一 、寬帶IP技術的發展動態
1 IP Over ATM
IP Over ATM技術的核心問題在于它只對數據流的第一個數據包進行路由地址處理，按路由轉發，接著根據已計算的路由在ATM網上建立虛電路VC，以后的數據包沿著VC以直通（Cut－Through）方式進行傳輸，不再經過路由器，從而將數據包的轉發速度提高到第二層交換程度。IP Over ATM的分層模型和網絡體系結構如圖1所示。
用ATM來承載IP業務，大抵可以分為兩類：一類為迭加模式，另一類為集成模式 。
（1）迭加模式指的是IP網的尋址是迭加在ATM尋址基礎上的，通俗一點說，在迭加模式中ATM的尋址方式不是變的。IP地址在邊緣設備中映射成ATM地址，IP包據此傳向另一端邊緣設備。迭加模式的最大特點是在ATM網中不論是用戶網絡信令還是網間信令均不變，對ATM網來說IP業務只是它承載的業務之一，ATM的其它功能照樣存在，不受影響。最典型的迭加模式有局域網仿真（LANE）、經典地在ATM上傳送IP（CIP OA—classical IP over ATM）和ATM上的多協議（MPOA—multiprotocol over ATM）等 。
（2）集成模式指的是將IP網設備和ATM網設備集成在一起。在集成模式中，ATM網的尋址已不再是獨立的，將受到IP網設備的干預。在集成模式下，IP網的控制設備一般可稱為IPC，它既具有傳統路由器的功能，能完成IP網的路由功能，又具有控制建立ATM虛通路的能力。IPC是一個邏輯功能塊，它可以是一個獨立的物理設備，也可以是ATM交換機中的一個功能模塊，但它是必不可少的。ATM交換設備一般仍為普通ATM交換機，但已有重大的改變，最大的變化是信令（UNI和NNI），它們之間的信令已不再是ATM Forum或ITU－T的信令，而是一套特別的控制方式。其目的在于能快速建立連接，以滿足無連接IP業務快速切換的要求。
迭加模式和集成模式是按ATM信令來分類的，不能反映網絡的整體性能。從網絡整體性能角度出發，ATM可以有兩種方法來支持IP over ATM。
（1）ATM作為鏈路。使用ATM的永久性虛通路將地域上分離的路由器連接起來，這里ATM的永久性虛通路取代了傳統的專線，這種工作方式即為以ATM作為鏈路來承載IP業務。在這種工作方式中，ATM只是作為鏈路將若干路由器連起來，它不參與IP網的尋徑功能，因而這種IP網實質上仍是一個路由器網，不改變IP網的整體性能，只是提高了某些部分的傳輸速率而已。
（2）ATM作為網絡。這種方法是ATM網以網絡形式來支持IP over ATM。在此場合下，ATM參與了IP網的尋徑功能。由于ATM的尋徑及其它指標大大優于普通路由器，因而以網絡形式來支持IP網（IP over ATM），可以顯著提高IP網的性能，不僅提高了傳輸速率，也大大縮短了傳輸時延。以網絡形式來支持IP網（IP over ATM）的最合理算法是MPLS。MPLS是一種拓撲驅動的算法，它和無連接的IP傳輸非常適應。基于MPLS算法的ATM上的IP網是一種很好的IP網的組織形式，可構成一個主干物理通信平臺多業務同時應用的十分理想的格局，并且能從整體上提高IP的性能。
盡管IP over ATM，特別是ATM以網絡形式來支持能獲得很好的網絡整體性能，但IP over ATM的技術進展比較慢，尤其是MPLS的標準化工作尚需時日，這使得ATM仍不能滿足業務高速發展對帶寬的要求，從而導致IP over SDH技術的出現。應當特別注意IP over ATM和IP over SDH具有各自的適應面。
2 IP Over SDH／SONET
IP over ATM技術相對來說比較成熟，已在許多電信廠商的骨干網中得到了成功的應用。不過，近來業界對IP網骨干網的建設提出了更新的解決方案，即跳過ATM網而采用IP over SDH的技術，直接在SDH上構建IP網。
二 IP over DWDM
1從IP over SONET/SDH到IP over DWDM
為了盡快緩解因特網的帶寬壓力,1997年下半年推出了IP over SONET/SDH技術，并受到了不少公司青睞。像Sprint、GTE Internetworking這樣的著名通信公司以及像UUNet和AOL這樣的大型ISP都宣布要建立全國范圍的IP over SONET/SDH骨干網，在美國的下一代Internet中也采用了這一技術。但事隔不到一年，美國Sprint和Frontier于1998年8月宣布要建設OC-48的“IP over DWDM”，即光因特網。有120多個成員的加拿大科研、工業、教育促進網(CANARIE)于1998年8月15日宣布要與貝爾加拿大組成財團建設世界上第一個全國性光因特網CA*net3。該網的總投資估計要超過1.2億美元。1998年加拿大政府預算為該項目撥款5500萬美元。CA*net3初期為加拿大的研究院所和大學服務，以支撐加拿大的高科技部門，但最終將用于加拿大全體公民，商用化只是時間問題。參加該項目的公司有Cisco Systems Canada Co.、JDS Fitel、Newbridge Networks Co.和Nortel。由于CA*net3的容量巨大，足以傳送多媒體業務，故能開展許多當今其它網上無法開展的醫療、研究、教育和商業應用。加拿大政府已把它視為加拿大下一世紀發展“數字經濟”的重要基礎。CA*net3是加拿大第三代Internet骨干網。第一代網叫CA*net3是加拿大第三代Internet骨干網。第一代網叫CA*net，為了升級1994年加拿大建了一個國家試驗網，是世界上最大的高速ATM網之一；1997年引入了第二代網CA*net2，與美國的Internet2一樣，采用ATM和SONET技術。CA*net3則直接在光上運行，取消了ATM和SONET兩層電氣層，從底層開始就承載IP業務，DWDM光纖上實現光波長鏈路層連接。由于結構簡化，使速度和效率明顯提高。CA*net3采用32波長，最高容量為40Gbit/s，超過世界上任何現有因特網的速度，下載2個半小時的電影“泰坦尼克號”只需1/15s。
為什么第二代網與第三代網之間相隔才不到一年時間呢？這主要是因為因特網業務仍在急劇增長，現每月增長10%左右，每6～9個月翻一番，這意味著到2001年美國需要35Tbit/s的網絡容量，加拿大需要3Tbit/s，目前，一些ISP已經在建OC-48IP網，也許用不了多久就需要OC－192或OC-768的IP網。例如，美國的UUnet公司1996年初首建OC-3網，1997年初又建OC-12網，1998年末需建OC-48網，1999年末將建N×OC-48網，每年上一個臺階。用戶則開始定購OC-12的IP本地環路，例如MCI已開始連接第一批OC-12用戶，Microsoft已定購3×OC-12SONET作因特網接入。而未來的趨勢表明IP業務將持續快速增長，因為：隨著諸如Inetrnet2和CA*net2（加拿大網）之類第二代網的發展會出現許多新的應用；IP電話可能發展很快；新的經濟型無分路器ADSL有可能像現在的調制解調器那樣普及，網絡容量就須增加100～1000倍;目前尚處于早期階段的機對機應用（如生物信息傳送、IP應用、異地備份、Web緩存、多播饋送、新聞饋送、批處理、數據庫同步、電子信箱；將來的應用還包括分布式人類染色體組排序、地－空數據庫映射、天體成像、數據庫挖掘等）將對網絡和帶寬提出進一步的要求。預計到2001年，整個北美的數據業務量（主要由因特網業務構成）將超過話音，到2005年話音業務將僅占全部業務的1%。在這種情況下，顯而易見，需要更高速、更簡單、更靈活、帶寬利用更有效的組網技術來解除骨干網的壓力。
如果像預計的那樣，在不久的將來，IP業務成為主導業務的話，網絡設計針對IP業務進行優化顯然是合乎邏輯的。關于什么是傳送IP業務的最佳技術，業界是有很大爭論的。通信公司通常傾向于用ATM作為公共網絡技術，而因特網方面則認為對傳送IP最優的網絡是最好的解決方法，因為很快一切應用都將安放在IP上。雖然從保證服務質量和良好的業務工程管理來看，ATM很可能是最適合的技術。但如果對大部分因特網業務而言，只是要求提供“盡力”或“保證”傳送的服務，那么能提供大容量IP通道的技術可能是最適宜的技術。正好在過去的一年中，WDM、千兆比以太網、千兆比/兆兆比交換選路技術取得了長足進步，為發展光因特網創造了條件。基于WDM光因特網是同時能把IP over ATM和IP over DWDM這兩種解決方案納入一個網絡結構的技術。所以，它被一些大公司選作新一代的因特網技術，像一顆新星正在升起。
2什么是光因特網
光因特網也叫IP網或IP over DWDM。簡言之，直接在光上運行的因特網就是光因特網。在光因特網網中，高性能路由器通過光ADM或WDM耦合器直接連至WDM光纖，光纖內各波長是鏈路層互連的。高性能路由器取代傳統的基于電路交換概念的ATM和SONET/SDH電交換與復用設備(見圖1)，成為關鍵的統計復用設備，用作主要的交換/選路設備，由它控制波長接入、交換、選路和保護。因此，光因特網是一個真正的鏈路層數據網，可以通過指定波長作旁路或直通連接，網絡的業務工程（traffic engineering）可以只在IP層完成。由于使用了指定的波長，在結構上將更加靈活，并具有向光交換和全光選路結構轉移的可能。高密度WDM系統使我們能對電信業務進行光復用，一部分波長被指定用于高帶寬IP光網，即IP over WDM，它可能用于高業務量的“盡力”傳送的機對機業務；另一部分波長被指定用于ATM光網，即IP over ATM，它可能用來支持VPN和執行重要任務的IP網；還有一部分波長則被指定用于傳統的SONET/SDH業務，即IP over SONET/SDH，它可能用來集中和傳送傳統的IP網業務。光復用網的吸引力在于通信公司可以基于用戶的特定需求向用戶提供一整套服務和協議。
