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。
構成光因特網的網元包括：光纖、激光器、EDFA、光耦合器、電再生中繼器、轉發器、光分插復用器、交叉連接器與交換機。非零色散偏移光纖（NZDSF）最適宜WDM，因其色度色散的非線性效應小。高性能激光是WDM系統中最貴的器件。EDFA多數都是寬帶的，能同時放大WDM的所有波長，因對平坦增益的要求很高，在經過6個左右光放大器之后就需要做一次電放大。所以，在OC-48速率，光跨度可達400km,在OC-192可達250km。光耦合器是用來把各波長組合在一起和分解開來的，起到復用和去復用的作用。在長途WDM系統中需要電再生中繼器，再生分三級：R1、R2、R3。R1再生是數據透明的，并對脈沖重新成形；R2再生對脈沖重新成形，對時鐘重新定位；R3現生對數據分組重新形成格式。轉發器用來變換來自路由器或其它設備的光信號，并產生要插入光耦合器的正確波長光信號。光分插復用器、光交叉連接設備在長途WDM系統中廣泛使用。光交換機可以使ADM和交叉連接設備作動態配置。
圖2是光因特網的基本結構。光纖直接連光耦合器，耦合器把各波長分開或組合，其輸入輸出都是簡單的光纖連接器，把原波長內的數據送給SONET/SDH設備或高性能路由器。光因特網最大的優點之一是可以適應IP數據業務的不對稱性，不同波長上的數據速率可以不同。另一特點是光纖環的兩側都能使用，使路由可獲得全部帶寬，在傳大突發數據時就不需要緩存，也不會有分組丟失，只有當光纖斷裂時才會發生分組丟失。網內有工作光纖和保護光纖，保護光纖中的閑帶寬在業務高峰時也可用來傳數據，不會引入抖動、時延或分組丟失。恢復工作在IP層而不在物理層上完成。在光纖斷裂，對抖動和時延敏感的實時業務可給以高的優先級。使用工作光纖和保護光纖的另一優點是可以建立“直通”或“旁路”波長。
由于長途WDM系統的造價高，故在業務量達到足夠高之前可以使用混合光因特網，以節省成本。大業務量的數據在光鏈路上送，小業務量的數據在ATM PVC或SONET/SDH OC-x上送。或者兩中心節點之間的大業務量數據在WDM波長上送，ATM PVC或SONET/SDH OC-x則用于光纖斷裂時的業務恢復。
3光因特網的好處
首先，光因特網與ATM相比，ATM網在綜合傳送各種業務時是最優的，但對IP業務而言，ATM不是最優的。ATM在網絡工程設計方面有高度靈活性，易于支持VPN和各種服務類別；ATM在業務工程方面也有很強的能力，它允許我們為不同的業務類型建立“清晰”的通道，根據業務負荷、擁塞及其它情況提供各種鏈路，但付出的代價是復雜性。ATM的另一不利因素是由于SVC建立時間長而損失了帶寬利用率。因為SVC的建立時間比網絡轉接時間長，在其建立時間內要在SVC上傳送的數據必須緩存到SVC建立之后，故在此期間即使網上有容量，也無法用來傳數據。隨著帶寬越來大，SVC建立時間所代表的空閑帶寬也就越大，甚至超過了原來要傳的數據量。
因此，如與兆兆比路由器相比，ATM過于復雜，在吞吐量方面又沒有特別改善，那么在大型骨干網中IP over ATM over WDM就沒有優勢了。如果主導業務是IP，那么ATM網只能增加復雜性，使網絡提供者在管理方面增加成本。然而，直接把路由器和WDM光纖相連的光因特網卻變得更有利了。
光因特網與SONET/SDH相比，SONET/SDH的一大優點是它的恢復能力,但需復雜的鏈路管理。在光因特網中，SONET/SDH層中的復雜鏈路管理就未必需要。因為保護和恢復能力是因特網固有的分布式存活能力的一部分，因此如果IP層能單獨承擔存活能力，就不需要在因特網結構底下再設一層存活能力。另外，當初開發SONET/SDH網的一個原意是使整個網絡同步，更加牢靠。現在利用GPS也能經濟地達到同步目的。而且隨著IP技術的滲透，網絡變得越來越能容忍定時差錯，因此可以省去SONET/SDH這一中間層。在光因特網中，讓路由器直接與WDM波長相連有一很大的優點，即路由器可在光纖環兩側使用幾個波長，對IP業務進行負荷分擔，有可能使因特網鏈路的帶寬利用率加倍，而增加的成本很少。萬一光纖斷路，可以把IP業務放到一條能用的光纖上去送，或者放到另一完全不同的路徑上去重新選路。由于因特網數據具有自相似性，故光纖斷裂的后果在數據網環境下不如在傳統電信網環境下嚴重，可以通過流量控制、緩存和重新選路等技術來加以補償。
此外，在光因特網中，路由器可以建立不對稱的收發波長，來平衡出入網絡的業務。SONET/SDH網在設計時總是考慮收發業務是平衡的，因此對不對稱業務流它不是最優的。
與基于電路交換的WDM光交換相比，在光因特網中，處于網絡邊緣的路由器，而不是處于網絡核心的光交換設備將成為對分組進行選路和交換的主要智能設備。所以將來引入光交換時不必使用過于復雜的交換技術，可縮短光電路的建立時間，網絡管理也相對簡單。
