ-ｓｔｒａｉｎｔ Ｂａｓｅｄ Ｒｏｕｔｉｎｇ模型是该工程中最重要的部分，它具有以下特点：

  （１）对具有特殊要求的分组进行特定的路由选择，使转发这些分组的路径能满足带宽和时延限制的要求，并同时避免某些路径的拥塞，把业务量更合理地分配给不同的路径，从而提高了网络的利用率。

  （２）在选择路由时，它不仅考虑网络的拓扑，还考虑数据流的需求、链路的剩余资源以及警管等多个参数。

  （３）该模型的关键在于链路状态信息的广播以及选取合适的路由算法和计算参数。前者需要在状态信息的及时性和网络负荷之间折衷，而后者需要在计算的复杂性和路由的优化程度之间折衷。

    需要指出，ＭＰＬＳ是一种转发策略，而受限路由是一种路由算法，如果能将它们结合使用，将无疑大大提高目前ＩＰ网络的性能。

５  ＩＰ Ｏｖｅｒ ＡＴＭ／ＳＤＨ／ＷＤＭ技术的综合比较

    纵观ＩＰ与ＡＴＭ／ＳＤＨ／ＷＤＭ的结合问题，有多种不同的模型，它们都拥有各自的协议。然而，它们的共同点是都使用ＩＰ作为其网络层，由它负责分组交换时在全球范围内的路由，最下层都使用ＷＤＭ技术在光纤上进行波分复用。为了便于比较，将它们的协议层次结构综合。

    在ＩＰ与ＡＴＭ、ＳＤＨ和ＷＤＭ以不同方式结合的过程中，应尽量发挥它们各 自的优点，而同时要避免具体实现时的功能重复和相互牵制。现将它们各自的状况列于表１，以便比较。

    应当清楚，所有这些技术都是各自孤立的，它们在发展过程中或多或少地借鉴着其它技术的思想。

６ 结束语

    ＩＰ Ｏｖｅｒ ＡＴＭ／ＳＤＨ／ＷＤＭ的研究领域是一个飞速发展的领域，技术的停滞便意味着市场的丧失。任何一种技术想要在激烈的竞争中生存下来，都必须不断地追求自身的完善和与其它技术的兼容，而ＷＤＭ作为最下层的平台，将为它们的发展创造条件。虽然这里面临着很多技术难题，但随着理论研究和性能测试的结合，以及协议标准的完善，相信在不久的将来，用户将会体验到一个新的因特网，它定能更好地支持实时业务和数据业务，平均费用也更为低廉。

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（收稿日期：１９９９－０３－２５）

[摘要] 文章介绍了ＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭ、ＩＰ ｏｖｅｒ ＳＤＨ、ＩＰ ｏｖｅｒ ＷＤＭ以及在ＩＰ网络上运行综合业务和多种业务的有关技术问题。

[关键词] ＡＴＭ上的ＩＰ ＳＤＨ上的ＩＰ ＷＤＭ上的ＩＰ 服务质量

[Abstract] Ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｏｉｎｔｓ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐ-ｍｅｎｔ ｏｆ ＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭ，ＩＰ ｏｖｅｒ ＳＤＨ，ＩＰ ｏｖｅｒ ＷＤＭ，ａｎｄ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｏｖｅｒ ＩＰ ｎｅｔ-ｗｏｒｋｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．

[Keywords] ＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭ ＩＰ ｏｖｅｒ ＳＤＨ ＩＰ ｏｖｅｒ ＷＤＭ Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ